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实践是检验真理的唯一标准?

1
 
所有假说,都以实践检验,面临着三种困境:1,有时是不可能的;2,有时是不经济的;3,有时是很尴尬的。
 
我有一段亲身经历。
 
我曾经工作的单位,有一个办公室主任,其人品行低劣,人所共知。他是早年的大学生,有点才气,就在外找女人,还要和老婆离婚。
 
一位比他年长的老领导,好心劝他,说:小W啊,你小子真不是个东西,那么好的老婆,你不是好好待人家,还要离婚。你离了婚试试,肯定打光棍,谁肯嫁给你啊。
 
W说:领导啊,您这话可就不对了。伟大领袖毛主席说,要想知道梨子的滋味,就要亲口尝一尝。我老婆好不好,你是怎么知道的!你尝了吗?
 
此话一出,四座皆惊。老领导被说了个大红脸。
 
老领导说小W的老婆好,当然是一个假说。
 
该假说要经实践检验的话,就很尴尬了。
 
2
 
在同样可以检验假说的情况下,实践是不经济的。
 
以自由落体实验为例。
 
重物下落实验,不复杂,对实验条件、设备的要求也简单。但是,至少也要准备2个铁球,一大一小;待天气晴好,方可实施。除了实验本身之外,还要考虑一些社会成本,比如雇请保安,维护一下比萨斜塔周围的秩序,以免人多拥挤,发生踩踏,酿成上海外滩那样的惨案——毕竟在欧洲,科学家和科学实验,是很招人的。
 
总之,实验是要花钱的,花钱还不少。
 
和实验比起来,思想实验无疑是最经济的。
 
伽利略做了一个思维实验,设想:把两块大小不一的石头绑在一起让它们下落。如果重的石头下落得快,则绑在一起的石头应该下落得更快;可是,反过来想,大石头下落得快,小石头下落得慢,绑在一起的话,小石头会拖大石头的后腿,使得大石头下落速度变慢。是快是慢呢?显然,“重的物体下落得更快”是一个悖论。
 
足见,“思维实验”要比实践更经济。特别是,有些实验成本,并不体现为金钱的付出和物质的投入,而是时间之消耗,动辄数年、数十年的漫长实践环节,绝不是“只争朝夕”的现代人可以承受的,此时,逻辑反倒是检验真理的唯一标准了。
 
3
 
有些实验条件,是现有技术水平,难以或无法实现的。
 
还以伽利略实验为例——不是自由落体实验,而是斜面实验。事实上,自由落体实验子虚乌有,因为,在历史上,无论是伽利略本人,还是当时的史料,都没有留下任何记载。反倒是,对斜面实验伽利略做了详细记录。
 
图1 伽利略实验示意图
 
斜面实验中,有一个连续、平缓的U形槽,小球从斜坡的一侧相同高度滚下,然后,再滚上另一个斜坡,斜坡的倾斜角是任意的。伽利略发现,不管如何改变第二个斜坡的倾斜角,小球总是可以上升到其出发时的“相同高度”——由于摩擦力,小球不可能上升到“相同高度”;所谓“相同”,是伽利略的天才猜想:在没有摩擦力的理想状态下,小球必然回到“相同高度”。
 
伽利略进一步推理,如果摩擦系数为0,斜面也变成水平面,那么,小球就要滚向无限远处,永远也不会停下来。
 
斜面实验在物理学上的意义,前人多有论述,本文不再赘述。
 
伽利略实验的真正价值,并非实验本身,而是其天才的假设和猜想。或者说,伽利略做了两个实验,一个是实际实验,一个是“思想实验”。特别是,没有摩擦力的“理想实验”,在现实中是无论如何也做不到的,不要说伽利略所在的时代,即便是高度发达的今天,也做不到。
 
换言之,没有基于推理的“思想实验”,伽利略斜面实验就是一个普通的物理现象——日常,一个球从斜坡滚下来,之后,在水平面继续滚动的现象,在人类漫长的历史进程中,必然频繁出现过。然而,人们熟视无睹,并没有因此发现其背后隐藏的力学规律。
 
对此,爱因斯坦评价道:伽利略的发现,以及他所用的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且,标志着物理学的真正开端。
 
4
 
人类的研究,一方面面向未来,另一方面是追溯过去。当下发生的事情,只是瞬间,转眼也会成为历史的一部分。
 
对过去发生的事情,如何用实验进行验证呢?我们没有时光机,也没有时间穿梭通道。
 
换言之,有些实验是不可能的。
 
人类的足迹,到不了的地方,思想可以抵达;实验无法进行的过去,逻辑可以验证。
 
CCTV纪录频道,播过一个记录片,是关于石家河遗址的。其中,一个研究者面对出土的数量多达200万片的陶片说:这些残片,有200万片;可以推算,完整器应该是残片 的10倍以上,可达2000万件。
 
我不是学考古的,也不是历史学家。
 
但,我第一时间就对我女儿说:这个白痴!有没有常识啊。史前人类(石家河遗址的时间,BC4500-2300)烧那么多陶器干什么啊!
 
史前人类的所有物质生产,无非是自用。这就必然与聚落人口相关,一个聚落,百十号人,是正常的。
 
残片量很大,数以200万计,可信的解释是:史前人类的陶器烧造技术不过关,烧一个坏一个,烧两个坏一双,成品率极低,可能不到1/100,或者更低。于是,为了得到少量的成品,就不得不制造出大量的残次品。200万陶片,就不难理解了。
 
我说的对?还是那个白痴研究员说的对?实验无法验证。
 
只能看哪一个更符合“逻辑”!如果,完整器有2千万的规模,试问区区百十号人的聚落,人均10万个陶制坛坛罐罐,干嘛使啊?
 
史前人类,也没有那么闲和愚蠢吧。
 
5
 
这就涉及到一个什么是真实的问题。究竟是“事实”更真实?还是逻辑更真实?
 
常人看来,必然是“事实”是真实的。比如,太阳每天升起,今天升起,明天升起,后天还会升起,但,不能保证永远升起。如果时间足够漫长、太阳能量耗尽的话,太阳就再也不会从东方升起了。
 
然而,即便到了太阳和太阳系都不存在的那一天,逻辑还是存在的。
 
或者说,那个时候,人类也许有能力离开太阳系,而在其他星系继续“阳光灿烂的日子”;指引人类继续在宇宙探索的,必然还是逻辑。
 
为此,德国著名科学家莱布尼兹区分了两种不同的真实:一种是事实,另一种是逻辑事实。莱布尼兹认为:逻辑真实是必然真实,事实则是偶然真实。换言之,逻辑事实比事实更真实。
 
听上去很荒诞,细推之下,却无法辩驳。这就是作为伟大思想家的莱布尼兹不同于常人、高于常人之处。
 
中国宋代理学家朱熹,和莱布尼兹有过类似的思考——天下万事万物莫不是一理。理在气先。宇宙之间,一理而已,天得之而为天,地得之而为地,而凡生于天地之间者又各得之以为性。其张之为三纲,其纪之为五常,盖皆此理之流行,无所适而不在。
 
气,是实在的,充盈于宇宙之间,是一种无可置疑的实体,然而,气不是恒常的,是可变的,也是可能消失的。理,不可见,然而,理是永恒的,甚至在宇宙之前,就已经存在了。理是先验的,是不证自明的宇宙公理。
 
显然,朱熹选择“理”作为宇宙间唯一的、最高的判别准则,而不是气。
 
在这一点上,朱熹和莱布尼兹跨越时空,在云端相会了。
 
6
 
近代实验科学的开创者培根说:证明前人说法的唯一方法只有观察和实验,实验科学胜过各种依靠论证的科学。
 
这可能是“实践是检验真理的唯一标准”的出处。培根自己也很喜欢做实验,1626年3月底,因为用雪鸡作冷冻防腐实验而感染风寒,于4月9日清晨去世。
 
培根去世之后,英国皇家学会于1660年成立,并在1662年7月15日获得国王查理二世的特许状,特许状第一段,写道:故,朕博览百学,然尤以哲学各科为要。因实验或可成哲学新知,或可臻旧学于化境,又特以实行实验为重。
 
如果说,英国皇家学会是“奉旨”经营的话,国王查理二世的旨意是:以实验为重。
 
但,问题在于:第一,如何提出假说与猜想?第二,如何设计实验?第三,如何从实验过程、结果中,发现隐藏在现象背后的因果关系?
 
此三者,都不是实验本身所能解决的。可以说,没有理论和逻辑的指导,就不会有科学的实验,也就不会有实验科学。
 
不妨以“四大发明”之一的火药,来比较中国和英国之实验:一个是科学实验,一个是不科学的瞎搞。
 
鸦片战争中,中英两国都使用黑火药兵器,然而,品质却相差甚远。清朝的大炮比英军舰炮更重,理应射程更远,但,在实战中却被英军火炮在远距离攻陷,原因就在于火药质量低劣。火药质量低劣的原因是,清人根本不知道黑火药爆炸的原理,以及不同成分的合理配比。
 
英国的火药品质,远远优于中国的土产火药。1825年,英国化学家谢夫列里经过多次试验后,提出火药爆炸的化学反应式: 2KNO3+3C+S=K2S↓+N2↑+3CO2↑,据此,火药的最佳比例为:硝74.84%、硫11.84%、碳11.32%。根据方程式,英国人确定了硝、硫、碳的比率是75%、10%和15%的枪用火药,和78%、8%和14%的炮用发射火药。
 
中国火药源于炼丹道士的误打误撞,对于其成分和爆炸原理,始终不知其所以然,更别提化学方程式了。鸦片战争中,广东水师提督关天培采用的火药配方是硝、硫、碳之比是:80:10:10。由于含硝量过高,容易吸潮,不宜久藏。英国人缴获中国火药,往往直接扔到海里。
 
鸦片战争后,清人认识到英国火药的厉害。1843年,福建提督陈阶平上书请求仿造西洋火药,他“多方购得夷炮火药一小包,用鸟枪试射,实有240弓之数”,枪,还是原来的枪,用了西洋火药,射程一下子提高了不少。
 
福建监生丁拱辰的观察更为细致,称“西洋人用药,极意精细,其力足以击远,其烟多系白色”。然而,丁拱辰提倡的粤东火药之法,虽号称“其药力与西洋相等,烟亦白色,见火即燃,毫无渣滓”,但其配方和制作方法,完全令人无法信服。
 
该制法在火药制作过程中,加入汾酒、顶好的大梅片、盐、白糖、萝卜、牛油等食材,真不知道丁学士是在造火药,还是在炖肉。
 
丁拱辰是当时火药、军械界的专家,他能开出这样的火药方子,是否直接证明:火药,真不是发明的,而是蒙的。否则,何至于到了清代,满朝文武竟然没有一个能说清楚火药构成、且能造出适合军用的火药呢!
 
显然,没有基础的化学知识,不理解爆炸的反应过程,再长的时间、再多的人力和实验次数,也做不出谢夫列里那样精确的火药配比,就像把一只猴子,关到琴房里,猴子是能把钢琴搞出声响的,然而,要让猴子演奏出一首完整的乐曲,比如生日快乐,海枯石烂也是等不到的。
 
黑火药之停滞不前,盖与此同。
 
7
 
以实践检验假说、理论或真理,隐含着一个基本假设:某一现象是重复出现的。
 
或者说,人类的知识体系,是建立在重复性基础之上的。没有重复、只出现一次的偶发现象,既不能成为研究的对象,也没有任何意义。
 
只出现一次,我们怎么研究呢?抓不住,没有观察、记录和分析的机会啊。就算是侥幸观察到了,它只出现一次,再也不来了,对人类有什么价值呢!
 
就是说,可检验、以实践检验真理,是有前提的,这个前提就是可重复。
 
在自然领域,这不是问题:太阳照常升起,年年岁岁花相似、岁岁年年人不同;离离原上草、一岁一枯荣,日夜循环,季节轮回,都在以一定的周期重复着过去的故事。
 
然而,社会现象可重复吗?答案是否定的。
 
这是我的看法,当然,我人微言轻,不足为信。
 
那就找一个伟大文物来为我背书吧——牛顿在股市上赔了一大笔钱,由此大发感慨:我可以预测星空的旋转,却无法预知股市的涨落。
 
为什么牛顿可以预测星空的旋转?因为重复。重复才可以预测,不重复就无可奈何了。
 
牛顿小看了股市,以为自己对浩瀚的星空,都了如指掌。股市的参与者,和星云的数量不是一个量级啊。预测股市的走势,低进高出,赚钱还不是易如反掌。
 
但,牛顿错了。
 
不仅牛顿错了,Google的人工智能炒股机器人,也一败涂地。赔了不少银子之后,Google宣布其智能机器人,退出中国股市。归根结底,就是以超级计算机之存储量和算力,仍然无法预知股市的变化趋势。
 
有一个笑话是这样说的:气象学家和经济学家的相同点是预测;不同点是,人们会记住气象学家哪一次错了,和经济学家哪一次对了。
 
天有不测风云,然而,气象学和计算机科学,在模型和大量数据基础上,可以告诉你:风,将向哪一个方向吹!
 
对社会现象,人类还没有这样的技术能力。所有关于社会问题的学说、理论和“真理”,都无法进行重复性检验,因为,一方面,历史只是惊人的相似,而不是相同;另一方面,在实验室,模拟一个“全真”的社会环境,是做不到的,除非时间倒流。
 
2021年3月16日星期二,全文完
北京,家中
 



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