科学的信念和数学的美感

科学需要信念,如同数学需要美感一样。

在科学里,人们坚信着世界是内在统一的,和谐的,能被逐渐认知的。质量守恒、能量守恒这些观念已在人们的脑海里根深蒂固。

在数学中人们会有意无意地使用对称、完备等思维方式,并总是将这种美的导向强烈地植根于注意力中,应用于推导中,认为这样的理论才是美的,才值得去追求。

科学离开了信念,数学离开了美感,它们都将寸步难行。

然而随着认识的深入,人们开始意识到,这些信念和美感有可能让人不顾实际,成为人类的一厢情愿。就像比赛的观赏性和比赛的赢球目的,有时并不一定那么契合,虽然它们有很大的相容与调和空间。

从本质上看,科学和数学是在以不同的视角看这个世界。每个视角中,人的倾向和选择至关重要,因为它决定了研究的方向和路径。但人所喜好的是否就是世界的本质、人所忽略的是否就一定不那么重要呢?不一定。

从经典力学到相对论、再到量子力学,每一次大的理论演进都在打破过往的信念,在被人忽视的点上开创新的天地;历史的三次数学危机,都对人们的直觉或逻辑等产生颠覆性的冲击,才推动了今天数学的发展。可以说,人容易忽略的地方更接近世界的本质。

其实,自然本没有倾向性,只是人因为自身的局限才需要做选择。例如自然中充斥着无中生有、无穷、极限等现象,而人对其中的机理并不容易理解,需要一种适合人类认知的方式去解读;自然中也无所谓复杂或简单,而人对于复杂有着天然的心理距离、对于简单却有着强烈的倾向。如果人不做出适合自己的选择,没有信念和美感的内在支撑,人类的认知和学科的发展都将非常缓慢。

世界就像一个万花筒,从每个方向看都能有生动的发现,而每个方向也都有它的局限;在没有达到认识的深度边缘时,人可能会长期沉浸在这个角度的成果喜悦中。但这些信念和美感能支撑人类走多久,最后能否达到认知世界本来面目的目的,还不好说,不过有一点,这条路注定不会平坦。

按照本体论的观点,世界是美的只对人有意义,对自然一点意义也没有。而科学正是号称以本体论的角度、客观地描述和解说自然。按照量子物理理论,我们所认识的宇宙不是纯洁的宇宙,深深得带了人认识方法和思维方式的烙印。人的思维能解读自然,蜜蜂或许也可以,只不过解读出来的是另一番模样罢了。

科学所说的"客观"是相对的,终究是以人的眼光来观察着这个世界,世界对人表现成这样,对别的物种可能表现另一种完全不同的面貌。人只可能认识与人相作用后所呈现在人面前的世界。在这个前提下,才谈到客观。而科学的表述是以本体的形式表述的,隐掉了人和世界的相互作用。但这并不代表人的不存在。

从这个角度说,科学、数学都带有相当大的“随意性”,选择不同,推演出的理论可能完全是两样。然而一旦选定了信念,也就选定了方向,就像数学中公理的选定很具随意性,然而一旦选定,发展的方向也就定了。

如果科学没有信念,数学没有美感,它们一定走不了这么远;而当认识到达一定深度、达到深度边缘时,人们是选择继续坚定自己的信念,不顾实际固执地走下去,还是让实际颠覆自己的观念,陷入新一轮的混乱、再破茧重生呢?

人也是世界的一种,是世界全景的一个缩影,带有世界的一些特征,以人的眼光营造出来的客观需要将人自身纳入其范畴。唯有坚持信念,选择美感,面对危机,升级认知——也许这就是人认识世界所必须经历的矛盾,也只有在这种动态的过程中才能化解所有的矛盾。

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