本文摘自《消失的真實：現代社會的思想困境》，作者：金觀濤著，36氪經授權發(fā)布。
現代科學的建立，是最基本的普遍可重復受控實驗的發(fā)現，并在此基礎上建立公理系統(tǒng)。在此過程中，存在著公理的完善以及原有公理系統(tǒng)的修正，與此相伴的必定是整個理論系統(tǒng)的改建，這就是人們常說的科學革命。然而，只要這一過程完成，我們就會看到科學革命的終結。事實上，在光速不變、等效原理、量子力學的測量公理加入經牛頓擴大的歐幾里得幾何學公理系統(tǒng)后，現代科學已經建立在一些最基本的普遍可重復受控實驗之上。相對論和量子力學成為科學真實的最終基礎。
一旦理解了科學真實的本質，我們就可以斷言：科學發(fā)現的邏輯既不是波普爾那種對“可能被證偽之猜測”的提出和反駁，也不是庫恩所說的“在某種范式指導下的解謎工作”或“創(chuàng)造新范式”，而是對普遍可重復受控實驗的發(fā)現和擴張。因為數學是對普遍可重復受控實驗結構的符號表達，它通過在人們心靈中一次次預演受控實驗，從而推動現實中受控實驗的迭代和擴張。換言之，數學研究是和科學研究同構的過程，當相應符號還沒有指涉經驗對象時，數學家是在進行受控實驗結構的“非經驗探索”，但這種研究總有一天可以和受控實驗聯(lián)系起來。
這樣，隨著現代科學基礎的奠定，科學發(fā)現的邏輯主要表現在兩個方面。一是科學理論研究使用的數學越來越深奧，甚至一時間看不出和經驗有什么關系。一旦建立聯(lián)系，就是新的普遍可重復受控實驗的發(fā)現。二是受控實驗的自我迭代和組織日益復雜，新的受控實驗除了離不開理論計算外，還需要龐大的組織和裝備才能進行。
然而，在現代科學基礎完備后，在科學發(fā)展的歷程中難道不會發(fā)生普遍定律被證偽嗎？如果有，這不恰好說明證偽主義對科學發(fā)現的定義仍然有效嗎？如果一個全稱陳述被證偽，它一定建立在普遍可重復受控觀察之上，而立足于普遍可重復受控實驗之上的全稱陳述不會被證偽。這表明，如果發(fā)生某些原以為普遍成立的定律被證偽，只是意味著在受控實驗的不斷拓展過程中，因為原來不為人知的控制變量會被創(chuàng)造出來，一些原先基于觀察得到的普遍可重復受控實驗之間的關系，在新的前提下不再成立。
對此，我要強調的是兩點：第一，被證偽的定律只是建立在受控觀察之上，它本來就是一個等待證偽的猜測；第二，對科學真實而言，這只意味著發(fā)現了某些普遍可重復受控實驗之間確定關系的有效邊界。
我以宇稱不守恒的發(fā)現來說明這兩點。所謂宇稱守恒是指自然定律的鏡對稱。20世紀上半葉，物理學家認為所有自然界基本定律都是鏡對稱的。所謂自然定律“鏡對稱”，是指兩個普遍可重復的受控實驗之關系。如果把一個受控實驗的可控變量換作它的鏡對稱的可控變量，其相應的結果（可觀察變量）也是前一個實驗的鏡對稱的可觀察變量，那么這兩個受控實驗是鏡對稱的。我們總是可以設計一個和既有實驗呈“鏡對稱”的實驗，比較這兩個實驗，看其是否一樣。宇稱守恒斷言所有受控實驗都是鏡對稱的。顯而易見，和宇稱守恒這一全稱陳述相聯(lián)系的只是受控觀察而非受控實驗，即并不存在一個有效的原則，保證鏡對稱的受控實驗通過自我迭代和組織的新受控實驗也是鏡對稱的。換言之，該全稱陳述只是一個猜測。這樣，在受控實驗自我迭代和組織的過程中，隨著受控變量的拓展，有可能發(fā)現并非鏡對稱的受控實驗。
宇稱不守恒的發(fā)現是由θ和τ這兩種粒子衰變不一樣引起的。θ和τ的質量與壽命完全一樣，所以應該是同一個粒子，但θ粒子在衰變時的行為模式和τ粒子不同。到底該如何解釋這一現象呢？1956年，李政道和楊振寧通過深入復雜的計算指出，θ和τ兩種粒子實際上是同一種粒子（后來被稱為K介子），其衰變結果之所以不同，只是因為這兩種衰變過程并不互為鏡像。換言之，相應受控實驗的表達不是鏡對稱的。李政道和楊振寧大膽地斷言：弱相互作用的法則不再滿足鏡對稱。
李政道和楊振寧做出預言后不久，實驗物理學家吳健雄設計了一個巧妙的受控實驗證明弱相互作用下“宇稱不守恒”。吳健雄用兩套實驗裝置觀測鈷60的衰變（這是一個典型的弱相互作用），她在極低溫（0.01開爾文）下用強磁場把一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉向左旋，把另一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉向右旋，這兩套裝置中的鈷60互為鏡像。實驗結果表明，這兩套裝置中的鈷60放射出來的電子數有很大差異，而且電子放射的方向也不互相對稱。實驗結果證實了弱相互作用下的宇稱不守恒。從此，弱相互作用下“宇稱不守恒”才真正被承認為一條具有普遍意義的科學原理。
從科學理論變化來看，以上例子說明原有的物理理論“宇稱守恒”被新的事實證偽了。這表明那些建立在受控觀察之上的物理定律，無論看起來有多么“基本”，仍然只是猜測。該猜測被證明為錯對科學真實的意義在于，某些普遍可重復受控實驗之間確定關系的有效邊界會被發(fā)現，而不是科學基礎的顛覆。該發(fā)現正是現代科學基礎建立后，受控實驗的組織迭代和與其相連的符號深層結構展開互動的結果。如果沒有李政道和楊振寧通過數學計算（受控實驗的符號表達）指出“宇稱守恒”不成立這種特殊的條件（某些支配實驗的新受控變量），誰又能想到在強磁場、極低溫（0.01開爾文）條件下做鈷60原子蛻變是否鏡對稱的實驗（將新的受控變量加入控制變量集，并形成新的受控實驗）呢？只有用符號表達原有受控實驗，并用數學推導各種受控實驗（包括θ和τ這兩種粒子衰變）是否自洽時，才能發(fā)現這個獨特的條件（新的控制變量）。這時我們才能知道：原來認為所有表達物理定律的受控實驗均為鏡對稱這一觀點的成立是有前提的。換言之，在某一個定律被證偽的背后，是發(fā)現了原先認為普遍可重復受控實驗之間關系成立的邊界。
無論邏輯經驗論把科學進步視為事實一點一滴地增加，還是證偽主義將科學理論當作等待證偽的猜測，以及范式說主張的一次又一次的科學革命，近2000多年來科技進步的速度一直都是衡量科學真實拓展的最重要指標。迄今為止，不論科學社會學和科學史學家相信哪一種科學哲學，他們都用其來預測科學未來的走向。
自20世紀下半葉起，不少人根據統(tǒng)計資料認為以往的科技加速發(fā)展似乎不再可能。一份2015年的媒體報道指出：“科技創(chuàng)新活躍期的最近一個波段從約1500年開始，在1920年左右達到頂峰，然后下降。特別是近十年來，這種下降尤為明顯。經濟學家泰勒·考恩在他的《大停滯》一書中對此有較多描述。他認為，到20世紀70年代，美國已經基本摘取了‘低枝果實’，其中包括：大量土地的開發(fā)利用紅利；大幅提升受教育人口比例的紅利；最重要的是，目前支撐經濟的主要科技發(fā)明都是在1940年之前發(fā)明的，在這之后，最重要的發(fā)明只有計算器，其他乏善可陳，技術領域由此形成‘高原平臺’的停滯景觀。美國學者喬納森·許布納也通過定量實證研究，發(fā)現人均年均科技創(chuàng)新的頂峰是1873年，而美國人均專利數的最高點出現在1915年?！?/p>
事實上，無論是近年來互聯(lián)網掀起的技術變革，還是生命科學的突飛猛進，都說明上述觀點站不住腳。為什么它一定是錯的呢？因為上述觀點立足于20世紀不正確的科學觀，把現代科學基本結構建立前后的科學技術發(fā)展混為一談?？茖W經驗真實建立在受控實驗普遍可重復及無限擴張之上。當現代科學基本結構沒有形成或仍處在形成之中時，科學經驗真實之拓展和數學研究各自獨立展開，科技進步是偶然而緩慢的。一旦普遍可重復的受控實驗找到最基本的內核及其數學表達，科學真實的拓展就依賴于受控實驗的自我迭代、數學研究的進步和兩者的互動。如前所述，直到20世紀，相對論和量子力學才成為現代科學的基礎，即基本不變的科學結構形成。這樣，用20世紀以前科技增長的歷史來分析和預見今后科技的發(fā)展是完全沒有意義的。
根據我前面提出的科學觀，科技的進步又遵循什么樣的模式呢？我把現代科學結構比喻成分形，其最重要的性質是自相似性，即它的各個部分、各種尺度的圖案由同一原則生成。現在我們已經知曉分形產生的原則即普遍可重復受控實驗的自我迭代及其符號表達之展開，這樣就可以清晰界定科技增長在三個階段的不同方式。
第一個階段是分形還沒有出現。這時，受控觀察和受控實驗只是偶爾進行，自然數運算中的深層結構只有少數哲人了解?？萍荚鲩L完全取決于其所扎根的傳統(tǒng)社會的結構。無論是科學理論還是技術，它們與其所扎根社會的思想和結構的關系，遠遠大于科學內部經驗和符號的關系。正因如此，中國傳統(tǒng)社會的科學理論和技術增長模式完全不同于羅馬帝國或阿拔斯王朝。也就是說，科學技術史只從屬于軸心文明的歷史。某一文明科技增長的方式和速度取決于其傳統(tǒng)社會結構。
第二階段是分形的形成。我在第二編中指出，現代科學起源于歐幾里得幾何學，其他各門科學的建立過程中，明顯可見《幾何原本》的示范作用。所謂示范作用正是描述分形的形成，其前提是天主教文明中源于古希臘與古羅馬文明的認知理性和對上帝的信仰分離并存，而這恰好是現代性通過宗教改革在天主教文明中起源的過程。這樣一來，現代科學分形之出現和壯大必定是傳統(tǒng)社會向現代轉型的一部分。在分形形成時期，科技增長的中心往往和現代民族國家同步出現。當英國成為人類歷史上第一個現代民族國家時，它亦是科學革命的中心。18世紀法國成為民族國家，19世紀德國成為現代民族國家時，我們同樣看到相應國家科技的高增長。隨著現代民族國家在競爭中發(fā)展，甚至可以看到世界科學中心的轉移。分形形成時期，科技增長和傳統(tǒng)社會向現代轉型之間的關系，在其他各軸心文明中也成立。
一旦分形最后形成，即進入第三階段，科技增長本質上是全球性的，它的展開可以視為分形的任何一個部分的自我復制。因此，自20世紀至今的科技增長屬于現代科學基本結構（分形）成熟后的展開。由于分形的任何一部分和整體自相似，增長可能出現在分形的任何一點、一部分，有時涉及整體。這樣一來，科技增長的總體速度呈現出極為復雜的面貌。新科技的出現猶如分形展開過程中總長度和測度的變化，根據分形成長的混沌性質，其整體應該是不可預測的。
書名：《消失的真實：現代社會的思想困境》作者：金觀濤，出版社：中信出版集團
金觀濤
生于1947年，現任中國美術學院南山講座教授、香港中文大學中國文化研究所高級名譽研究員。
主要著作有《系統(tǒng)的哲學》《歷史的巨鏡》《軸心文明與現代社會：探索大歷史的結構》。與劉青峰長期合作研究，合著代表作有《興盛與危機：論中國社會超穩(wěn)定結構》《開放中的變遷：再論中國社會超穩(wěn)定結構》《中國現代思想的起源：超穩(wěn)定結構與中國政治文化的演變（第一卷）》《觀念史研究：中國現代重要政治術語的形成》《中國思想史十講（上卷）》。
