科学的目标以及如何追求科学目标

44　科学的目标以及如何追求科学目标

时光倒流，让我们回到当时的情境。从古代起，数学就已经发展成为独立的科学领域，由视觉艺术等智力创作构成，是某些人（“数学家”）的快乐而有意义的追求。这些作品是对创作者的思想的忠实复制，从这一意义上来说这些作品是“真实”的。具体而言，一个数学家可以自由地定义其感兴趣的特定对象，制定控制这些对象的规则，然后将运用这些规则控制对象时出现的结果展现出来。这些对象的类型和规则一样，都取决于创作者。数学家唯一会犯的错误是规则使用不当——人为错误。对对象运用规则时产生的任何结果都是创作的一部分，因此都是“真实”的，因为结果是创作的必不可少的部分。

数学的每个部分都是永恒的，因为对象和规则一旦确定就不会改变。数学家自由地定义新的对象和规则，自由地创造数学方面的新领域，但是一旦创建了，这些领域就永远不会改变。与视觉艺术相似的艺术是惊人的，并且非常贴切。伦勃朗或者其他艺术家的每一幅画都是“真实”永恒的，在某种意义上，艺术家自己定义了艺术创作的参数，其创作始终代表艺术家创造力的产物。

另一方面，正如人们总是把绘画与物理世界联系起来——不管是具象的，还是从经验中抽离出来的——数学也是从试图将自然世界中的某些方面（如表格、数字等）理想化的过程中产生的。[1]所以人们很自然地会去寻找抽象地运用数学符号所得到的结果与自然界中的事物之间的联系。而实际上它们之间的联系对确定实体对象之间的关系常常有启示作用，否则这些实体对象就不会被发现了。例如，将古代的建筑结构与能够和这些结构形式联系起来的数学关系相联系就非常有吸引力。这些联系在古代文献中常常可以看到。

在寻找或创建联系的过程中必须保持谨慎和克制。在建筑领域，比形式重要的东西多得多——比如，物质材料可能允许也可能不允许用物理的方式来实现某种数学形式。而且我们必须记住，许多古代文明就已建造了庞大而复杂的建筑结构，但没有证据表明它们拥有与我们所知道的“数学”相似的智力体系。

尽管有这些警告，作为数学家和自然哲学家（两者的结合并不常见），伽利略也惊讶于两个领域间的联系。究其原因，我们必须更仔细地研究自然哲学的研究目标，研究自然哲学在认识物理世界的过程中真正想实现的目标是什么。

自然哲学源于一种建立在经验基础上的信念，认为不断重复自身的实体对象行为中存在着特定的模式。揭示这些行为方式能够帮助人类研究出先于这些方式的行动计划，或者为人类的利益调整行为方式，或者至少为提高人类的生存能力做些准备工作。

认为可能会出现的行为方式不会改变，因此预期的行为也就有了坚实的基础，对此我有多肯定？答案是：完全不确定！如果我是多神论者，我就会认识到命运把很多事物混杂到一起，让所有的自然现象从本质上不可预测。此外，我会相信，各种自然力量可能会和人类一样，受到自然力量和类似于人的变化无常之间不断变化的关系的支配。[2]如果我是一神论者，我就会知道有一个至高无上的全能的上帝按照神妙莫测的准则行事，人类只能偶尔知道这些准则的一部分。上帝能按照自己不变的特性公然蔑视所有过去（和将来）的人类经验。所以，上帝为了约书亚而给以色列军队取得胜利创造条件“能让太阳静止不动”，即便这样做会公然与所有人类经验对抗而且违背人们观察到的太阳的行为方式，到现在为止，太阳运行的模式都是确定的、可预测的。

但是，伽利略的自然哲学观点完全背离了前人的观点，更别说跟他同一时代的自然哲学家了。他的观点从最真实的层面背离了神学，这也反映出了他的自然哲学观。在伽利略看来，不变性和稳定性是上帝的根本特征。毕竟，如果不能同时废除这种神圣的无常变化，为什么要用一个至高无上的全能的上帝（命运偶然产生的无污点的至高无上的神）取代多神论中与人相似的可变的多个神呢？[3]

如果从一开始上帝就是保持不变的，那么他为管辖宇宙万物而设定的规则也是永恒不变的，如果我们能够发现这些规则，那么人类就会拥有掌控自然界的钥匙。按照伽利略的观点，物理世界的规则只能和数学规则一样，也是永远“正确”的，完全是源自永恒真理的智力成果。在伽利略看来，数学和自然哲学是不可分的，只有纯数学表达方式才能够有效描述物理世界的运行机制，将它们从经验中抽离出来。

按照伽利略的观点，自然哲学唯一有效的研究方法就是搜寻经验，与从经验中抽离得到的数学结构进行类比，用常见的方法加工处理数学结构（例如按照数学家设计出的规则），然后将得到的数学结果和实体对象的行为联系起来。在这一过程中可能有必要创造新的数学形式，而且事实上人们也是这么预期的。但自然哲学的目标一直都是为了揭示上帝从创世时就制定的宇宙规律并将之数学化。

理解伽利略支持的观点，对理解他在天主教堂进行的著名实验非常重要。在一千多年的时间里，教堂一直是西方的主要学习场所，并且一直在努力保护自己作为知识守卫者的正直性。伽利略的观点是创新的，并且从根本上与他所处时代的一神论神学相冲突，从根本上是一种异端学说。他对哥白尼学行星运动说的迷恋——这种迷恋完全基于其既保证以数学为基础又更准确地表达了行星运动的物理现实——在当代自然哲学家看来难以理解。因为如果假定地球以人类无法察觉的方式以每小时1000英里的速度每天围绕地轴自转，同时又以每小时17000英里的速度围绕太阳高速转动，当代的自然哲学家很容易就会发现这是非常荒谬的。在他们看来，伽利略坚持把数学当作解释现实的最高形式，已经到了一种前所未有的非理性程度。

结果证明，伽利略最有名的追随者——证明了伽利略的推断的合理性——就是牛顿。为了证明伽利略的推断，牛顿提出了一系列“自然规律”和一个新的数学分支——演算，所有这些都是为了解释人类的日常经验与哥白尼学说对物理事实解释的不一致。牛顿成功地表现出了他的创造天分，但值得一提的是，他的观点在他所处的时代完全没有被广泛接受，几十年后人们才开始以这些观点为基础形成新的自然哲学思想——之后将这种新的哲学思想称为“科学”。

伽利略—牛顿的自然哲学观最终被绝大多数自然哲学家所认可，这使得人们普遍相信这样一条信念，即上帝创造的世界是永恒不变的，最终能够被人类认识。人类发现了宇宙规律，从而使人能够像上帝一样控制宇宙，这一信念在人们看来变成了能够实现的目标，因此也成为值得追求的目标。科学——人类所追求的最大幸福之一——的迅速发展就是这种观点的一个可预期结果。

科学的迅速发展是现代西方文明诞生的主要因素之一。在过去的五个世纪中，似乎没有过什么挫折能够阻碍科学家们持有并追求认识世界的信念。在这一时期科学家建立的每一个思想体系最终都被摒弃，被其他思想体系取代，这一事实并没有对科学家起到威慑作用。通天塔的传说在现代科学中依然存在。人类寻求能够像上帝一样——更确切地说，像上帝一样自觉服从自己制定的永恒不变的规则——即使人们的努力常常把他们带入死胡同，也似乎并不能降低他们对这种追求的热情或者让他们怀疑这种追求的本质。