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刘叶涛 刘东:“钱学森之问”的逻辑省思

更新时间:2013-08-23 18:08:46
作者: 刘叶涛   刘东  

  

  内容提要 “钱学森之问”是面向我国教育的一道难题。从逻辑的观点看,这一难题与“李约瑟问题”有着实质性的关联,我国教育中逻辑教学环节的长期羸弱是导致“钱学森之问”的最主要原因之一。逻辑学不仅是科学的支撑和培养一流科技人才的要素,对于人的理性素养的塑造以及社会的良性发展,它更是不可或缺。面对建设创新型国家和构建社会主义和谐社会的宏伟任务,迫切需要“逻先生”在我国社会各层面发挥其应有的功能。

  关键词 钱学森之问 李约瑟难题 科学 逻辑 分析理性

  

  自新中国建国以来,我国的教育事业所取得的成就令举世瞩目。就高等教育而言,无论普及率还是教育质量,相较于以往更是有了显著的提高,基本实现了高等教育的所谓“大众化”。然而,虽经过去数年的发展,到今天我们却不得不直面这样一个问题:我们的高等院校为什么总是培养不出真正有影响力的人才?这是钱学森先生多次向温家宝总理发出的感慨,亦即著名的“钱学森之问”。我们试从逻辑的角度就此问题给出一个解答。

  

  一、“李约瑟难题”与“钱学森之问”

  

  “钱先生在这里并不是以提问的形式来说的,而是以结论性的形式来说的”。这是他面对我国教育状况与教育模式发出的一种无奈的慨叹。钱先生认为,我国现在没有完全发展起来,主要是因为没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的“模式”去办学,没有自己独特的创新的东西,因而总是“冒”不出杰出的人才,而此种模式就是指“逻辑思维和形象思维的训练并重实施的教育”。钱伟长先生进一步强调指出,对这种模式而言,“更关键的是逻辑思维,有了这个习惯以后,就有一个很好的学习方法,它会带你走向无数个成功”。2009年,温总理在北京市第 35 中学讲话时说:“我上学时最大的收获在于逻辑思维训练,至今受益不浅。”两位钱先生以及温总理的这些言论对于反思我国高等教育事业发展的困局具有重要的启发价值。对我国的教育发展模式,他们似乎达成了这样一个共识:逻辑对我国科学技术发明创造人才的培养是至关重要的。

  我们知道,早在上个世纪中期,英国著名科学史家李约瑟就提出了一个“震惊世界的难题”:大约在16世纪以前,中国的科学技术一直领先于西方,但是为什么近代科学却诞生于西方,而没有诞生在中国呢?此即震惊世界的“李约瑟问题”。

  此处之所以提到“李约瑟难题”作为“引子”,是因为在我们看来,它与“钱学森之问”是密切相关的。试问: 一个产生不出“科学”的国度,何以会产生出真正的科学家?没有真正意义的科学,又何谈系统性的“科学技术发明创造”? 何谈此类人才的培养和培育?因此,要合理地解答“钱学森之问”,就必须给“李约瑟问题”提供一种可靠的解释。我们曾经论证,李约瑟问题本身存在概念的混淆,即混淆了“科学”和“技术”这两个核心概念。就此而言,当谈到“科学技术发明创造”,一个不争的事实是:我国在技术改良方面着实取得了不菲的成就,但并没有产生出真正意义上的“科学”。我们几千年前就已经有了活字印刷术,但近代以来却不得不学习西方的铅印技术;几千年来,我们发明的火药和指南针多用作节日礼炮和风水测量仪,但在西方却被用来航海和生产弹药,以致由此产生出了化学。为什么我国的土壤不能产生出现代意义上的科学?轰轰烈烈的五四运动本来在将近一百年前就要请来两位“先生”,“赛先生”( 即科学)正是其中之一,但为什么经过这么久的时间,科学还没有能够在中华大地生根、开花和结果呢? 我们究竟缺了什么?我们的基本结论是:没有科学的论证和严密的推理,这些成果充其量就只能算作是工艺和技术,而绝不会是真正意义上的科学; 科学与逻辑学似乎有着某种“天然”的联系:“逻辑学是科学产生和发展的内在支撑,离开逻辑学谈科学,所谈的必定是残缺的、畸形的科学。”

  如所周知,爱因斯坦曾在给 斯 威 策 ( J. E.Switzer) 的一封信中写道:“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的,那就是希腊哲学家发明的形式逻辑体系( 在欧几里得几何学中),以及在文艺复兴时期发现通过系统的实验可以找出因果关系。在我看来,我国的贤哲没有走上这两步,那是用不着惊奇的。要是这些发现果然都做出了,那倒是令人惊奇的事。”爱因斯坦的这封信写于1953 年,而提出“李约瑟难题”的《中国科学技术史》的第一卷出版于 1954年。可见爱因斯坦的这段话并不是针对“李约瑟难题”。但毫无疑问的是,这段话对于破解这道难题却具有重要启发价值,甚至可以说是对该难题提供的一个间接的答复。

  在爱因斯坦看来,西方科学得以发展的支撑有两个,一是希腊哲学家发明的形式逻辑体系,这主要是由亚里士多德创立、由后继者所发展的演绎逻辑体系;二是文艺复兴时期发现的通过系统的实验有可能找出因果关系,这就是弗兰西斯·培根所创立的传统归纳逻辑的核心部分以及由伽利略奠定的科学实验的传统。实际上,这两大成就正是当代逻辑科学体系最为主要的两个组成部分。故而,按爱因斯坦的分析,科学的发展要以演绎逻辑和以实验为基础的归纳逻辑作为支撑,合二为一,科学的基础就是逻辑学。

  从逻辑的观点看,诉诸不适当权威自然是不能被允许的。但退一步讲,即便爱因斯坦关于逻辑作为科学支撑的判定有误,有一点也是确凿无疑的,那就是我国传统文化发展中逻辑要素的极度匮乏,或称逻辑传统的缺乏。以历史经验来看,中华传统文化的主流导向是所谓“相辅相容、相反相成、执端取中、过犹不及”的辩证理性,向来缺乏“诉求精确与严格,排斥含混与牵强,崇尚质疑与分析,不容盲从与武断”的逻辑精神。由此不难理解,我们的祖先发明了火药,但却没有人去系统研究其制造原料的化学成分;我们会花巨大财力引进一项国际先进的技术,但却没有足够的科研经费去支持科学基础的研究。根据联合国科教文组织( 1974)的学科分类,逻辑学位于七大基础学科的第二位,《大英百科全书》则把逻辑学列于五大基础学科之首。但逻辑学在我国却一直处在一种尴尬的被冷落境地:我国本科阶段开设逻辑学课程的高校屈指可数,只有个别院系的少数专业才把逻辑学开作选修课,有些法学院不把逻辑课列为必修课,甚至有些院校的哲学系和计算机科学系都没有开设这门课程。计算机是现代科技发展最有影响的成果之一,但大多数人都只是确认冯·诺依曼是其发明者,却不知他首先是一位逻辑学家,或者至少不能不作为一位逻辑学家,这项发明的背后更是浓缩了一大批逻辑学家或数学家的心血。可以说,如果没有莱布尼茨、布尔、希尔伯特、哥德尔和图灵等逻辑学家的前期科学研究成果做铺垫,就不会有计算机的问世。

  可见,逻辑学在我国的生存境况与其应有的地位是严重不对称的。在其他方面大体类似的情况下,运用逻辑上的求异思维,并不能推出这样一个基本结论:没有逻辑学做支撑,就不可能有现代意义上的科学。那么,逻辑学和科学何以具有“天然”的联系呢?

  

  二、“逻先生”与“赛先生”

  

  我国古代的名辩学说与古印度的因明都产生过丰富的逻辑思想,但在东方这两块古老土地上,“逻辑思想”均未能最终成长为“逻辑学”,进而支撑科学的发展。这是一个真正值得我们深思的文化现象。亚里士多德之所以被称为“逻辑学之父”,是因为他在类似于名辩或因明的“逻辑思想”的基础上迈出了关键的一步:将推理的内容和推理的形式明确区分开来,创立了以“推理形式”为研究对象的形式逻辑,使逻辑学成为一门普遍适用于各门具体科学的基础性、工具性学科。这些理论集中体现在《工具论》的“前分析篇”中。而将这些理论应用于科学研究,构建系统的科学研究方法论,则充分地体现在“后分析篇”中。

  在“前分析篇”中,亚里士多德研究了依据什么样的推理形式,使得我们一定能从真前提得到真结论,即什么样的推理是形式保真的。用现代逻辑的术语来讲,就是研究什么样的推理是“普遍有效的”,这种推理的“有效性”即是后来所谓“演绎逻辑”研究的核心范畴。以对“必然地得出”为基本诉求,亚里士多德建立了历史上第一个纯粹以推理形式为研究对象的逻辑系统。逻辑学在其基本诉求上与科学是完全一致的。一方面,逻辑学的核心概念之一是“真理”,逻辑前进的力量正是源于对“真理”的无尽的探索,逻辑学家也正是“寂寞求真者”;而科学的最大特点正在于“求知求真”,所谓“科学精神”首先就要是纯求真的精神。另一方面,逻辑学从推理内容中抽象出推理形式,现代逻辑学则逐步走向公理化和形式化的高度,这体现了逻辑学对普遍性的追求;科学也正是在经验总结的基础上,寻求与总结认识对象的一般规律,得出普遍适用的结论。当然,尽管在“求真”的层面,逻辑学和科学有着共同的诉求,但逻辑学首先专注于探求不关涉具体内容的形式上的“真”,而科学所追求的则是关于具体认识对象的具体的“真理”。逻辑层面上的“真理”是科学追求之“真理”的形式指针与形式纲领,为科学研究所追求的“真理”提供模式与形式准则。正是在这个意义上,我们说,逻辑学是支撑科学产生和发展的形式基础。

  在亚里士多德逻辑学的基础上,欧几里得构造了几何学,这是人类历史上第一门系统成型的演绎科学。欧几里得“从少数被认为是空间的不证自明的特性的公理出发,按照逻辑原理,推演出一系列奇妙的命题”,他“也许没有为数学增添一项具体的新发现,但他从几条公理出发,就构造了一个雄伟壮观的几何体系。他的严密的逻辑,完整的体系,不知使后世多少个科学家着了迷,一直被认为是科学理论逻辑结构的典范”。

  欧氏几何的产生充分显示了逻辑的力量,表明科学的创建与发展不能仅仅依靠对经验的记录和描述,并从中抽象出普遍性和规律性的知识,重要的是,要以一定的逻辑形式表达出来。从中可以看出逻辑学对科学的产生有着巨大的支撑力量。

  谈到这一点,我们不禁想到与欧式几何相关但又与之不同的非欧几何的事例。在数理逻辑发展史中,对系统一致性的证明是一个重要的话题。对科学而言更是如此,一个内蕴自相矛盾的理论,不可能是科学的理论。

  因欧氏几何的第五条公理,即平行公设的真理性不太直观,一些数学家试图把它作为一条定理从其余几条公理中推出。当直接证明无效时,他们使用了反证法这种逻辑方法,即把平行公设的否定命题作为一条新公理,和原先的几条公理一同组成一个新系统,并试图从中推出逻辑矛盾。出乎意料的是,他们发现欧氏几何与非欧几何都是等价的!“这是科学发展史上一个多么应当引起重视的亮点! 一个科学理论,在研究相关领域客观规律的同时,严格的自我审视原来竟是如此至关重要!”而这种“自我审视”的标准及要求,正是由逻辑学所提供的。

  “后分析篇”是研究“科学逻辑”的第一个系统文本,其中包含两方面的重要内容:

  一是演绎推理在科学研究中的应用方法论,二是归纳逻辑思想的提出以及它与演绎推理之间关系的探讨。由“后分析篇”更可见得逻辑与科学之间的紧密联系。“科学逻辑”这一称谓源自于卡尔纳普,开始指的是对演绎逻辑与归纳逻辑对于科学之作用机理的研究,后来发展为“逻辑因素在科学研究各环节作用机理以及逻辑因素与非逻辑因素相互作用机理的系统探究与把握,也就是在科学研究中的逻辑应用方法论研究,其核心诉求,是探究具有一定可操作性的方法论模式与程序。”作为一种“关于科学活动的模式、程序、途径、手段及其合理性标准的理论”,逻辑学对科学的作用机理分为发现的逻辑、检验的逻辑和发展的逻辑三项基本内容。就这一环节而言,逻辑学对科学的有形的支撑作用具体体现在以下几个方面:

  1.逻辑学为科学理论提供可行的发现方法,为科学发现活动范围的合理性提供理论支持。近代自然科学是在反对神话权威、推崇实验精神的呼声中产生的。以弗兰西斯·培根和密尔为代表的古典归纳主义认为,科学定律是通过归纳法从经验证据中发现的。培根提出一种不同于亚里士多德演绎逻辑的新方法,他把科学知识结构也看作一座由命题组成的金字塔,只不过处于底层的是关于经验事实的命题。科学研究就是从最底层的经验事实出发,通过一连串的归纳程序,逐步上升到上层的更具一般性的普通原理。

  2.逻辑学为科学理论提供有效的检验方法,有助于探讨理论检验活动范围的合理性向题。逻辑学所提供的检验方法主要是证实与证伪的方法,鉴于这两种方法的复杂性,在对经验证据进行考察的过程中,必须坚持定量分析与定性分析相结合,以及静态分析与动态分析相统一的研究路径。

  3. 逻辑学为科学理论的发展具有指导意义。

  科学并不是无数永真式的集合,(点击此处阅读下一页)

本文责编:frank
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文章来源:《人文杂志》2013年6期
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