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悲剧式的荣耀--《极简科技史》

我是被这本书的最后一章吸引过来的。时不时,我会问问身边的朋友,知道”蝴蝶效应”吗?知道”蝴蝶效应”讲得到底是什么吗?

大部分人的第一反应是,当然知道,那就是”密西西比的一只蝴蝶拍拍翅膀会引起德克萨斯的一场龙卷风呗,形容很多微不足道的小事,会影响历史的进程啊!”

有时候,我会接着问他们一些问题,比如:

  • “那很多蝴蝶拍动翅膀,那是不是到处都有龙卷风呢?”
  • “蝴蝶的翅膀扇动,引起了龙卷风,那蚊子呢?飞鸟呢?飞机呢?”
  • “所谓的微不足道的小事,是怎么影响历史的进程的呢?数学上是怎么回事呢?”

通常来说,问前两个问题,大家还会思考一下然后沉默,然而当我问第三个问题的时候,很大一部分朋友跟我说这是一个思维实验,知道微小的变化可以引起巨大的差异就好,不需要有具体的数学表达。

寻访科学的初心–《极简科技史》

其实”蝴蝶效应”不是一个写实的现象描述,只是洛伦兹当时打的一个比方,实际上龙卷风和蝴蝶无关,而”蝴蝶效应”也不是一个思维实验,有着它的数学表达,而且是一门基于计算机的数学。混沌正是”蝴蝶效应”背后的数学基础与理论,而混沌蕴藏的魔力,不使用计算机是根本不可能让它现形的!

在书中,作者这么写道:

“混沌”一词其实是具有误导性的,对于那些只看到理论没看到方程式的读者而言尤为如是。“混沌一出现,经典科学就结束了。”格雷克用简明清晰的笔触写道(其作品不愧为畅销书)。但就其核心而言,混沌理论可以算得上是牛顿式的理论。拉普拉斯妖凭借其掌握的广博的知识以及无限的计算能力,理论上还可以追踪那只蝴蝶扇动翅膀所带来的空气流动是如何一路到了多雨的中央公园。

这看起来是一段极其平淡的描述,然而我确实心潮澎湃、激动不已的!尤其是最后一句关于拉普拉斯妖的描述,我曾经花了几年时间去思考(决定论被彻底推翻了吗?海森堡真的宣称了拉普拉斯妖的死刑吗?到底拉普拉斯妖是死是活?),看到作者表达的意思证实了我的猜想,这种激动与兴奋难以名状。

要理解科学,就必须理解它的过去

我是深深的认同这句话,正如本书说到的:

“要理解科学,我们就必须理解它的过去。我们必须不断地提问,不仅要问“我们发现了什么”,还要问“我们为什么要做这样的发现”。只有这样,我们才能开始理解为何我们要重视或无视科学知识;只有这样,我们才能分辨哪些承诺是可以通过科学来兑现的,哪些又应该小心谨慎,带着怀疑的态度来对待。”

这里体现了一个具有科学素养的人应该具备的素质:能分辨哪些承诺是可以通过科学来兑现的,哪些又应该小心谨慎,带着怀疑的态度来对待

然而,从我的感觉来看,并不见得拿了学位的(包括博士)的人就会具有科学素养。

这就是谈到了这本书的写作对象,对科学史不感兴趣的,当然不是它的读者人群;那些自认为懂科学却没有科学素养的人,也不是它的读者人群;只有那些对科学一直充满好奇的人,才正儿八经的算是本书的读者人群。

为此,作者在序言也表达得很清楚,

“本书针对的是那些对科学有兴趣、有悟性的外行人。”

因为,如果你希望看完它能够理解科学革命,它做不到,你不知道为什么要革命;你希望能够看完它能够理解科学史,你只会更迷惑,你只能看到一些脉络;你希望看到科学的真谛,你只会发现从历史往回看大部分都是错的。

难道这本书就是一本让你找不到亮点的书?你就错了,作者提到了有悟性,而且开篇就说:

“本书追溯了伟大科学著述的发展,这些文章和书籍几乎都直接影响或改变了科学研究的轨迹。 ……在本书中,科学只是一种单纯的人类追求:它不是通往真理的绝对可靠的指引,而是一种理解世界的方式,这种方式极其私人化,有时会出错,常常会把人引入歧途,但绝大多数情况下还是正确的。”

如果拿一本文学上的书籍和他类比的话,我会觉得是斯蒂芬·茨威格的《人类的群星闪耀时》。

科学的发展从柏拉图的纯思考(科学是纯粹的,精神的,只能思考的),到亚里士多德创立的基于目的论的演绎推理(自然的发展是有目的的,向着更完美的方向发展),到培根提出的归纳推理(先有假说,实验证明,归纳一般性结论的科学研究方式)。可培根主义不是万能的,因为:

它始于通过实验研究可被证实的客体,但后来转而寻求永远不可能被找到的真理

当科学发展到当下,思考宇宙大爆炸的时候会是什么样子的时候,温伯格把物理学问题自然过渡到了对人生目的的探讨:人生的目的就在于颂扬科学并永远追求科学。在让人思考了培根主义的局限性后,作者用蝴蝶效应来结尾,意味深长的说,由于很多当下的科学都是复杂性系统,而复杂性系统一定会出现蝴蝶效应的现象,这种现象恰好是培根主义的软肋,在实验中看到的很多现象,都是表象,都是结果,而不是原因。因此很多大数据分析容易走向的误区,就是分析出来的相关性只是结果而非原因,正如量子力学一样,引入概率能解释现象,虽然不知道原因,总比不能解释要好些。

科学是个”早产儿”

估计很多人知道科学的大厦不是一天完成的,但大部分人对科学的发展史不太感兴趣,包括以前的我。曾经觉得,科学史有什么好看的,就是看看那些希腊先哲,地心说日心说,最后到什么相对论的故事,地球人都知道。

可大部分人搞错了,他们只是知道科学史的某个片段,以为几个片段就可以概括整个科学史,可以找到科学的初心,这恐怕是太天真了。不要误解科学史,像我们的中小学科学类教材,甚至是大学教材,都是一种节选的科学史,不信你翻开数学书,物理书,化学书,生物书,甚至是地理书,很多时候都是把学科的开创者与当下主流认同的理论留下,至于这门学科的发展历史就被抹去了。

从教育的角度来看,这是对的。对于一个门外汉,最重要的是了解这个学科当下的共识,也提及一下这门学科的小故事,算是一种教学上的调剂。对于考试来说,这无疑是一个有效率的事情,对于探索科学世界而言,这就是灾难。因为我就不是一个擅长考试的选手,每每遇到一个新的学说与理论,我的想法都很多,大部分看起来都是很天真、幼稚的,可是我不敢提,怕被别人笑。于是带着一堆问题的包袱,负重前行,慢半拍是对我在科学领域上学习最好的描述。

当我翻阅科学史的时候,发现我曾经想过的天真幼稚的问题,一点也不天真,因为当年这些问题就是由一位位戴着光环的科学大家提出过的。我们现在认为是幼稚的通识,当年可都是惊世骇俗的的。或许只是带课老师不懂,为了捍卫自己的权威,搪塞了学生的提问。我想,从古至今,这都是司空见惯的事情。因为大家学习多半是为了考试,也或者是喊出那些”为人类进步而努力”的又大又空的口号,实际上很多人并没有一颗要去未知世界探索前行的心,对于科学也就是当做报纸上的一篇新闻稿罢了。

如果你喜欢这本书,我极力推荐另外两本书籍,一本是 劳伦斯·普林西比的《牛津通识读本:科学革命》,一本是 理查德·德威特的《世界观》。前者,清晰明了的梳理了科学革命,后者让你认识到了科学革命的重要性,而本书就会让你认识到原来科学从来就不是一个天赋异禀的顺产儿,而是一个先天发育不全的早产儿,脱胎于希腊文明,花了近两千年的时间,一点一点的挑战了欧洲人的常识,挑战了宗教权威,挑战了科学巨匠的经典论述,破茧而出的第一次、第二次、第三次工业革命,才能改变这个世界

常识、权威、极权,就是束缚科学的厚茧,而科学革命就是这个破茧的过程,痛苦得几近死去,却还有人在荆棘路上前行,最后点亮了照亮人类文明的灯塔。如果没有伽利略,没有哥白尼,没有爱因斯坦,我们一直还活在那个以地球为中心,上帝主管一切,现实由4大元素组成的世界里,仿佛这就是《权力的游戏》的环境设定。

当欧洲收获科学的果实时候,其他地方也想移植,觉得不就是棵树吗?有水有土就能长,一旦环境中不具备可挑战常识、可挑战权威、可挑战极权的气候时,这颗树结下来的就是又小又酸的小果子。无论给予多少的肥料,都无济于事。

结语

我想摘录温伯格在《宇宙最初三分钟》的一段话来做结尾,因为这段话让我沉思许久。

“如果我们无法从研究成果中得到慰藉,至少研究本身可以让我们感到宽慰。人类不满足于神和巨人的神话故事所带来的安逸,也不满足于将自己的思维局限在生活琐事中;他们制作望远镜、卫星和加速器,并终其一生分析所得到的数据的意义。只有为数不多的几件事能将人的生命升华,使其比一次荒唐事件显得更高尚一些;人类理解宇宙的努力就是其中之一,这努力还赋予人的生命一种悲剧式的荣耀。”