.doc | 也谈近代科学从西方起步

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前不久在公众号转载过“海边的西塞罗”写的《嗯！您关注的是一个早晚要“凉凉”的公众号》，标题起得让人不知所云，但是文章内容讨论的是“近代科学为什么从西方起步”的问题，原文说：

既然你所讲述的，欧洲从古典时代到文艺复兴、科学曾经出现过一次“断层”，欧洲人是通过翻译阿拉伯人转译的古典时代文献才继承了希腊罗马先贤们的思想的。

那么，为什么近代科学偏偏是在丢过一次古典传统的西方起步的呢？为什么那些成功继承了古典时代智慧的中古文明，比如伊斯兰文明或古中国文明，反而没有成功萌发近代科学思想呢？

作者立了一个靶子——

我之前听到的比较靠谱的解答，是古希腊罗马有较好的数学思想，当定量的数学思想与定性的“自然哲学”发生结合，近代科学就诞生了。 但这种解释，其实也回答不了一个问题——你可以说古代东方离着希腊远，没有受到希腊某些思想的“药引”的启发。但特别奇怪的是，中世纪的中东却不是这样。 伊斯兰文明的伍麦叶王朝在公元九世纪曾经掀起过一场声势浩大的“百年翻译运动”，……近代启发西方的那些古典思想典籍，阿拉伯人全有，且早获得了好几百年。

给出的回答是所谓“托勒密困境”，即诸文明中的科学技术研究者因为要满足当权者/赞助者的功利性需要，将时间与精力耗费于附会科学（比如天文学）的非科学甚至伪科学（比如占星术）之上，而——

这种错误的职业拼接，锁死了天文学的进一步发展的通路，导致其无法实现向近代科学的飞跃——即便托勒密会数学、引入定量计算，也依然没用。

而这种“托勒密困境”，其实也是所有古典时代学者的困境——他们在研究学问时，必须回答“求用”的问题。

于是从托勒密到哥白尼，我们会发现西方在这一轮对天文学的失而复得中，其实并没有增添什么，而是丢掉了一种东西——那就是“求用”的思维。 欧洲知识分子们研究科学的正义性，来自于他们认定：自然作为一种上帝的造物，其本身就是美的。因此研究它、探索它本身，就是在赞美上帝，所以科学研究不必“求用”也有天然的正义性。

作者写近代西方科学的不求用，是为了托物言志，检讨自己为了读者的关注不得不在历史写作之外“写时评、表达观点、带情绪”，预告自己将来可能会去写作崇高的钻研历史的题目。

给蹭热点找理由这件事，我也做过嘛，感觉写的比这篇文章还简约隽永且立意高远呢～（文人相轻.jpg）

但是科学革命发源于西方这个问题，我也很感兴趣，而且有自己的思考，而且思考的结果和上文不同。

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学物理的孩子应该都听说过《费曼物理学讲义》的大名，没听说过的话建议听说一下，自主招生考试面试装逼的时候用的上。费曼先生在引言中也立了个靶子说——

你们可能会问，在讲述欧几里德几何时，先是陈述公理，然后作出各种各样的推论，那为什么在讲授物理学的时候不能先直截了当地列出基本规律，然后再就一切可能的情况说明定律的应用呢？

然后上来就讲原子论，开篇问：

假如由于某种大灾难，所有的科学和知识都丢失了，只有一句话可传给下一代，那么怎样才能用最少的词汇来传达最多的信息呢？

可惜这个问题仅仅是为了引出原子论，实在是大材小用。这说明费老先生浸淫于西方科学中，“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。而我对近代科学起自西方的解释，正好就是这两句话串起来。下面就要兜一个大圈子，把两句话圆起来。

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科学者，对世界之正确认知也。

根据这个定义，把人们已知的，关于这个世界的所有知识罗列到一个集合里，这个集合就是科学。我们只谈到了一个集合，不涉及逻辑推演，也不涉及数学带来的定量优势，更不判断从事科学研究的人是否功利。

但是，集合这种知识结构过于简单——

• 集合里的各个元素都是平等的，要想表示出整个集合，除了全默写出来没别的办法；
• 集合里的元素之间没有顺序，想取得其中的某一条科学命题，只能像抓阄一样，凭运气抽到为止。
• 一旦由于天灾人祸，集合中的部分内容丢失，除了重新把当初发现它们时经历的艰难困苦重复一遍，也没有别的办法。（哦，也可以去隔壁文明的图书馆翻译。）

所以，必须找到一种更复杂的结构，来组织这些信息，解决上述问题。

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计算机专业有门基础课《数据结构与算法》，谈数据结构，最基础的两种就是数组和链表；谈算法，最基础的概念就是函数。注意，这里说的是数据结构，刚才说的是知识结构，两者可以类比，但并非同一概念。

数组，和集合几乎一样，只不过给每个元素标记了一个序号。在计算机里，由于规定数组连续存放，每个元素占用内存长度相等，所以可以通过序号，从数组开头偏置指针，以 O(1) 的时间复杂度取得任意元素，快。

类比到知识结构，语数外理化政史地生，一年级二年级三年级，第一章第二章第三章，第一第二第三个知识点，背吧。列表与列表之间井水不犯河水，你数学老师说你体育老师拉稀了不能上课，你体育老师说你数学老师放屁，两者完全可以在你的知识体系里共存。

链表，和数组一样有顺序，但是并不给每个元素标号，而是在前一个元素的末尾，写上下一个元素的位置指针。找到一个元素需要从链表的开头一个一个往后捋，慢。好处是修改方便，在链表中间塞进去一个新元素，只需要把前面一个的指针指向新元素，新元素的指针指向后一个元素，删除一个旧元素也类似，只对增删点附近一个很小的区域进行改动，整个链表不会伤筋动骨。

但是不论数组还是链表，都需要把所有的知识全写出来，随着时间的积累，科学的总量早晚要超越人脑的记忆力，超越笔记的厚度，对于个人，要皓首穷经，要韦编三绝，才有希望提出一点新内容；对于全人类，图书馆越造越大，一轮战乱，从头再来。

于是函数登场。给定一个/一组输入，根据函数体描述的算法，返回确定的输出。那我们找到一种方法，写一个函数，接收链表的前一个元素作为输入，找到后一个元素输出。这样我们只需要存储第一个元素和这个函数，就可以恢复出整个链表，用计算换空间。

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类比到知识结构，这个函数就是逻辑推演。

科学内容中的每一条知识都是一个命题。

从少数几条知识出发，这几条在逻辑上就称为公理，自然科学里也称之为定律。

命题之间可以做逻辑运算，或、且、非、蕴含等等，运算的结果也是一条新的命题。命题的正确与否，取决于逻辑运算的规定。

通过对公理和已经算出的真命题反复进行逻辑运算，产生的新的真命题，叫做定理。

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欧几里德几何式的，也就是从有限多个命题出发，承认逻辑推演进行生成的新命题的正确性，这样的一种组织方式——

• 对于学习，科学不再是一家之言，门户之见。一句话的正确性不再由说话者的身份决定，诉诸人身、诉诸权威成了谬误，“我爱吾师，但我更爱真理”一句话有了切实的落脚点。
• 对于研究，降低了难度，后来者不必从头再来，而是站在前人的终点起跑。发现的新科学有办法整合进现有的科学，证伪的旧科学有办法剔除，而不会让科学整体伤筋动骨。愚弄黔首的矛盾和谬误，真理有办法与之势不两立。
• 自带有容灾能力，科学得以在摧毁科学记录和科学家人身的重大灾难之后，在几百年的人才断档之后，依然有办法恢复。

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刚才说数据结构和知识结构不同，知识管理界有个 DIKW 模型，也就是数据 (Data)、信息 (Information)、知识 (Knowledge)、智慧 (Wisdom)。

纸张上的墨迹组成的字符只是数据，当这些单词按照语法理解为句段篇章之后才构成信息，这些篇章内容指代的概念、关系等等含义构成知识。如何理解知识与知识之间的关系需要智慧。

“继承了古典时代智慧的中古文明，比如伊斯兰文明或古中国文明”——从各个文明没能演化出科学革命来看，这些文明最多是有一部分学者继承了古典时代的知识，而没能认识到 用逻辑组织知识 这一智慧的价值，而西方发掘出了这种智慧。至于这种发掘发生在西方，是偶然还是必然，由哪些条件促成，那是另一个很有趣的问题了。

“我们会发现西方在这一轮对天文学的失而复得中，其实并没有增添什么，而是丢掉了一种东西——那就是‘求用’的思维。”——西方对天文学的失去，对应的是罗马统治下的和平结束时的战乱与社会崩溃，不论之后的文艺复兴如何光辉灿烂，这种失落都是对科学乃至整个文明的威胁，如果没有这种失落，科学革命想必会更早更容易发生。况且这种失落到复兴的整个过程中，对科学有影响的因素实在是太多了，既有正面又有负面，实在是难以分析归因。

至于不求用的思维，有了逻辑推演，科学工作者的产出提高，高到了让社会愿意供养其全职研究的地步，那么不求用的思维，自然会建立起来；不求用对科研效率的提升，良性反哺科学的发展，自然会蔚然成风。反过来，只有不求用的态度，研究者没有逻辑推演发展科学的能力，资助者没有逻辑推演评价成果的本事，不求用的态度只会鼓励灌水，产出真没用的水货。

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数学对自然科学的作用，定量化只是一个副产品。更重要的是作为逻辑科学的集大成者，发明/发现逻辑推演的规则，探索逻辑推演作为方法论的能力边界。一言以蔽之，欧几里德之后，数学已不只是“数字的学问”。

至于费曼先生，他怎么可能不知道四大力学确实就是按照欧几里德式的，从基本定律出发的方式讲授的呢？面对一伙学普通物理的本科新生，说这种话实在有点骗小孩儿的嫌疑，怪不得那门课上到后来，本科生全都跑了。物理和数学的区别，在于理论和实验两条腿走路，但是理论的这条腿，实实在在地来自于超越了“数字的学问”的数学。