格物论（十一） 致知（二） 科学祛魅 一_风闻

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牛顿曾经说过：如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。这句话后来被解释为多个版本，甚至有“对某个矮子的嘲笑”之说。但其应当被传播的思想：知识需要积累，这却是无疑的。不能否认科学家的伟大，但也不能否认前人的积累。这种积累，直观地以人类观察世界的能力来表现，即人类借助工具（以智能为基础）达成的能力进化。科学思想，绝不是某种“觉悟”的立地成佛，而是对科技成果的总结，也是“能力进化”的结果。

相应地，不同时代，对“科学思想”的理解是不一样的，我们看古人，后人看我们，感受可能是相同的。所以，万万不可有“一切尽在掌中”的错觉。科学是人类认识世界的方法，也是成果；科学本身不是形而上，也不基于形而上，它仍在发展。相对论与量子力学所建立的体系自有其前提假定，即数学自在（隐含着人认识世界的合法性）、数学与世界绑定（隐含着物理规则的永恒性）。

波普尔把科学表述为范式的革命，即原有体系成为新体系的特例。这种情形，显然是人类“进化”的结果：凭借科学创造的工具，人类视野得以在深度和广度上拓展！是眼界的放大导致了范式的革命，而眼界放大是一个实践的积累过程，绝非顿悟而来。某些所谓哲学家并未理解科学，由此建立的思想体系，缪以千里。必须从实践的角度辨认科学和科学史。人类正在展开智能之精彩，精彩之一（或者说起点）就是超出生物极限的感知能力：测量。

科学与计量

秦始皇统一中国，最重要的历史贡献之一是统一了全国的度量衡。现代社会中，安全、科研、生产、物流、贸易等各方面都离不开计量基础的保障。国家建立（或直接采用国际标准）并有效执行一套量值传递体系（质量监督），通过计量检定（或其他传递方法），将计量基准所复现的单位量值传给下一等级的计量标准（比如砝码），并依次逐级地传递到工作用计量器具，以保证测量的准确一致。简单说就是：生活中无处不在的量具，都是由国家质量监督部门担保的，日常量具相比国家基准可能有误差，但在允许范围之内。

作为测量的前端，传感器（sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。基本感知功能分为热敏、光敏、气敏、力敏、磁敏、湿敏、声敏、放射性敏、色敏、味敏。传感器产品门类共10大类42小类，近6000个品种。--百度百科

现代计量技术属于现代科学体系，传感器、测量设备/仪器/仪表工业是现代工业的重要基础组分。凭借测量设备，人类的“感知能力”早已超出生物属性及其想象：电子天平可称量0.1微克，大型称重设备可以称量千吨以上，货轮水尺称重可达数十万吨；光学显微镜的分辨率为0.2μm，电子显微镜的分辨率为0.2nm；碳硫分析仪：碳测量可达千分之一，硫测量万分之五；温度测量精度优于0.01…。

科研单位面向前沿的测量需求，不断制造或组合新的测量设备（占科研投入的相当大部分），某种意义上讲，大型粒子对撞机也是一种测量设备。这些测量设备是科学的造物，借助它们，科学家实现了肉体不可能到达的“感知能力”。

计量单位制一般采用国际单位制（英制、市制可等价），粒子物理领域多采用自然单位制（光速c=1）。在国际单位制中，将单位分成三类：基本单位、导出单位和辅助单位（弧度和球面度，已并入导出单位）。七个严格定义的基本单位是：长度（米）、质量（千克）、时间（秒）、电流（安培）、热力学温度（开尔文）、物质的量（摩尔）和发光强度（坎德拉）。上述基本单位在量纲上彼此独立，导出单位由基本单位组合构成。

国际单位制以及背后的科学体系，为关于自然的交流提供了坚实的基础。应当感谢国际标准化领域的科学家和工程师，他们也是自然语言的工程师。扩展开来，博物学、质量领域，以及其他专业领域的专家/组织，同样也是广义的国际标准化专家，也是自然语言的工程师。他们为一部分“概念”提供了可靠的定义。

计量是一门基础科学，同时又是科学的基础。从认识论的角度看计量，从进化论的角度看科学，有助于我们理解科学。哪怕没有接受高等教育，凭借日常经验和基本的推理，我们也可以远观现代科学体系之大略，而不产生根本性误解。

如果说一般工具延伸了人类的操作能力，那么计量工具（以传感器为触角的仪器仪表）则延伸了人类的感知能力（直观及其综合）。从这一点上，可以说：科学全面提升了人类的感知能力，从而进一步拓宽了生物进化的道路。可以从国际单位制原器的精度方面，对现代科学技术带来的“感知能力”有个直观的认识。

长度单位：1889年第1届国际计量大会批准国际米原器（铂铱米尺）的不确定度为10-7；1960年第11届国际计量大会对米的定义更改为氪－86长度基准，不确定度为4×10-9；1983年第17届国际计量大会采用了光速基准，不确定度为10-9。

质量单位：铂铱合金国际千克原器，1889年第1届国际计量大会批准，不确定度约在10-7；2018年第26届国际计量大会，采用了普朗克常数定义，不确定度在10-8。

时间单位：最初，“秒”被定义为平均太阳日的 1/86400；1967年第13届国际计量大会，采用铯原子钟，不确定度达到10-15，2千万年误差不超过1秒。我们日常用到的GPS、北斗，授时精度在纳秒级（10-9）。没有高精度原子钟，就不可能实现米级的全球定位。

…。

2018年26届国际计量大会通过了决议，国际单位制中的3个基本单位（千克、开尔文、安培）改由自然常数来定义，并于2019年国际计量日（5月20日）起正式生效。至此，国际单位制7个基本单位全部由基本物理常数定义，量值的实现进入了量子化时代。

国际计量基准已经进入量子化时代。普通人可以不去了解量子力学，但应当知道，量子力学已经从最底层渗透了人类的社会生活。由此亦可佐证：科学已经成为人类的生活常识。

回到人类与恐龙的比较。《侏罗纪公园》系列电影作品让我们直观感受了恐龙的强壮。假设恐龙代表了肉体（基因）进化的方向，人类代表了智能进化的方向，那么，人类完胜恐龙。抛开热兵器不谈，仅以力量计，恐龙不可能挑战吊车、压力机、载重车辆，甚至不能挑战钳子、扳手、锯子。恐龙可能拥有比人灵敏的嗅觉、视觉，但不能挑战人类制造的检测仪器…。生物个体层面如此，社会/群体层面则差距更大，人类有语言、文字，知识可以传承，可以组织起远超动物可能性的团队合作。即使不考虑现代科学，人类也能通过组织团队配合，建设城墙、陷阱、大型机弩等击败恐龙，小型团队也可用火自保甚至反击。

站在生物进化的角度，智能生物的进化表现为借助工具。前面一直使用“延伸”一词，人类发明的工具从两个方面提升了生物个体的能力：力量和感知。某种意义上讲，工具就是人的力量和感知的延伸。赤手空拳的话，现代人可能不见得比古人强，但凭借工具，现代人的“力量”和“感知”将全面碾压古人。现代人和古人的生物特性可能变化不大，但凭借工具，现代人看得更远、更清，举得更高、更重，上天下海…。现代人相对古人已经“进化”了：眼光更锐利，手臂更强壮，体能更充足…。

进行“人类对抗恐龙”推演，可以求证“什么是最宝贵的”。人类的优势集中体现为组织能力：语言（包括八卦）所建立的关系网络远大于动物的嗅觉认同；理性对未来的期许使得人类能够让渡部分个人利益以换取团结，从而为更大规模的组织奠定基础；更大规模必然要求更精确的计划性；更大和更高效的组织，让智能得以发挥，科学得以发展；科学创造了新的延伸力量和感知的工具，每代人都有所“进化”。网络科技的发展，使得信息可以几乎没有延时地传递到每个节点，创造了“全人类组织起来”的可能性。

人类的优势表现为“传承”。人类以文字为载体，记录前行中的知识。人从出生那一刻起，就已经站在了前人堆砌起来的平台之上，他只需进入语言，就已经开始了与所有先哲们的对话。如果把全人类比作一个意志（类似‘盖亚’），那么，“她”的成长过程中，“文字”是一个特殊的里程碑：“她”站立起来，迈出了探索世界的脚步。全人类的意志表达为认识世界，组织是为了“盖亚”的合成，文字使得她有了记忆，科学是她的进化，计量则是进化的刻度。这些共同展开了人类的“智能进化”之路。

如果消灭恐龙的“神”仍在观察地球，它的感觉可能是饶有兴趣。人类智能，创造出了远超恐龙时代的精彩，更关键的是，科技还在进步，未来或许真的值得期待…。那么，人类是否有时略有疑惑：科学所创造的工具和尺度，“神”是否早就知道？科学所发现的规律性在不断排除“神”的存在，“神”是否默许？

科学与常识

科学可以给出不同的解释，但科学不能改变常识。牛顿的万有引力定律不会改变天体的运行，爱因斯坦的相对论同样不会；高能物理、量子力学也不会造成物质的崩塌。事实上，如果理论所预言的结果与常识（只要不是错觉）不符，那么，应当质疑的是这个理论。

现代化学给出了水银（汞）在常温下呈液态这种现象的相对论解释（汞在元素周期表中是80位，与它相邻的铂、金、铊、铅等在常温下都是固态的）。有没有相对论解释，水银在常温下呈液态这一常识不会改变。同样的还有黄金呈现“金色”的相对论解释。英国科学家观察到光合作用中能量转化的量子机制，并证明正是这一量子机制使光合作用能很好地消除环境干扰，而光合作用已经在地球存在了数十亿年。无论人类是否发现量子力学，不改变人类此前观察到的光合作用如此这般的性质。元素周期表所展示的元素性质的规律性，早于量子力学给出的核外电子能级的量子化解释…。未来，无论高能（粒子）物理如何发展，不会造成人类生存其中的宏观世界忽然崩塌或异常（这并非来自世外的保证，而是人类飞蛾扑火般的命运）。

玻尔曾说：“没有‘量子世界’，只有抽象的量子力学描述。我们不应该以为物理学的工作是发现大自然的本质。物理只涉及我们怎样描述大自然”。玻尔是哥本哈根学派的创始人（在量子力学的江湖中相当于少林派掌门），对二十世纪物理学的发展有深远的影响。国际单位制的量子化是“悄无声息”完成的，对生活没有影响！科学，只是在不断揭开“已在”的真相（包括人们的常识）。

上世纪七十年代末期国内开展的关于真理的大讨论：实践是检验真理的唯一标准，这是一个可靠的结论。现代科学深刻地改变了人类所处的世界，但这种改变是以人类实践的方式实现的，而不是凭空改变了大自然。更深刻地，科学只是描述大自然的方式，人类并不能声称发现了大自然的本质，如果发现了不相符的实验结果，应当改变的是科学理论。这种认识也是科学成为科学的根基所在。

因此，首先应当驱除的思想是：科学的神秘化。这是另一种经过包装了的“大全”，只不过包装物换成了科学名词。应当确信：**大自然（包括人类自身与社会），是一种比“科学”更加坚实的“存在”****。**原因在于：无论科学定律是否被人类发现，大自然早已“应用”了它们，而人类以及人类的常识，是这种“应用”的结果。人类的思考以及思考的物质基础大脑，不会因为量子力学的测不准、不相容、波函数坍缩、观察者效应等等，而忽然可疑起来。事实上，承受了认识世界的天命，就意味着科学只是人类认识和改造世界的工具，是属于人的能力，而不是可以表达的人类的“命运”。

超出科学自有范畴的讨论，是“不诚”。

每个人，除了拥有知识，还有亲人、朋友、事业、国家…。人们愿意接受科学思想，是因为它的实践有效性，而不是“绝对”，无论它如何深奥、神秘，都不是怀疑人生的理由。科学是“望远镜”和“显微镜”，它将人类的视野引向深空和微观，但无论多么深远，人类的立足地还是人的生存，不因镜片而失焦或散焦。或许在“神”的眼里，人类只是感恩节前的火鸡，但那不是人类放弃立足的理由：物的尺度和人生的价值都在于人。这是对科学应有的态度。

科学与自然

现代科学的体量，早已超过个人能力的极限，没有人可以号称全面了解科学（何况还有数学）。网络上常有“谁是人类历史上最后一个全才”的讨论，达芬奇、朗道、庞加莱、希尔伯特…。但这种“全才”更多的是后人对其学术修养的崇敬，而不是定论。何况，应当相信，后人会对世界有更加深刻的认识。

如果非要找一个“全才”，那只能是大自然，人格化的自然神。

科学之所以令人信服，原因在于不断重复的“预言成真”。牛顿、爱因斯坦莫不如此。牛顿经典物理体系建立之后，学界一度形成了某种乐观又悲观的氛围。科学家可以乐观地认为，物理学终结了，后续工作是力求精确（小数点后的工作了）；哲学则不得不悲观地认为，未来已定，只是暂时难以计算而已。

但人们显然低估了计算的“难度”。愚公移山或许还有可能，推演大自然则完全不可能。用电脑游戏来做类比。游戏中的NPC显然是一段代码，最简单情形，NPC只重复几句话“村东头老李家的牛走失了，你去帮他找回来…”。游戏中的石头，并不具有石头的性质，只是挡路而已，小草也没有味道，大树也不能真的爬上去…。为了追求“真实”，设计人员开始考虑“对象化（仿真）”游戏中的人物和物品：把对象包装起来，赋予对象一组性质，让对象根据不同情况做出反应。比如NPC可以聊天，石头可以翻动，小草可以拨出，甚至阳光在不同时间有不同的照射角度…。但仿真取决于服务器的运算能力，也取决于赋予的“性质”的全面性。只说仿真一块石头，要做到全面仿真，需要设计人员了解石头的全部特征，比如翻动要用多大的力量，比如锤子击打时，多大力度可以打碎、碎成几块、崩到哪里、砸坏什么…,比如拿来磨刀，多大力度、磨损多少、发热情况、多少灰尘…。很显然，全面仿真是做不到的。至于NPC仿真，更是想都不要想，除非GM后台亲自扮演。

大自然却是“真的”，所有人物、物品都是本色出演。借用“物自体”概念，大自然中的角色就是物自体。此时，人类不再是设计者，而是参与者和观察者：观察物自体的反应，总结归纳形成知识。无论人类对物自体了解多少，无论对此物的规律掌握多少，物自体自会按它的规则行事（石头碎了就是碎了，不用等到触发什么科学和数学的计算结果）。大自然的推演结论，必定是“真实”的，出现“反常”现象，是人类了解其中规则的机会，而不是大自然“出错”了。从这一角度，就是黑格尔的“存在即合理”。但大自然不说话，只是自行演化。也就是说，没有任何人可以预知未来。

意识，人类仍然知之甚少，但也在大自然的“推演”之中。人类也只是在大自然中本色出演。人们伐木烧火与森林火灾，其影响对大自然没有区别。也就是说，对于大自然而言，影响在于人类的行为，而不在某个人的思想，除非思想影响了行为。

地球有意识吗？地球的意识就是人类的意识。想象中的“盖亚”是人格化的地球本身。自然的警告是人类理解的警告，“警告”作为一个概念，其意义也是人赋予的，大自然不言。与黑格尔的“绝对精神”一样，我们把大自然人格化，是一种思想的方法，而不是真实。这种思想方法，为人类确立了一个准则：人可以指望大自然。或者可以这样说，大自然的演化即是“道”之显、“神”之使、“思”之本，是人类存在和思考的最大最可靠的“靠山”。

这里可以补齐关于“地心”的类比：理性对应地心，人的直观以及求知欲对应地核，大自然对应地幔，现有的科学体系则对应地壳。科学是由大自然背书的（请忽略地核地幔关系）。

大自然演化至今，就是现在可以观察的样子。不管是否来源于大爆炸，不管基本粒子是否可分，甚至可以不管数学和物理定律何时起效，人类就是大自然推演至今的结果（或许不唯一）。科学，是大自然演化过程中展示出来的，人可以理解的东西。如果仅以太阳系为限（近在眼前），那么肯定还有宇宙中允许存在，但太阳系中并不存在的事物，比如黑洞，或者阿凡达的世界；以当前为界，肯定存在将来或许出现，现在并未出现的事物。大自然所展示的，远远大于人类可见的，又远远大于可以理解的，大于可以用数学公式描述的；而大自然尚未展示的，则更是不可言说的。因此，科学只是人类认识自然的方法，是人类进化转向智能方向后的工具，不是自然的“决策者”。拥有科学知识的人类，绝不是大自然的“主宰”，充其量是站在了地球生态链顶端的智慧生物。可以想象一个“绝对精神”，或人格化一个“自然神”，但不能自以为就是。

借用徐胜治先生《太上章》传灯一章中的描述，进一步说明科学与自然的关系：

世上原先并没有灯，直至有人创造了它，然后才有了一种名叫灯的东西。但无论人们清楚不清楚什么是灯，将碟子、草茎、火麻籽油组合起来用于照明，它就会出现，然后可以给它起一个名字，比如叫做灯。在世上根本没有灯之前，其实灯已经存在了，只看人们知不知道它，又能不能发现它、点亮它。如此看来，这世上的万事万物在没出现之前，其实都早有其存在的道理，否则它们就不会出现。万事万物之间的玄妙、无论我们知不知道、知道多少，它就一直在那里。

朱子：天不曾生个笔，人把兔毫来做笔，才有笔，便有理。若在理上看，则虽未有物而已有物之理。

上述思想源于道家，其中的内涵很丰富。

其一，人们已经用各式各样的电灯代替了小说中的麻油灯，凿壁偷光、囊萤夜读、脐脂自照…等都是灯，这世上还有不胜枚举的灯以及尚未出现的灯、暂不可行的灯。因此，从物的一侧，无法给出“灯”的定义，因而“理念论”不通。事实上，只要“发展”并未停止，理念论中的“概念”就是自相矛盾（理念要求‘完善’，而‘完善’是现在完成时态，无法支持将来时态）。所以，只能从人的一侧即“用途”来定义“包含了未来的灯”。

其二，“电灯”必然是早已存在的，只是借由人类在科学的基础上呈现出来。人类也并未穷尽“电灯”的可能性，比如LED光源在技术未成熟前就不能作为电灯。大自然还允许什么样的灯，人们并不知道。人们只是在“科技树”上找到了电灯分枝，枝上的可能性，人类并不敢声称已完全展开。

其三，之所以找到灯这一分枝，原因在于“有用”，即人类需要这一分枝。那么，大自然所允许的可能性中，有多少是人类不需要因而并未展开的分枝呢？未来又有多少重新“有用”而再度打开的分枝呢（比如等离子体电视技术）？以及已经打开却发现有害因而应当关闭的分枝呢（毒品、化学及生物武器…）？

其四，“存在”与“呈现”之间以“实践”连接：需求造就了“呈现”。随着“枝叶”的不断呈现，人们开始意识到“树”的存在。那么，哪些“枝叶”更容易让人联想到“树”呢？

其五，人与智能也是早就存在的。在核能-化学能的能量瀑布之下，碳基生命也是早已存在的，只看运气。热力学规定的熵增，可以理解为“大势”。所谓宜居，就是大势下的逆流之势，碳基生命顺此势而存。逆流之势既成，则人已“存在”。

如果世界是可以“推演”的，那么推演者只有一个，就是“自然”。人类本身是自然推演至此的内容：人的智能和基于智能的推演，都在自然的推演之内。在大自然面前，人类应时刻保持谦卑：科学知识体系，远未到达可以总括自然的程度。

真理不在蒙满灰尘的权威著作中，而是在宇宙、自然界这部伟大的无字书中。--伽利略