科学无限好，只是近黄昏：科学的有限性、局限性与唯物主义的修正_风闻

摘要

现代意义上的科学不是与人类文明同时出现，共同发展的，而是在十四、五世纪，基督教神权对社会的思想控制有所放松，古希腊唯物主义世界观得以复苏之后在西方出现的。科学是在唯物主义世界观指导下的方法论、认识论。其概念的基本要素包括可以观测、可以证伪、符合形式逻辑。科学概念的基本要素决定了其效能相对于无限世界的有限性，和“越发展越艰难”的局限性。**对当前唯物论世界观以外的世界，科学是无能为力的。**而现代理论物理以数学为工具的推论提示，世界确实存在着传统唯物论概念以外的部分，包括时空二位一体、质能二位一体，时间、空间、质量、能量、有形的亚原子粒子与其无形的能量状态最终皆归同一，这些概念都是当前的唯物论世界观所无法覆盖的。并且，某些超出唯物论，因而也超出科学范畴的内容已经在人类社会中得到现实应用。另一方面，理论物理中

“超唯物论”的认知与某些古老的东方哲学思想不谋而合。这或许是巧合，也可能存在其它具有内在必然性的因果关联。反思一下，当前唯物论中按传统观念将物质与意识做二元区分，是产生“时间单向流动”进而产生“古今区分错觉”的关键原因。只要借用理论物理的思路，将传统唯物论做些局部修正，即，认可意识本质的物质性，“物质与意识二位一体”。**意识是物质的一种无形状态。无形的意识可以与有形物相互转化，且可以与有形或无形的其它物质相互作用。**我们所面对的太多不可思议都将顺理成章。本文从科学起源的唯物论基础与科学概念的内涵开始，系统推导了科学的适用边界与效能边界。然后从理论物理对世界本质的推论与意识发生的生物学本质，探讨了意识的物质性可能与唯物主义世界观的修正。

目录

一．科学起源的唯物论基础

二．科学概念的内涵与适用范围的有限性

三．科学的局限性

四．对当前唯物论世界观以外的世界，科学无能为力

五．意识与物质的同一性：“超唯物主义”（HyperMaterialism）世界观

六．对待各种世界观的态度与“意识方程式”

一．科学起源的唯物论基础老败所在的一个微信群里有位佛学达人，经常强调佛学和中国传统文化中一些令人匪夷所思的认知是科学，比如占卜未来、心灵感应之类，真令老败哭笑不得（理由请见本文最后一章）。从新文化运动大呼“德先生和赛先生”开始，百年以来，“科学”二字已经成了“政治正确”，经常被当作道德标签，凡事贴上了就自带正义光环。所以三教九流、各路神仙无不雀跃争先，纷纷在额头上自钤“科学”大印，以示其正确性不言自明。可**到底什么才是科学？**似乎根本没人关心。

在“政治正确”的感召之下，在“救国救民”的理想使命之下，老败从少年时代就决意投身科学工作。也算天遂人愿，至今在其中摸爬滚打了半辈子，有了点感悟与思考，在此跟读者诸君分享一下。

首先，咱们说说科学的起源。新文化运动所呼吁的“赛先生”（Science），即现代意义的科学，并不是与人类文明共同出现和演进的，而是远远短于人类文明史。一般认为，现代意义的科学大约是在1500年代，西方中世纪之后，在文艺复兴的思想解放中才开始萌发的。而科学一经萌发便蓬勃发展，对人类文明产生了革命性的影响。因此，以色列历史学家尤瓦尔· 赫拉利，在其著作《人类简史：从动物到上帝》（Sapiens: A Brief History of Humankind）中，将“科学革命”与大约一万两千年前的“农业革命”，和大约七万年前的“认知革命”并列为人类文明演化过程中的三大里程碑事件。

为什么现代意义的科学在西方出现得如此晚近呢？因为，在文艺复兴时代之前，西方是一个被基督教神权彻底笼罩的世界。而基督教的“神创论”就决定了对任何未知的探索都是不必要的，甚至属于宗教异端行为。其逻辑是，神创造了世界，所以神必然知道这个世界的一切。如果人发生了任何疑惑，就应该去向神请教。而神给人类最完善的解答就是圣经。现实中遇到一切难以解决的问题，不论精神上还是物质上的，去查圣经就好。上帝在圣经里早已写好了答案。所以，有问题，找神父。他去帮你查圣经，找答案。

可是，现实生活中的细节问题千奇百怪，总有神父们绞尽脑汁也没办法从圣经里附会出答案的情况。此时，神父们的回答是，这点破事你忽略它就好。因为，既然上帝没把这事写进圣经，就意味着上帝认为你不需要知道这个。那你就该听从上帝旨意，忘掉这事。你看，一切逻辑自洽。

所以，科学的求知性与探索性，从世界观上就与 “神创论”相矛盾。科学是关于如何探索、认识、了解这个世界的方法论。因而也可以称之为认识论。这个认识论的世界观基础是唯物主义。在唯物主义世界观指导下的认识论与神创论世界观的认识论最大的差别就是，它认为没有一个人或神可以知道这个世界的一切。尤瓦尔·赫拉利在《人类简史》中说：

“科学革命并不是“知识的革命”，而是“无知的革命”。真正让科学革命起步的伟大发现，就是发现‘人类对于最重要的问题其实毫无所知’。”

总结一下，科学是以唯物主义世界观为指导，探索未知世界的一种方法论、认识论。而唯物主义世界观与无神论天生契合。所以，只有在基督教神权对西方社会统治力下降，对人的思想控制有所放松，古希腊唯物主义世界观在文艺复兴运动中得以复苏之后，科学才可能产生。在此多说一句题外话。在中国传统文化中，“神创世界故神知一切”的观念好像没那么严重。但“祖先崇拜”的心结可是很重。现世的疑难总是要从古人成法中去寻找答案。这或许是现代科学没有在中国产生的重要原因之一。

二．科学概念的内涵与适用范围的有限性科学从大约500年前萌芽之后便飞速发展。最突出的表现是各种知识以加速度，甚至爆炸式的速度续不停地产生和积累。这是普罗大众都有目共睹，可以亲身体会的事情。但是，在这个过程中，科学作为一种方法论，其本身思想方法的持续变化和演进却很少被普罗大众所了解。事实上，科学在探索世界的过程中不断总结自身的经验和教训，修正过去的错误做法，不断寻找、发现、普及应用更加合理、准确、高效的做法。现代以来的知识爆炸，正是科学方法持续改进，减少错误，提高探索、发现效率的结果。至今，科学活动已经形成了一套明确、有效的行为范式。

在进一步讨论科学这个概念之前，或许有必要帮助读者诸君复习一下“概念的内涵与外延“。《普通逻辑学》说：

“概念的内涵，就是反映在概念中的对象的特有属性；概念的外延，就是具有概念所反映的特有属性的对象，通常称为概念的适用范围。”

从上面定义可见，概念的内涵与外延之间存在着

“负相关”，即概念的内涵越多，其外延越小。反之也成立，概念的内涵越少，其外延就越大。比如，“人”这个概念，只有生物学内涵。而“中国人”这个概念，除了“人”的生物学内涵外还具有国籍、民族等社会、文化意义上的内涵。所以“中国人”的概念内涵就比“人”的概念内涵要多。同时，“中国人”这个概念的外延，也就是其适用范围，就要比“人”小许多。“人”里面只有一部分才适用“中国人”这个概念。

前面说过，科学作为一种方法论，从萌芽出现以后是持续发展的。所以科学的属性也有动态变化。到了今天，科学这个概念已经具备了什么样的内涵呢？有一位加拿大心理学家，基思·斯坦诺维奇（Keith·E·Stanovich）痛感于当时心理学研究中的伪科学泛滥，在1983年出版了一本书，《How to Think Straight about Psychology》，直译为“如何简单明了地思考心理学”。这本书大受欢迎，被很多大学作为教材使用，到现在已经再版了11次之多！这本书的多数再版都有中译版本，但每个中译版本的书名都略有不同。其第11版的中文名就叫《这才是心理学：看穿伪科学的批判性思维》。这本书的核心目的是区分心理学中的科学与伪科学。所以书中有一章专门讨论“什么是科学？”。老败在此借花献佛，借用书中的内容向大家解释科学这个概念的内涵。

首先，科学是“系统实证主义的运用 ”。而实证主义的意思是：“依靠观察的做法，通过检验来认识世界”。

第二，科学的特征是 “公共知识的产生。……即科学知识并不仅仅存在于某一特定个体的头脑中。从一种重要意义上说，科学知识在提交给科学共同体供他人批评和实证检验之前根本不存在。……科学通过重复程序来实现其公开验证的理念。一项发现如果想在科学领域引起关注，就必须以这样一种方式提交给科学共同体，即能够让其他科学家尝试相同实验并获得相同结果”。

第三，科学是对“可检验理论的探求”。这个探求是一个循环往的复过程，即：”提出理论去解释世界中的特定现象，根据这些理论做出预测，实证地检验这些预测，基于检验的结果对理论进行修正…… 科学的独特优势不在于它是一个不会犯错的过程，而在于它提供了一种消除错误的方法，这些错误是我们知识库的一部分。”

需要强调的是，上述第三点中“可检验的理论”，是科学方法论的核心。一个理论如果是“可检验”的，它必须是“可证伪”的。

“科学理论的表述必须总是遵循这样的原则：从中得出的预测有可能被证明是错误的。因此，对与某理论相关的新证据进行评价的方法，必须始终具有使数据证伪该理论的可能性。这项原则通常被称为“可证伪性标准” 。

“……科学上的理论是一组相互联系的概念，它能对一组数据做出解释，并对未来实验的结果做出预测…… 它所做出的预测必须是具体的。…… 它在告诉我们哪些事情会发生的同时，必须指出哪些事情不会发生。”

这个“可证伪性标准”是科学哲学家卡尔·波普尔（Karl Popper）提出的“界定区分科学和非科学的关键标准”。科学之所以能不断清除谬误，趋近真知，根本原因就来自于这个“可证伪性”。

“…… 要让科学发挥作用，一定要让每个科学家都具备证伪的态度…… 因为易犯错的科学家们沉浸在一个相互制衡的过程中。在这个过程中，总会有其他科学家提出批评并清除他们同行的错误。科学的力量并不是因为科学家特别有道德，而是来自他们不断交叉检查彼此知识和结论的社会过程。”

以上就是科学概念的基本是内涵。了解了科学概念的内涵，我们就可以去明确、确定科学概念的外延，即科学这个概念的适用范围。明确科学概念的外延，目的有两个。第一，是排除打着科学幌子的伪科学。这对读者们应该不难理解。第二个目的，恐怕是读者们不太想到过的，那就是：明确有哪些事情是科学做不到的。长久以来对科学的道德化和神化，使得很多人产生了一个误解，仿佛科学是万能的。不！**科学绝不是万能的！**科学是一种“操作主义”的方法论而已。

“操作主义就是这样一种思想：科学理论的概念必须以某种方式建立在可观察事件的基础之上，或与之相关联，而这些可观察事件是可以被测量的。”

所以，科学这个方法论的力量是有限的，有些事是科学做不到的。

什么事是科学做不到的呢？那些不可观察、不可测量的事情科学就做不到。比如，科学回答不了“本质主义”的问题。科学理论不是 “从内在本质或者本质属性的角度对现象做出终极解释的理论” 。生物学家彼得·梅达沃（Medawar）曾写道：“那些科学不能回答，并且在科学发展的可预见范围之内也不可能得到回答的问题，确实是存在的。这些问题是孩子们会问的‘终极问题’……我能想到的这样的问题有：万物是从何开始的？我们来到这个世界是为了什么？生活的意义是什么？”

三．科学的局限性科学不仅有其概念内涵所限定的适用边界，在经历了500年的发展后，其局限性也越来越显著。说起科学的局限性，老败有自己的切身感受。从学医开始，参加生命科学研究工作至今30多年，老败一直有这种感觉，我们各种实验工作几乎都有一个共同目标：可视化。因为我们的研究对象要么是体内的器官，要么是细胞、微生物这类微观世界的事物，现在越来越多地关注蛋白质、核酸这类分子水平的相互作用。它们的共同特征都是人眼无法直接看到。我们可以猜测、推理、设想它们的状态、行为，但如何证明呢？必须用观察和测量去证明，而且，观察和测量的结果作为证据，最终需要让人眼看到才作数。为了让人眼看到，即实现可视化，经常需要以“标记”、“阻断”等多层次的间接方法去实施观察和测量。为此，必须要求各间接方法之间存在严格的充要条件关系，才能保证信息传递的有效性、不失真，才能使眼睛不被假象所欺骗，做到眼见为实。

我们生活在一个纷繁复杂的世界里。每个事物都与其它众多事物相关联，彼此相互影响。影响因素（统计学上称为“变量”）又有主次之分。一个事物的主要影响因素总是与众多次要因素掺杂在一起，多“变量”共同发挥作用。近百十年来数理统计方法的高度发展，各种“多变量相关分析”方法的建立，为寻找影响事物发生、发展的主要影响因素、关联因素提供了有力工具。尽管事物之间相关性的发现已经可以带给我们一些现实应用的益处，对其内在因果关系的深入探究才是我们从“必然王国”走向“自由王国”的必经之路。要想确认因果关系，就需要对假说进行实验验证。多变量相关分析是单变量分析的拓展，有助于我们从众多潜在影响因素中识别出最可能的主要因素。但其本质属于推测，即“可能性”，需要得到实验验证之后才能确认为事实。这个实验验证过程，因为充要条件要求的严格性，多数情况下只能以单变量对比研究的方法去实施才能得出最可靠的结果。

老败在科研工作中经常感慨，面对纷繁世界中的无穷变量，我们一样、一样去试，以单变量对比研究这种效率底下的逻辑方法，就算干到猴年马月！所能解决的问题也只是九牛一毛！现代科学方法的思路，首先是分析，把事物一拆二、二拆四……越拆越细。进而需要逐一加以验证的命题就越来越多, 呈几何级数增长，所以问题总比答案多。而地球资源有限，人类研究能力的增长要慢得多。以这样蚂蚁啃骨头的效率面对着无限复杂的世界，简直令人绝望！这是现代科学方法论的一个巨大局限性！一位学法律的朋友做了一个很好的描述：如果说世界的知识是个无限大，没有边界的二维平面，人类通过科学研究获得的知识就是这个二维平面上一个有边界的圈。

我们一直在用使科学手段使知识圈不断扩大，但已经感觉越来越费力，越来越困难。比如，在生命科学领域，小鼠、大鼠、兔子，直至猴子、猩猩等实验动物模型曾经帮助我们了解了很多生理、病理机制，发现、验证了许多药物。但是，在医学研究中，动物模型的效能已经肉眼可见地越来越低。也就是说，许多从动物模型身上发现的机理并不适用于人。越来越多在动物模型身上有效的药物，却在人身上无效。道理很简单，动物与人之间当然有相同、相似之处，但必然也存在很大差异。几百年的科学研究努力，那些相似之处都已经利用殆尽，剩下的基本上只有差异之处了。所以，现在如果看到某项研究仅仅是动物实验的结果，特别是小鼠实验的结果，老败就懒得看下去了。结果尽管可以天花乱坠，大概率在人身上将完全两回事。

科学的发展似乎已经开始进入平台期。我们似乎已经接近了科学效能的边界。那么，科学这个方法论的“天花板”在哪里？

四．对当前唯物论世界观以外的世界，科学无能为力科学是唯物主义世界观指导下的一种方法论。唯物主义世界观源起于古希腊。ChatGPT对古希腊唯物主义的解释是：

“*古希腊唯物主义主要思想是物质存在是客观的，**物质是构成世界的基本元素，意识和思维是由物质产生的。**古代唯物主义者相信，自然现象和人类行为都可以用物质的运动和相互作用来解释……

Leucippus和Democritus的原子论主张万物可以分解为无数微小不可分割的粒子（称为原子），并且这些原子具有不同的形状和大小，不同的组合方式形成不同的物质。……因此，他们认为物质是最基本的现实，而非精神、灵魂或其他形式的神秘存在。*”

历经两千余年的发展，唯物主义已经形成了辩证唯物主义，历史唯物主义，科学唯物主义，伦理唯物主义，客观唯物主义等各有侧重的不同流派，但它们源于古希腊的核心观点是共同的，保持没变。可是，现代科学的发展，确切说，是1900年诞生的量子力学与其后相对论，后来统称为“理论物理”的发展，却已突破了上述的科学内涵，并且开始使我们对世界的物质性，即唯物论产生了疑惑。可以说，科学这个方法论已经接近了其唯物论世界观的极限。而世界并没有终止于当前唯物论所描述的内容。唯物论内容以外的世界无法以科学方法去认识。事实上，人类（中极少数精英物理学家）正是在理论物理研究中以某些超出科学内涵的技能（数学）才得以推知一些当前唯物论以外的世界是个什么样子。

美国作家盖瑞·祖卡夫(Gary Zukav)在一群物理学家的帮助下，写了一本得过许多奖的书，名为《像物理学家一样思考》（Dancing Wu Li Masters: An Overview of the New Physics）。祖卡夫写这本书的目的，是想让普通人理解量子力学与相对论。直白地讲，就是“说人话”，用普通人的语言让读者理解理论物理的科学道理：

“所以我希望这是一本有用的“翻译”，帮助那些（像我一样）没有科学细胞的人，了解理论物理学里所发生的种种非凡的过程。”

可是，在书中作者不止一次情不自禁地承认失败，表现出对实现这个写作初衷的绝望。事实上，作者在书中告诉我们，不仅“普通人的语言”无法确切描述量子力学与相对论中的许多道理。即使竭尽人类语言都不能！甚至竭尽人类的想象力都不能！比如，在谈到亚原子世界的物理过程时，他说：

“……这种纷乱是想用有限的概念（语言）描述没有局限的状态的结果。此外，这种纷乱也表示“我们实在不知道”隐形的亚原子领域到底有什么事在进行。用爱因斯坦的话来说就是，这些模型都是“人类心灵自由创造出来的”。我们创造这些模型为的是要满足我们内心理性的组织经验的要求。这些模型无非都是在猜测那打不开的手表里面“到底”有什么事在进行。如果我们真认为这些模型说出了什么事实，那就误人了。

前面，我们摒弃了玻尔用以描述原子的行星模型，答应说后面会来看看“当今的物理学家怎么想原子”。好的，是时候了。可是这个工作实在棘手。因为，我们之所以轻易地放弃原子的旧图样，是因为我们认为代替这个旧图样的，会是一个同样清晰，但比较有意义的图样。可是，事情发展至今，我们的新图样已经完全没个样子。我们的新图样是一个无法可视化的抽象。这就叫人难过了。因为，这提醒我们，原子决计不是“真实的”事物。从来就没有人——没有任何人——看过原子，原子是假设的实体。物理学家构造这个实体为的是要能够理解实验的观察所得。然而，我们已经习惯于“原子是一种东西”这种观念，所以我们已经忘记原子只是一种观念。不过现在物理学家告诉我们，原子不只是一个观念，而且还是一个无法想象（成书面）的观念。”

在谈到从相对论可以推知时间与空间本质上是一体时，他说：

“如果你没办法用视觉想象四维的世界，别烦恼，因为物理学家也没有办法。目前，因为所有的证据都显示爱因斯坦是对的，所以我们暂时只要认为他对就可以了。他给我们的信息是时间和空间有紧密的关系，这一层关系由于没有更好的方法来讲，所以他只好称之为四维空间。所谓“四维空间”事实上是从一种语言翻译出来的话。这一种语言是数学，然后翻译成英语，才有所谓的“四维空间”。问题在于，数学所说的东西用另一种语言不论如何就是没办法准确表达。是故，“第四维空间的时间”只不过是一个标签，一个我们加给这一层关系的标签。而这一层关系就是相对论里面用数学表达的时间与空间的关系。…… 由于我们的感官经验只限于三个维度，而时空连续体是四个维度，所以我们看不到时空连续体的几何，就是想画也画不出来。”

更重要的是，很多理论物理中的道理无法描述、无法想象，不仅是语言的问题。因为虽然文字语言无能为力，“数学语言”在其中还是游刃有余的。咱们绝大多数凡夫俗子无法理解，只不过是因为“数学语言”水平太差而已。这跟作为一个中国人的老败，对俄语一窍不通没啥本质区别，无伤大雅。真正令人震惊的是，以“数学语言”所描述的理论物理观念正在冲击我们的唯物论世界观！

在解释了广义相对论告诉我们，时间与空间的关系是二位一体，可以互相转化；质量与能量的关系也是二位一体，可以互相转化之后，盖瑞·祖卡夫解释了广义相对论的进一步推论：

“到目前为止，我们都只是说物质会使时空连续体弯曲，可是，若是按照爱因斯坦终极的看法，每一块物质即是时空连续体的曲线（可惜的是他未能证明这一点）。换句话说，根据他的终极观点，根本没有什么“重力场”“质量”这种东西。这种东西不过是我们的心灵所造，真正的世界没有这种东西存在。“重力”这种东西是没有的——重力不过等于加速度，而加速度却是运动。“质量”这种东西是没有的，质量不过是时空连续体的曲线。即使是“能量”这种东西也是没有的——能量即是质量，而质量即是时空曲线。在我们的心目中，一个行星有它自己的重力场，循着轨道绕日而行，而这个轨道是由太阳的重力牵引造成的。但这只是我们自己的想法。事实上这所谓的行星只不过是一道时空曲线在另一道已经非常明确的时空曲线里，找到了最容易通过的路径罢了。这个宇宙除了时空与运动，别无他物。而时空和运动事实上又是同一件事。

根据量子物理学的看法，这个世界基本上只是跃动的能量。能量无处不在，起先是一种形式，然后是另一种形式……如此这般，连续不断。我们所谓的物质（粒子）事实上是造出来的，造出来以后消灭，又造出来，如此这般，连续不断。这一切皆因粒子的互动而生，但这一切亦是无由而生。

广义相对论告诉我们，我们的心智有种种规则，但真正的世界却没有。理性的心智因为是以有限的透视得到的印象为基础，所以它建立的结构也就决定了它接受什么，拒绝什么。从这个时候开始，理性的心智就不管这个世界实际上是如何运作，只是按着自定的规律，把自己认为世界必然如何的版本加在世界上面。事情一直是这样。直到有一天，终于有一个初心出来喊：“不对，不是这样。所谓的‘必然’并没有发生。我一直在努力寻找为什么如此的原因。我极尽想象之能事来维系自己对这所谓‘必然’的信仰。可是如今已经到了突破点了，如今我已经别无选择。我非得承认我一向相信的‘必然’并非得自真实世界，而是得自我的大脑。”上面这一段独白可不是诗的夸张，这一段话是一种描述，扼要说明了广义相对论的主要结论以及这个结论是用什么方法得到的。

*粒子物理学的世界是没有“材料”的世界。这个世界里面，事情的过程即是事情的究竟。*这个世界里面，生、变、灭的舞蹈在一个概率与守恒律的架构中不断上演，无休无止，不增不减。这样说事实上是完全用西方的话道尽了道家和佛教哲学的根本要义。”

世界是不是物质的？物质的基本元素到底是什么？意识与物质的界限到底在哪里？理论物理学家用数学方法得出的推论，使得这些在唯物论中本来很明确的问题变模糊了!

从上述引用的，盖瑞·祖卡夫的叙述可知，将对世界的认识推向当前唯物论以外区域的关键方法是数学。那么，数学到底是什么？数学算不算科学？对照前述科学的概念内涵可知，数学在有些情况下符合科学内涵，但很多情况下不符合。所以，英国哲学家、数学家、逻辑学家、历史学家、文学家、罗素（Bertrand Russell）曾说：“数学可以界定为不知道在说什么，也不知道说得对不对的学科。”

罗素的说法听起来惊世骇俗，实际上只是因为我们在日常中已经对数学的非科学性见怪不怪而已。是的，我们自己在工作、生活中所使用的数学经常就不具备前述的科学概念内涵。比如说，圆周率π。数学说：π是个无限不循环小数。可这个“无限不循”如何证明？！又如何证伪呢？！欧拉数e也是如此、根号2也是如此、根号3还是如此，无理数都是如此！所以，按照前述科学概念内涵中的“可证伪性标准”，无理数算不得科学理论，可是咱们多少常用与不常用的科学计算公式中都存在着这些无理数！

前面讲过，在此需要再次强调：科学是一种“操作主义”的方法论。科学方法论在操作中有一个不可或缺的重要支柱，那就是形式逻辑。前面所说的，几乎一切科研实验活动都是在做“可视化”工作，确凿可靠的实验设计最好是单变量对照研究，这些方法思路都是以形式逻辑中的充要条件原则为基础的。一切科学假说的产生与验证，进而成为科学理论，都要经历这样一个过程：

1.  **以观察到的已知现象为基础，以形式逻辑为工具做推理，得出假说理论。**2.  **以假说理论按照形式逻辑做推理，预言新的现象。**3.  **以严谨符合形式逻辑的实验过程进行观察、测量，以新现象是否按照预期（的统计规律）出现，作为假说理论被证明或证伪的判据。亲身经历过科研工作的人，必然会对上述的三阶段过程产生深刻，甚至痛苦的体会！因为科研过程就是试错过程，**我们总是在错误中摸索。而科研工作者所犯的每个错误，无外乎是逻辑推理中的某个或多个环节事实上不成立。就像外科手术本质上就是个“分离-止血-缝合”的循环过程，科研过程本质上就是在逻辑推理过程中“**犯错-查错-纠错”**的无尽循环。科学的巨大力量与效率不高的局限性都来自于形式逻辑，可谓“成也萧何败也萧何”。

量子力学对逻辑思维也产生了挑战。概略地说，形式逻辑和经典逻辑中的AND（与），OR（或），NOT（非）这些逻辑运算符在量子世界中已经不适用了。“海森堡测不准原理”使得传统的逻辑概念瞬间崩塌 – 成了伪命题。一切都是概率和量子纠缠状态说了算，成了咱凡人们无法理解的事情了。如果说，这些“不可思议”、“理解不能”仅仅发生于看不见摸不着的微观世界，凡夫俗子们可以眼不见心不烦，将其忽视也就罢了。但是，这些无法理解的神奇道理却正在宏观世界中发挥着可以让所有人看到、感受到的作用。除了展现光的波粒二象性的双缝干涉实验，如今已经是每个中学生都在实验课里见到过的现象以外，偏振光所造成的一些神奇现象也是与经典逻辑相矛盾的。

盖瑞·祖卡夫在《像物理学家一样思考》中举了这样一个有趣的例子：如果你在明亮的阳光下戴上一个看立体电影用的那种偏振眼镜，你会感觉光线变暗，如同戴了个墨镜的效果。然后，在眼前再放一个同样的偏振镜片，且旋转90度，使前后两个镜片的起偏轴向相互垂直。你就会发现眼前一片漆黑，所有的光线都被阻断了。此时，如果你再拿出第三个偏振镜片，以45度的起偏轴向角插入前述两个轴向相互垂直的偏振镜片之间，你会惊讶地发现，眼前大放光明，没有墨镜了，一切看得清清楚楚！可是，如果你把这第三个偏振镜片以同样45度的起偏轴向角放到前述两个镜片前面，则什么都不会发生，眼前依然一片漆黑。

这个人人都可以试一下的奇特现象如何解释？经典逻辑已经无能为力，只能用量子逻辑才能把光子的奇特行为解释得通。而量子逻辑，又是咱们凡人无法理解的概念了。这个例子表明，量子力学和相对论不仅在数学公式中打转，它们可以精确预言一些可以观察、测量的现象，因此可以对它们的一些理论进行实地、实验验证，并且在现实世界中应用它们。比如，广义相对论已经由四次天文或实验室观测得到了证明。质能同一性原理已经从一个数学公式，E=MC2，变成了核武器和核电站。一些量子态物理效应，比如量子隧穿、量子纠缠已经在一些电子器件、仪器中得到应用。以上种种，都是量子力学和相对论与科学概念的交集部分。但是，理论物理中还有更多的数学公式属于无法以观察测量去证伪或证明，超乎科学概念之外的部分。正如上面引用的，盖瑞·祖卡夫书中所说的情况，这些数学公式描述的是常人（事实上是包括提出这些理论的精英物理学家在内的所有人）无法以文字表述、理解，无法以形象思维去想象的，形式逻辑失效的，唯物论边界以外的世界。因而也是科学方法注定无法探索的世界！

五．意识与物质的同一性：“超唯物主义”（HyperMaterialism）世界观不知大家在前面注意到没有，《像物理学家一样思考》这本书的英文书名是《Dancing Wu Li Masters: An Overview of the New Physics》，其中的“Wu Li”是“物理”的汉语拼音。这体现了盖瑞·祖卡夫写作此书时一个重要的灵感来源，那就是，理论物理观点中的世界本质与东方哲学，特别是佛教与道教中一些思想、理念竟然颇为神似。比如，时空合一，质能合一，然后它们又融为一体。这跟老子所说“道生一, 一生二, 二生三, 三生万物。万物负阴而抱阳……”，简直如出一辙！又比如，基本粒子从能量而来，无中生有，又可以转化为能量而消失于无形。这跟《易经》里所说 “无极生太极，太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦，八卦生天地万物……”何其相似！东方思想家们似乎在几千年前已经悟出了世界本质的真谛，并以此指导、教诲芸芸众生。这些是纯粹的巧合？还是存在其它具有内在必然性的因果关联？现在没人知道。或许某一天，量子逻辑的发展可以向我们揭示，这一切本就是理所应当。因为按照理论物理中时空同一，可以互相转化的理论，人类认知中的时间单向流动，“一去不复返”，从而形成所谓的“古”、“今”概念，根本就是一种错觉！

把人类与自然相区分，也是源自古希腊的传统观念。这个观念来源于人类心理的核心，“自我意识”，即个体人认为自己特殊于、区别于其它人，自己独立于环境之外而存在的直观感觉。自我意识推而广之，就形成了人类独立于自然之外的观念。这个观念因其直观性而很容易受到普遍认同。在人类与自然二元区分这个认知之下，将自然中的有形物质（那时还没认识到电、磁等无形物质）与来源于人的无形的意识做二元区分也很符合直觉，所以被包括唯物主义、唯心主义，和很多宗教在内的各种世界观所认同。

在理论物理充分发展之前，达尔文进化论及后续的观察研究都已表明，人只不过是动物界进化树上的一个分支。人与动物没有本质区别。人只不过是自然中普普通通的一份子而已。把人与自然相区分是纯主观的、唯心的，不存在任何客观基础。到现在，神经生物学、心理学、动物行为学大量研究也已经表明，**所谓“意识”，就是神经网络中神经元之间联接的数量与方式、神经元跨膜电位变化沿轴突的传导、突触中神经递质与其受体相互作用形成的信号传导，外加多种内分泌激素通过细胞表面各自的特异性受体对大量神经元同时发挥调节作用，这样一些生物化学与电生理效应高度多发、并行、相互影响的综合产物。**这些生物化学与电生理效应在人与动物中存在数量与化学物质分子结构方面的细微差别，并无本质区分。而自我意识，是动物意识发展的最高阶段，也就是神经网络运动复杂性的最高程度。自我意识的强烈程度以人为最高峰，在其它动物，尤其是其它高等哺乳动物中也程度不等地存在。所以，2012年7月，一群神经生物学和认知学家齐聚剑桥大学，发表了《关于动物意识的剑桥宣言》(The Cambridge Declaration on Consciousness)，强调了意识在非人动物中的存在。

理论物理的数学推导表明，“时空合一，质能合一，然后它们又融为一体”。这个所谓的“一体”仍是“客观存在”，是“物质”。所以说“世界是物质的”，没有错。唯物论中的“唯物”二字仍然恰当。真正被现代理论物理所冲击的是“意识和思维是由物质产生的”这句话。

从生物学角度看，物质与意识之间好像确实存在着一个主体与客体的关系，即意识是由物质在一定的运动过程中产生的。这正是传统唯物论的观点。但是，现代理论物理告诉我们，物质并不一定是有形物。事实上，物质的形态是按照能量守恒的原则在有形与无形之间自由切换的。所以，如果用理论物理观点看待神经网络中意识的产生，所谓的“物质产生意识”，其本质是一部分物质在形态上发生了从有形到无形的转化。物质与意识之间并不存在主、客体关系，物质与意识是二位一体的，同一的，它们之间可以相互转化，而不是单向的“产生”。

如果意识的本质就是物质，那么，意识作用于其它物质并对其它物质发生影响就不再难以理解。“光的双缝干涉” 、“海森堡测不准原理”、“薛定谔的猫”，这些现实实验与思想实验中“观测决定结果”

的现象也就顺理成章。如果意识的本质就是物质，那么，意识作用于意识，并产生相互作用也就不再难以理解。并且，正因为意识是无形的物质，其与时空之间的相互作用而产生所谓“精神”、“灵魂”、“心灵感应”、“占卜未来”之类的现象也就不再不可思议。并且，这类现象无法用当前的科学方法加以研究、验证也是理所当然。因为，传统唯物论中意识与物质二元两分的理念决定了科学这个认识论对观察与测量的依赖、对形式逻辑的依赖。而凡是在意识发挥了其物质本质影响力的情况下，观察测量结果与形式逻辑都会瞬间坍缩，科学失效！

从以上推理，我们得到了唯物主义经过修正后的概念，可以暂且称其为“超唯物主义”（HyperMaterialism），其核心思想是：世界是物质的。物质是构成世界的基本元素。物质可以是有形或无形的，并可以在有形与无形之间互相转化。时间、空间、能量的本质都是物质的不同形式。意识是人和动物神经网络中无形的物质形式。意识并不异于其它的无形物质，并可以与任何无形物质一样与有形或无形物质发生相互作用。

**六．对待各种世界观的态度与“意识方程式”**超唯物主义对传统唯物主义的修正，主要在于物质与意识的关系。从科学诞生以来，人类早就知道某些客观存在是无影无形，不可见，且可以克服空间障碍，与其它有形或无形物发生相互作用。人类把这类物质定义为“场”，比如电场、磁场、引力场都是如此。除了重力以外，这些“场”无法被人类直接感知。但场之所以适用于科学概念，关键在于人类找到了观察、测量它们的办法。但意识无法观察、测量，无法以经典逻辑预测，科学也就无能为力。我们无法以科学手段认识到意识的物质本质。

科学回答不了“本质主义”问题，世界观可以。而世界观是持续发展变化的，我们还远没找到“终极真理”。每个人都必须选择相信某种世界观。而“选择相信”并无法构成证明其它世界观错了的证据。唯物主义只是众多世界观之一，其它世界观理论能够流传至今，也都是几千年人类文明、经验的结晶，都是大浪淘沙后的存留。如前文所述，**理论物理中以数学工具对世界本质的推论与一些东方古老世界观理论的不谋而合。这不一定就是巧合，也可能是某种意义上的殊途同归。**人类文化的多样性在我们对未知世界的探索中很可能起到“灵感库”的作用，可以给我们以提示，帮助我们实现思维逻辑的融会贯通。今后，理论物理学家可以借助来源于某些非主流文化中的灵感，与其数学工具相结合，实现了解未知世界的更多突破也未可知。

所以，作为唯物主义者，我们应该抱着“与人相争焉知非我之不是”的态度，保持对其它世界观的谦逊态度。比如，中医就是建筑在其自身独特世界观之上的思想方法。它认为世间万物是由金、木、水、火、土构成的，从而产生阴阳五行的理念。所以，其方法论观点就是人体的一切变化都从这五行的相生相克而来，进而建立起表、里、虚、实、精、气、神、望闻切问、辩证施治……，一整套关于人体健康与疾病诊疗的思想体系。

以老败的唯物论世界观和西医教育背景是无论如何无法理解、无法认同中医这套理论的。但老败的无法理解，进而无法相信，并不意味着中医的世界观就一定是错的。即使很多中医的观点无法用科学方法去验证，仍不意味着这些观点就一定是错的。因为科学本身就是构筑在

“传统唯物主义”（以区分于超唯物主义）世界观之下的方法论、认识论。它的效能无法适用于另一种世界观之下的理论是必然的。中医理论、佛教、道教、印度教等各种宗教的理论，看上去“不科学”是太正常不过的事情。本文至此已经写了一万多字，目的之一就是向大家解释科学的效能是受自身世界观局限的，科学不是万能的。所以不应把科学“道德化”、“政治正确化”。为了支持自己非唯物论世界观的理论和见解，“拉大旗作虎皮”，把科学当作政治正确的标签乱贴是对自身的贬低。

那么，既然其它世界观下的认知无法以科学评价其对错（比如中医），超唯物主义世界观下的很多内容也已落入了科学概念的内涵之外，属于“超科学”范畴。我们应该怎样去继续探索、认识这个世界呢？可以说，科学与超唯物主义指导下“超科学”之间的关系，与牛顿力学与量子力学、相对论之间的关系类似。牛顿力学并没有错，它只是理论物理高级原理的简略、近似版本，只在有限范围内，即在远低于光速的条件下才“足够近似”，可以适用。而我们所在的世界在绝大多数情况下确实是远低于光速的。所以牛顿力学在此简单高效，游刃有余。科学也是如此，它作为“超科学”的简略、近似版本，虽然适用范围有限，但我们现实世界的绝大部分就在科学的适用范围之内。就比如圆周率π和其它无理数的应用，我们无需使用真正的无限不循环小数，只需要在实用的精度需求下保留小数点后适当的位数就可以。事实表明，科学在近几百年地球上人类所遇到的问题中发挥了巨大的作用，并且这些巨大作用还将继续发挥下去 。

人类越来越经常地遇到科学难以解决，甚至无能为力的问题。因为随着“简单”问题的解决，“难啃的硬骨头”越积越多，且新问题以几何级数出现，科学的局限性弱点越来越显著，这正是本文套用李商隐的诗句，题为“科学无限好，只是近黄昏”的含义。但科学仍然是当前人类认知世界最有效、最可靠的方法论。并且，从最近的迹象看，人工智能和量子计算可以给科学带来新的强大力量，将会给“衰落”中的科学带来一次“中兴”。

科学只在有限的范围内对世界适用。在科学无能为力的时候，咱们如何鉴定事物的真伪？超唯物主义之下的“超科学”应该是怎样的？老败回答不出这些问题。数学在很多方面可以发挥超出科学概念以外巨大作用是我们已经见到的现象。很有意思的一个事实是，正是人类意识 “发明”了数字，数学是人类意识的一部分。数学与有形和无形的世界万物发生如此众多的奇妙巧合，从超唯物主义的角度看，正是人类意识作为物质与其它物质相互作用的结果，所以其中存在着必然性关联，根本不是巧合！但迄今为止，以数学描述意识内容的数学方程式似乎还没听说。未来会出现 “意识方程式”么？也未可知。或许，未来具有强大“超人工智能”的“硅基生物”（见老败另文，《地球“硅基生物”的发展与人类的未来》）可以做到这一点。让我们拭目以待！