高斯一生获得了无数荣誉，而且身居天文台台长，无论是社会地位还是学术地位都很高。但是他在数学上有一项重大的发现，却因为害怕社会压力一直没有发表，直到他去世以后，人们在书信和笔记中才知道他的发现。到底是什么数学发现，让已经名扬天下的高斯如此恐惧呢？1826年，在俄罗斯的喀山，一位叫罗巴切夫斯基的数学家发表了一篇古怪的演讲。在严肃的学术会议上，他突然谈起什么平行线可以相交、三角形内角之和不为180度等古怪的定理。这正是高斯不敢发表的那些发现。事实证明高斯的谨慎是对的：因为这个发现，罗巴切夫斯基一生遭受了各种压力，攻击和嘲讽接踵而来，晚年的时候连大学职位都被剥夺了。他到底发现了什么呢？罗巴切夫斯基其实没想这么叛逆。我们前面讲欧几里得几何的时候说过，欧式几何里有五条公设，其中第五条公设非常复杂，很多数学家都想通过前四条公设证出第五条来，罗巴切夫斯基也是这么想的。但是他别的办法不使，非要用归谬法。归谬法是什么意思呢？就是先假设第五公设不成立，然后只要能推出不成立的第五公设和其他公设有矛盾，就可以证明第五公设是多余的了。结果罗巴切夫斯基假设第五公设不成立以后，他使劲地证啊证，越证越不对劲儿，为啥所有的结论都和前四个公设不矛盾呢？结果罗巴切夫斯基发现，嘿，竟然把第五公设改了以后，新的第五公设和前四个公设还是相容，这不就形成一个全新的几何体系了吗？而且这个几何体系和欧式几何的各种定理全不一样。这可真是数学界的一大发现，罗巴切夫斯基很激动地发表了自己的看法，结果却换来数学界的一片嘲笑。这是为什么呢？我就问大家一句话，朋友们，你们能想象出平行线相交的情况吗？假如你在上中学数学课的时候，举手问老师说：“老师，为什么平行线不能相交呢？”老师多半会回答说：“大哥呀，平行线的定义就是‘两条不相交的直线’——再捣乱就给我出去！”你看，一般人根本没法想象什么叫“平行线相交”，这话完全是没意义的嘛，罗巴切夫斯基时代的很多数学家也是这样，所以都不理解罗巴切夫斯基的想法。另一个研究非欧几何的黎曼也没从这发现中得到多少好处。黎曼也是个天才型的数学家，受到了高斯的高度评价。但即便如此，黎曼在当上大学教授之前都非常贫苦，有时要到饿肚子的地步。他发明的黎曼几何并没能给他带来太多的财富。因为贫病交加，黎曼39岁就去世了。直到后来相对论的发现，才让非欧几何被学术界普遍接受。但这一接受可不要紧，这可把哲学家给震撼了。在小学数学课上，常常会有孩子这么问老师：“老师，什么叫公理？”我想，大部分老师都会严肃地回答：“大家公认的道理就是公理。”但如果此时你已经继承了苏格拉底的怀疑精神，那么你就应该反问道：那么老师，到底有多少人公认才算是公理呢？我承认有用吗？老师说：废话，你是小孩，你承不承认有个屁用！你又说：那大人承认有用吗？公理应该让全民投票吗？要是全民投票，布鲁诺不还是应该被烧死吗？老师说：只要数学家都承认就可以了。你又说：那什么样的人才能算数学家呢？是考试产生吗？是投票产生吗？是根据学历吗？再说，数学家之间也投票吗？哪边人多哪边就正确吗？那会不会是这样的场景啊！某个礼拜天的早晨，剑桥大学数学系里人声鼎沸，如同证券交易所一般。负责接听电话的助教兴奋地大喊：“就差一票啦！就差一票就可以压过牛津那帮孙子啦！”数学教授们赶忙互相询问：“谁？谁还没投票？”只有罗素沉着地说：“快把维特根斯坦叫起来，丫一定在赖床，每次投票都没有他！”呃……老师，是这样的吗？于是老师只能说：你……你给我出去！我们今天知道，老师们这么回答其实是蛮不讲理。公理不是什么公认的道理，公理是硬性规定的。但是在非欧几何出现之前，大部分知识分子对几何公理的看法和咱们的老师差不多。谁能认为平行线还可以相交呢？因而我们前面说，理性主义者相信这世上存在着某种先验的真理，其根据之一就是欧式几何的存在。哲学家们觉得，欧式几何中的图形不存在于任何一个日常物体中，但是却可以概括世间的一切平面形状，这不是表明世间存在着某种超越物质存在的神秘秩序吗？但是非欧几何的出现说明了，欧式几何并没有什么超然的独特性，不过是我们对世界众多描述方式中最易用的一种罢了。因而哲学家们对先验理性存在的信心也就降低了。其实，这远不是数学家第一次摧毁人们对先验理性的信心。比如古希腊哲学家大都相信“整体大于部分”是不言自明的真理（咱们一般人也都相信）。但是数学家在研究无穷大数的时候发现一个有趣的问题。我们都知道，自然数包括奇数和偶数，偶数只是自然数的一部分。但是我们却可以认为偶数和全体自然数一样多！因为每提出一个自然数，都可以将它乘2，找到一个和它对应的偶数。按照这个方法，无论找到多少自然数，我们都能找到一样多的偶数。所以，“整体大于部分”的概念起码在无限大的集合中是有问题的。当然，这似乎只是个数字游戏，跟我们的生活关系不大，那么看看下面这件事。1919年3月8日，第一次世界大战刚刚结束几个月，两支英国队伍登上了停靠在利物浦港的英国军舰。这艘军舰要把两支队伍分别送到非洲海岸附近的一座小岛上，以及巴西热带雨林的一片荒地中。两队人行色匆匆，他们必须在5月29日之前作好一切准备，晚一秒都不行。这是一场带有民族情绪的行动。英国和德国在一战中互为敌国，而这场行动即将证明，到底是英国人牛顿，还是德国人爱因斯坦①在引力问题上的预言更加准确。因为这是英国人的队伍，所以有不少人都暗暗倾向于牛顿。之所以选择5月29日这一天，是因为爱因斯坦的理论有一个古怪的推论。按照爱因斯坦的说法，太阳的引力能够扭曲光线。在白天，我们观测太阳旁边的星星的时候，星星发射到地球的光线不是正好路过太阳吗，这光线就会受到太阳引力的干扰，我们所看到的星星位置会受到影响。而到了晚上没有太阳的时候，我们观测到的星星的位置没受到太阳的影响，就和白天的不同了。但我们都知道，白天是看不到星星的，因为太阳太亮了。只有一种情况除外：日全食。1919年5月29日正是发生日全食的日子。英国人千里迢迢地远征，为的是寻找地球上的最佳观测点。而且为了避免那天观测地正好阴天，因此组织了两支队伍。最后的结果大家都知道了，爱因斯坦是对的，他预测的数字极为准确，而牛顿是错的。这不是唯一的一次实验，在这之前和之后，科学家们做了无数次实验，都证明了爱因斯坦的正确。牛顿时代被推翻了，爱因斯坦和他的相对论取而代之。相对论得出了很多古怪的结论，出于好奇，我们简单地了解一下吧，看不懂也没什么关系。首先说狭义相对论，有两个观点。第一，光速是永恒不变的，我们在前进的自行车上打手电筒，发出的光速和我们站着不动打手电筒的光速一样。这就引发有趣的讨论了。假如我是一个武功高手，出手飞快，速度已经超过了光速。那我向你出手的时候你会看到什么呢？因为从我手上发出的光的速度没有我手的速度快，所以你会先挨打，然后才看到我出手。这……不就天下无敌了吗？爱因斯坦说，不行，因为任何物体的移动速度都不能超过光速。再牛的武林高手，即便能突破生理极限也没法突破物理规律的极限，他的拳速至多是接近光速，永远不可能超越光速。第二，就是科普文章里常见的例子，说一个宇宙飞船接近光速，飞船之外的人去看这个飞船，会发现飞船的时间变慢了，长度也缩短了，然而飞船内部的人却没有感觉。准确点说是这样：相对论说的是，两个运动状态不同的观测者（不用非得有一个人接近光速），在看同一个物体的时候，他们看到的这个物体的时间、长短、质量都是不同的。说得详细一点，牛顿时代（也是咱们普通人的概念），时间和空间都是独立的，互相没有关系。但是狭义相对论认为，时间和空间不是互相独立的，得统称为时空。质量和能量也不是互相独立的，统称为质能，这也是核武器的理论基础。牛顿理论相信物体的时间、长度、质量都是绝对的，无论观测者是谁，一米尺子长度就是一米，是不变的。狭义相对论则认为，这些数值都是相对的，观测者不同，同样一个物体的属性就不同。以上是狭义相对论，下面说广义相对论，它解释的是万有引力。在相对论之前人们知道万有引力的存在，但是不知道引力是如何产生的。万有引力能够让两个星球相隔万里还产生作用力，这点连牛顿都不相信。直到广义相对论的出现，人们对于引力才有了一个较为合适的解释。广义相对论意思是说，当空间中存在物质的时候，空间就会受到这个物质的影响而扭曲，质量越大，空间扭曲得越厉害，引力就是这种空间扭曲产生的。有一个非常形象的比喻。好比我们的空间是一张抻平的床单，当我们往上放一个木球的时候，床单会被压下去，那么木球周围其他更轻的小球就会滚向木球，看上去就好像小球被木球吸引了一样。假如放的是铅球呢，床单会被压得更严重，造成的空间扭曲更大，引力也就更大。相对论对于哲学的意义在于，进一步打击了人们对先验理性的信心。首先，当初非欧几何出现的时候，人们觉得这就是一种数学游戏，没有实用意义，不像欧式几何那样能反映客观世界。而广义相对论正好用上了非欧几何，这就彻底打破了欧式几何的垄断地位，欧式几何更没什么特别的了。第二，相对论否认了牛顿时代的时空观。过去，时间和空间的独立性是不言而喻的，比如在康德那里就成为了人具有某种先天认识形式的证明。而相对论认为，人的时间和空间的概念都是错的。那么人们对先验理性的信心要进一步打折扣了。以上这些科学发现，无不让人怀疑先验理性到底存不存在。当年的理性主义者、形而上学家们自信满满地追求绝对真理、先验理性，此时看来，他们的自信就没什么道理了。我们顺便说一下，相对论的发现也正好证明了休谟怀疑论的正确。休谟说，无论我们过去看到多少重复发生的事件，我们也不能确认这事件在未来一定会再次发生。无论太阳升起过多少次，也不能肯定明天太阳一定会再次升起。当时很多人都觉得他是抬杠。可是在相对论出现之前，全世界范围内的各种科学实验、天文观测和机械生产，在长达一个多世纪的时间里，无数次证明了牛顿力学是正确的。结果呢，有一天，人们发现：哇塞，新的观测数据真的就出现例外了！真的就不符合我们的预测了！这不就是休谟的预言吗？所以，让我们一起膜拜休谟大人吧！四十三、科学说：人的认识能力有局限相对论还有一个衍生的结论：我们对整个宇宙的认识有很大局限。通过发展观测技术，人类有能力看到很远以外的宇宙，比如目前最远大约是120亿光年。但光速是恒定的，120亿光年的意思就是来自那个地方的光得花120亿年才能走到地球。因此我们所看到的120亿光年远的宇宙，只能是它120亿年前的样子。后来它变成什么样，今天什么样，因为它发出的光线还没到地球，我们就不知道了。换句话说，如果我们想知道从有人类以来，这段时间里宇宙的样子，那我们只能观测到几百万光年范围以内的宇宙。而据推断宇宙可能有几百亿光年大，相比之下，我们能观测到的范围就太小了。而且相对论说任何事物都不能超过光速，所以就算我们采用望远镜之外的手段去观测宇宙，也不可能超过这个极限。所以，无论我们对宇宙的全貌有什么样的设想，这种设想都不可能得到全面的检验。我们对宇宙的了解只能陷在有限的范围内，只要不推翻相对论，这个局限就没法突破。更厉害的发现还在后面。在牛顿的经典物理学里，我们想要了解一个物体的运动状态，必须知道两个东西：物体的位置和动量。然而物理学家们在研究量子的时候发现一个奇怪的现象。物理学家观测一个电子，越是精确地确定其位置，就越无法确定它的动量，越是想更精确地测量它的动量，就越测量不到它的位置。这并不是因为科学家的观测技术不行，而是由严格的理论决定的。这个规律叫做“海森堡测不准原理”或者“海森堡不确定性原理”。也就是说，你大可以想象每一个电子在某个瞬间有固定的位置和动量，但这对于人类是没有意义的。人类永远无法知道一个电子的运动状态，也永远无法精确预测电子的运动，只能大略猜测它的运动趋势。而且，因为我们不能准确预测某个电子下一刻的位置，我们连分辨两个电子的能力都没有。当我们观测两个相同电子的时候，我们只能看到两个电子闪来闪去，我们根本没法知道哪个是哪个。类似的怪事，还有电子的“波粒二象性”。从传统意义上说，电子不可能既是波又是粒子。然而科学家在实验中发现，电子既能显示波的特性，又能显示粒子的特性，关键看科学家们用什么方法去检测它。用一种方式观测就是波，用另一种方式观测就成了粒子。这是一个对物理学冲击非常大的学说。我们说了，科学的成就建立在因果律之上，一个原因产生一个结果。因此才产生了机械论和决定论，因此工程师们才敢在纸上写写画画，不用亲自做一遍就能肯定某个工程设计可行还是不可行，因此牛顿力学才能用来指导我们的生活。然而量子力学说的是什么？在量子级别的世界里，没有决定论，也没有确定的因果律。科学家们对于一个电子的运动状态只能预测出一个概率，只能说大约、可能在哪。物理学成了一门缺乏确定性的学说。这一下子让整个物理学都变得可疑了。难怪爱因斯坦对这一学说特别反感。在这个问题上，爱因斯坦扮演了顽固派的角色，试图用各种办法来驳倒测不准原理。爱因斯坦说了一句名言：“上帝不掷骰子。”意思是，世界不可能存在真正的随机，一切都是确定的。然而，这回是爱因斯坦错了。经过无数的讨论，今天的科学家们普遍接受了海森堡等人的结论。人们相信，在对量子的认识上存在着不可逾越的限制，人类永远无法准确地认识量子。霍金因此说：“上帝不但掷骰子，还把骰子掷到我们看不见的地方去。”说这世界不仅存在随机性，而且人类还无法了解它。这意味着，人类对这世界的认识能力又受到了进一步的限制，而且只要量子力学不被推翻，这限制就永远无法逾越。那种认为“随着不断的发展，科学终究能解释所有事情”的想法，就变得很幼稚了。另外，还有一种人类认识能力的局限是由逻辑决定的，更是没法逾越的。比如“一切事物都是互相影响的”这句话对吗？这句话永远是对的。因为一旦我们找到一个“不影响任何事物的事物”，当我们观测到它的时候，它就开始对我们产生影响了。所以我们永远找不到这样的东西。所以这个命题是永远正确的。再比如，无论是历史上还是今天，都有很多宗教信徒号称自己拥有过神秘体验。比如感觉到神灵对自己有所启示，甚至于某种“天人合一”的体验。那么，从科学的角度说，即便我们排除了当事人撒谎、使用迷幻药等原因，科学仍旧不可能承认这种现象，仍旧会认为这些都是幻觉。因为“幻觉”的定义是什么？定义就来自于经验主义：一个东西我说我看见了，其他人都没看见，那就说我产生“幻觉”了。问题是宗教的神秘体验恰恰是属于个人的，因此就算科学能力再强，只要神秘体验不留下其他痕迹（比如神灵出现后融化了地面之类），那么永远都会符合“幻觉”的定义，永远都不会被科学承认。再比如“不存在不能被观测到的事物”、“如何确定我的记忆没被修改过”也属于类似的问题。在这一章里还可以一提的，是弗洛伊德打击了人类对心理学的信心。弗洛伊德对心理学的最大贡献在于发现了潜意识。而且他认为，潜意识给人的影响非常大，甚至会超过理性。虽然弗洛伊德后来受到了很多批评，但是人们普遍认同潜意识对人的影响非常大。而且潜意识是非理性的，那么使用科学方法的心理学，对潜意识的描述也必然有一定的抽象。既然潜意识对人的影响很大，整个心理学的能力也就因此下降了，那种认为哲学可以归为心理学下属学科的想法也就难以成立了。其实，哲学家们很早的时候就意识到了人类认识能力的局限。比如休谟认为人类不可能了解因果律。康德认为人类只能认识表象世界，认识不到物自体。逻辑实证主义者则把人类的认识能力局限在符合逻辑实证规则的语言命题内。所以，科学对人类认识能力的限制给哲学的冲击倒不大，主要是通过科学结论再次佐证了哲学家们的这些结论。顺便一说，我们可以发现，上述几名哲学家的观点都可以用在解释量子的不确定性上。刚才说了，科学家永远没法准确观测一个量子的运动状态。那么在实际的观测效果上，科学家只能承认量子的运动是随机的。因此有人认为量子世界里不存在因果律，这也就验证了休谟的怀疑论。同时，人类永远不能确认一个量子的运动状态这件事说明，康德所说的物自体是存在的。从逻辑实证主义的观点看，我们也可以认为，量子的运动状态已经超越了人类语言的描述能力，所以看上去量子的状态是不确定的、缺乏意义的。这个观点下一段还会继续说到。本章的主要内容都说完了，我们再说点量子力学的其他影响。那就是彻底打败了机械论和决定论。这对于坚持人有自由意志的学者来说倒是一件好事。量子的运动状态充满了随机性，那么即便我们的物理能力再强，我们也不可能准确预测一切。或许有人问，量子的随机性是怎么影响现实世界的呢？我们不讨论具体的物理问题，我们可以想象，假如有一个科学家，根据每次观测到的量子的运动状态去控制一台机器，那么这台机器的运动状态自然也是随机的，也是不可预测的了。还有一种观点认为，量子世界并不是随机的。我们看到量子世界的种种不确定性，是因为我们日常生活里的认识经验以及语言，和微观世界的规则是不匹配的。我们的思维根本就不适合表达那个世界的规律。其实量子世界本身存在因果律，只是我们的思维认识不到。但即便这么设想，在我们这个“表象”世界里，量子运动终究是不可预测的。就算背后有因果律，因为我们永远不能理解这种规律，机械论和决定论对于我们也就没有意义了。再说点闲篇儿。量子力学还有一个问题，它和广义相对论是矛盾的。用广义相对论去解释宏观宇宙，用量子力学去解释微观世界，都没什么问题，都有实验佐证。但是这两个理论却对宇宙有着矛盾的解释。这显然有问题，但是科学家们无论是从量子力学还是广义相对论中，都没有找到突破口。科学家们觉得，应该从更高的层次统一这两种理论，比如美国电视剧《生活大爆炸》里的主角Sheldon搞的超弦理论，就是目前非常流行的一套方案。但是今天科学界还在争论中，还没有一个特别合适的说法。还可以说说爱因斯坦和海森堡。这两个人有一个共同点，就是他们都和原子弹有关，但都不是原子弹真正的发明者。很多人误以为爱因斯坦就是原子弹之父，因为人们根据相对论造出了原子弹。喜欢玩电脑游戏的朋友知道，有一款著名的战争游戏就设计成，玩家只要造了“爱因斯坦”就能开发原子弹。实际上，相对论只是从理论上说明了质能转换是可能的，离原子弹还远着呢！爱因斯坦虽然身在美国，但是对原子弹的开发贡献其实很小。而海森堡则实实在在地开发过原子弹，但是在战争中他站在了纳粹一方。他本来有机会造出原子弹改写历史的，结果由于一些失误，最终失败了。比较好玩的是，二战中的美国人很精，一边打着德国，一边还琢磨着德国的先进科技。美国人专门组织了特种部队，抢在其他盟国之前搜捕德国的著名科学家。结果海森堡等人就是这么被美国抓去的。不过美国也不能强迫人家投靠，打探够了情报就把海森堡放了。之后海森堡就在西德工作，当然也算是为盟国服务了。四十四、科学说：我自己也不靠谱！我们前面说，一些科学发现降低了人们对先验理性存在的信心，还有一些科学发现认为人类对世界的认识有一些不可逾越的限制。但是，我们怎么能根据这么点结论，就怀疑理性、怀疑科学的方法呢？回想上章的结论，我们承认，人类或许永远没有能力了解几万光年以外的宇宙此时发生了什么，也不可能准确了解一个量子的状态，但是这不影响我们的日常生活啊，我们有科学造的手机和电脑可以用啊。前面还说，潜意识是非理性的，所以用心理学去研究潜意识的时候，必然不能准确反映潜意识的全貌，只能支离破碎地描绘。可欧式几何和牛顿力学不也是这样吗？不也不能准确地描绘自然码？这世上没有任何一个物体严格符合欧式几何的描述，也不存在牛顿的理想状态，但是我们能说欧式几何和牛顿力学没有价值吗？没错，牛顿力学后来被相对论代替了。我们承认过去对牛顿力学是有点儿过于迷信了。但是相对论能代理牛顿力学，这不正好说明科学是在不断自我完善的吗？当更精确的相对论代理牛顿力学以后，我们对世界的认识不是更接近真理了吗？假如我们用类似的方法去研究哲学问题，不也有希望一步步接近真理吗？让我们作一个假设。我们已经知道相对论比牛顿力学更准确了，那么我们假设有一个时空机，把相对论带到了牛顿时代。当牛顿时代的科学家们见到了更准确的相对论的时候，他们会是什么反应呢？有两种情况对吧，一种是当时的观测技术可以观测到两种理论的区别。一种是当时的观测技术有限，区分不出两者。我们不用辩论那时候的观测技术到底怎样，我们把这两种情况都讨论一下好了。第一种情况，观测手段能区分相对论和牛顿力学的区别。你或许说，这种情况是不可能的，假如人类发现观测结果和牛顿的理论不符，为什么还会相信牛顿两个世纪之久？事实上，在1859年法国天文学家就发现，水星的移动和牛顿理论计算出的结果有几十秒的偏差。他们怀疑牛顿了吗？没有。科学家们想当然地认为，这是由另外一颗没被发现的水星卫星的吸引造成的。他们根据牛顿理论计算出了这颗未知卫星的位置和大小，还给它起了一个名字。但实际上，他们根本观测不到这颗卫星。他们怀疑牛顿了吗？没有。科学家们又提出一堆新理论来解释为什么找不到这颗卫星。比如“水星因发出黄道光的弥漫物质使水星的运动受到阻尼”——别问我，我直接copy来的，我也不知道这是啥意思。我们想，如果相对论来到牛顿时代，完美地解决了水星误差的问题，那它也不过是“未知的卫星”啊、“什么什么阻尼”啊等众多解释中的一种。所有这些假说都能解释实验数据的异常，但其他假说不复杂又没有破坏牛顿理论，而相对论则要向大家宣布你们相信了两个世纪、被无数科学家崇拜的经典理论压根就是错的。你信谁？科学哲学家拉卡托斯假设过一个类似的场景。他说，假如天文学家们观测到一颗星星的运转和牛顿定律计算出来的不符合怎么办？他们不会怀疑牛顿，他们会认为有一颗未知星球干扰了这颗星星的运动。于是他们就计算出这个未知的星球，但是星球太小了，普通望远镜观测不到。于是他们就申请一笔资金，花三年时间去造了台天文望远镜。结果他们没发现那颗星球。他们还是不会怀疑牛顿，会认为是一个宇宙尘埃挡住了未知的星球。于是他们又申请造了一个卫星去发现那个星云。要是没发现星云，他们会认为是宇宙中的磁场干扰了卫星的仪器。要是还没发现磁场，他们就会提出更多的理论……直到人们把这件事整个都忘了为止。这就好像我们生活中遇到的那种从来不懂得反省的人。他受了穷，就骂是老板吝啬给他钱太少，商人太坏囤积居奇。要是怨不上老板商人，他就骂是政府太坏，或是“社会的错”。要是赶上他还爱国怨不了国家，那还可以骂“一代不如一代了”、“现在年轻人全都堕落了”。要是这些都骂不上，他还可以仰天大骂是老天不公，是命运不济。总之他遇到的所有坏事，都可以从别人身上找出无数理由，从而“严格地论证”出，他自己是不会出错的。你或许还会觉得，这个假设不可靠。科学家们不会就那么傻吧？他们那么聪明，怎么会只知道不断给错误的理论找理由，不知道怀疑整个理论呢？实际上科学家们不仅喜欢找理由，而且无时无刻不在找理由。想想我们上物理课时做的实验。实验结果是不可能得到理想值的，对吧？老师给我们解释说，这是误差。空气阻力也好，物体表面不够平滑也好，你们的尺子不够精确也好，总之到处都有引起误差的原因。但问题是，科学家就能创造出绝对理想的实验环境吗？他们创造出绝对光滑的物体了吗？他们创造出不受观测干扰的实验了吗？不，他们永远都创造不出来，所有的实验结果、观测数据永远都有误差。科学家有能力减少误差，比如说改进实验技术，更换各种实验条件来对比实验数据，通过多次实验计算误差的分布，看看曲线是不是正常。但是，科学家永远没法真正消除误差，也没法精确地认定数值的某一个部分肯定属于误差——假如能精确认定，也就不存在误差了。再者，科学中不乏上述水星观测这样的例子，它是一个孤单的证据，当时的科学家们没法找到同类例子，也就更没法确定数据的偏差到底是不是属于误差了。所以，实验数据总是给错误容留了空间。而科学家又没有严格的办法去判定每一个错误数据的出现到底是因为实验误差，还是因为理论本身的错误。虽然大部分时候科学家的判断没有错，但是到了水星的那个例子里，显然实验数据已经失去了纠正科学理论的功能了。这个例子也驳斥了另一种科学观。我们前面说过，在面对休谟对归纳法的怀疑时，有一种科学观回答说，虽然归纳法不能得出必然真理，但是随着经验的积累（也就是实验次数的增加），由此归纳出的科学理论在概率上能越来越接近真理，科学是一种概率真理。而波义耳认为增加实验次数并不能增加概率，这里并没有概率可言。于是波义耳提出了另一种科学观，他说，只要是能够证伪的理论，就属于科学理论。比如宗教把任何发生的事情都解释成“神的意志”，这种理论就没法证伪，就不是科学的理论。波义耳的这种科学观念，叫做“证伪主义”。然而，前面的例子说明了，即便在与理论不同的数据面前，科学家们也不一定就会承认理论的错误，他们能找到很多理由，而且可以无穷无尽地找下去。科学家们在面对异常数据的时候，是选择寻找更多的理由还是去质疑理论本身，这没有一个固定的标准。类似的例子并不少。1956年，李政道和杨振宁发现了宇称不守恒定律（啥意思大家不用知道了），这在物理学界是一件大事，其冲击效果类似于证明出“能量不守恒”来。两个人因此得到了诺贝尔奖。然而实际上，在27年前，1929年的时候，一些实验就已经出现了支持宇称不守恒的数据。但是科学家们觉得宇称不守恒这事儿太扯了，就认为这些异常的数据只是误差而已。但这并不是科学家们的错。宇宙中确实可能存在未知的星球、存在磁场，它们也确实干扰过数据，以往这样的事情也发生过，几乎每一次，科学家们给异常数据找的理由都挺靠谱的。回到我们的假设，假设牛顿时代的科学家们提前知道相对论了，而且科学家们发现相对论能恰好解释水星位置的误差，那么他们会放弃牛顿吗？我们刚才说了，假如你是科学家，你选择相信哪个呢？一边是一个没听说过的科学新人提出的一套全新的、复杂的新理论，彻底推翻了现有理论，唯一的证据是一组可能由误差产生的异常数据；另一边是一个在两个世纪里被无数人无数次验证的经典理论，外加一颗远离人类一亿公里的一颗小小的尚未被发现的新卫星以及我们对自己天文观测能力不足的谦虚承认。换句话说，为了一个独立出现的异常数据，我们应该推翻一个被验证了成千上万次的成熟理论，用一个更复杂的全新理论取而代之吗？或者你会坚持说，你自己选择不出来，是因为你不够聪明，没有足够的科学素养，看不到这个问题背后蕴涵的“科学含义”，或者是思想不够开放。换句话说，你以为只要改进科学界对新理论的判断方式，让科学界对新理论的包容程度使其更“民主”（但并不存在一个什么“科学委员会”“科学审查机关”之类的东西负责“审查”新的科学理论，所以科学界也没有什么民主不民主的问题），那么这就是一个可以避免的缺点。这个问题先放放，我们接着说刚才的假设。刚才第二个假设……你没忘了那假设吧。我们假设说，假如牛顿时代的人见到了更为正确的相对论，但是当时一切观测手段都无法验证两者的区别，那该怎么办呢？这时候科学家们就会毫不犹豫地选择牛顿了，因为前面我们提到过的“奥卡姆剃刀”。我们说过，衡量理论学说的两个标准，第一位的是准确性，第二位的是简洁性。“奥卡姆剃刀”大致的意思就是，当两个学说都能准确解释同一件事的时候，我们选择更简单的那个。不为什么，就是因为它简单。关于“奥卡姆剃刀”，有一个比较常用的例子，说我们可以假设在车库里有一条我们看不到、摸不到、听不到、用任何科学手段都检测不到的“喷火龙”。这种假设在逻辑上是成立的——你不能证明它不存在嘛。那我们为什么要忽视关于这只龙的假说呢？我们可以根据证伪主义，说这条隐身龙是不能被证伪的，所以是不科学的。我们也可以根据“奥卡姆剃刀”原则，说这条龙无论存在还是不存在，对我们的生活没有任何影响，那么科学家就认为它不存在，为的是让我们的理论更简洁，同时我们也不会损失任何东西。我们可以把奥卡姆剃刀用在“我们生活在《黑客帝国》的世界里”这个假设上。我们的确可以如此假设我们的世界都是虚拟的，但这假设是否为真对生活的影响没有区别。那么两相比较，否认假设的世界更为简洁，那么我们就选择相信没有虚拟世界，我们生活的世界是真实的。但是你有没有嗅到一个危险的信号？科学不是追求真理的吗？那么“奥卡姆剃刀”是怎么回事？“奥卡姆剃刀”能证明车库里的隐形龙不存在吗？没有，它只是当做隐形龙不存在。根据“奥卡姆剃刀”原则，我们选择科学理论的原则竟然不是哪一个更接近真理，而是哪一个更简洁实用。我们刚才说，无论当初的科学家是否观测到和牛顿力学不符的数据，都不会相信相对论。那你肯定会问：那后来相对论怎么就被承认了呢？相对论被承认的原因只有一个，就是背离牛顿力学而符合相对论的证据越来越多，多到人们觉得宁可选择更复杂的相对论，也比不断给牛顿理论中的错误数据找各种理由要更省事，更简洁。这是什么意思？我们回想一下整个过程，相对论为什么能代替牛顿力学？这并不是一个突变的过程，并不是科学家们在一次大会上拿出各种证据和理论来不停地辩论，最终一方灰头土脸的离开会场，另一方宣布科学理论被改写。这其实是一个渐变的过程，是随着反对旧理论支持新理论的证据越来越多，相信旧理论的科学家不断地给那些证据找理由，直到所有的理由堆积在一起比新理论还复杂、还难以让人接受的时候，科学理论就被改写了。那么，你能意识到科学理论互相取代依据的是什么原则了吗？是实用主义！那个市侩的、庸俗的、让我们瞧不起的实用主义，竟然是整个科学的核心？在相对论发现以后，我们发现，所有的牛顿力学都是错的。我们生活的空间是弯曲的，我随便摆放一块橡皮就可以改变空间的弯曲程度。我们坐了一趟汽车，表就和标准时间有了一点点偏差。然而，我们在生活中从来不使用相对论解决问题。人们在制造汽车轮船的时候，用的仍旧是牛顿力学的公式。为什么明明有更准确的理论我们不用，非要用不够准确的呢？原因不用我说大家都知道：牛顿已经足够准确而且更简单。一句话，更实用。再比如，生物体内的分子原子都严格遵守物理定律。那么我们可以把生物看成一个由大量分子组成的物体，使用种种物理定律去研究它的规律。然而事实上，我们在研究生物的时候，用的是和物理学完全不同的生物学，是一套全新的定义和理论。我们为什么抛弃掉物理学已经取得的巨大成就，在生物学领域另起炉灶呢？这就是因为，当我们把某个器官当作一个整体按照生物学的方法去研究，要比把它当作一个复杂的分子集合体用物理学去研究简单省事得多。虽然物理学研究的结果更精确，但是生物学的方法简单实用，所以我们选择使用生物学。还是因为实用。我们应该好好想想科学到底是个什么东西了。前面的种种例子都表明了，科学是个只讲究实用与否的工具。我们在筛选科学理论的时候，实用是唯一的标准，哪个好用，我们就用哪个。假如你接受这一点，那么可以听听我个人给科学下的定义：科学就是建立在经验主义基础上的、以实用主义为原则筛选出来的理论。说白点就是，科学就是我们在一堆科学假设中，挑出一个能够解释已有的实验和观测数据，而且尽量简单、好用的理论来。这个理论就是最“科学”的。而且，科学也未必不是独断论的。这是怎么回事呢？关键在“奥卡姆剃刀”原则上。从表面上看，“奥卡姆剃刀”原则是科学实事求是、认真严谨精神的完美体验。“奥卡姆剃刀”原则可以大致翻译成这么个意思：未经证实又未经证伪的理论，我们就当它是不科学的，当它是不存在的。比如那条车库里的隐形龙，既没有证据证明其存在，又没法提出一个实验一经验证就能承认它不存在。所以我们不能接受它。要是接受了它，那岂不是巫婆神汉、种种怪诞学说都可以接受了吗？而且科学使用“奥卡姆剃刀”原则的时候也很严谨，科学并不是说被“奥卡姆剃刀”剃掉的东西就是假的了，只是说我们不知道它是真还是假。这还有问题吗？有。有一个实用主义哲学家詹姆斯的比喻，原意是来说宗教信仰问题的，我给改造了一下，可以用在咱们讨论的这件事上。说有一个小伙子想要和一个女孩求婚。这个小伙子只想和美若天仙的女孩结婚，但除非结婚，否则他没办法知道这个女孩的相貌，于是小伙子就很纠结。因为女孩的外貌不能被证实啊，按照科学的原则，就得当做这事儿不成立。那么小伙子一直犹豫，也就一直没跟那女孩求婚。小伙子对待女孩子外貌的方法符合“奥卡姆剃刀”原则：女孩的相貌我没法知道，那我就得存疑，我不能证明女孩是一个美若天仙的人，我就不能当她美若天仙，我就一直不能作出结婚的决定，婚事就得一直拖着。但詹姆斯说了，小伙子对结婚犹豫不决，拖着没求婚，这不也是一种选择吗？这不就等于选择了相信“女孩并非貌若天仙”了吗？换句话说，怀疑论者以为自己把所有可疑的东西都悬置起来，不当它是真的，实际上，这就相当于你当它是假的了！所以怀疑论者以为自己是谨慎的，是中立的，但是怀疑论者对可疑的事情采取了不相信的态度，本身还是一种独断的选择。按照詹姆斯的话说，怀疑论者觉得“与其冒险步入谬误，倒不如冒险丧失真理”，这和盲目相信有什么区别呢？所以这事成了这样：我们反对独断论，坚持怀疑主义，结果在我们坚持怀疑主义的同时，又犯下了新的独断论。从逻辑上说，怀疑主义的问题就是那句老话：这怀疑一切的原则本身难道不应该怀疑吗？恰恰是因为怀疑论者没法怀疑这个原则，所以对于不可证实的事物的怀疑，这个行为本身就成了独断论，而我们自己却没有办法再避免这种独断了①。科学真让我们失望啊。当非欧几何出现的时候，人们意识到，欧式几何不过是人们研究世界的一个工具而已，它被人们崇拜并不是因为它揭示了永恒不变的真理，仅仅是因为它是众多几何工具中最好用的一个。今天我们发现，原来科学也只是一个用来描述世界的工具。科学家们并没有一本“科学真理审批手册”，并没有什么固定的程序来决定哪个理论更正确。我觉得，科学家更像是一起去市场采购的大妈，望着小贩摊位上各类假说叽叽喳喳，挑挑这个够不够精确，看看那个够不够简洁，最后七嘴八舌商量出一个大伙最接受的理论来。当然也有谈不拢的时候，这时候科学家们就各说各话了，都说自己相信的那个理论最好。直到科学界出现了新的证据，大伙就接着挑，接着吵。一点儿没有追求真理的神圣劲儿！这会让科学很难堪吗？我倒觉得，这会让科学更自在。我们前面说过，按休谟的说法世界上不存在因果律，但另一方面，在一个决定论的世界里，虽然存在因果律我们却无法发现它。那么建立在因果律上的科学就很纠结，好像时刻都可以被驳倒一样。然而当我们接受了“科学并非揭示真理，仅仅是实用工具”的概念以后，我们发现，我们没必要非要先证明有因果律，然后再去研究科学。我们只要当做有因果律就可以了。因果律就是我们的一个假设，错就错了，so what？四十五、实用主义的科学意味着什么假如我们接受了前面的看法，那么，科学还代不代表真理呢？我们是不是可以说，既然科学是一个描述世界的工具，那么其他的理论，比如宗教、巫术、占星术，它们也是描述世界的工具。难道一个工具能比另一个工具更高贵吗？凭什么科学就敢拿自己的标准去衡量别人，只要人家不符合“科学”就说人家荒谬呢？那你科学还不符合我占星术呢，为啥你就不是荒谬的呢？我觉得这么说是有道理的。假如一个科学家对一个巫师说：“你的巫术是不符合科学道理的，所以你是错的。”我认为，这是学霸的表现，科学家并没有说这话的根据。你可能问了：那么你的意思是我们可以不相信科学了，以后什么神啊鬼啊，随便信信都没有关系了？不，我不这么认为。虽然我们不能把科学当做衡量一切理论的标准，但是我们仍旧有其他标准可以用。我刚才说的，科学就是建立在经验主义基础上的、以实用主义为原则筛选出来的理论。这就是我认为我们要坚持的：第一是经验主义，第二是实用主义。换句话说，假如一个巫师认为自己的巫术比科学更好，那么就要举出一些可以被检验的例子来。比如巫师手一比划就能点出火苗，这是用科学解释不了的。你要能当众反复点出火苗，科学就必须低下头，承认你比科学更厉害，科学理论必须修改。但要注意，这种巫术还得有一定的实用性。你不能说你做了一百次实验，只有两次成功了。然后你每次都能给自己找到理由：天气不好啊，自己状态不好啊，周围有邪恶的气场在干扰啊。你可以辩解说，我给自己找的这些理由都符合我自己的理论，科学你根据什么说我找的这些理由没根据？根据就在于实用主义。就算你这些理由都成立，我们也不会认真对待你这个成果。因为你点火不是召之即来的，完全不实用嘛！当然，这么做或许会冤枉一些确实是真的、但又不够实用的巫术。但是，除了这种方法以外，我们想不到更好的方法来区分骗子和非骗子。这正是我们常说的：“实践是检验真理的唯一标准。”或许有人会问：你又凭什么说，经验主义和实用主义是考察各种理论的标准呢？那我们想，我们选择信不信某个理论是为什么呢？我们为什么需要，比如在民间医术和现代医术之间选择一个更接近真理的呢？因为我们要治病对吧，我们要的是它的实用效果。所以我们关心的是这两个理论哪一个更实用。假如一个懂民间医术的人，他给你看完病说：根据我的某某理论，你的病好啦。你会就这么相信他吗？不会吧。你得在以后的日子里观察自己的身体，看自己的病是不是真的好了。要是没好，你就得找他算账去。所以，我们要选择理论，原则必须是实用主义的，依据必然是经验主义的。