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科学统一的哲学含义

 摩诃般若波羅蜜 2018-12-11

科学还原法的“哲学公理”是广义等效原理,我们既可以一次使用,也可以多次使用还原法,一次还原法相当于使用了一次“等效原理”,而多次还原法相当于多次使用了“等效原理”。在“杨振宁——张首晟”的自然哲学思想中,科学还原法占据了重要地位。通过使用多次还原法,科学家能够发现自然和社会科学的“第一性原理”,而每一学科的“第一性原理”构成了这一学科的基础和核心,比如:通过多次使用还原法,我们可以在欧几里得的几何学找到五条基础性的“公设”,通过欧氏几何的“五大公理”,可以推演越来越多样的点与线、线与面、面与体的复杂关系。张首晟在为物理学专业的研究生开设的课程“理论物理学问题选”中说过,“自然的复杂性可以统一于理论的美与简洁之中,而理论物理学的意义正在于此。”比如:牛顿第二定律表述为:力等于质量与加速度的乘积;狭义相对论的一个推论:能量等于一个物体的质量乘以光速的平方。在牛顿和爱因斯坦的这两大公式中,物理量的相互关系通过简洁的数学公式得到简洁而优美的表示。科学家希望用优美的实验和简洁的数学语言来描述自然要素的复杂关联,优美的实验和简练的数学符合哲学还原论的“等效原理”。理论物理学和实验物理学在基础的层面上符合“简洁即美”的法则、两种物理学符合哲学简洁美的“等效原理”。

社会科学还原法的“哲学公理”也是广义等效原理,我们在社会科学的分析中采取“自下而上”和“自上而下”的两种方法,一次、或多次地使用还原法。我们通过还原法可以找到每一门社会科学的基本概念和基本原理。自然科学和社会科学、科学和艺术在最高、最深的境界符合哲学“简洁即美”的等效原理。张首晟在“物理学的问题”的讲课中说过,“在最高的境界上,科学与艺术,科学与美,主观与客观是统一在一起的。”音乐家用简单的一组组数字表达音乐的节律,经济学家用一串串数据描述经济的运行,物理学家用简洁的数学公式表述从量子力学到天体物理学中物质的相互作用和运动方式,科学和艺术符合哲学简洁论和美论的“等效原理”,杰出的科学家不仅追求科学的“真”,而且追寻艺术的“美”。张首晟在选择凝聚态物理的研究上受到导师杨振宁的指点,从研究生阶段的粒子物理学转向博士生阶段的凝聚态物理学研究,师徒两人在科学研究中追求“寻美求真”的理念。2006年,张首晟和美国滨州大学的物理学家凯恩各自发表了论文,预言了某些复合物的表面在适当条件下有导电现象,2007年,德国物理学家莫伦坎普领导的科学团队在一种半导体的实验中发现了绝缘体表面的导电现象,张首晟、凯恩和莫伦坎普极由于“电子自旋霍尔效应”的发现,极可能获得物理学诺贝尔奖。

张首晟的科学哲学思想有两个显著特点,第一,他认为在所有门类的科学中都存在“第一性原理”,或所有门类的科学符合哲学基本原理论的“等效原理”,不仅在物理学、化学、生物学等自然科学领域存在最基本的原理,而且在经济学、心理学、法学等社会科学领域同样存在,或自然科学和社会科学符合哲学基本原理论的“等效原理”。他认为宇宙的运行和人类社会的进化符合基本的法则,他将古希腊哲学的“第一性原理”和中国道家的“大道至简”相互融合。什么是第一性原理,古希腊的泰勒斯认为万物由水组成,德谟克利特认为万物由原子构成,亚里斯多德认为万物由五种元素组成。中国古代的思想家提出了万物由“气”、或由“金、,木、水、火、土”构成的观点。古希腊的亚里士多德对第一原理的定义:“在每个系统的探索中存在第一性原理,第一性原理是基本的命题和假设,不能被省略和删除,也不能违反。”古代思想家老子在《道德经》中提出了“万物之始,大道至简,衍化至繁”的观点,他让人们用基本的方法,从复杂的表像中找到本质,从错综的联系中发现基本的规律。亚里士多德的“第一性原理”和老子的“大道至简”符合哲学概念论的“等效原理”。

第二:他认为所有门类的科学在“第一性原理”的属性上符合“美与简洁”的法则,最能表达科学之美和真理简洁性的学科就是数学,它能够成为所有门类科学的基础。自然科学和社会科学符合哲学美感论和简洁论的“等效原理”,我们因此能够在物理学和生物学、统计学和信息学、商业学和投资学中找到它们共同的法则和“普世价值”,通过数学化的美与简洁性,我们将不相关的事物联系起来,将不同门类的学科融合在一体化的架构中。张首晟对投资和商业竞争行为的理解与商界熟悉的“狼性文化”相一致,可以将商业竞争文化描述为:生物进化论和社会进化论,生物达尔文主义和社会达尔文主义符合哲学进化论的“等效原理”。张首晟认为生物学的最高原理是适者生存,商业和投资学的最高原理也是如此,市场经济的现实告诉人们,越是竞争激烈的领域,越是能磨练出优秀的技术和商业人才。张首晟科学和商业活动的“底层逻辑”同样离不开“第一性原理”,这一原理在科学上的完美表现是数学,在生物学和商业领域的突出表现是达尔文的进化论。从“杨振宁——张首晟”自然哲学思想的表述中可以看出,两位对物理学研究有重要贡献的物理学家善于用科学哲学的思维来指导和引领他们的物理学探索,没有专门探讨自然和社会科学中的哲学问题,他们却在最大的程度上接近了对“科学统一性”和“广义等效原理”的发现。

什么是科学统一、或宇宙统一的哲学含义?当我们认为宇宙由时空、物质和能量构成时,宇宙统一于“三种要素”——时空、物质和能量,万事万物在基本的组成上符合哲学要素论的“等效原理”;当我们认为宇宙统一于物质时,万事万物符合哲学物质论的“等效原理”;,当我们认为宇宙统一于能量时,万事万物符合哲学能量论的“等效原理”;而当我们认为宇宙统一于神灵和“宇宙意志”时,万事万物则符合哲学万物有灵论的“等效原理”。物质和信息类似于空间和时间的关系,信息有物质或能量的载体,时间有空间的载体,没有离开物质和能量的信息,也没有离开空间的时间。物质和信息统一于能量,时间和空间统一于能量,因此,物质和信息与时间和空间的统一符合哲学能量论的“等效原理”。自然的四种基本力——引力、电磁力、强力和弱力可以看成是能量转换的效应,引力是空间弯曲能量的释放,电磁力是电磁场能量转化的“做功”,而强力和弱力是量子场能量的激发,因此,自然的四种基本力统一于能量,自然基本力和宇宙的构成一样,符合哲学能量论的“等效原理”。当我们认为物质和能量由数字和信息构成时,宇宙的万事万物统一于“虚无”的数字和信息。广义等效原理能够帮助我们界定科学统一的含义,或者说科学统一的概念通过广义等效原理能够得到合理的哲学解释。

(宇哲手稿:邓如山

时间:2018-12-11)

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