科学范式与科学的哲学基础☯洋人与狗的大忽悠

洋人与狗总是忽悠“科学起源于古希腊，中国没有科学”，云云，其实那是抄袭我们《山海经》春秋笔法的、浪漫的神话传说。

这里涉及两个问题：科学范式、科学的哲学基础。

一、科学范式

一般认为，科学的范式指的是常规科学所赖以运作的理论基础和实践规范，是从事某一科学的科学家群体所共同遵从的世界观和行为方式。

2007年1月11日，图灵奖得主吉姆·格雷发表了一次演讲“科学方法的革命”，将科学研究分为四类范式：实验归纳、模型推演、仿真模拟和数据密集型科学发现。

第一范式：实验归纳

第二范式：模型推演

第三范式：仿真模拟

第四范式：数据密集型科学发现（现在称为大数据）

其实，就方法论而言，只有一、二两种范式，后两种范式其实是基于计算机的前两种范式，即用计算机的实验归纳叫仿真模拟、用计算机的模型推演叫大数据。

那么，范式一、二是怎么来的呢？

这里需要特别说明，本人理工男、不是文艺青年，因而谈论科学问题，不喜欢《山海经》式的浪漫神话，而是基于实物证据。

科学研究范式一、二，最早的实物是山西陶寺遗址的4500年前的两件文物。

“圭表”是范式一的起点、“古观象台”是范式二的起点。

☯圭表

图片源自网络

圭表是古代度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。圭表和日晷一样，都是利用日影进行测量的古代天文仪器，最早的圭表出土于陶寺遗址。圭表将表影的长度标注成图，从而发现太阳以年为周期的运动规律。即，通过表影的“实验”数据，“归纳”出太阳的运行规律。

由此开启了人类科学研究的第一范式（实验归纳）。

☯古观象台

 图片源自网络

既然太阳具有以年为周期的运动规律，那么这个规律长啥样、有啥用？

长啥样：

陶寺古观象台遗址有13根立柱，两两间形成12条窄缝。每年特定的日子，太阳就会从对应的特定窄缝中升起，如图所示，这就是太阳运行规律的形象表达，即一种太阳运行模型。

有啥用：

太阳每年一个来回，用时365.25天，在12条窄缝中各升起一次，即形成24个特定的日子，古人称之为“节”、“气”，一节一气间隔循环，也就是“廿四节气”，节气间固定相隔15或16天（需不断观测调整）。每年有12个“一节一气”，每个30或31天，借用后来的月相（阴历）称为“月”，即每年12个月。

这就是人类沿用至今的太阳历，汉朝后称为“汉历”。

不知何时，汉历传到欧洲，被改名为“儒略历”，以纪念儒略.凯撒，并根据欧洲气候和文化，对起始日做了调整。但是，从中国引入汉历时，西方人不明白规律是不断变化的，以为历法可以一劳永逸，所以不清楚中国需不断地修正历法，直到一千多年后的格里高利时期，汉历再次传入，欧洲人才发现未能与中国同步。现在我们知道了，汉历一年是365.25天，但地球公转一圈是365.2422天，即一年的时间，两者之间相差了11分14秒，也就是约130年汉历就多出一天，所以需要修历。

怎么办？于是，罗马教皇格里高利为对标汉历而特意减去十天，称为格里高利历，即儒略历1582年10月4日的次日，是格里历的10月15日，以修正长时期与中国失联导致的误差。

民国初建，汉历出口转内销、“二妞”变“玛丽”，将格里高利历翻译为“公历”、并定为官历，沿用至今。

顺便一说，汉历每隔4年要插入一天（比如2月29日），但廿四节气与公历插入不在同一年，因而两者间会有一天的错位。

这就是人类科学研究第二范式（模型推演）的起源。

☯顺便一说

洋人与狗总是忽悠“科学起源于古希腊，中国没有科学”，云云，其实那是抄袭我们《山海经》春秋笔法的、浪漫的神话传说。

现实是，文物造假最大的优势就是，“文物”受到严密保护，无法检测鉴定。但世事无常，2015年伊拉克战乱，士兵大肆破坏非伊斯兰文物，并录下视频公布于众，视频中，士兵一榔头下去，号称人类文明起源的古罗马遗迹漏出了钢筋！

更何况，“古希腊”连“文物”都没有什么。

对于文艺青年，相信“古希腊”的传说，出自浪漫、情有可原。但是，对于理工男，也相信“古希腊”的“山海经”故事，多少就有点“非傻即坏”的内味了。

二、科学的哲学基础

这是一个令人讨厌的问题，既烧脑又无聊。但问题是，不说清楚哲学问题，科学问题是无法说清的，因为科学本就是哲学的一部分，或者说是哲学的一个分支。重要的是，哲学是科学的基础。

该部分内容敬请参阅拙文“28谁再说中国没有科学思想”，这里只做节选。

☯时间是科学的起点

“天地之大德曰生，圣人之大宝曰位。”（《周易.系辞传》

太阳是万物生长之源，因此对太阳运行的观察，古代成果即廿四节气，就是科学的第一步。

有时间规划才有农业生产，农业丰收了才有人类繁衍、社会发展。因此，时间是所有创世最根本的东西，中国最早的创世神就是掌管四季的四个神（春伏羲、夏神农、秋少昊、冬颛顼），其实就是创建文明的祖先。时间一分为二、阴阳两分、再得四季，再反推原点，建立创世史。

因此，中国科学哲学思想的基点是时间，凡不以时间为基点的科学，都是伪科学。这就是爱因斯坦否定牛顿科学体系的根本原因。

☯中国的科学哲学

简单说，中西方科学观的差异，根子正是两个哲学问题：规律是否变化、世界能否确知。

中国哲学认为，世界是变化的、变化是有规律的，也就是自然规律，这一点，西方哲学是继承了的。但中国哲学认为，规律也是变化的，就是这点西方不能接受，因为他们认为，世界是上帝创造的，万能的上帝创造的完美世界怎么能变呢？因此自然规律不会变、也不能变，否则就不完美了，不论是不完美才要变、还是变了就不完美，总之不能变。

中国哲学认为，世界可知、但不可确知，而西方哲学则认为世界不仅可知、也可确知，想来也是，儿子怎么可能不明白父亲创造的完美世界。

但是，作为西方现代科学的标志，相对论证明了规律是变化的、量子论证明了世界不可确知，当然，进化论证明了世界并不完美，只是在奔着完美而努力，他们证明了中国的科学哲学才是正确的。

也正因如此，在爱因斯坦提出相对论和量子论时，西方近代科学就顶到了天花板，尤其是理论物理学，发展基本停滞了。

☯辩证逻辑和形式逻辑

形式逻辑是“孤立、静止、片面的观点观察事物的思维方式”，而辩证逻辑则是“系统、发展、全面的观点观察事物的思维方式”。

何为辩证逻辑？简单理解就是“时过境迁”，因而就有了“人不可能两次踏入同一条河”之说。简单地说，辩证逻辑就像视频，随着时间的变化，画面里的景象也在不断变化，如同固定摄像机拍摄，画面里花苞逐渐开放、然后逐渐枯萎；而形式逻辑就像视频某一瞬间的截屏照片，比如花朵最娇艳的瞬间被固化在照片上，没有含苞待放、没有枯萎凋落。

简单说就是，辩证逻辑基于时间、形式逻辑没有时间，关键在时间、在时空一体。

因此，中国哲学的方法论是，将形式逻辑和辩证逻辑有机结合为对立统一的整体，根据现实需要灵活应用，简单的就“形式”以图简化、复杂的就“辩证”以图准确，以相得益彰。昨天是徒弟、就待之以师徒之义，今天成女婿、就换成翁婿之礼，明天变仇人、那就不客气了，没有什么是一成不变的。

顺便一说，实际上，西方历史上最早意识到时间概念影响的科学家是达尔文，其《进化论》甚至就是以时间为主刻度标定的，即同是生物学，“进化论”基于辩证逻辑、有时间轴，“分类学”基于形式逻辑、无时间轴。

☯世界是不确定的

西方科学哲学认为规律不会变化、世界是可确知的，因此世界是确定的。基于此，以牛顿理论为代表的西方近代科学体系，不仅是静态科学，而且是确定性科学。它创造了精确描绘世界的方法，如公理、定律、公式等，只要知道初始条件，就能确知结果。同时，将普遍存在的不确定性视为测量误差、或是知识局限，总之不是事实、不是事物的本来面目，从而将不确定性排除在科学的研究范围之外。

中国科学哲学认为规律是变化的、世界是不可确知的，因此世界是不确定的。麦克斯韦意识到这一点，认为世界的真正逻辑是概率演算，玻尔兹曼也把随机性引入物理学，其实这就是我们中医的理论，只不过洋人与狗不愿承认而已。

这一科学哲学思想催生了中医学、进化论、相对论、量子论等现代科学，现今也正催生出两门新的科学应用，即量子计算、人工智能（AI）。【敬请参阅拙文“08为什么归入中国科学哲学正轨后量子计算和人工智能得以突飞猛进？”】

顺便一说，描绘赞美庐山的诗词歌赋多如牛毛，但有两首诗无疑是顶级的，李白说“飞流直下三千尺，疑是银河落九天。”（表象）；苏轼说“横看成岭侧成峰，远近高低各不同。不识庐山真面目，只缘身在此山中。”（本质）

西方也有一句谚语“人不可能抓着自己的头发，把自己提起来”。

其实，说的都是一个意思，人深陷其中而不自知。

简单说就是，世界不可确知的原因之一：我们本就是不确定的一部份。既然不能确知，何来万世不变、投之四海皆准的公式。

因为，我们是人、不是神。

☯西方近代科学的伟大贡献

因为是建立在静态科学哲学的基础上，以牛顿力学为代表的西方近代科学体系是错误的，这不是本人说的，本人说了没用，是爱因斯坦说的。但本人以为，这是一个美丽的错误、一个伟大的错误，因为这个错误，给人类带来的工业革命使我们进入了工业时代、带来的化肥保障着我们能吃饱吃好、带来的手机成为了我们生活中不可分割的部分。

相对论的宏观、量子论的微观，是空间尺度，进化论则是时间尺度。都是远超人类生活所及，是我等寻常人所难以想象、更难以感知的。因此，我们所需要的是中观瞬时的近代科学，尽管错误、却很实用，就像可见光只是电磁波谱的一线，但对我们的肉眼凡胎足够了。

因此，西方近代科学虽不正确、却很实用，因为我们身在其中。

就认识论而言，人就是形式逻辑般的存在。就像照片只是视频的瞬间，形式逻辑只是辩证逻辑的瞬间，而我们人类的个体，寿命不过百年，在茫茫宇宙中只是瞬间，因而个人所面对的世界变化不大，并不影响我们的生活，所以我们允许形式逻辑产生的误差。

就方法论而言，人也是形式逻辑般的存在。我们并不需要超乎需求的准确和精确，差不多就行了，有个简单公式一套用，得到一个八九不离十的结果，就能满足日常需要。

因此，在科学技术的早期，我们对科学的要求不高，简单实用的西方近代科学就能满足要求，虽然错误、却很实用，毕竟，化肥农药、汽车火车、飞机轮船、手机家电，都是静态科学的产物。

只是，随着科技的不断进步，对误差的要求就水涨船高了，比如，GPS的精确导航需求，普通钟表已无法满足要求，原子钟的研发应用在所难免。当西方近代科学体系的误差，顶到了天花板、超过了我们的底线时，基于中国科学哲学的现代科学，也就成为人类未来发展所必须。