「关于宇宙的某个概括性观点还是很有可能出现的。尽管要预测这个观点具体是什么还很困难,但我们的子辈和孙辈似乎很有可能发展出一个与我们截然不同的宇宙观。这个宇宙观的基础很有可能不仅是我们在本书第三部分中所讨论的新发现,还有现在正在发生的和不久的未来将要发生的各种发展。还是那句话,我们生活在一个有趣的时代,请继续关注。」
书籍名称:《世界观(原书第2版)》
基础信息:[美]理查德·德威特 / 2018 / 机械工业出版社
豆瓣评分:8.9/10
豆瓣链接:https://book.douban.com/subject/30379527/
读完时间:2019-12-26 21:35:41
我的评分:5.0/5.0
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阅读笔记:
1 第一部分 基础命题
1.1 第1章 世界观
- “世界观”指的是一个观点体系,其中不同观点如同拼图的一块块拼板一样相互联结。也就是说,世界观并不仅仅是一些分离、独立、不相关的观点的集合,而是一个不同观点相互交织、相互关联、相互联结的体系。
- 当我说这些观点并非随机时,我的另一层意思是这些观点组成了一个相互关联、环环相扣的观点体系。
- 外围观点可以在不对整体世界观进行大量改动的情况下进行替换。
- 一个观点如果即使本身发生变化也不对其所在的观点体系产生实质性改变,那它就是一个典型的外围观点。
- 支撑“地球围绕太阳运转”的观点。好的证据是存在的。但是,我认为这个证据并不像人们通常所认为的那么直接。这种情况存在于我们的很多(很有可能是大多数)观点中。
- 总之,我们只能为我们所秉持的极小一部分观点拿出直接证据。对我们的大多数观点(也许是几乎所有观点)来说,我们之所以秉持这些观点,主要在于它们可以跟一个很大的、其中各个观点相互联结的观点集合拼合在一起。换句话说,我们之所以秉持这样的观点主要是因为它们可以跟我们的世界观拼合在一起。
1.2 第2章 真理
- [[真理符合论]] vs [[真理融贯论]]
- 有趣的是,事实和真理的定义往往依赖于彼此。人们在被问到“什么是真理”时,常常会回答,“真的观点是有事实支撑的观点”;而当被问到“什么是事实”时,又会说“事实是为真的东西”。事实上(这里我并没有用双关语),我使用的字典里,真理的定义是“被证实的或者不存在争议的事实”,而事实的定义是“被认为为真的事物”。
- 概括地说,根据真理符合论,决定一个真的观点为真的因素是这个观点与现实相符合。决定一个假的观点为假的因素是这个观点没能与现实相符合。
- 根据真理融贯论,决定一个观点为真的因素是这个观点与其他观点连贯一致,或紧密结合。
- 恶魔塔是一个有趣的地质现象,位于美国怀俄明州东北部,是一个看起来像从地面上拔地而起的巨大圆柱体
- 假设萨拉想评估她关于苹果的视觉表征是否正确,要达到这个目的,她需要把苹果的视觉表征与真正的苹果进行对比。但是,萨拉没有办法这么做。萨拉不能把苹果的视觉表征与真正的苹果进行对比的原因是她无法从自己的意识中走出来。
- 如果真理符合论是正确的,那么我们就永远无法确定一个观点,或者至少是关于外部世界的一个观点,是否是真的。
- 这并不是说真理符合论是错误的,或者是不可接受、不一致的。
- 重要的是,在个人主义融贯论里,没有“更真”或“更假”的真理。
- 根据个人主义融贯论,没有办法说我的观点比史蒂夫的观点更真一些。
- 总之,个人主义融贯论是一种极端的“一切皆有可能”的相对主义。虽然并不能因此一概而论地认为个人主义融贯论都是不正确的,但值得注意的是,大部分人都认为像这样具有如此强的相对性的视角是无法接受的。
- 一个群体的融贯论本身是否是一个固定成形的理论,答案并不那么清晰。
- 总结一下,个人主义融贯论似乎会陷入一种让人无法接受的相对主义。另一方面,团体融贯论似乎避免了相对主义的问题,但是同时又带来了几个新的、不容忽视的问题。所以,不管是真理融贯论还是真理符合论,对关于真理的核心问题,都无法提供让人完全满意的答案。
- 笛卡尔关注的也是现实是否有可能与自己意识体验中的样子完全不同。
- “Cogito,ergo sum”
- [[笛卡尔]] 找到的可以完全确定的观点非常少(可能只有一个),并且后来被证明,这些观点所构成的基础太小了,人们无法在其上进行知识构建。
- 不能把科学本身,或者科学史和科学哲学,都简单地看作是体现“科学的目的是不断创造出更多真观点和真理论的集合”的过程。
- 这些命题都比我们想象的要复杂得多。
1.3 第3章 经验事实和哲学性/概念性事实
- 所以,请注意,我们认为“书桌上有一支铅笔”和认为“抽屉里有一支铅笔”的原因有实质性区别。一个观点是以直接的、经过观察得来的证据为基础,而另一个则主要源于我们对自己所生活的世界所秉持的看法。尽管对“书桌上有一支铅笔”和“抽屉里有一支铅笔”的观点,我们深信不疑的程度可能是一样的,但我们秉持这两个观点的原因却有实质性差别。
- 在连续统的一端是最明确的经验事实,比如“书桌上有一支铅笔”,而在连续统的另一端是最清晰的哲学性/概念性事实,比如“正圆事实”和“匀速运动事实”的观点。
- 不要把经验事实和哲学性/概念性事实看作两个泾渭分明的类别。大部分观点的基础都是既包括经验性证据,又包括对我们所居住的这个世界更一般性的认识。正如前面提到过的,用连续统来解释经验事实和哲学性/概念性事实之间的区别是一个比较好的方式,在连续统的一端是最明确的以经验为基础的观点(比如关于书桌上的铅笔的观点),而在另一端,则是更依赖于通常的哲学性/概念性观点的最清晰的范例(比如有关天体沿正圆轨道做匀速运动的观点)。
- 不要错误地认为生活在现在这个有现代科学的时代,我们就已经逃脱了相信哲学性/概念性事实的陷阱。这样的事实在我们这个时代仍然存在,而且就像上面提到的,本书第三部分的主要焦点就将是探讨20世纪科学的发展,并找出那么一类事实——先前我们一直认为它们是明确的经验事实,但由于有了新近的一些科学发现,它们都被证明其实是哲学性/概念性事实。
- 在日常生活中,我们一般不会特别区分经验事实和哲学性/概念性事实。当我们回过头再思考,特别是对过去的文化进行思考时,要判断哪些观点更偏向于经验事实、哪些观点更偏向于哲学性/概念性事实,就变得相对容易了。然而,在我们所处的时代,事实只是对我们来说看起来像事实,它们看起来都差不多。只有经过仔细思考,有时在思考过程中还要克服极大的困难,然后我们才会发现自己所秉持的某些观点更偏向于以经验为基础,而另一些观点则更偏向于以哲学性/概念性观点为基础。
1.4 第4章 证实与不证实证据和推理
- 证实推理模式,
- 大多数(不是全部,但确实是大部分)熟悉1919年恒星光线弯曲观测的人,都同意这些简化了的假设不会改变观测整体结果,也就是说,这次观测结果为爱因斯坦的理论提供了证实证据。尽管如此,在这里我想得出的结论是:实际用于证实科学理论的证据所涉及的因素往往比人们通常所认识到的要复杂得多。
- 总结一下本章的主要内容:证实推理模式和不证实推理模式是科学领域内外两个常见的推理模式。一方面,证实推理模式由于是一种归纳推理模式,因而无法在证明一个理论正确的同时保证这一正确性不受质疑。因此,对于一个科学理论来说,不管有多少可以证明其正确性的证据,这个理论是错误的这种可能性始终存在。除此之外,在实际的例子里,归纳得出的证据和归纳推理通常非常复杂且相互交织。证实推理模式及证据往往远没有它们乍看起来那么直接明确。
- 另一方面,不证实推理模式是一种演绎推理。然而实际上,由不证实推理模式得出的证据往往同样很复杂。具体来说,通常不证实推理模式涉及大量辅助假设。因此,通过不证实推理模式得出的证据只能表明要么是所使用的理论不正确,要么就是一个或几个辅助假设不正确(经常出现的是后者)。因此,不证实推理模式及证据同样也远没有它们乍看起来那么直接明确。
1.5 第5章 奎因-迪昂论点和对科学方法的意义
- 奎因多次为更激进的观点争辩,他认为一个人的整个观点网络,也就是我们整个内部相互联结的观点集合,作为一个整体来面对经验的裁判。如果面对与我们所秉持观点相悖的证据,那么任何观点,包括核心观点,都不可能免受修改。当然,我们通常更愿意修改比较靠近外围的观点,然而奎因的观点是,任何观点原则上都会被修改。验证是针对整个观点集合进行的。而迪昂在这个问题上的观点则更为保守。他认为,验证可能涉及一个观点数量众多的观点集合,但通常这个验证所针对的并不是我们整体的观点集合,或我们整体的世界观。
- 尽管奎因和迪昂的观点在细节上有些不同,但他们有一个大致共识,也就是验证通常不是针对一个孤立的假设,相反,这样的验证通常是针对由一定数量的观点所组成的观点集合。而且,正如前面提到过的,这个观点通常被认为是奎因-迪昂论点的一个关键组成部分。
- 关键实验的想法至少可以追溯到弗朗西斯·培根(1561—1626)。这个想法是,当面对两个相互竞争的理论时,有可能设计出一个实验,关于这个实验的结果,两个理论的预言是相互矛盾的。理想的情况是,由于两个理论的预言相互矛盾,这样一个实验至少可以证明其中一个理论是错误的。
- 然而,如果验证通常都是针对观点集合的,而且如果面对不证实证据时总可以摒弃辅助假设而不是摒弃整个理论,那么似乎关键实验通常是不可能的。原因很明确:关键实验的目标是证明两个竞争理论中至少有一个做出的是错误预言,在任何一个这样的实验中,做出错误预言的理论都仍然可以保留,所要摒弃的只是某个辅助假设。同样地,正如我们在前一章中提到过的,摒弃某个辅助假设而不是摒弃整个理论通常都是非常合理的。
- 把所有这些因素放在一起,我们就得到了一个观点,那就是现有数据,包括所有相关实验的结果,都绝不可能完全确定某个理论是正确的。同时,所有数据和实验结果也绝不可能明确证明任何相互竞争的理论是不正确的。简言之,很多相互竞争的理论通常都可以与所有现有证据相吻合。对此,通常的描述是,根据现有数据,理论都是不充分确定的。
- 三段论链条不可能无休止地延长,所以在某个点上肯定有某些前提是必定为真的,但本身并不是通过位置更高的三段论链条得到的。这些起始点,也就是这些本身必定为真的前提,通常被称为第一原则。第一原则被当作是关于这个世界基本的、必定为真的事实。但是,人们怎样可以找到第一原则,特别是,人们怎样可以确定第一原则是必定为真的?我们用几何学做个类比将会有助于我们寻找答案。
- 一个人至少可以在“我存在”(至少作为一个思考主题存在)的主张上找到某些确定性,对这一观点可能有更多共识,但是这个观点同样太单薄了,无法成为进行知识构建的基础。
- 卡尔·波普(1902—1994)是证伪主义方法最著名的支持者。波普本人并没有把证伪主义当作一个明确的科学研究方法。事实上,他认为没有哪一个科学方法是明确的。然而,他确实认为证伪是科学的一个关键元素,也是区分科学理论与非科学理论的关键前提。
- 总的来说,波普认为科学强调的应该是尝试对理论进行反驳,而不是证实理论。根据波普的观念,对很多理论来说,找到证实证据实在太容易了。借用波普所使用的一个例子,也就是弗洛伊德的精神分析法,波普认为这个理论所做出的“预言”已经非常概括化,几乎任何一个事件都可以被解读为证实了这个理论。因此,这种理论的证实证据对波普来说就变得无关紧要了。
- 从某个意义上来说,对于波普而言,一个理论所冒的风险越大,它的科学性就越强。
- 总的来说,对于波普而言,这就是好的科学的特点,也就是科学应该强调证伪而不是证实,应该努力寻找有风险的理论。
- 波普并没有特别强调证实证据。对他来说,一个成功的科学理论,其特征并不是有大量证实证据,相反,一个成功的科学理论应是:即使尝试反复通过对明确而夸张的预言进行验证来反驳,也仍然能站得住脚。这种证伪主义方法,也就是强调尝试对理论进行证伪而不是证实的方法,就是波普观点的核心。
- 奎因-迪昂论点,以及围绕科学方法这个话题的命题,表明了科学与科学哲学中的某些命题是如何以极其复杂的方式交织在一起的。正如在本章开篇就提到过的,我们的主要目标就是把这些命题提出来,这样我们就可以有个立足点,来理解这些命题是如何在科学史上的具体实例中发挥作用的。
1.6 第6章 哲学插曲:归纳的问题和困惑
- 在我们过去的经验里,□总是(或者至少有规律地)发生。 所以 未来,□非常有可能继续发生。 到目前为止,这个推理过程中并没有什么特别不同寻常之处。我们只是摆出了一个典型的归纳推理,这个推理包含一个相当常见的逻辑形式,同时是我们在日常生活中经常使用的推理。然而,[[1.Facts/F.人/休谟]]显然是第一个注意到这种推理模式中有趣之处的人。具体来说,[[1.Facts/F.人/休谟]]发现这种推理包含下面这种隐含而又关键的前提: 未来会继续像过去一样。
- 如果“未来将继续像过去一样”是不正确的,那么过去的经验对未来就没有指导意义,因此,对未来的推理就不可信了。
- 总结一下,[[1.Facts/F.人/休谟]]的观点是每一个归纳推理都依赖于“未来将继续像过去一样”的隐含前提。但是,用来解释支撑这个隐含前提的主要(似乎也是唯一的)方法是循环的,因此,看起来这个关键的隐含前提无法得到足够支撑。所以,关于未来的推理依赖于一个无法得到支撑的假设,这些推理从逻辑上也就无法得到支撑。
- [[1.Facts/F.人/休谟]]的观点具有很强的一般性。它适用于所有关于未来的推理——可以是关于日常事务的推理(比如太阳从东方升起),可以是关于科学规律在未来仍然成立的推理,也可以是认为未来的机械学将与其过去的内容相同的观点,等等。
- [[1.Facts/F.人/休谟]]没有试图说服我们不去做关于未来的推理。[[1.Facts/F.人/休谟]]认为对未来进行推理是我们天性中的一部分。就像我们不能自愿停止呼吸,我们也不能不去对未来进行推理。[[1.Facts/F.人/休谟]]的问题是,我们是否可以从逻辑上为我们关于未来的推理提供依据,而他的答案是:我们不可以。
- (1)所有类星体都在距离地球十分遥远的地方。 与如下观点(2): (2)所有距离地球不遥远的物体都不是类星体。
- 从逻辑上来说,是等价的观点。
- 我们在前面提到过了,我们所观察到的类星体全都在距离地球十分遥远的地方(同样假设我们没有观察到与这个观点相悖的实例),每个观察结果都有助于支撑“所有类星体都距离地球十分遥远”的观点。那么,为了保持一致性,每次我们观察到一个物体距离地球不那么遥远时,这个物体就不是类星体。我们得承认这个观察结果可以支撑观点(2),也就是“所有距离地球不是非常遥远的物体都不是类星体”的观点。
- 在你手里的这本书是一个距离地球并不遥远的物体,所以不是一个类星体,所以对这本书的观察结果就支撑了观点(2)。基于前一段提到过的原因,这个观察结果应该同等地支撑观点(1)。然而,这个想法似乎有点疯狂,显然对于手里这本书的观察结果微不足道,对确认关于类星体的重要科学论断并不能起到什么作用。
- 亨普尔的乌鸦悖论并没有构成实际问题,因此,它通常并不是一个会影响科学研究发展的问题。然而毫无疑问,归纳推理可以支持像“所有类星体距离地球都十分遥远”一类的概述性观点,这是科学的重要组成部分。同时,亨普尔的乌鸦悖论意味着像这样的推理,其本质中存在某些让人深感困惑之处。 |
- 假设一个物体是绿色的,而且在2020年1月1日前被首次发现,或者是蓝色的,并在2020年1月1日后被首次发现,那么这个物体就是“绿蓝”。正如前面提到过的,到目前为止,我们见过的所有绿宝石都是绿色的,没有一个例外。这个事实似乎让我们有理由认为未来我们将见到的任何绿宝石都仍然会是绿色的。 但是,现在请注意,到目前为止我们所见到过的绿宝石都是绿色的,而且都是在2020年1月1日前被首次发现的。换句话说,到目前为止我们所见到过的绿宝石都可以被称为“绿蓝”,没有一个例外。再换句话说,至少从到目前为止我们已经见到过的绿宝石来看,对“未来,所有被观察到的绿宝石都将为绿色”的归纳支撑与对“未来,所有被观察到的绿宝石都将为‘绿蓝’”的归纳支撑是完全相同的。
1.7 第7章 可证伪性
- 文章大意是说在一个平的地球上,当靠近地球边缘时,罗盘方位会歪斜失真,这时,在像斐迪南·麦哲伦这样的探险者身上,可能发生的情况是他们开始沿着一个大圆圈航行,这个大圈围绕着平的地球的边缘,由于罗盘方位歪斜失真,这些探险者就错误地认为自己正在围绕一个球体、沿直线做环球体的航行。
- 在这两个人的例子上,地平说理论都是一样的,不一样的是两个人对待这个理论的态度。因此,“一个理论本身是不可证伪的”这一说法通常并不准确,实际上,关键的因素是你对这个理论的态度,而且正是这个态度决定了你认为这个理论是可证伪的还是不可证伪的。
- 要证明人们认为自己的理论不可证伪其实非常复杂,并不仅仅是简单地说人们不接受别人提出的证据。 所以,正如本章开篇提到的,可证伪性是一个比其乍看起来要更微妙、更复杂的命题。当我们在后续章节中探讨科学史上一些重要的发展时,请继续留意上面这些命题。
1.8 第8章 工具主义和现实主义
- “解释”的含义最窄。更具体地说,如果你根据某个理论预测了某个数据或观察结果,那么你就可以说这个理论解释了这个数据或观察结果。在这种情况下,解释是某种追溯预言。
- 相比之下,同时更宽泛地说,“理解”是指从某种意义上说更全面地领会数据和观察结果。
- 很大一部分科学家和科学哲学家都认为一个科学理论的主要任务是解释和预言相关数据,而这个理论本身是否反映事物的真实情况,一点都不重要。正如前面提到过的,这种看待科学理论的态度通常被称为工具主义,而秉持这种态度的人就被称为工具主义者。
- 相比之下,现实主义者也认为科学理论应该解释和预言相关数据,但同时认为一个好的科学理论必须是真的,也就是这个理论必须反映事物的真实情况。
- 托勒密跟我们大多数人一样,所秉持的态度中既有工具主义成分,又有现实主义成分。 这样的混合态度并不少见。对某个理论的特定部分秉持现实主义态度而对其他部分秉持工具主义态度
- 举个例子,几乎我认识的每个人都对我们现在这个以太阳为中心的太阳系模型秉持现实主义态度。然而,他们中有很多人则对现代量子理论秉持工具主义态度。
- 总结一下,工具主义和现实主义是人们对待理论的态度。工具主义者和现实主义者一致认为一个适当的理论必须准确预言和解释相关数据。但是,现实主义者同时认为一个适当的理论必须描绘或塑造事物的真实情况。最后,混合了工具主义态度和现实主义态度的情况,或者对某个理论秉持现实主义态度而对其他理论秉持工具主义态度的情况,并不矛盾,也并不少见。
- 真理符合论的支持者认为真理是符合现实的观点,而真理融贯论的支持者则认为当一个观点可以与一个整体的观点体系相融合,或者说是拼合在一起时,那么这个观点就是真理。
2 第二部分 从亚里士多德世界观到[[牛顿]]世界观的转变
2.1 第9章 亚里士多德世界观中的宇宙结构
- 在大约公元前300年到公元1600年间,亚里士多德世界观是占主导地位的世界观。当
- 亚里士多德世界观中的观点如下:月亮当然是距离地球最近的天体。月亮和地球之间的区域,也就是月下区域,被认为与月亮以外的区域,也就是月上区域,有显著差异。稍
- 关于宇宙的更概念化的观点。在所有更概念化的观点中,最重要的两个是目的论和本质论。也就是说,人们认为宇宙是有目的的,而且有本质存在。重点是目的论和本质论紧密交织在一起,交织程度之深,甚至可以令人把它们看作是同一枚硬币的正反两面。下面我将简要解释一下这些概念。 要理解目的论,让我们首先理解目的论解释这个概念。
- 些植物把种子包裹在轻盈蓬松的结构里,被风吹走;有些植物把种子包裹在带刺的容器中,有动物经过,就可以扎在它们身上被带走;有些植物则把种子包裹进像直升机一样的结构里,盘旋着从自己身边离开;等等。结
- 简言之,如果我们提出“为什么苹果树会结苹果”的问题,一个不错的答案就是苹果树为了散播种子而结苹果。这就是目的论解释的一个最好范例。
- 一般来说,目的论解释就是从为实现一个目标、目的或功能的角度而给出的解释。
- 机械论解释是一种不从目标、目的或功能的角度提出的解释。
- 值得注意的是,对很多问题来说,目的论解释和机械论解释都是行得通的。
- 在现代,对“石头为什么会下落”这个问题都是从重力的角度进行解释。但是重力这个概念(我们现代意义上的重力概念)直到17世纪末期才出现,所以在亚里士多德世界观中,不管人们如何解释石头的下落,都不可能是出于我们所理解的重力的角度。
- 类似的解释也适用于月上区域。元素以太的天然目标是沿正圆轨道运动,这也就解释了天体(比如太阳、恒星和行星)的圆形轨道运动。总的来说,宇宙被认为是一个目的论的宇宙,充满了各种天然目标和目的。
2.2 第10章 托勒密《至大论》序言:地球是球形的、静止的,并且位于宇宙中心
- 目标之一是说明尽管亚里士多德世界观中的观点与我们的观点非常不同,但仍然得到了强有力的支撑。很遗憾,现在存在一种倾向是认为我们前人的观点总有些幼稚或天真,但是在本章中,我们将看到事实并非如此。
- 存在一种普遍但错误的观点:在16世纪前,人们大都认为地球是平的。事实上,至少从古希腊时期(比如柏拉图和亚里士多德生活的约公元前400年)开始,受过教育的人中几乎没有人认为地球是平的。那么,对我们前人的这个误解是如何变得如此普遍的?这是一个很有趣的问题
- 现在,同样地,把地球作为一个整体来看,它明显是球形的,我们应该倾向于这么认为。【1】……很可能看到的情况是,对地球上不同观察者来说,太阳、月亮和其他星体升起和落下的时间并不相同,而且对住在东方的人来说总会早一些,对住在西方的人来说总会晚一些。【2】我们发现对发生在同一时刻的食现象,特别是月食现象,不同观察者记录的时间并不相同……【3】人们发现这个时间上的差异与不同地点间的距离成比例,因此可以合理地认为地球表面是球形的,其结果就是保持一致的曲率可以保证地球表面每个部分都按比例地跟随地球运动。但是,如果这个曲率发生变化,上述一切就不会发生,这在下面的思考中可见一斑。 【4】因为,如果它【地球】……是平的,对所有人来说,星星将在同一时间升起和落下……但这似乎并没有发生。【5】可进一步明确的是,地球也不是圆柱体……【因为】我们越靠近北极,南方天空的星星就越少,而北方天空的星星则开始出现。所以,在这里,地球表面不同物体的曲率在物体的倾斜方向上都是相同的,这明确表明了地球每个面都是球形的。【6】再举个例子,当我们向高山或任何地势高的地方航行时,不管是在什么时候,从什么方向出发,以什么角度前进,我们所能看到的目的地都会一点一点地增加,好像它们是从海里升起来的,而在此之前,由于水面的曲率,它们看起来像是淹没在水中。(穆尼茨,1957,108~109页) 在我标注为【1】的段落中,托勒密首先提到,根据观察者在地球上所处位置的不同,太阳、月亮和星星升起和落下的时间也有所不同。举个例子,想想今天早上的太阳。我相信你明白当太阳在你所在的地方升起时,对住在比你更靠东方的人来说,太阳早已升起,而对住在比你更靠西方的人来说,太阳则还没有升起。托勒密和他同时代的人也明白这个事实,而这个事实最直接明确地解释了地球是球形的。在段落【2】中,托勒密指出人们记录的“食现象”所发生的时间同样很好地解释了地球是球形的,而在段落【3】中,托勒密指出由于时间上的差异与观察者所在位置之间的距离成比例,地球的曲率肯定是相当一致的。 请注意,托勒密在这里所隐含的推理是一种常见的证实推理,我们在第4章中对此进行过讨论。具体来说,托勒密在段落【1】中的推理如下:如果地球是球形的,人们就应该观察到太阳、月亮和星星对住在东方的人们来说会更早升起,而对住在西方的人来说会更晚升起,由于这正是人们所观察到的情形,这就支持了“地球为球形”的观点。段落【2】和段落【3】中的推理与此相似,也就是说,通过直接明确的证实推理,这些事实都支持了“地球是均匀的球形”的结论。 接下来,在段落【4】中,托勒密转而开始进行不证实推理,他认为如果地球不是球形而是其他形状,那么我们就不会观察到实际已经观察到的结果。举个例子,托勒密指出如果地球是平的,我们应该会观察到太阳、月亮和星星在地球上不同地方升起的时间都相同,但是由于我们没有观察到这个现象,这就成了“地球是平的”这一观点的不证实证据。 请注意,截至这里,托勒密的论证过程真的只证明了地球在东西方向上的曲率一致。换句话说,托勒密到目前为止的观察结果与“地球是一个南北向的圆柱形”的观点相一致。因此,为了完成这个论证过程,托勒密开始考虑能够证明地球不可能是圆柱形的证据。在段落【5】中,托勒密指出一个人如果从北向南运动,就会看到不同的星星。举个例子,我们住在北半球的人可以看到北极星,而在南半球的人就看不到这颗星星。同样地,住在南半球的人可以看到南十字星座,而在北半球的人就无法看到。这正是在地球是球形的情况下,人们所能预期看到的情形。如果地球是其他形状,比如圆柱形,那么我们所能预期看到的情况就会与此相反。最后,在段落【6】中,托勒密指出了一个早已为人们所知的事实,那就是如果一个人向陆地航行,首先看到的陆地将会是山峰顶端,然后,随着距离陆地越来越近,山顶以下的部分就会逐渐显现。同样地,这是“地球是平的”这一观点的不证实证据,同时也是在地球是球形的情况下,人们所能预期看到的情形。 总结一下,“地球最有可能的形状是球形”的观点得到了很好的论证。接下来我们将探讨“地球是静止的”观点的论据(尽管它们都是很有力的论据,但后来都被证明是错误的)。 |
- 当托勒密指出恒星角距离看起来保持不变时,他所指的就是我们所说的恒星视差。具体来说,托勒密的意思是我们无法观察到恒星视差,而这支持了“地球是静止的”这一观点。
- 这里所涉及的推理过程实际上更像是下面这样:如果地球在运动,如果恒星不是在一个遥远到几乎无法想象的地方,那么我们应该看到恒星视差;然而我们没有看到这样的视差,那么要么地球没有在运动,要么恒星在一个遥远到几乎无法想象的地方。
- 恒星视差最终被观察到了,那是在1838年,对恒星视差的第一次准确测量出现了,此时距离托勒密撰写《至大论》已经过去了将近1700年。事实上,对恒星视差的观察结果,目前已成为支持“地球围绕太阳运转”的观点最有力的经验证据。
- 最终亚里士多德世界观会被[[牛顿]]世界观所取代。
- 1英里≈1609米。 [2] 1英尺≈0.3048米。 [3] 1英寸≈0.0254米。
2.3 第11章 天文学数据:经验事实
- 北斗七星围绕着被我们称为北极星的亮点做逆时针圆周运动。如
- 行星(行星这个词英文是planet,源于希腊语中“漫游者”这个词)的5个亮点,它们相对于恒星的位置会发生偏移,而且在不同时间点,亮度也有高有低。
- 但大约每年有那么一次,木星的位置会有那么几天不发生偏移,紧接着就开始向“错误”的方向偏移,也就是向西偏移。接下来,它会一直向西偏移几个星期,然后再次有那么几天停止偏移,紧接着重新开始向东偏移,持续时间大约又是一年。 行星这种非常有意思的“反方向”偏移被称为“逆行运动”。所有的行星都有逆行运动,尽管逆行的间隔并不完全相同。木星和土星大约一年有一次逆行,火星大约每两年逆行一次,金星大约每一年半一次,而水星则是大约一年三次。
- 如果你拿着一个一英尺长的尺子,放在距离眼睛一臂远的地方,那也就是金星位置与太阳位置之间(看上去)最远的距离了,水星的距离还会更近。 这个事实的一个推论是,你只能在太阳快要升起时或刚刚落下后看到水星和金星。
2.4 第12章 天文学数据:哲学性/概念性事实
- 惯性定律:任何物体在不受任何外力作用的情况下,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态。 这个定律直到17世纪才被发现,而且是很多人花了大量时间付出巨大努力,才使这个定律得以被清晰准确地表述。伽利略已经非常接近正确的惯性定律了,然后笛卡尔成为将这个定律清晰表述的第一人。后来,[[牛顿]]在笛卡尔表述的基础上,将其纳入他本人的科学体系,形成了[[牛顿]]第一运动定律。
- 17世纪前运动定律:正在运动的物体都会停下来,除非有外界因素使其保持运动。
- 当石块下落时,使石块保持运动的就是石块向其天然位置运动的内在趋势。尽管石块最终会停下来,通常是因为它被地球表面挡住了,但就算不存在像地球表面这样的东西阻止石块运动,最终,石块也会在到达其天然位置后,也就是到达宇宙中心后停下来。简言之,“正在运动的物体最终会停下来,除非有外界因素使其保持运动”的观点不仅得到了日常生活经验的有力支持,而且可以与亚里士多德观点拼图中的其他观点很好地拼合在一起。
- 然而,如果天体一直保持运动,同时如果正在运动的物体在没有外界因素使其保持运动的情况下都会停止,那么随之而来的问题就是一定存在某种因素使天体一直保持运动。这些天体运动的来源会是什么呢?什
- 亚里士多德自己关于神明的观念不应该被解读为任何宗教概念。亚里士多德的神明因为要作为天体运动的来源,所以必须是真实的“事物”。因为神明本身不运动但又是运动的来源,所以是“不运动的原动力”。亚里士多德本人关于神明的讨论非常复杂,而且对于他关于神明的著作该如何解读,也存在很多争议。然而,有一点很清晰,亚里士多德认为神明是某种学术完美,更清晰的是,他的神明一点宗教意味都没有。举个例子,这些神明与宇宙起源并没有关系,它们对地球上任何事都一无所知,也不知道我们的存在,因此,向这些神明祈祷毫无意义。在后来的几个世纪里,也就是亚里士多德以后,犹太教、伊斯兰教和基督教的哲学家和神学家多少都把宗教与亚里士多德的观点进行了混合,亚里士多德非宗教的神明就转变成了犹太教、伊斯兰教和基督教传统中的神。
- 正如我们在前面多次讨论的,构建一个新的世界观,需要很多人发挥聪明才智、花费很长时间、付出很多努力才能实现。
- 我们所坚持的某些事实,也就是在我们看来显而易见的经验事实,是如何被证明为错误的哲学性/概念性“事实”的。那么,从某种意义上说,我们跟生活在17世纪的前人所处的环境相似。17世纪出现的新发现迫使人们对长期以来认为显而易见的事实进行重新思考,最近的新科学发现也让我们不得不重新思考我们关于所居住的宇宙的某些基本观点
2.5 第13章 托勒密体系
- 几乎没有理论是完美的)
- 在托勒密之前或之后的1400年内,没有其他关于宇宙结构的理论在进行解释和预言方面达到与托勒密体系相接近的程度。
- 由于有高度的灵活性,周转圆-均轮系统非常有用。
- 托勒密体系是一个相当复杂的系统集合,其中包括为解释太阳、月球、恒星和行星运动而构建的各个系统。
- 然而关键是,尽管很复杂,但托勒密体系在处理数据方面表现卓越,是历史上第一个可以准确预言和解释种类繁多、数量巨大的天文学数据的理论。
2.6 第14章 哥白尼体系
- 哥白尼在16世纪初期发展出了他自己的理论体系,并在去世那一年出版了这个理论。
- 哥白尼体系也运用了周转圆、均轮和偏心圆,尽管这个体系明显不需要等距点。
- 几乎所有人都用工具主义态度来对待这些体系中的各种设置,比如周转圆。也就是说,通常人们认为这些设置并不是真实存在的,而是为了进行准确预言和解释所必需的数学工具。所以,现实主义通常不适用于像周转圆这样的设置。
- 但是对这两个理论中的地心观点和日心观点来说,现实主义就很有意义了。所以,一个有意义的问题是,从现实主义角度来看,哪个宇宙模型更为可行——是托勒密的地心模型还是哥白尼的日心模型? 关于这个问题,当时可用的数据有力地支持了托勒密体系。回忆一下第10章里的论据,它们支持了“地球是静止的,并位于宇宙中心”的结论。这些都是非常有力的论据(尽管最终这些论据被证明是错误的,但错误的原因都很难以察觉),所以关于哪个体系可以与当时最先进的科学更为一致的问题,答案是很明显的:托勒密体系优于哥白尼体系。 总结一下,在预言、解释和复杂性方面,托勒密体系和哥白尼体系是相当的。由于没有使用等距点,哥白尼体系可以说是更直接明确地尊重了匀速运动事实,而且对逆行运动、多颗行星不同亮度与它们逆行运动时间点之间的相互关联,以及金星、水星总是出现在距离太阳不远处的事实,做出了更直接明确的解释。然而,与当时已有的证据相比,也就是与跟托勒密体系更为一致的、支持了“地球是静止的”观点的优势证据相比,这些似乎都是相对较小的优势。 |是什么因素促动了哥白尼| 正如在前面讨论中提到过的,哥白尼体系与托勒密体系十分相像。举个例子,两个体系都大量使用了周转圆、均轮和偏心圆。在大多数方面(除了不使用等距点和对逆行运动的解释两方面),哥白尼体系并没有比托勒密体系更好,在某些重要方面(比如,在“地球是静止的”和“地球是运动的”两个观点中,哪一个观点更为合理),哥白尼体系远不如托勒密体系。
- 哥白尼在几十年间花费了大量时间来发展他的体系,然而,他的体系很明显与所有支持“地球是静止的”观点的证据相矛盾。当时,哥白尼也没有得到任何新的经验证据来支持“地球在运动”的观点。所以,到底是什么因素促使哥白尼花费将近毕生的时间来发展一个看起来似乎不可能正确的理论?
- 哲学性/概念性命题是如何推动科学家的研究工作的
- 由于托勒密体系可以很好地解释经验数据,因此它是一个非常有用也非常有价值的模型,几乎所有天文学家都乐于接受这样一个想象出来的等距点。然而,哥白尼并不接受。他对匀速运动事实深信不疑,因而无法接受像等距点这样的一个概念,而对匀速运动事实的坚持也促使哥白尼想要发展出一个不需要等距点的体系。 这就很好地说明了哥白尼是如何在哲学性/概念性事实而不是经验事实的促动下发展出其理论的。后来证明,这并不是特例。在科学史上,哲学性/概念性事实通常都是促使科学家发展新理论的部分因素。因此,从这个意义上来说,哥白尼完全算不上是一位特殊的科学家。
- 由于在预言和解释方面,哥白尼体系和托勒密体系实质上是等价的
- 16世纪下半叶,哥白尼体系已广为人们所知、所读,并成为欧洲大学中广泛教授的内容。然而,重点是,几乎所有人都用工具主义态度来看待哥白尼体系。也就是说,除了少数一些例外情况(当时存在某些新柏拉图主义者和少数其他人用现实主义态度看待哥白尼体系),哥白尼体系都被当作一个实用工具,并没有人认为它是对宇宙真实情形的反映。简言之,在16世纪晚期,托勒密体系和哥白尼体系和平共存。
2.7 第15章 第谷体系
- 这个体系从某种程度上说是部分托勒密体系和部分哥白尼体系的混合体。
- 第谷·布拉赫(1546—1601)
- 第谷体系得到认可的一个优势是它保留了哥白尼体系的优势,同时也保留了“地球是宇宙中心”的观点。因此,尽管第谷体系在我们看来多少有点奇怪,但它实际上综合了托勒密体系和哥白尼体系这两者最为人们所认可的特点。
- 第谷去世后不久,望远镜问世,带来了更多新的证据,表明至少某些行星是围绕太阳运转的。
2.8 第16章 开普勒体系
- 开普勒的两个关键性创新,也就是椭圆轨道和变速运动
- “行星围绕太阳沿椭圆形轨道运转,太阳占据椭圆轨道两个焦点之一的位置”,通常被称为开普勒行星运动第一定律。
- 如果以行星为起点画一条直线把太阳连接起来,这条直线在相等的时间内扫过的面积相同。这个对行星运动速度的描述就被称为开普勒行星运动第二定律,
- 请忍受一下我在这里的讨论,因为这确实需要一些时间来解释。然而,当我们结束这段讨论的时候,我认为你会更好地理解开普勒是多么不寻常的一个人。
- 不管我们在开始构建这个球体和正多面体的结构时所选择的第一个球体的尺寸如何,球体之间的相对距离都将会如图16-6所示。
- 行星之间的相对距离与开普勒构建的球体之间的相对距离相当接近。
- 我认为毫无疑问,这个事实只是一个关于我们这个太阳系的有趣的巧合。然而,在开普勒脑中则并非如此。对开普勒来说,这是他在读懂上帝所思方面取得的第一个突破。图
- 终其一生,开普勒始终致力于发现这种规律性。他发表了十几个“定律”,都反映了他所发现的规律性,或者他认为自己所发现的规律性。今天,这些定律中的大部分已经被忽略,只有三条得到了认可(其中两条在上面已经进行了解释,第三条定律描述的是行星与太阳之间的距离和沿轨道围绕太阳运转的时间),然而,对开普勒来说,这些就是他研究工作的主要内容,也就是发现宇宙中固有的规律性,从而读懂上帝所思。
- 科学总是不可思议的。开普勒得到了正确的结果。在构建一个完全准确的天文学体系的问题上,经过了2000多年的研究后,开普勒成为第一个发现正确体系的人,这个体系也就是沿椭圆轨道进行变速运动的体系。开普勒是个与众不同的人。他的研究方法在我们看来,绝大部分都很古怪,但却是开普勒其人不可分割的一部分。
2.9 第17章 伽利略和通过望远镜得到的证据
- 利略于1609年开始使用望远镜进行天文学观察。
- 伽利略于1609年开始使用望远镜进行天文学观察。
- 天主教会在历史上总的来说对新科学观点是持宽容态度的。举个例子,在大多数情况下,教会并不反对哥白尼体系。当然,直到由望远镜提供的新证据出现之前,人们通常都用工具主义态度来看待哥白尼体系,因此与教义并没有矛盾之处。不过,重点是教会通常不会反对新科学观点,通常也愿意在新发现需要的时候重新对教义进行解读。
- 对日心说和地心说之争来说,月球表面有山峰的观察结果之所以有影响,很大程度上是在于它表明了亚里士多德世界观存在瑕疵。
- 就像月球表面的山峰一样,关于太阳黑子的数据被证明是亚里士多德世界观的另一个瑕疵。
- ,由以太组成的行星一定也是正球体。伽利略的观察结果则表
- 如果有物体围绕地球运动,然后地球又围绕太阳运动,那么多少都有些不够优雅。然而,伽利略发现的木星卫星却使这个论据被丢到了一边,因为即使是地心说观点的支持者也必须接受至少有一个天体,也就是木星,在本身运动的同时,还有其他物体围绕自己运动。
- 通过望远镜,很容易就可以观察到金星相位,而伽利略就是第一个发现金星相位的人。除此之外,金星不仅会经历周期性的相位变化,而且它的大小也会根据所处的相位发生变化。
- 勒密体系中的太阳、金星和地球 然而,请注意,这就决定了金星被太阳照亮的一半总是不能正对地球。因此,就像月球被照亮的一半没有面对地球时的情况一样,金星总是看起来(最多)像一个月牙。换句话说,在托勒密体系中,我们最多只能看到金星被太阳照亮的一半中的一小部分。我们永远看不到一颗完整的金星,或者处于亏凸月位/盈凸月位或上/下弦月位的金星。前面提到的这些相位所要求的金星、地球和太阳的相对位置,在托勒密体系中都不可能实现。
- 简言之,金星相位在为日心说体系提供了证实证据的同时,也在同等程度上为像第谷体系或前面刚刚描述过的经过修改的托勒密体系这样的地心说体系提供了证实证据。因此,尽管金星相位提供了证据来反驳最初的托勒密体系,但并没有解决日心说和地心说之争。
- 这个例子如何精妙地说明了我们在第5章中讨论过的理论的不充分确定性。也就是说,即使是像金星相位这样重大的发现,最终也被证明与日心说体系(包括哥白尼和开普勒的理论)和地心说体系(比如第谷体系),或者前面所描述的经过修改的托勒密体系,都可以完美地保持一致。这种情况在科学中很典型——新证据,甚至是非常重要的新证据,通常都同时与两个或更多个相互竞争的理论相一致。换句话说,可用的证据通常不能单独决定某个具体的理论是否正确。
- 教会(也就是天主教会,在欧洲的天主教国家有很强的影响力)可以接受以太阳为中心的哥白尼体系,前提是要用工具主义态度来对待这个体系。然而,当出现了“日心说观点可能真的是宇宙构建的方式”的声音时,教会就开始认为这个观点很有问题了。
- 授日心说观点并没有立刻就被禁止,事实上,被禁止的是将日心说观点当作现实来教授。
- 果是现在,在经过了400年后,当科学在尊重经验事实的基础上取得了超乎想象的成功和发展时,贝拉明仍然支持地心说观点,那么他的态度就像史蒂夫的态度一样没有道理,就一样是认为这个观点是不可证伪的。但是,在17世纪初期,没有很好的理由认为伽利略所支持的那种以经验为基础的方法在未来也会像在过去一样成功。因此,我认为唯一公平的回答是,对于“贝拉明是否认为地心说观点是不可证伪的”,完全不能简单地用“是”或“不是”来回答。随着我们对类似事例的研究,我们发现它们远比乍看起来要复杂得多。我认为,可以说正是这个复杂性使科学史和科学哲学变得如此有趣。
2.10 第18章 亚里士多德世界观所面临问题的总结
- 此时并不是每个人都已接受了日心说观点。我们在前面几章中看到了,关于一个观点(这里我指的是地心说观点),不管积累了多少证据,总还可以选择坚持这个观点,而摒弃多个辅助假设,或者在某些情形中,是对这个观点的某些部分进行修改,而坚持这个观点的核心部分。
- 我们现在所研究的是在很长一段时间内留下了浓重一笔的人物和事件。在这种情况下,关于人们和事件之间的相互影响和关联,会存在一些过于简单化而又会产生误导的观点,这些观点很容易就会把我们引入歧途。
- 我们所研究的人物和事件背后都有很多微妙的因素。同时,我在前言里也提到过,当你读完这本书时,我希望你发现自己受到了启发,想要继续深入研究这些复杂微妙的因素。
2.11 第19章 新科学发展过程中的哲学性/概念性关联
- 乔达诺·布鲁诺(1548—1600)
- 布鲁诺因其观点而遭受宗教裁判迫害,在1600年被当作异教徒而活活烧死)
- 如果接受了“宇宙无限大”的概念,而且根据原子论来认识整个宇宙,那么惯性定律就不那么难以理解了。因此,我们发现,“宇宙无限大”的概念和原子论哲学有助于人们理解17世纪发现的主要科学定律,也就是惯性定律
- 正如我们在前面讨论中所看到的,与这些科学领域新观点的发现和接受相关的,是大量形而上学的、哲学性/概念性以及宗教领域内的观点,这些观点数量之多,超乎想象。
2.12 第20章 新科学和[[牛顿]]世界观概述
- 古希腊。这个判断说的是,一个物体(比如你)不可能在不存在任何形式的联系或交流的情况下对另一个物体(比如钢笔)产生影响。用通俗的话来说,这个判断通常都被总结为,“超距作用”不可能存在。
- 都被总结为,“超距作用”不可能存在。 现在,让我们回到重力概念。重力通常都被认为是物体之间的吸引力。举一个典型的例子,地球的重力作用吸引了我的钢笔,因此当我松开手中的钢笔时,它会向地面下落。如果我们提
- 采取工具主义态度,实际上就是认为这些方程式可以很好地描述物体运动模式,同时对物体为什么会有这样的运动模式保持不可知论的态度。换句话说,你可以用[[牛顿]]的方程式,特别是与重力相关的方程式,来进行很好的预言,但同时对重力是否是一个“真实”的力保持沉默。
- 爱因斯坦的广义相对论将会对重力给出一个不涉及超距作用的解释,
2.13 第21章 哲学插曲:什么是科学定律
- 由于像开普勒第二定律这样的科学定律通常都已经非常接近物体的运转模式了,因此通常都认为“这些定律尽管只是近似的描述,但仍然从某种程度上反映了世界某些深层次的特点”,而由科学定律所反映的世界更深层次的特点有可能就被认为是自然规律。因此,粗略地说,通常都将自然规律定义为“负责宇宙运转的宇宙基本特点”,而将科学定律看作是近似地反映了这些自然规律的定律。
- 简言之,有无数种语境可以使我们所讨论的这个反事实条件为真,同样也有无数种可能性使这个反事实条件为假。几乎对每一个反事实条件,情况都是如此。
- 对其他条件不变句的讨论与前面对反事实条件的讨论之间是存在联系的。两个讨论确实相互关联。当我们认为开普勒第二定律是一个伴随着其他条件不变句的定律时,就相当于说(同样以前面提到过的木星为例),这个定律所说的就是木星在没有受到其他外力影响的情况下,就将按照开普勒第二定律描述的轨道运转。然而,我们从一开始就知道木星实际上是受到各种外力影响的。因此,前面这个描述就把自己变成了一个反事实条件,因而也具有我们在前面讨论过的反事实条件的各种问题。
- 每当我们深入到一个看似相对直接明确的科学命题或概念中时,我们很快就会遇到难以解决且令人困惑的问题。
2.14 第22章 1700~1900年[[牛顿]]世界观的发展
- 现代化学的起源通常追溯到18世纪晚期,以安东尼·拉瓦锡(1743—1794)的研究为标志。
- “以太”(ether)这个名字源于过去的“以太”概念,也就是在亚里士多德世界观里被认为可以在月上区域中找到的元素以太。然而,除了名字,亚里士多德世界观里的以太和被当作是光传播所需基础介质的以太并没有什么相似点。
- 简单来说,情形是这样的:当仅观察波长较长的辐射时,所观察到的辐射模式与预言的模式十分相近。但是,到了短波时,观察到的辐射模式则与预言模式大相径庭。(顺带提一下,这些有问题的短波位于电磁波谱的紫外线一端,因此这个问题有时被称为“紫外灾难”。)
- 在20世纪早期,令人惊讶的是物理学家发现某些元素比如钠受热后发出的光,其中仅有某些特定波长的光线。
- 根据[[牛顿]]科学体系的观点,元素发出的光应该是由大量连续波长的光线组成,而不是仅由几种离散波长的光线组成。
3 第三部分 科学及世界观的新近发展
3.1 第23章 狭义相对论
3.2 第24章 广义相对论
- 重力效果和加速度效果之间这种紧密的关系早在[[牛顿]]时代就被发现了。尽管如此,在[[牛顿]]物理学中,这两种效果仍被当作彼此独立的现象,而它们之间紧密的联系似乎只是巧合。但是在相对论中,等效原理则表明,从本质上来说这两种效果不存在差异,也就是这些效果无法彼此区分开来。
- 在一个弯曲的空间中,“直线”其实是测地线。正如我们在前面看到的,根据广义相对论,像太阳这样的物体会导致时空曲率。根据广义相对论方程式,这个曲率之大,会使火星运动所沿的测地线变成围绕太阳的一个椭圆形。
- 广义相对论中有关重力的观点与[[牛顿]]科学中有关重力的观点有显著不同。在[[牛顿]]科学中,重力通常被认为是物体之间的吸引力。在第20章结尾处,我们看到了,如果采用现实主义的态度,这样的力似乎是在一段距离之外发生的动作。同样在第20章中我们也讨论了,正是这层“在一段距离之外发生的动作”的意思,让[[牛顿]]非常烦恼,因此,他选择了用工具主义态度来对待重力。
- 尽管[[牛顿]]本人采用了工具主义态度,但是大多数在[[牛顿]]世界观教育下长大的人们都倾向于采用现实主义态度来对待重力。
- 如果我们倾向于用现实主义态度对待物理学理论,那么我们应该用现实主义态度对待相对论,而用工具主义态度对待[[牛顿]]理论(毕竟[[牛顿]]物理学仍然非常有用,尽管它的描述严格说来并不正确)。
3.3 第25章 量子理论的经验事实、数学方法和诠释概述
- 在任何关于量子理论的非技术性探讨中,至少需要区分三个独立的命题,分别是①量子事实,也就是涉及量子实体的经验事实,②量子理论本身,这里我所指的是量子理论的数学核心,以及③对量子理论的诠释,这与一系列哲学问题有关,比如什么样的现实可以产生量子事实,以及什么样的现实可能与量子理论本身保持一致。不幸的是,在通常关于量子理论的非技术性探讨中,这些命题往往都被混为一谈。
- 量子理论数学一点都不奇怪,事实上奇怪的是对量子理论数学的诠释。
- 你完全不需要进行这样的诠释。也就是说,用工具主义态度来对待一个理论(在这里就是对待量子理论),是一种常见且值得尊敬的态度。
- 工具主义态度意味着秉持如下立场:我们有量子理论数学;我们有精通使用量子理论数学的专家;量子理论数学使我们可以做出非常准确和可信的预言。谁又能要求得更多呢?
- 薛定谔试图表明,量子理论数学一定是缺了些什么。他认为“猫不能处于一种生死叠加的状态”是一个基本事实,因此量子理论数学肯定是忽略了某些因素。
- 一种诠释,通常被称为隐变量诠释。也就是说,这种诠释背后的关键点是,量子理论没有抓住现实真正的样子,就如前面所描述的,因此需要在理论中加入某些因素(也就是所谓的隐变量),从而使其更好地与我们对现实的直觉保持一致。
- 与隐变量诠释不同,各种标准诠释的支持者都认为量子理论是一个完整的理论,不需要“隐变量”,也不需要增加其他内容。
- 假设我们向标准诠释的支持者提问,“到底发生了什么”。举个例子,在图25-15所示的实验中,就在测量发生之前的时刻,电子真正的位置在哪里?就在测量即将发生之时,电子真的是存在于两个通道里的波吗?就在测量发生之时,这两列波之中的一列就会同时消失吗? 标准诠释的支持者通常认为像这样的问题是没有答案的。比如,我们说不出测量之前电子真正所在之处。
- 你说不出我口袋中有多少硬币,因为你完全不知道有多少。这并不是标准诠释中所涉及的那种信息缺失。根据标准诠释,不存在需要了解的信息。在测量之前,电子没有确定的位置,也没有确定的自旋,等等。 标准诠释的支持者并不是否认现实的存在。也就是说,存在一个现实,存在量子实体,有一粒电子就在“那里”。然而,那粒电子,以及其他量子实体,在被测量之前,并不具有确定的属性。
- 请注意,根据标准诠释,波函数的坍缩会在测量发生时出现。然而,什么算是测量?这个问题有很多种答案,
- 为什么这些特定的相互作用算作“测量”而其他的不算?
- 总的来说,隐变量诠释的基本观点是,到目前为止我们所探讨的数学组成了一个不完整的理论。用爱因斯坦的话来说,这个数学漏掉的是“现实因素”。
- 爱因斯坦的诠释,或者说至少是这个诠释中对爱因斯坦来说最重要的关键因素,已经无法与新近发现的量子事实保持一致。正如前面所提到的,任何量子理论诠释都必须尊重量子事实,而近些年来出现了新的事实,爱因斯坦的诠释不再与这些事实保持一致。爱因斯坦在这些事实出现之前就已经去世,因此假想一下(尽管我们绝不可能真的知道)爱因斯坦会怎样应对这些新事实,这将会非常有趣。
- 多世界诠释的优势也是不需要波函数的坍缩。
- 也许,此时我们可以更好地理解为什么用工具主义态度来看待量子理论如此普遍。
- 如果用现实主义态度,那么[[牛顿]]的万有引力概念似乎涉及一个神秘的“超距作用”。
- 从小到大都接受[[牛顿]]世界观教育的人通常用现实主义态度来对待重力,但这非常有可能是因为他们从小就接受了重力概念,因此通常不会察觉到重力的某些奇特之处。
- 把量子事实、量子理论数学和量子理论诠释之间的区别始终印在脑中。
3.4 第26章 量子理论与定域性:EPR、贝尔定理和阿斯派克特实验
- 定域性假设(粗略版):发生在一个地点的事件不能对发生在另一地点的事件产生影响,除非两个地点之间存在某种联系或通信。
- 量子理论的预言并不是50%。事实上,如果探测器是像情境4中那样设置,量子理论预言两个探测器探测结果之间的差异应该达到将近75%。
- 贝尔发现基于量子理论的预言与基于定域性假设的预言不一致。
- 贝尔表明量子理论和定域性假设彼此不能保持一致。两者不能同时正确。
- 阿斯派克特实验结果表明了,在定域性假设和量子理论之间的冲突中,量子理论胜出。
- 爱因斯坦定域性:发生在一个地点的事件无法影响发生在超距处的另一个事件。
- 信息定域性:发生在一个地点的事件,不能用来向一个在远处的地点传递信息。
- 然而,似乎没有办法利用贝尔/阿斯派克特实验设置在两个地点之间传递任何信息。说到底,原因是D和U的续列是随机的。
- 贝尔/阿斯派克特实验并没能让我们有理由认为信息定域性是不正确的。
3.5 第27章 演化论概述
- 演化并不是生物有机体所特有的。
- 不需要把演化当作是只适用于生物群体的概念。
- 思考一下像MP3播放器、手机、个人电脑这样的消费品。回忆一下,演化从根本上来说是随时间发生变化,而这一类消费品显然会随时间发生变化,而且变化会很大。
- 存在一个广为传播的错误观念,那就是认为演化是一个目标导向的过程,也就是说,演化论所展示的变化都是为达到某个目标而发生的变化。
- 演化论确实只是个理论,但是仅仅是从“科学的一切都只是个理论”的角度来说的
- 你和我,还有所有人类,与地球上的所有生命体都有联系。也就是说,我们与这个星球上每一个有生命的物体都拥有一个共同的祖先。
- [[马尔萨斯]]观点的核心部分是一个观察结果,涉及植物和包括人类在内的动物,即:植物和包括人类在内的动物通常繁殖出的后代都会超过环境所能承载的数量。
- [[达尔文]]将他的书称为“一个漫长的论证过程”。这个描述非常贴切。
- 第一,[[孟德尔]]的观点刚好与当时盛行的观点相悖,他证明了至少对某些特性来说,遗传并不是以融合的方式发生,相反,至少某些特性需要经由某种遗传单元才能传递到后代,而这种单元在从亲体传递到后代时保持不变。(这些单元就是后来所说的基因。) 第二,孟德尔的研究表明,至少对某些特性来说,就其中每一个特性而言,后代都是从两个亲体分别继承了一个单元。 第三,孟德尔表明了,同样还是至少对某些特性来说,即使后代没有表现出亲体所具有的这些特性,但这些特性仍然可以出现在后续世代上。换句话说,有机体可以具有自己没有表现出来的特性单元,并把这些单元传递到可以将其很好地表现出来的后续世代上。
- 群体遗传学的早期研究者发现并研究了4种推动演化的因素,也就是自然选择、遗传漂变、基因流动和基因突变。这4个因素至今仍被广泛认为是演化发生的4种机制,并被广泛研究。
- 基因漂变指的是一个群体基因组成由于随机事件而产生的变化,比如某个群体的大部分个体在一次自然灾害中丧生,这样一个随机事件对这个群体基因组成所产生的影响就是基因漂变。基因流动指的是群体基因组成由于迁徙发生变化,比如,大约500年前,大量欧洲人迁徙到北美洲,形成了新的基因组合。
- 突变指的是由辐射和影响DNA的化学制品等因素造成的DNA改变所导致的变化。
3.6 第28章 演化的哲学与概念影响
- 裴利利用了钟表需要钟表匠的比喻,也就是如果我们拿到一块手表,发现手表有精密的设计,各个零件分工协作最终共同实现指示时间的目标,那么我们立刻就会想到这只手表出自一位聪明的设计者之手。裴利认为如果观察有生命的有机体,我们会得到相同的结论。这些有机体有明显的设计,也就是其组成部分各司其职共同实现目标,这同样意味着生命体背后有一个聪明的设计者。 你当然可以批评这样的论证过程,大卫·[[1.Facts/F.人/休谟]]在他的《自然宗教对话录》中为此类批评做出了最佳范例(需要明确的是,[[1.Facts/F.人/休谟]]的批评并没有特别针对裴利有关设计的论证过程,但仍然适用)。[[1.Facts/F.人/休谟]]的结论是,这样的论证过程或论据最多只能证明有一个很模糊的设计者,但与西方传统中犹太教、基督教或伊斯兰教中的上帝或神明相差甚远。然而,尽管[[1.Facts/F.人/休谟]]提出了这样的批评意见,但裴利这种设计者的观点和其他类似观点仍然有很大的吸引力。
- 必须接受现代科学特别是演化论并没有给一个干涉演化过程或直接干涉宇宙自然运转的上帝留有余地。
- 规范伦理学是伦理学的一个分支,主要关注伦理规范,也就是说,伦理学的这个分支是与涉及人们应该如何行事的命题有关的。
- 元伦理学所关注的是有关伦理学的更宽泛的问题。
- 元伦理学并不像规范伦理学一样关心与我们应该怎样行事有关的问题,而是关心一些有关伦理学的更为宽泛的问题。
- 为了搞清什么样的策略可能是最佳策略,在20世纪70年代晚期,阿克塞尔罗德向世界各地的研究者征求了策略,输入电脑程序中,然后让这些策略程序在一个重复的囚徒困境比赛中彼此竞争。这些策略程序不受任何限制,可以任意简单或任意复杂。
- 策略程序竞争的结果颇为出人意料。很多人认为结果会符合谚语“人善被人欺”的描述,也就是“友好的”合作策略程序得到的结果将比不上那些不诚实、不合作的策略程序。然而,恰恰相反,其中最简单的且采取合作策略的一个程序最终在比赛中获得了胜利。
- 策略程序竞争的结果颇为出人意料。很多人认为结果会符合谚语“人善被人欺”的描述,也就是“友好的”合作策略程序得到的结果将比不上那些不诚实、不合作的策略程序。然而,恰恰相反,其中最简单的且采取合作策略的一个程序最终在比赛中获得了胜利。更有趣的是,几个月以后,同一个策略程序又在相同的比赛中获胜,而且这次参赛的策略程序范围更广,数量更多。在两次比赛中,大多数人都知道这个策略会参与到比赛中来,因此可以专门针对这个策略来进行程序设计。
- 赢得了这两次比赛的是一个名叫“以牙还牙”(Tit for Tat,TfT)的程序,而在阿克塞尔罗德最初的比赛之后,又举行了数次常规比赛,这个程序继续胜出。就像名字所透露的,TfT是一个“合作”程序。也就是说,每当与其他某个程序第一次互动时,TfT程序都会选择合作,绝不会成为第一个与其他某个程序不合作的程序。然而,TfF会报复,如果某个程序没能与TfT合作,那么下一次与这个程序互动时,TfT就不会再合作了。
- 根据这个情境的设置,如果你给出一个我认为过低的提案金额,我有权选择拒绝这个提案来给你施加压力。但重点是,请注意我必须在牺牲自己的部分收益的情况下才能惩罚你,也就是说我只能通过放弃自己的收益来让你受到惩罚。
- 催产素可以大幅提高信任程度。
- 那些接受了催产素的给予者,他们的信任程度急剧上升,这主要反映在他们愿意分给分享者的钱数大幅增多了。
- 这个从“实然”推理出“应然”的问题被称为“自然主义谬误”。
- “道德是客观的”这种感觉对道德完成其演化任务至关重要。也就是说,道德判断的表面客观性是道德的一个关键组成部分。当我们听到谋杀、强奸、虐待儿童等案件时所感受到的道德愤慨,以及认为这些行为完全错误的感觉,也就是我们所体会到的那种“在表达道德愤慨时并不只是表达了偏好,同时也表达了事实”的感觉,对道德所扮演的演化角色至关重要。
- 即使我们理解了像红色这样的颜色并没有客观性及其背后的原因,我们也将继续而且肯定会继续认为某些种类的物体是红色的。我们生来如此。同样地,鲁斯等学者认为道德就是我们生来如此的一部分。就像我们不能下决心不再把某个品种的成熟苹果看成红色,我们也不能下决心从此不再把某些行为视为道德上不正确的行为。
3.7 第29章 世界观:总结思考
- 现在思考一下我们的后人。在某个时候,他们会用同样的方式来回顾我们的观点。我们的孙辈和曾孙辈,在回顾我们的时候也会纳闷,为什么我们会相信诸如“空间和时间对每个人都一样”的奇怪观点。
- 简言之,我们错把绝对空间和时间当作了经验事实,就像我们的前人错把沿正圆轨道进行的匀速运动当作了经验事实一样。
- 通常伴随着一个世界观,都会有一个广为接受的隐喻或比喻。再来梳理一下:在亚里士多德世界观中,宇宙被看作像一个生物有机体,各部分分别发挥其作用,从而共同实现天然的目标和目的;在[[牛顿]]世界观中,宇宙被看作像一台机器,各个部分通过推拉与其他部分发生相互作用,与机器里的零部件彼此发生相互作用的方式一样。
- 不过,新近的这些发现都有一个有趣的特点,那就是它们所主张的宇宙与我们经历过的任何事物都不一样。也就是说,阿斯派克特实验所表明的非定域影响呈现出的宇宙与我们所熟悉的任何事物都不一样。在这个宇宙中,两个无论如何都不存在任何联系的事物或事件之间可以存在即时的影响,这样的宇宙完全不同于与某个我们所熟悉的事物相似的宇宙。 请注意,正因如此,新近发展所主张的宇宙可能是一个无法用任何方便的隐喻来总结的宇宙。我们所居住的宇宙可能像一个——好吧,可能与我们所熟悉的任何事物都不像。这是有史以来(至少是有记录的历史上)第一次,我们没有隐喻可以用,而且我们可能已经来到了一个分割点,也就是,从今往后,我们可能再也无法用一个方便的隐喻来总结自己所居住的世界了。
- 即便如此,关于宇宙的某个概括性观点还是很有可能出现的。尽管要预测这个观点具体是什么还很困难,但我们的子辈和孙辈似乎很有可能发展出一个与我们截然不同的宇宙观。这个宇宙观的基础很有可能不仅是我们在本书第三部分中所讨论的新发现,还有现在正在发生的和不久的未来将要发生的各种发展。还是那句话,我们生活在一个有趣的时代,请继续关注。