[認真] 怨念，黑特哲學系~期中考跟投稿都不賞臉~

作者ptar (ptar)

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標題[認真] 怨念，黑特哲學系~期中考跟投稿都不賞臉~

時間Wed Jun 1 22:59:07 2011

認真文請認真回！！ ======================================================================== 自然組：科學是「發現」還是「發明」了真相？科學是「發現」還是「發明」了真相？首先先弄清楚這句話的意思，依照《重編教育部國語辭典修訂本》：科學：以一定對象為研究範圍，依據實驗與邏輯推理，求得統一、確實的客觀規律和真理。發現：發覺前人所沒有見過的事物、地方或道理。發明：用自己的精神識力創作前所未有的事物。真相：真實不變的道理。從不同的角度審視這個題目：真相，是哲學的四個最終目的：真善美聖，中「真」的部分。而「真」大致上又分為自然規則、人性的探討，與科學較相關的屬於對於自然現象的探討，源自於較蘇格拉底早的哲學家們的觀察，又有斯多喀學派的宣揚，經由知識論的洗禮，一脈相傳到了今天的各個學科的分支。真相，應該是笛卡耳以懷疑的方法重新審視這個世界，認為外在的環境、個人的存在、數學計算都不能夠百分之百確定，扣除這些，所剩下像是歐幾里得幾何原本中的公理，可以完全確定的事物。科學與學科應該要有所區分，科學指的是用大膽假設小心求證的方式去找出規則的方法。將這種方法用於研究各種不同的事物，則衍伸出了各種的學科，包含自然科學與社會科學。而許多事情牽涉到人的行為就變得複雜許多，所以在這個關於真相探討的問題上，我將焦點放在自然科學。科學的前身是哲學，由牛頓將他的巨作命名為《自然哲學的數學原理》可以見得。科學是對於自然一種不自然的看法，而人類唯一的科學革命就是知道物理定律的存在。物理定律的英文：Physical law，應該改成是Mental law，因為這些規則隱藏在實際的現象之中，卻可以用純粹理性、不自然的數學語言寫下。有點像是歐陸理性主義的主張，這些定律，是被人們的理性發明出來的。「科學必定可以被反證」這是二十世紀的科學哲學家波普在其著作《科學發現的邏輯》中提到的。大家對於科學的印象應該是「藉由實驗來驗證理論」，但是其實這種決定性的證明永遠不存在，這就是數學和科學決定性的差異。數學是種概念，只要被證明後就不會改變，科學是在敘述這個物理世界，所以留下了被更精密實驗反正的可能性。「所有的科學都只是近似」物理學家理查‧費曼提到。他也比喻科學的研究就像在看造物主下棋，一盤我們不懂規則的棋，不可以發問，就是在旁邊靜靜的看著，久了之後，自己心裡也會建構出一些可能的規律。現在以我自己對於科學的認識，再對這個題目做解釋：科學：是一種理性的探究方法，藉由重複假設、驗證的過程，希望找出被研究者的運作規則。發現：找到一個確實存在，從前卻沒有人重視的東西。發明：經由從無到有、改良的方式，提出新的東西。真相：即是真正的法則。我認為科學是「發明」了真相。因為科學發展有不少主觀信念的成分在裡頭。例如古代天文學以天上世界是完美的，而以等速率圓運動作為模型基礎。牛頓相信絕對的時空座標存在，即使他自己說：「我不做假設」。愛因斯坦預測了真空存在著能量，是使宇宙擴張的力量，其中因為當時普遍認為宇宙是靜止的，所以引入了「宇宙常數」。密立根堅信基本電荷的信念，據說實驗共有一百七十個數據，刪掉了將近三分之二，在論文中僅放入了五十八個。使用「發明」這個詞的原因還有，它並沒有真正的一勞永逸的解決問題，後續還有許多修正的機會。即使亞里斯多德時代就已經有系統地整理各種學科，當中有絕大多數已經被找出了其限制性，伴隨著更多、更精密的實驗數據，而不斷的有新的理論、甚至新的領域被發明出來。而科學到現在還沒有終結，全世界各地的還是有人在從事科學研究，希望可以找出真正簡潔、對稱的理論。費曼提出了尋找新定律的一個大致規則：首先用猜的，然後計算一下假定這個定律是正確的話，會出現什麼樣的結果。接下來，把這些計算結果跟大自然的現象做比較，也許是根據原有的經驗，也許是跟實驗結果直接比較，看看這猜測行不行得通。「如果它跟實驗結果不符，便錯了」無論你的猜測有多漂亮巧妙、或是你有多聰明，如果猜測的和實驗結果不符合，那麼就是猜錯了。如果把「科學」當形容詞與另外的「發明」、「發現」、「真相」做結合，則可以得到不同的意思：科學發明：探究自然現象得到的結果，通常會以理論、定律的方式有系統地以數學語言表達。能夠圓滿解釋目前現象的發明，則成為通行的理論。藉由和現象連結，有可能被改進或是全盤否定。科學發現：某種新的現象，進入知識體系的過程。可能可以被舊有的理論解釋，也可能凸顯出就有理論的限制性。科學真相：自然運行背後的最終級規則。其中科學發明與科學真相的關係，有點像數據處理時的的個別結果與真值的關係。在最基本的信念中存在著真值，每個結果都是以真值為目標；不一樣的方法在於數據處理時可以用統計的方法去接近真值，而許多同方向的科學發明，可能奠基於不同的模型，而沒有共通點、運算的方法來貼近真值。以上對於研究科學做一些概略性的陳述，現在小結一下，使用「發明」這個動詞的原因：「天地有大美而不言，四時有明法而不議，萬物有成理而不說」人們研究自然，只能觀察到現象，而不會有語言的成分在其中。我們所陳述的自然定律都是以數學等式或不等式的方式寫出，所以這些目前學界大多數人們所認定的真相，一定不可能是原本就以這種形式被紀錄於自然中。不可能像是刻有十誡的石碑，用我們得以理解的語言寫下的。一定是由觀察力極為敏銳、數學功力頂尖的前輩，藉著對自然的探討、猜測，才得以讓這些理論用我們看得懂的語言來傳播。從「科學可以被反證」來看，這是只有發明才會有的特性。只有發明出來的東西，才有可能被全面性的推翻。例如人類文明生產方式的各種革命性的發明，從農業革命、工業革命、資訊革命等，新的發明都是大幅的改變了原有發明的風貌。這也是西方哲學的特色之一，先弄懂對方的陳述，試著找出其限制性，再否定這種說法。這些一定都是指發明而言，發現的話，是像哥倫布發現新大陸一樣，將一個本來不知道的確定事物找出來，而新的發現只會繼續疊加在舊的發現的根基上，例如又在新大陸上發現可以淘金的舊金山。如果科學是可以被反證的，就可以說明它一定不是發現真理。科學其實是一種近似，隨著更多的現象觀察、更精密的量測，有些真相可以被近似的越來越精準。就像在十九世紀末期有認為科學將要終結的論調，以為所有的現象已經被找完了，剩下的就是以更精密的實驗，在小數點後加更多位數的進展罷了。這也算是發明的特性，可以在已經發明的東西上面，有其他的發明繼續改良它，讓這個發明更加趨近於事實。但是一個東西一定只能被發現一次，第一個發現的是天才，第二個發現的就是蠢材了。就科學的方法而言，提出定律時會有「猜」的動作，「學問的進展就是在於定義的改變」，藉由引入更基本、普遍性的原則，得出一個可以圓滿解釋舊有現象，而又可以包容更多現象的新理論。這種嘗試，也是一定在發明的過程中才會出現。對於發現東西，應該不會有這麼繁複的過程吧。以近代科學的孕育為例：希臘時代，天文學、幾何學、物理學是密不可分的。天體運行的規律，還有行星逆行的另一種規則，讓許多人試著去解釋其運動的方式。就直接的觀察來說，地心的模型的確是很直覺的。加上當時人們相信天體的運動應該是完美的等速率圓運動，所以歐多克斯提出了四層同心球模型、阿波羅尼斯、托勒密提出了偏心圓、本輪、均輪的概念。雖然其中阿利斯塔克提出了質疑，還是到了文藝復興時期受到了新柏拉圖主義的影響，認為「數學為變動世界背後之實體」而有哥白尼提出了日心說。這個坐標系的轉換可以說是揭開千古之謎的面紗，因為托勒密地心模型中，不同行星有不同本輪，而這些本輪的半徑、相位是自由參數，須由實驗決定。神奇的是各個行星本輪的半徑、相位都是相同的，這是個地心說無法解釋的巧合。其後有第谷的觀測及彆腳的半天動地動模型：認為行星都繞著太陽轉，太陽再繞著地球轉。克卜勒歸納出了的三大行星定律，其中的橢圓率、等面積率蘊含著平方反比力在其中；而第三定律指出了各行星週期與繞行半徑都相同的規則，則是確立了萬有引力常數的值，使得牛頓力學得以發展。這整個過程中，每位高手都在發明自己的理論。大家都有自己相信的信念：從最初相信月球之外的水晶天是完美的天體運動、到伽利略之後相信天上與地上是受到同樣法則所支配的，大家發明出自己的理論，希望可以完美的解釋天體的運行。加上新柏拉圖主義，相信自然背後運作的數學應該簡單就是美，而且具有對稱性。牛頓發展出萬有引力時，已經可以精確求出哈雷彗星的週期。真正厲害的是在當時微積分還沒有很嚴謹的敘述，而牛頓在《自然哲學的數學原理》中則是用非常精妙的幾何方法，說明各項由三大定律所引出的命題。對於今日擁有數學工具的我們，就像是從直升機上向下看一個徒步登高峰的人一樣，沒有足夠的工具卻打了勝仗。這是許多高手們接棒完成一項很偉大的發明，從最初模型的發明，經過實驗的檢驗、更廣泛解釋、達成更普遍性的原理。近代科學因而得以這種科學的方法進行下去。或許有些人會和我持著不同的意見，認為科學應該是發現了真相。在這裡也希望作一些討論：可能會有人質疑我的講法太過化約，從幾個較經典的例子就堅持科學是發明了真相。或是會提出一定有發現的成分在這個進展過程中，這些學科不可能沒有來源的就出現在人們知識的範疇內，一定要有發現的歷程。或是有人根本認為科學就是在求真，究竟是發明和發現，反正就是得出了結果便是，管那麼多做什麼? 先說明從這幾個少數例子，可以真的就定論科學是發明了真相嗎?講得更清楚一點，其實各個科學都有其最基本的定義，而定義就是最困難的東西，沒有人能夠懂定義，也沒有人可以解釋定義，因為它就是這樣被定下來的。這就關係到了一些因果問題。其實萬有引力定律並沒有說明為什麼在地球上處於我們對峙點的人，並不會掉到太空中。是因為有這種在我們對面的人不會掉出去的現象，所以提出了這個萬有引力的理論，所以不可以倒因為果了。如果再去細看科學史的其他發展，也都可以找到這種在某個定義之下，再去發明理論的這種架構。對於一定存在著「發現」這種過程的說法，以電磁學集大成的馬克斯威為例，應該最能夠體會這種感慨。他生平在電磁學及熱力學都有極大貢獻，留下著名的問題分別是光速的測定，還有理想氣體定容莫爾比熱受到溫度的激發。只是他在死前都沒能看到這兩個問題的答案。補充一點，這兩顆種子分別成為了近代物理相對論以及量子理論這兩棵大樹。沒錯，他發現了這種現象，卻沒有得到一個合理的解釋。可以被「發現」的是現象，真相則不能單靠發現，而是靠理性發明的方法去描述。對於有些可能講求實用精神、奉行功利主義的人，全盤的對於這個問題做出否定，認為科學就是像這樣子進行下去就可以了，並不需要做這種本質性的探究。我引用愛因斯坦的話回應：「我們常聽到一種說法，這種說法不能說沒有道理，那就是科學家是差勁的哲學家。如果真是這樣，那為什麼物理學家不乾脆把哲學留給哲學家去做就好？假如物理學家相信他已經擁有一套固定的基本概念與基本定律，而這一套系統非常牢靠，完全無可懷疑，那麼在這種時候，物理學家的確不必去擔心哲學問題。但是如果他們所處的時代正好是物理根基出問題的時候，就像是現在，那麼物理學家便不能不理會哲學。目前實驗結果逼迫我們去追尋更新穎、更穩固的基礎，在這樣的情況下，物理學家就不可以把對於理論基礎的批判性思考丟給哲學家，因為物理學家自己最清楚鞋子哪裡穿起來不舒服。在尋找新基礎的時候，他應該是著在腦子中想清楚，所使用的觀念那些是靠得住的，而且是必要的。」總結來說，我認為科學是發明了真相，人們選擇以最嚴謹的語言──以數學方程式來呈現自然奇妙的規律。「真理藏於表象之下，而語言又常帶謬誤」蘇格拉底認為語言的能力有限，需要不斷的與人溝通，才有機會接近真理。我想即使是數學語言也算是語言的一種，其功能也不是全面性的，並不能包括自然真正的面貌，也是需要和實際的結果相互驗證，才能被多數人所認可。科學這條路就是「境自遠塵皆入泳，物含妙理總堪尋。」有許多聰明絕頂的前輩以身死相許的埋首其中。即使是一些小小的發明、發現，能夠耐得住歷史長河的沖刷，而留到現在讓我們學到的，都已經是非常的偉大。在此以後生晚輩的身分，向所有科學界的前輩們致敬。參考書目 1.武士與旅人：續科學筆記高涌泉著三民 2008 2.物理之美：費曼與你談物理理查費曼(Richard P. Feynman)著陳芊蓉吳程遠譯天下文化 2005 3.99.9％都是假設竹內薰著顏誠廷譯漫遊者文化 2007 4.千古之謎：幾何、天文與物理兩千年姚珩、項武義、張海潮共著台灣商務 2010 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 140.112.196.99

推 gymbig2000:標題是? 06/02 17:01

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推 a590743:我覺得應該算發現吧，人類還沒有到發明那麼偉大... 06/06 18:00

推 gymbig2000:我認為科學發明了許多東西，但是真相是被發現的 10/01 22:22

→ gymbig2000:因為真相是本來就存在的，所以是被發現出來的 10/01 22:23

→ gymbig2000:然而有很多部分是不違背真相的模型，來自於人的想法， 10/01 22:25

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