理解科学的123N框架——中国如何领导世界（七）_风闻

汪涛_纯科学-自由撰稿人-纯科学创始人，致力于将完善的科学方法引入社会领域2021-11-20 10:47

2021-11-20

1：1个目的，最好的认识世界的目的

2：2个基因学科，数学与测量

3：3个理解科学的维度，数学、测量、科学史

N：N种科学的辅助方法

一、1个目的

理解人类文明的角度有两种，一是信仰和权威。那就是只能接受，不能去谈目的是什么。另一个是从目的角度来理解，也就是做这个事情是为了什么？目的是生命活动和进化的核心驱动力。目的不仅是一切活动的动力源泉，也是评价一切活动的标准和依据——是否满足或实现目的，并且是最好——最高效率地、最高效益、最高投入产出比地、最小负作用地实现目的。

科学的目的就是认识世界。人类的活动和文明成就并不都是为了认识世界，例如艺术就是为了娱乐和享受，农业生产目的是为了获得粮食，工业生产目的是为了获得更多生活和生产的物资。人类区别于其他动物之处在于人的智能，智能的基础是认识。因此，认识目的是人类最重要的目的之一。一切科学都是从这个出发点来理解的。

科学并不是唯一认识世界的方法，在科学形成之前人类就有很多不同的认识世界的方法。但科学是最严谨，最完备，最精密，最系统，效率最高，最包容，最具继承性和积累性，最全面……的认识方法。简单总结一句，就是：“最好的认识方法”。它并不是说在很多认识方法中，相比较而言这个是最好的，而是说从理论上说，寻求绝对意义上最佳、最好的认识方法。这里可以提取出两个要点或特征：认识目的，最好的实现认识目的的方法。

认识目的：这是科学区别于其他文明领域的核心特征。科学不是人类文明的全部，文学，音乐，戏剧，宗教，商业，生产……这些都不是纯科学本身。后者可能会与科学有关联。尤其生产与商业活动等。

最严谨，最完备，最精密，最系统，效率最高，最包容……的实现认识目的的方法：这是科学的认识方法区别于其他认识方法的特征。科学是对一切认识方法的最有效的总结，它会把一切原始认识方法中有效的部分都吸收过来。因此它也一定会是最好的、最全的认识方法。

二、发展科学的方法 —— 2个基因学科

1. 建设科学大厦的脚手架

为了找到科学的认识方法，古希腊人开始非常系统地从原初状态来思考很多相关的问题。这种思考表现为一种哲学的形态：

世界为什么是可以认识的？

世界是什么？由什么组成？

世界的本质是什么？

什么样的认知才是可靠的？

事物的因果关系？

认识的逻辑

……

但通过这些哲学的思考，古希腊系统地形成了科学最基本的逻辑和数学。更重要的是，古希腊人为科学自身认识目的独立性找到了存在的空间。亚里斯多德在《形而上学》一书开篇就说：求知是人类的本性。在书中他特别强调“他们探索哲理只是为想脱出愚蠢，显然，他们为求知而从事学术，并无任何实用的目的。这个可由事实为之证明：这类学术研究的开始，都在人生的必需品以及使人快乐安适的种种事物几乎全都获得了以后。这样，显然，我们不为任何其他利益而找寻智慧”。古希腊人特别反对他们的智慧去从事于任何实用的目的，仅仅为追求认识的智慧本身。认识本身就是其目的。

但是，如果我们去考察科学的发展史又会发现，如果单纯是为学术而学术，往往并不是最有效的发展科学的途径。事实上，科学往往是依附于其他更现实的社会目的和需求而发展起来的，并且各种社会的需求极为广泛，甚至包含了看起来与科学相互矛盾的宗教、迷信等活动。

例如：

基督教在中世纪对科学的发展和传播起到非常大的作用，为近代科学革命的产生做了相应的预备。

因为追求长生不老而进行的炼丹活动，带来了早期化学知识的积累。

即使古希腊文明的兴起本身，也是因特殊的辩论赛喜好而受益。

当然，更多的是因为农业生产等更为现实的社会需要而促进了天文、几何测量、农业生产、气象等科学知识的积累。

对于农业生产以及现代的工业生产等社会需求促进的科学进步，我们一般是比较好理解的，但对于很多可能与科学本身并不相容，甚至本质上矛盾的活动而促进的科学发展历史事实该如何理解呢？

目的是一种动力，而动力越多就越有动力，即便最初的目的不是为了科学也同样是一种动力。如果仅仅是科学认识本身的目的，其现实推动力是有限的。人类社会更多是受现实社会需求的推动而进行活动。因此，如果与现实社会需求更有效的结合，就可以为科学发展带来更大的推进。

但另一方面，毕竟科学有其自身的规律和标准，有些本质上与科学并不一致的活动而带来的科学发展，可以看作是建设科学大厦的脚手架，它们在建设时期可能是有帮助的，但当科学大厦建好后就可以拆除了，它们与科学本身并没有本质上的必然逻辑联系。只是历史不能假设，有些科学大厦不同层级的建成，的确就是依赖于特定的脚手架而建起来的。有些脚手架甚至在本质上与科学完全相背离。

2. 两位学者的观点对立

吴国盛教授是清华大学科学史系主任，他认为科学就是追求自由（特指古希腊人理解的对世界的认识），科学精神本质上是不追求实用目的。他的观点显然是受到古希腊科学深厚的影响。而文一教授（现回国任上海交大任教）不认同这种看法。他正准备出版的新书《科学革命的密码——枪炮、战争与西方崛起之谜》中，提出了非常令人震撼的观点：近代西方文明的兴起，是由于非常频繁的战争需求刺激导致的。欧洲由于历史上一直未能统一，小国林立，战争频繁。在冷兵器时代，为应对过于频繁的战争，各个小国就建起了有高度非常夸张的围墙的城堡，士兵个人采用厚重的铠甲。防御措施的增加逐步将冷兵器战争遏制在一定范围之内，从而一定程度上达到平衡。但是，随着中国发明的火药传入欧洲，原有冷兵器时代建立的平衡，被火药推动的炮弹和子弹完全打破了。谁对炮弹的计算更精准，谁就拥有了热兵器时代的优势地位。伽利略之所以要研究落体问题，并不是对亚里斯多德的落体理论天然就有特别的兴趣，只不过这涉及炮弹飞行轨迹的计算问题。他本人长期为维尼斯兵工厂工作，是生产火炮的科学家。直到二战末期，世界上第一台电子计算机，美国宾夕法尼亚大学摩尔工程学院研制的ENIAC，目的也是为计算炮弹的弹道。事实上的第一台电子计算机是英国二战时研制的密码机“科洛萨斯”，只是因其密级过高，保密了太多年而较少为人知道。这也是因战争刺激而产生的发明。两次世界大战催生了众多技术发明。

有一个流传甚广的故事说苹果落在牛顿头上，使他产生了万有引力的灵感。苹果落到过很多人头上，为什么其他社会的人没有产生万有引力的灵感呢？如果没有特别原因的话，苹果下落能使人产生的想法顶多就是这苹果还能不能吃，有几个人会去关心苹果在下落各个时间点的速度和加速度是多少？苹果落在人头上是无所谓的，但如果是炮弹落在头上，那可就是要命的事情了。这样就得特别关心炮弹在出膛和飞行过程各个时间点的速度、方向、轨迹、落点等精确数值。与传说完全不同，万有引力是为了让炮弹更精确地落在敌人头上而发现的，与苹果没关系。后者只是搞宣传的人为了美化历史而刻意编撰的故事。战争是最为极端的社会需求，它对科学认知的推动力也会达到极端的程度。算不准炮弹轨迹的国家和民族都亡国甚至灭绝了。所以，我非常认可文一教授的发现，或者说他将”社会需求是人类活动推动力“的公理进行了最有效的论述。社会需求越强烈，包括科学研究在内的人类活动推动力也就越强烈。战争需求就是人类社会最极致、最强烈的推动力之一。

我最初听到文一教授这种观点，是在香港科技大学副校长汪扬教授召集的第三期红鸟沙龙上，文一教授是主讲嘉宾。在这次沙龙上他表示了对吴国盛老师观点的不认同，当时我还未完全理解。

清华大学科学史系主任吴国盛教授个人博客及最近一期文章：没有功利心，才能做最高的科学学问

最近文一教授将他正准备出版的新书《科学革命的密码——枪炮、战争与西方崛起之谜》的书稿发给了我，让我提些意见，这使我有幸提前拜读了该书全文，终于系统地理解了他的观点所得以建立的理论和丰富史料基础。

事实上，古希腊的辩论赛之所以推动产生极致的逻辑与数学，与其辩论赛的血腥程度也有关系——在辩论赛上输掉的一方有可能会被杀掉。这种恐怖的极端压力会推动逻辑向极致的方向发展。在现代社会，科技发展需要更多地与市场相结合，只有这样才能通过商业的成功获得更多市场回报，从而有更多资源用于继续的研发投入。

文一教授在书中以此论点解释了”李约瑟难题“。他认为，中国之所以没有产生现代科学革命，是因为没有像欧洲那样频繁的战争需求刺激。这与李约瑟本人的解释也有相近的地方，李约瑟认为原因在于中国的科技大都是顺应农业生产等现实的社会需要而产生。一旦这种需求得到满足，就不再进一步追求对自然更多的认知。因此，各种表面看来极为闪光的发明和发现，往往爆发式地出现，然后就停滞不前了，因为现实的农业生产需求已经得到满足。中国掌握最高资源的皇室有“上书房”，“御书房”，里面主要放的书都是“诗词歌赋，琴棋书画”方面的文献；“造办处”有为皇室做家具，衣服，首饰，建筑等能工巧匠，研究的都是相关的技艺；“钦天监”会去观测和研究天象；“太医院”有为皇室人员治病的太医；“御膳房”有研究为皇室人员做食物的。这些都是纯粹服务于现实社会和世俗需要的活动。中国古代的确没有独立的科学院，也没有独立的科学研究性大学。科学自身独立的目的和需求没有相应的位置。古希腊有独立的讲授辩论术的学校，西方也是近代才有独立的皇家科学院，独立的研究型大学，也有服务于宗教的教会学校。因此，吴国盛教授的观点是有价值的。对于中国来说这也具有特别的意义。孔子是建立起专门讲授知识学校的开山鼻祖，但他们还是要靠办丧葬事务获利来维持生计。

如果仅仅是纯粹地为学术而学术，纯粹地只是研究科学本身，却往往不能使科学获得最大的推动力。所以，历史上的科学的确就是依附于各种社会需求而发展的。甚至时而成为有闲暇的古希腊人辩论的工具，时而成为中世纪宗教的婢女，时而以追求长生不老药的迷信形式存在，时而成为战争的杀人工具、最普遍的情况是成为资本家暴富的途径……

可以说，两位教授的观点看似对立，事实上却是讨论了科学的两个不同的方面，并且都是非常重要的方面。科学应有其自身的目的，同时却又需要其他目的，尤其现实社会的需求推动而获得更多动力。现在我们说科技是第一生产力，科技要服务于社会，也是从它对现实社会有巨大实用价值角度来理解的。文一教授的观点是非常精彩的，但显然不意味着一定会得出这样的结论：要想更好地发展科学，就必须更频繁地发动战争。要想更好地发展科技，必须要深入地理解科学本身的规律，这又要求排除现实社会的需求过多直接地介入科学研究中间过程。现实社会的目的作用的应当是科学研究的结果，而不应太多直接介入它的中间过程。

3．工业文明的波浪模型

对于科学革命及其对应的工业革命，我有一个相关的理论是工业文明的波浪模型。它是以更为深刻的文明进化数学判定式推导出来的。

工业文明之所以呈现波浪模型，是因为必须具有继承性。每一个工业文明的波峰必须是在充分继承上一个波峰基础上才能达到新的高峰。因此，讨论李约瑟问题必须要非常小心，否则就会陷入毫无意义的”后悔模式”，这种后悔是毫无意义的。某种意义上说，根本就不应当问中国为什么没有发展工业革命，因为工业文明任何一个阶段只能发生在一个波峰上。蒸汽机革命在英国发生了，其他国家就没必要重新发生一遍，只能在继承它的基础上去寻求下一波技术引导的工业革命。欧洲的文艺复兴和工业革命也是在继承中国等科学文明成就的基础上发生的。因此，中国早就发生过一场以农业时代的技术创造为基础的“前工业革命“，欧洲的工业革命本身就是属于在承接中国、古希腊、阿拉伯等文明基础上的”后一波“工业革命。我们今天就是在承接美国、日本等工业文明波浪基础上，正在实现下一场工业革命。我们需要考虑的问题就是如何让中国这一波工业革命更加恢弘、更加伟大。

文一教授的著作是少有的研究李约瑟问题真正有价值的成果。因为他是以目的与方法，社会需求与创造的最基本关系规律和原理为基础进行这种研究的，并且给出了极为详实的历史研究数据。

4．将科学自身的目的社会化甚至世俗化

虽然科学应当有其自身需要，不为其他任何社会目的。但为了更好的发展科学，我们又需要为科学引入更多现实社会的世俗需求。即使是单纯的学术研究活动，也往往更多地引入现实的、甚至是世俗的需求满足来推动。这就是科学目的社会化、世俗化。

最大的科学目的社会化、世俗化的案例之一就是诺贝尔奖。科学家也是人，他们也会受名利的驱动。因此，给予科学家的成就以奖励，会使他们得到世俗的满足，也有利于促进科学的进步。很多发展科学的脚手架在科学大厦建到一定程度就被拆除了，而还有很多脚手架却可能长期与科学大厦一起存在，甚至被人看作是科学的一部分。

对学者评职称、院士，给予各种人才计划的补贴和奖励，对论文的评级，学校排名，学科排名等等，都是将科学自身目的社会化、世俗化的行为。

著名科普专家袁岚峰在中国网络上发现了一个问题（参见：拿帽当成就，时代的荒诞剧|袁岚峰）：很多介绍知名科学家、学者的网页，提到他们的成就时，往往是说他们某年被升为教授，某年升为博导，“X（百、千）人计划”学者，长江、杰青……，某某学院院长，某年被评为院士……这些不是他们的科学成就，只是他们世俗的奖励。被评为院士当然有院士自己科学成就的基础，但能成功被评为院士更多是单位相关工作人员的努力到位，是申报院士团队工作人员的成就。

5．科学内在的绝对逻辑完美性

尽管我们支持科学目的之外的社会化甚至世俗化需求对科学的推动作用，但科学自身独立的目的和方法依然是极为重要和关键的。它们之间的关系是：

**现实社会和世俗化的需求只能作用于科学研究的起点和终点，而科学研究的过程应当只受科学自身的方法所约束。**同时，科学自身的方法也需要去作用于科学研究的起点。

如何理解以上这句话呢？科学研究的立项（起点）往往受现实社会的需要而启动，但是，原创性的科学进步也常常受科学自身的需要而出现。仅仅为了科学理论自身的完备性、一致性等需要，也可以成为某些研究的起点。它们可能并不一定能看出有什么现实社会价值，但这样的研究往往带来深刻的科学革命。推动科学发展的动力可以分为三个方面：

第一类，科学内在的绝对逻辑完美性需求

第二类，科学发展自身问题牵引的需求

第三类，科学之外的各种现实社会需求

例如，爱因斯坦发展狭义相对论是有科学自身发展过程中新实验数据等问题需要解决的，它是属于以上第二类需求。但是，他建立广义相对论，以及在晚年研究统一场论，并没有明显的第二类科学需求存在，是纯粹从第一类科学自身绝对逻辑完美性出发产生的需求，当时的理论已经能解决当时所有科学中存在的问题。如果爱因斯不建立广义相对论，不仅不影响当时所有现实社会需求，甚至都不影响当时科学内部所有物理学问题的解决。但是，从科学自身的一致性角度看，引力最好能用其他更基础的原理推导出来才更加完美。他将光速不变原理应用于存在加速运行的系统，从而推导出引力只是一种时空的弯曲。只有建立统一场论，才能将已经发现的多种作用给出一个统一的逻辑解释。这些都是纯粹出于科学第一类需求而驱动的工作。

对科学内在绝对逻辑完美性的追求必须是无止尽的。这才是科学精神最内核的东西。一切最伟大的科学创造，都是来自于这个最内核驱动而产生的。中国的教育的确缺少对这种科学最内核需要的精神熏陶，缺乏第一类需求的动力驱动。这是中国难以出最伟大科学家的根本原因所在。并不是它能解决什么问题，并不是它有什么用，而是它是否在逻辑上绝对完美。我们要特别地、一再强调这个**“内在绝对逻辑完美性**“。因为这正是中国最为缺乏的东西。如何理解这个绝对逻辑完美性，后面在谈数学的时候会深入展开。

很多数学或其他科学问题的提出，也都是出于科学理论自身完备性、一致性等要求而出现的。例如，出于对欧氏几何第五公理绝对完美性解释的需要，才会去追究它是不是真的就是一个公理的问题，由此发展出非欧几何。如果没有非欧几何，无论是当时的社会生产现实还是数学内部，都没有问题。当时没有非欧几何并不影响任何事情。这只有追究科学内在绝对逻辑完美性才会出现的突破。

只要能理解“科学内在绝对逻辑完美性”，就能做最高的科学学问。有功利心甚至可能还有点帮助。

如果不理解“科学内在绝对逻辑完美性”，无论有没有功利心，都做不了最高的科学学问。

丘成桐曾说，中国数学家在解决数学问题上有很多成就，但很少能提出问题的。只有能提出问题，才是出现最伟大数学家的源泉。为什么提不出问题？数学问题一般都只是来自于数学理论自身的纯科学需要，尤其第一类需求。中国的教育的确非常缺少科学自身独立需求是什么的素养培育。其实这个问题也没那么复杂，就是科学理论自身的完备性、一致性……总之，是追求“科学自身绝对完美性“。至于这种绝对逻辑完美性有什么直接的实际价值，那个完全不重要，让科学自身更加完美就是最重要的科学价值。很多远比直接追求现实社会价值大得多的实际价值，都是在科学自身完美以后逐步体现出来的。

这种科学自身的完美性并不是一般人们很容易想到的“论文表达文字的工整，每个标点符号的考究“，当然这些也是很重要的。但科学的完美性更重要的是体现在内在的绝对逻辑完美性上。因此，吴国盛老师仅用“自由”来表达科学的精神是远远不够的，尽管它们推动了科学自身独立性的发展。但科学并不是排斥现实社会需求，它甚至都不排斥人类虚荣、自尊心的世俗满足对推动科学发展的价值和意义。关键是科学内在的绝对逻辑完美性需要得到特别的遵守。

为什么我要用测量去替代实验作为科学的基础，就是要极端追求科学自身的“绝对逻辑完美性“。这个表面看起来差别很小，但当实现更高层次的科学完美性之后，就会带来爆炸性的科学革命和巨大的现实社会需求的满足。如果只是为解决某种型号火炮的弹道问题，可能只要有一个经验公式就足以解决现实问题了。开普勒三定律也已经完全解决了行星运动轨道的问题。但只有建立了系统的、成体系的牛顿力学之后，不仅能对任何火炮的弹道进行计算，而且通过牛顿在高山顶上火炮水平射击的理想实验，推导出了现代导弹和卫星各级宇宙速度，使炮弹与行星的运动规律统一在一起。这些价值仅仅靠满足某种特定型号火炮的经验公式，显然是不可能获得的。

6．数学与测量

为实现科学自身认识目的，有两个方法是基因级别的，也是获得科学内在绝对逻辑完美性所必须的：数学与测量。之所以说它们是基因级别的，就是一切科学的认知，就如同是数学与测量作为父母生出的孩子一样。数学就是认识一切领域学科的母亲，测量是父亲。一切认识具体领域的学科都是它们的子女。它们是认识一切领域的最基本方法，同时也是判断相应领域是否有资格被称为是科学的基本标准。我们常常最先纠结于某种认知是对还是错，但更重要的问题在于其是否严格完备地采用科学的数学与测量方法来进行认识。因为事实证明，只有这种方法才能真正实现科学的目的。

以此方法，一切科学的学科必须以共轭标准来建立，就是一个以数学为基础的理论学科和一个以测量为基础的测量学科共轭呈现。例如物理学应以：“理论物理学/物理测量学”来建立，现在的“实验物理学”名称是有缺陷的，它的完备性不够。

三、数学

1．从科学价值角度对数学内部学科的分类

过去我讨论纯科学时比较多地谈测量，因为数学对于科学的基本价值认同度已经非常高，所以就谈得比较少。这里需要详细展开一下，并不是说所有数学内容在科学上的价值都是一样的。以下数学的三类知识对科学的地位是依次降低的，但其对现实社会的实用价值却可能依次升高。同时，概率论和数理统计学又是测量方法的基础数学工具。

核心逻辑部分的数学：数理逻辑与数学基础。

证明与演绎的数学：数论、代数学、代数几何学、几何学、拓扑学、数学分析、非标准分析、函数论、常微分方程、偏微分方程、动力系统、积分方程、泛函分析、概率论、运筹学、组合数学、离散数学、模糊数学等。

有近似计算的数学：计算数学、应用数学、数理统计学、应用统计学等。

以上是根据GBT13745-2009《中华人民共和国学科分类与代码》中数学（一级学科代码110）下面的二级学科（或学科群）为依据进行分类的。

数学对于整个科学的核心基因价值集中体现在核心逻辑部分的数学，也就是数理逻辑与数学基础上。科学内在的绝对逻辑完美性也体现在这一学科领域，尤其是公理化方法。其他所有数学理论都是绝对严格按公理化方法建立的，或者即使还没有完成公理化，也必须向公理化的终极目标推进。

什么是公理化的方法呢？简单来说，就是不能只是“可以解释”，而是一切解释都必须逻辑地还原为数量最少的公理。公理体系有三个基本的特性（或要求）：

一致性：一个公理体系中所有的定理必须相互一致，不能出现任何逻辑矛盾。

完备性：一切定理必须全都能从这最少的公理组成的公理体系中推导出来。

独立性：公理体系中的公理相互都是独立的，任何一个公理不能从其他公理中推导出来。

另外，因为现实世界是统一的，因此，还有一个更为极端的还原性要求是：一切新发现的定律，必须与现有的一切科学认知逻辑一致。这并不是说现存的科学认识都一定是对的，而是你不能仅仅解决一个问题就完结了，不能仅仅只解释这一个现象，而是要能与解释一切现象的科学认识逻辑上完全统一起来。如果在这个过程中发现原来的科学知识错了，就是一个修改原有错误的机会。如果不是，那就是新发现的知识还有问题。

还是举个例子来更好地理解。现在经济学领域每年都有诺贝尔经济科学奖颁发，经济学理论成堆。但是，你不能仅仅是为解释某一个经济现象去建立独立的经济学理论，而必须做到以下这些：

用最少的若干相互独立的经济学公理，去推导出一切经济学的规律。

一切经济学现象和规律，包括财务、营销、库存、企业管理、价值工程等，全都必须能绝对地从经济学公理体系中推导出来。

如果不能从经济学公理中推导出来，它就一定不是经济学的规律。

再加上下面要说的测量标准：一切经济学概念都必须是可测量的，并且必须以实际测量数据去进行验证。

现在所有获得诺贝尔经济科学奖的经济学理论能做到以上几点吗？没有一个能做到。问题的关键还不在这里，而是经济学家们是否在按以上标准做事情呢？没有。所以，我们不是说以往的经济学“错误”，而是说**它们本身就没有按“科学内在的绝对逻辑完美性”**要求来进行经济学研究，尽管他们采用了很多貌似很高深的数学工具在进行包装。而牛顿力学，相对论、量子力学等等是按照这种内在绝对逻辑完美性的要求在做事情。

我所出版的专著《科学经济学原理——看见看不见的手》一书中，就建立了可以符合上述内在绝对逻辑完美性的经济学公理体系。

在我的《超越战争论——战争与和平的数学原理》一书中所建立的科学战争理论，仅用三个基本的规律，即可实现完备、一致等具有内在绝对逻辑完美性的战争理论。兰彻斯特定律有两个经验规律：指数律与线性律。但兰彻斯特并不能解释为什么会有这两个不同的规律，而且它们只在战斗级适用，到了战役级一般就都不再适用了。而《超越战争论》理论仅用一个战争循环因果序列即可直接推导出兰彻斯特指数律，并且将一方击效率设为零，又可推导出兰彻斯特线性律。通过引入战争维概念，不仅适用于战斗级，而且可适用于战役级、战略级等。因为目前刚出版提出这个理论不久，是以三个基本规律形式出现。事实上，未来可以将战争循环因果序列变为各方恢复量都为零情况下的战策循环因果序列的特例。因此，事实上只要两个公理级的基本规律，即可推导出与武器装备完全无关的，适用于一切战争的理论。其内在的绝对逻辑完美性达到极致的程度。

四、测量

1．学科名称的普遍错误

我在过去的文章中谈测量已经比较多了。要完全理解测量对科学的价值，可参见我的书《实验、测量与科学》。这里仅举些例子说明。

学科分类代码中以下几个叫实验的学科名称是错误的，其对应的正确名称在右列：

科名称

正确的学科名称

有几个叫计量的学科名称也是错误的，它们对应的正确名称在右列：

原学科名称

正确的学科名称

其他没有对应测量学的学科名称都是有缺陷的，都应当按照共轭标准重新整理命名。实验只是测量的子集。因此，但凡用实验来作为学科名称的，除单纯研究实验的学科之外，都是不完备的。

2．中西医之争问题

中西医之争是一个特别敏感的话题，很多严肃的科学群里甚至不允许讨论这个问题。因为很多已经变成意识形态之争的架式了。能否用第三代科学方法去解决这个争论呢？当然是可以的。如果问我是否相信中医，我当然相信了，因为我本人有非常多采用中医治疗好个人疾病，甚至疑难疾病的经历。可是，任何领域都免不了错误，甚至是骗子的存在，我也遇到过很多。

不要以为现在的西医就一定是科学，只是被称为西医的领域更为努力地采用科学的方法而已，但这个领域的专家和学者依然普遍缺乏系统的测量学和测量能力素养的训练。科赫法则只是经典的穆勒归纳法在微生物领域的应用，随机双盲实验规则也只是非常粗糙的经典归纳法原则。现代的测量学方法和手段早已远远超出这些粗糙规则了。

科学的方法并不只是获得正确认知的方法，而且是可以持续地把错误和骗子剔除出去的方法。在现在顶尖学术杂志上被撤稿最多的，就是生理医学领域（被称为西医的学者论文）。

中医领域肯定也是一样，必然会有很多错误和骗子的。不要把过多的精力用在宣传中医，也不要去抱怨中医有多委屈。我相信中医，可是中医在哪里？藏在一大群打着中医的骗子中间吗？中医界自己不把他们区分出去，作为普通老百姓的病人怎么去区分呢？中医界自己剔除过几个打着中医旗号的骗子？纠正过几个错误的中医结论？当我把这个问题抛给一个坚定支持中医的网友时，他惊呆了：别人也要吃饭啊。那不就得了，如果你不愿去得罪那些打着中医旗号的骗子，人们就很自然地把可以治病的中医也当成骗子，如果中医界自己不去做这个鉴别的工作，别人哪里区分得出来？别再和我说阴阳五行学说，骗子也是这么说的，关键是你说的与骗子说的区别是什么。

在采用现代测量学全面改进（甚至可以说是全面改造）医学的进程中，中医和西医完全是站在同一个起跑线上的。如果说中医稍微落后一点，那也只是因为它的历史更为悠久一些。

2021年4月，国际权威的《循证补充和替代医学》发表了美国哈佛大学研究团队的论文，他们发现了人体经络的解剖学结构。因为这个结缔组织在机体死亡后其中液体很快流走，因此传统解剖方法无法发现它们。该研究团队是采用最新的共焦激光显微内窥镜，提供了活体组织的显微视图。虽然这是中美研究人员联合进行的工作，但从中我们自己的中医学界应当充分醒悟：如果不尽快全面地采用真正有效的纯科学研究方法，中医潜藏的巨大宝库在未来就会被挖掘成其他国家的优势领域，不要对此可能的结果感到有任何奇怪。

在古代，传说的神农只能采用他们那个年代最先进的测量设备——舌头，来评估所有的候选草药，这就是所谓的“神农尝百草”。今天的中医界人士当然必须使用今天所有最先进的测量手段，来更精确地确定今天草药的药效。事实上，质谱仪、磁珠法等测量设备和手段，就已经广泛地用于中草药成分的分析。有人在宣传中医时说，中药的成分“在采用他们的质谱仪分析以后，没法发现任何有效的成分”。说这种话有几个非常严重的问题：

一是把质谱仪等只要是现代科学的测量仪器设备，就认为它们只是属于“西医”的，这是大错特错。以应用最广泛的质谱仪为例，最初这个测量设备是物理学领域发明用来测量微观带电粒子（电子、质子、电离的原子或分子）的。因为它测量的对象必须是带电的（中子就测不了）。后来不断改进发明了不同的、使大分子带电的技术手段，才不断用于各种材料，以及生物领域的测量。现在已经有人专门开发用于中医测量的电子设备，例如专用于测量脉象的测量仪器等。

二是从中草药中找出有效成分是一个极为艰难的过程，中医的科学化和现代化不是那么简单的测一下就解决问题了。找到经络的解剖学证据的过程极为艰难，中国学者（如祝总骧等）花了几十年时间，取得了很多阶段性的成果，但直到现在中外学者联合研究，才逐渐出现一些眉目。屠呦呦从传统中药中提取出有效成分青蒿素过程同样非常艰难。哪能找人测一下没结果，然后就下结论说没用了？

三是使用现代测量设备就是搞中医人的责任，现在没有结果你自己不感到内疚和惭愧，怎么会因此还有些得意呢？

只有当中医的所有语言、研究和治疗方法都变得完全看不出是传统中医，与其他纯粹的科学除了研究领域有差异，其他没有任何差异，也不再有任何中西医之分的时候，这才是中医真正复兴的时候。

五、3个理解科学的维度

科学的两大基因学科具有三个性质：认识科学的方法，检验是否为科学的标准，同时也是理解科学的维度。还有一个重要的理解科学的维度是科学史。事实上，一切学科都可以有相对应的历史学科。物理学发展史、化学发展史、生物学发展史、计算机科学发展史……

历史的维度是极为丰富的。《实验、测量与科学》一书证明了，科学的发展只能是步进式的。伟大的科学家，在他们那里，科学走的步子更多而已。科学的每一步可能是科学内部力量（第一类和第二类需求）推动，更多的时候是科学外部力量（各种第三类现实社会需求）推动。尤其第三类需求的推动，并不意味着他们就是唯一的选择。理论上说，很多现实社会需求都可能推动并带来相同的科学成就，但历史就是历史。也正因如此，从科学史的角度研究所得出的结论，需要谨慎，不要把这个事实上的科学发展路径认为是唯一的选择。

对科学史的研究，同样是一个科学认识问题，同样需要科学的方法：数学与测量。并且，也需要追求内在的绝对逻辑完美性。不要遇到一个历史事件就给出一种解释，遇到另一个历史事件就给出另一种解释。似乎都能解释，好像都有道理，但这样的解释并没有意义。真正的科学解释要能用相同的一套逻辑和公理体系去解释一切同类的历史。我所建立的人类文明进化模式的数学判定式，可以将200万年前自人类学会使用火以来，三种完全不同的进化模式：基因进化阶段的喷泉模式，农业进化阶段的并发模式，工业文明阶段的波浪模式，完全统一在单一的数学公式里，只有这样的解释才有可能是科学。

历史的角度，也是人的角度。从数学角度看的内在绝对逻辑完美性，从历史角度看是一个实现的过程，而不是一蹴而就。

比较一下三个理解科学维度的差异是这样：

**数学：理性的维度。**追求公理体系内的绝对逻辑完美性。

**测量：误差的维度。**总在与被测对象之外的其他所有因素打交道。你想测量的只是压力，可是温度、湿度、光照、抖动、电磁环境、测量仪器内部的白噪声、测量操作人员的错误……从理性角度看本来应该是没关系的，无数被测对象之外的其他因素，都会形成误差影响。从理性的角度应当是绝对完美的，可是从测量的误差角度看没有任何东西是完美无缺的。

历史：人的维度。历史的角度主要就是人的维度。从数学的理性角度看，理论上说本应该如何完美地进行，但科学发展是以人为主体的，事实上它往往是非常曲折复杂，甚至大量存在与科学的理性相反的非理性的东西。人类的情感，在很多时候会表现出科学发展强大的动力，又同时表现为科学认识巨大的主体误差和干扰。

六、科学的N种辅助方法和工具

科学认识的全过程，是信息的获取、处理和存储记载等过程，它们需要信息技术的支撑。因此，信息技术发展的水平，也在另一个侧面决定了科学认识的能力。它们主要决定科学认识的效率、成本等方面。信息技术是多种多样的，有计算机、互联网、大数据、人工智能、论文出版等。

在历史上，各种信息记载技术：苏美尔人记录楔形文字的泥板，古埃及人的莎草纸，古希腊人的羊皮纸，中国人的甲骨、竹简、纸张等，都决定了他们那个时代科学发展的技术极限。

另外，仿生学等也是科学研究的辅助方法。

论文的评价体系，奖励体系等，属于外在的世俗需求，并不属于科学内在的、有直接逻辑联系的方法和工具，这一点的理解非常重要。很多人、包括很多学者可能会把论文、职称、学位的评价体系看得最重，但他们对科学来说是属于外在的、世俗评价体系。当我们需要转向原创性的科学研究时，更多关注科学内在的标准和方法就显得至关重要。我们更要强调的是：绝对不能把诺奖当作是科学研究的目标，更不能当作是目的，它也不是最高的目标。

七、对科学贡献的四个层级

1. 四个层级及对应的世俗级别

当我们理解了科学的内在方法、结构之后，就可以比较明确地对科学贡献的层级有清晰的理解。

层级

科学标准层级

对应

以上是对科学做出贡献的四个层级，以及它们大致对应的世俗评价级别。以上与做工作的难度并不一定是线性关系的，他们只是科学内部工作的分工。

第一层，就是对科学方法的进步做出贡献。在这一个层级做工作的人很少，绝大多数学者都是默认继承他们所处时代公认的方法来研究特定领域的对象。只有少数学者发现科学的方法不够用，从而在这一个层级做出改进。他们多数以哲学家的形式出现，能够真正形成可操作的，被公认接受的，且在实际科学研究活动中实际使用的方法很少。大多数哲学家的思考如果有益的话，也会以脚手架的形式暂时存在过。从古希腊的泰勒斯、柏拉图到近代的康德、马赫、贝克莱、休谟、黑格尔、迪卡尔，再到现代的库恩、波普尔、拉卡托斯等科学哲学家。他们大多留下的是一些思想或者对科学方法的有效质疑，但真正留下可操作的、实际应用下来的科学方法很少。黑格尔的大逻辑与小逻辑（辩证法）因为没有能够还原成形式逻辑，因此只能作为一种思想和启示存在。所有科学哲学家，没有提出过任何一个可操作的、完全可还原为形式逻辑，并且真的在科学研究活动中实际成功使用，且能固定下来的科学研究方法。

在这一个层级做出贡献有两个途径：一是建立起留传下来的、可操作的、实际使用的科学方法，二是以这套方法建立起第一个科学理论的参考模版。做出这种贡献的有：

第一代科学：亚里斯多德（集中体现在《工具论》）、欧几里德。

第二代科学：培根（集中体现在《新工具》）、牛顿、伽利略、弟谷、穆勒（归纳法）……

第三代科学：希尔伯特在数理逻辑基础上建立的公理法。我所建立的以测量替代实验作为科学基础的纯科学方法。以此方法重建的第一批第三代科学理论。

第二层，是以相应时代的科学方法为基础，在新的研究领域建立相应的公理体系，以及通过实验和测量做出颠覆原有公理的新发现。在第一层建立最初科学模版的，当然也属于这一层的工作。更多的是以这些模版为依据，在更多领域做出贡献。如胡克、拉瓦锡、孟德尔、达尔文、爱因斯坦、普朗克、冯特、冯·诺伊曼、狄拉克……各个学科领域的开创者等。

2. 我所做的工作总结

我所做的工作：属于第一层——科学方法层以及第二层——公理层。

以测量替代实验作为科学的基础，形成了第三代科学的完整方法论体系。这是第一层的工作。

将辩证法的循环螺旋上升规律完全形式化。通过引入时延参数，用经典因果律推导出了循环因果律。这是第一层的工作。循环螺旋上升规律可以不属于辩证法对立统一规律的范畴。这个逻辑还原可以为系统论、控制论、突变论、协同论、超循环理论、混沌学等找到共同的公理基础，并且有希望将它们完全统一起来。

建立了第一批第三代科学的模版，由此重建了经济学、战争与军事科学、生态人口学三门学科，使它们成为真正的科学。这是第二层的工作。

这一套纯科学方法不会有任何严肃的科学家反对，因为“科学始于测量”早就是科学界一致公认的，问题只是过去没有测量专业的人真正把这一基本观念变成可操作的、可普遍使用的成熟科学方法，也没有去进行普遍的证明。要证明这一观点表面看似乎逻辑很简单，只要考察完当代人类一切可以称为是科学的学科，证明测量都是它们的基础就可以了。但是，要真去做这个工作，必须要把当代人类一切科学的学科全部考察完，通晓当代人类一切文明成就。我是花了四十年研究考察完3120个学科（中国学科分类与代码全集）之后充分验证了这一套方法，并且以原有零散的各学科测量学基础上充分改进完善而形成的。

指明以上这些，并不是要说我做的工作有多好。四十年前当我意识到，并且开始做相应工作的时候，就很清楚这些工作将对整个人类科学产生的影响会是什么。今天指明这些，只是要告诉一切有志于充分利用百年未有之大变局的难得历史机遇的人，要想去为科学做出一些更伟大贡献的正确途径是什么。在这个时代，需要很多、很多，不是去追求得个诺奖这样过于世俗的目标，而是建立起这样的理想：

成为能够进入从整个人类社会进程来看的，最伟大科学家和最伟大思想家之列的人类文明巨人。这是历史恩赐于我们中国这一代人不可推卸的责任和千载难逢的机遇。

汪涛，“人类第三次科学革命”倡导者，“纯科学”和“科学经济学”理论体系创始人。

上海析易船舶技术有限公司联合创始人、总经理。

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