文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 如何做好科研

如何做好科研

如何做好科研

几天前,好几位看过我的博客的朋友都告诉我,作为一个国家级研究所的所长,你应该多写一点科研的东西。我觉得这个建议比较好,所以准备断断续续地写一些自己对科研的看法。有人会问,你自己的科研怎么样?如实地告诉你吧,不咋地,但是,我会努力的。不过,既然坐在研究所所长的位子上,就不应该过多地考虑自己个人的科研,而是应该考虑研究所如何发展,或者更大一点地说,中国的地震工程研究应该怎样走下去?

要想做好科研,首先要做的事情是什么?我觉得应该是求德。这么说太空洞,什么是德?如何积德?在无数和德可以挂上边的品质之中,诚实和公正应该是重中之重。我们来看几个例子。

大家都知道大科学家达尔文的科学贡献,那就是提出了进化论,写出了巨著《物种起源》。1931年,22岁的达尔文随“贝格尔”号环球考察,历时5年,随后,根据自己的所见所闻开始了进化论思想的写作。然而,1858年2月,科学家华莱士写出了《论变种无限地偏离原始类型的倾向》一文,提出了他自己的物种进化观点,和达尔文的思想不谋而合。华莱士将这篇写好的论文寄给同行达尔文征求意见,同时委托他转给地质学家赖尔审阅,看看能否出版。达尔文看了这篇论文之后,发现华莱士的观点与自己的“自然选择”的进化论见解不谋而合,就想放弃发现的优先权。后来,地质学家赖尔和植物学家胡克共同推荐华莱士的这篇论文与达尔文在1844年起草的有关论文摘要以及达尔文1857年写给美国学者Asa

Gray的信一起,在1858年7月1日的林奈学会上宣读,从而奠定了科学进化论的基础。达尔文和华莱士的诚实,以及地质学家赖尔和植物学家胡克的公正是科学界的榜样。

2002年度日本学者田中耕一等因为对大分子质量的测定的工作而获得诺贝尔化学奖。这项工作是在他28岁时做实验时偶然发现的,其结果也只是在东京举行的一个小型国内会议上发表,当时并没有得到太大的重视。获奖以后,当日本记者问他如何得到导致获诺贝尔奖的科研灵感的时候,他回答说:是因为一个错误。他错误地把一种溶液混入了另一种溶液,因为他当时对化学、生物化学理论等相关知识的无知而导致他将研究持续下去。他不知道,按照当时的理论,蛋白质大分子是不大可能被离子化从而被测量质量的。

90年代初,人类遗传因子的研究热潮迭起,测量蛋白质质量成为该项研究的必需手段之一。不久,德国学者对田中的方法作了改进,使之适用范围大大扩展。美国加州大学的两位学者还专程到日本与他交流并要求合作。正是这些学者在自己的论文中介绍了田中1987年的原始论文,才有可能使田中的名字扬名国外,才有可能使瑞典诺贝尔奖评定委员会认定生物大分子质量的原始思想应该出自田中耕一。

一个社会底层的科研人员在获得诺贝尔奖之后承认自己的工作是误打误撞的结果,欧美大科学家在自己的工作中不忘注明引用田中的原始论文,和诺贝尔奖评定委员会的公正评判,哪一点不是我们作科学研究需要首先学习的内容?

也许你会说,达尔文的故事太古老,田中的故事太遥远,那就告诉你一个我们身边的故事吧。这是我从当事人那里亲自听来的。在中国的地震工程研究领域,刘恢先先生是当之无愧的第一号贡献者,而胡聿贤院士则是第二号贡献者。当年,他们共同在工力所工作,因为科研观点上的不同,经常吵得不可开交,但是,这样的争吵并不影响当时当所长的刘先生对胡老师的评价。80年代末,当胡先生已经离开工力所,在地球物理所任职的时候,刘先生还亲自打电话给胡先生,告诉他要推荐他当院士,需要他的资料。这样的胸怀,是否是我们的学习的榜样?

在当今的中国社会,动不动就是发明一个“X氏理论”,国际领先;动不动就将一个还不是本科的私立学校说成是最有影响的高校之一;把国外的零件买回来贴上自己的标签号称是自创;应用阴阳八卦可以算出太阳系的第十大行星;利用《易经》等可以证明四色理论;发明永动机等等、等等。

要想真正地有水平,应该是走出所门、校门、系统门、行业门乃至国门,让别人评价,不要关起门来沾沾自喜地认为“我是老大我怕谁”!诚实地承认自己的差距,公正地对待自己的结果,我们才有可能更上一层楼。

所以,我想说的是,要想在科研上有所作为,要想成为一代科学宗师,必须具备其德,要诚实、要公正,要有一代宗师的宽广胸怀!

学习科学发展史

做好科学研究的准备工作之一是学好人类科学的发展历史,看

看历史上科学是如何发展的,别人的东西有什么可以被我们借鉴的?我给大家推荐一本书,由《自然》杂志编辑Peter

Tallack主编,英国皇家研究院院长Susan Greenfield写前言的《科学之书》(The Science

Book),副标题是“影响人类历史的250项科学大发现”。

这本书列举了从公元前35000年的上古时代开始至公元2000年为止的250项重大科学研究。看完这本书以后,我感慨万千。

中国号称是“四大文明古国”之一,和巴比伦(今天的伊拉克附近的西亚)、埃及和印度并列为四大文明古国。按照国外的定义,这个四大文明古国是我们自己定义的,见:

http://www.wendangku.net/doc/945911a4f46527d3250ce082.html/topic/four-great-ancient-civilizatio ns

但是,通篇阅读《科学之书》这本书,只有两个地方提到中国,一个是计算的起源,谈到中国古代曾经用到一、二、三等来计数,同时,它又指出,苏美尔人公元三千年前就已经开始使用60进制,也就是我们至今仍然使用的时间、角度等度量系统。这个时间比我们知道的中国最早的朝代,夏朝,还要早几百年。

另一个提到中国的地方是史前天文学,提到了三个文明(埃及、巴比伦和中国)对季节、气象和天地相互关系等方面的贡献,但是从时间的排列上,中国也必埃及等晚了一到两千年。

实在是想不通,堂堂五千年的华夏历史,我们能够说出来的就

只有这些?想一想我们至少还有《九章算术》,那还不行?《九章算术》应该出现在公元一世纪的下半叶,但是,根据《科学之书》记载,希腊人欧几里得的《几何原本》早在公元前300年就已经出现,比我们要早400多年。更加令人生气的是,该书还提到,《几何原本》的译本还被传到亚洲、欧洲和地中海地区!

那么,我们不是也有祖冲之那样的大科学家?是的,早在公元400多年,祖冲之就算出了圆周率在3.1415926和3.1415927之间。查查历史,在公元前200多年阿基米德利用96边形早已算出了圆周率是3.1418(顺便说一句,祖冲之之前的刘徽也是利用96边形,可是只算到3.14),从理论上说,又比我们早了600多年!对圆周率后来发展的科学贡献应该归功于约翰-朗伯特,他在1768年证明了圆周率是一个无理数。1997年,人们利用现代计算机算出了小数点后面的515亿多位,仍然没有找到任何规律!

气不过,只好求教于中国人民的好朋友,世界著名的中国科学技术史研究专家李约瑟博士的著作。李博士尽其毕生精力撰著多卷《中国的科学与文明》,也通常被译作《中国科学技术史》,是将我国古代科学技术系统介绍到国外的第一大家。

李约瑟高度赞扬了中国古代科学技术的伟大成就,批评西方没有认识到中国古代科学技术对世界文明所做出的伟大贡献。他列举了我们常说的四大发明,认为我们中国人是全世界首先发明磁性指南针、炸药、造纸术和印刷术,以及接种牛痘(这点还有比较大的争议)的国家。

同时,他又提出了至今令全世界仍然无法回答的问题是,“既然中国古代科学技术成就非常伟大,但是中国的古代文明为什么没有发展出现代科学技术”?这就是著名的李约瑟难题。

为什么会是这样?李约瑟自己给出了答案。

第一,

在中国,真正的封建主义并不存在,中国大统一以后的封建制度是一种“官僚封建制度”,束缚了中国科学技术的发展,主要体现在以下几个方面。1)中国是农业国,没有城市化,信息交流中断;2)中国的政治体系不是依赖选举,而是依赖于朝廷的任命,官僚思想浓厚;3)重农轻商,阻碍了科技发展。

第二,

中国所处的地理环境决定阻碍了科学技术的发展。中国北面是沙漠,西面是雪山,南面是丛林,东面是海洋,每年有飓风、洪涝。中国庞大的水利网建设消耗了大量的资源,阻碍了科学研究的前进。

这些,我都赞同,但是,我觉得,中国至少还有一个重要的原因,那就是,持续不断的战争和改朝换代浪费了资源、助长了官僚作风、提高了人们从政的欲望,人们还哪有时间去搞科研?

因此,李约瑟总结说,“中国人在科学实验发明上的确非常伟大。问题是:它们为什么没有继续上升到理论,构筑起其理论体系,或如西方那样,发展出现代科学?”

这正是我想要问的!为什么?这个问题是否是我们每一个科研

工作者都需要回答的问题?

了解中外文化

在第二讲中,我们提到了华夏文化的创新结果。这里,我想就中外文化的不同之处谈谈我的一点个人看法,算是抛砖引玉吧。

大家知道,中华文化的精髓是中庸。中华文化在经历了东周时代的春秋、战国时期的繁荣,后来由于秦朝的统一,焚书坑儒运动,极端的中央集权,给文人们留下的只能是溜须拍马,唯皇上的一切言论为圣旨,严重地阻碍了自由科学思想的发展。在一个平民没有任何发言权的时代,人们为了明哲保身,即使有不同想法也不敢说出来,久而久之,就形成了一个中庸的习惯,每一个人都以随大流而自豪。

所以,天子朝廷式的集权制度使得“学而优则仕”极端盛行,每一位学习好一点的人,为了自我利益的最大化,最后的选择只能是走向官场,形成一个恶性循环的体系。学习好的人削尖着脑袋往上爬,途中历尽千辛万苦,到达一定的官位,愈发享受和扩大官位的利益,而官位的利益越来越大,吸引着越来越多的人相互踩踏,争先恐后地往上涌。

中庸的文化使得我们的习惯是“枪打出头鸟”,不管你的意见是否正确,只要是和大流不同,都被视为异己,都被打入冷宫。熟悉科学发展史的人们知道,一个创新的科学思想绝对不是一个从一开始就是被大众认可的思想,所以随大流的思想肯定不是创新的思想,虽然并不是每一个极端的思想都可能导致创新,但是没有自己独特的主见肯定不会有新的突破。“枪打出头鸟”的习俗阻碍了个人思维的自

由发展,严重制约着中国的科技进步。

有了“枪打出头鸟”的习惯,中庸的文化倡导的只能是求同,强调群体的共性。这样的群体就像一个工厂出来的流水线产品集合。从管理的角度,这样的群体管理也是简单得不能再简单的了。因此,在中国,每一个人都需要找一个和自己类似的群体,就像任何一只大雁一样,必须要找到自己的队伍,永远是雁队中的一只。群体的共性决定了每一个问题都有一个标准答案,而群体中的每一个人都必须向这个貌似标准的答案目标靠近。这样的团体行为对于大的工程项目是非常有用的,但是对于科学研究却是巨大的灾难。

从逻辑学来说,群体的求同就是归纳方法。张三有两条腿,李四有两条腿,王五也有两条腿,所以每一个人都有两条腿,这样的思维就是归纳法。归纳法本身没有什么错误,但是,归纳法描述的是共性,是表象的总结,是感性认识的集合,是由个体推向基本原理的理论,所以,利用归纳法本身难以产出具有特殊性的创新性结果。重要的是,利用归纳法得出的结果不一定是完全正确的。例如,王自法晚上不在家,王自法一般晚上在办公室,所以,王自法在办公室。这是一个典型的归纳法的例子,但是,肯定不是最准确的结果。要想创新,只有从感性走向理性,从一般走向特殊,可是,我们的古代文化不支持特殊、不支持理性的思考。

与此相反,西方文化的特点是求异、强调个体的作用。在西方社会,政府的作用不像古代的中国,至少不是强权、专制的政府,所以,在西方社会,对个人舆论自由的约束主要来源于教会,而教会没

有执政的权利,因此,个人的自由思想得到高度的解放,各种奇异思路层出不穷。和“学而优则仕”的作用刚好相反,越是强调个人特征,个人的特征就越加明显。为了更加突出自己的个性,求异就自然成了每个人的追求。任何一个人,如果希望得到别人的认同,只有凸现自己的特色,那么,各种创意自然就随之而来。难怪现代科学能够在西方起源并得到发扬广大。

求异的途径,在逻辑上就是使用演绎方法。演绎的方法是以一般性的知识为前提,推理出对个别事物的认识或者理论,这恰恰就是创新。一般地说,演绎推理是从一般到特殊、从合理的前提得出结论的推理过程,它的目的就是希望发现前提和结论之间是否存在着有规律、合乎逻辑的内在关系。演绎法有两个基本方面,一个是前提要真实,二是论证要正确,最后通过实践来检验推演出来的结果是否符合实际情况。例如,下面的例子是一个典型的演绎法的范例。人有两条腿,张三是人,所以张三有两条腿。当然了,你可以狡辩说张三生下来是一个鱼娃,那我只能无话可说。

记得上个世纪70年代末,中国开始了讨论“实践是检验真理的唯一标准”的问题,这样的事情在今天看来根本就是不可思议,在当时却是巨大的突破,由此可知中国的思想被禁锢了多少年!

到了开放思想,努力创新的时候了!

科研的三种境界

刚回国的时候,我们老所长的朋友、一直关心工力所发展的著名科学家钱令希先生给我写了几句宋词,告诉我成大事业大学问之人

必经的三重境界,这个题词我至今仍然恭敬地挂在自己桌子旁的墙上,只要一抬头就可以看到它,从而勉励我奋力向前。

刚开始的时候,对于钱先生所描述的三种境界虽然心存崇拜,但是根本没有办法理解。渐渐地,自己终于悟出了一点自己的体会,所以在这里写出来,供大家指正。

钱先生的三种境界是这样描写的。

一、

昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路。这句话的愿意是指即使是在恶劣的环境中,也要亲自登高望远,掌握全局。我感觉钱先生的寓意应该是告诉我,不论环境如何,不论别人怎么说,一定要自己努力,亲身经历,要通观全局,决定自己的目标。所以,第一种境界是指要有远大的目标,这也是我对自己的学生经常重复的话,同时也是勉励自己的话。自己虽然不才,但是,自我感觉在确定远大目标方面,我还是可以的。至于结果如何,那时另一个层次的问题了,是吧?

二、

衣带渐宽终不悔,为伊销得人憔悴。这句话的愿意是指自己逐渐变瘦,但是也不后悔,为了它,我愿意自己憔悴。将这句话应用到科学研究上面来,应该是指,在经历了第一境界之后,向着自己的目标,孜孜不倦地、任凭自己逐渐憔悴、身体渐渐消瘦,我们努力工作、无怨无悔,为了自己的追求,为了自己目标的实现。第二种境界应该是多数人难以做到的事情。我个人认为,决定能否成为

成大事者,就是要看他是否能够渡过第二种境界。在这个方面,我需要努力的可就多了去啦。

三、

众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。第三种境界指的是我们在第二种境界里苦苦寻求,历尽千山万水,艰难地追求自己的目标,一直难以有自己满意的结果。突然间,在自己根本认为不太可能的地方,终于找到了自己想要的结果。第三种境界表示了至少两层意思。第一层的意思是,一个伟大的成果往往不是按照自己计划出来的,扩充地说,真正的创新经常出现在自己认为最不可能的地方;第二层意思是,不管自己多么努力,是否能够达到自己追求的理想境界仍然是未知的,因为要成就为一个大科学家,必须天时地利人和,三者缺一不可,而且有的时候,还需要一点点运气。

所以,要想做好科研,要有远大目标,要艰苦努力,偶尔还需要一点小运气,这就是搞科研的三种境界。

忍受孤单和贫穷

今天我们继续如何搞好科研的话题,主题是孤单和贫穷。我觉得,如果想做好科研,必须有忍受孤单和经历贫穷的准备。孤单,更多的是心理的压力,而贫穷却是摆在我们面前的现实问题。

为什么要忍受孤单?因为科研是一个长期的脑力劳动,很多时候是难以产生明显的、漂亮的、有轰动性的成果。如果你选择的是特别热门的领域,世界各地和你一样聪明、勤奋的科学家大有人在,如

何在他们之前做出成果,显然是一个非常有挑战性的工作。这种挑战经常是几个月、几年甚至是几十年地持续下去。在没有得到结果之前,你走的是一条很少有人陪同的崎岖小道,是注定需要承受孤独的。同样的,如果你选择的是一个别人没有做过的新领域,没有类比的资料,没有参考的航标,你就像大海中迷航的小船,不知什么时候达到自己科研的彼岸,还是要承受寂寞。

有点时候,即使你得到了结果,尤其是特别创新的成果,一般是很难立刻得到公认的。试想,如果全世界都认同你的观点,那么这样的观点显然没有新颖性。如果是一个特别创新的结果,必然在开始的时候可能得到各个方面的批评和指责,有的是从纯科研的角度对你的方法不赞同,有的是对你的结果的不信任,有的是既得利益者出于自私的反对,而承担这样的结果,当然主要只能是你个人,因此你会孤孤单单地坚持自己的结果,直至它被证明或者被最终否定。历史上,为着自己的科学研究献出自己的生命的人也大有人在,例如哥白尼等。所以,搞好科研的一条就是要承受寂寞和孤单。

还是举几个例子吧。第一个例子是证明了Fermat’s Last Theorem的普林斯顿大学的Andew

Wiles教授。他从还提时代就对费马大定律产生了兴趣,并持之以恒。我们来看看他自己是怎么说的。

I was a ten year old and one day I happened to be looking in my local

public library and I found a book on maths and it told

history of this problem and I, a ten year old, could understand it. From

that moment I tried to solve it myself, it was such a challenge, such a

beautiful problem, this problem was Fermat's Last Theorem.

这里说了三件事,第一,他10岁的时候在公共图书馆看到了该问题(我国什么时候也到处是公共图书馆呀?);第二,他当时就能理解这个问题;第三,他自己认识到这个问题的难度,并下决心开始解答这个问题。但是,意识到费马大定律的难度,他并没有选择它作为自己的博士论文研究内容。他说,

... the problem with working on Fermat is that you could spend years

getting nothing so when I went to Cambridge my advisor John Coates was

working on Iwasawa theory of elliptic curves and I started working with

him...

可见在Wiles教授的科学研究路上他是多么的孤单!之后,他时候不忘对费马大定律证明的追求,他说,

... after a few years I realized that talking to people

Fermat was impossible because it generated too much interest and you

cannot focus yourself for years unless you have this kind of undivided

concentration which too many spectators would destroy...

所以,他选择了孤单地只身前行。直至1995年,他才完全证明了费马大定律,如果从他10岁算起,这时时间已总共过去了32个年头!

忍受寂寞的第二个例子是美国人梭罗。大约在160年前,他拿上工具,独自一人来到马萨诸塞州康科德城的瓦尔顿湖边,用自己带来的工具砍下了松树,搭建了一间小木屋,从此开始了自我放逐式的隐居式生活。在此后两年多时间里,他备尝无人问津的寂寞,将自己在大自然中观察与劳作得来的感受写成了著名的《瓦尔顿湖》一书。两年多时间鲜于和外界接触,其承受的寂寞的压力可想而知。所以,不能忍受寂寞和孤独是难以成就科学上的大业的。

做好科研的另一个条件是需要准备过贫穷的日子。为什么?因为科研本身不会马上得到直接的经济效益,尤其是在科研没有完成的时候。世界就是这么不公平,年轻的时候,有精力,有闯劲,可以做出好的科研成绩,但是,没有经济条件。到老一点的时候,地位高了,经济也好了,作科研的动力和冲劲缺不知跑到哪里去了。当今世界,除了中国的情况例外,做研究和做教授的就是一般工薪阶层,不可能

也永远不是富裕阶级,所以,既然下决心搞科研,就要准备过苦日子。

就拿大家都熟悉的居里夫人来说吧。年轻的时候,家里没有钱,只好给别人家作家教攒钱,然后上大学。开始科研以后,仍然是穷人一个,自己和丈夫一起,围着围裙,没日没夜地搅拌着几吨的沥青,企图提炼自己需要的稀有元素。即使是成名以后,甚至是获得诺贝尔奖以后,因为放弃了镭的专利权,她还是穷人一个。1921年,为了给自己的祖国波兰捐赠一克镭用以科学研究,自己奔走相告,最后是在美国人民的帮助下,才得到了这么珍贵的一小克镭。

今天,在日本最好的大学东京大学当教授,地位应该是够高的吧?东大教授的收入也就一年1000万左右,基本上和我毕业第一年所挣的收入差不多!在美国的斯坦福大学当教授,如果是土木工程系,一年也就十多万美金,仍然和公司的一个没有管理职能的高级职员所挣的相差无几。

所以,我想说明的事情有两个方面。第一,要搞科研,就必需放弃挣大钱的思想;第二,中国的少数教授收入奇高的想象是不正常的,早晚需要被纠正。

如果想挣大钱,要么去公司,要么搞开发。我这里的开发是指开发新产品,而不是我们中国常见的科技圈钱活动。例如,美国加州大学圣地亚哥分校的Jacobi教授因为开发出了移动芯片,成立了QualComm公司,让自己、学校和公司的员工发财,那是对经济的贡献。相对比,我们的各种安全鉴定、环保鉴定等各类强制性靠法律边缘吃饭的科技服务,能产生多少科学价值?

中国号称是刚刚超过日本成为世界第二大科技投入国,可是,我们的产出咋样?为什么?我想,有相当一部分钱被课题相关者放入了自己的腰包,让一些搞科研的人成了相当富裕的人,这是不正常的。真正的科研者,是要有过贫穷生活准备的。又想搞科研,又想发财,世界上哪有那么多的好事?

所以,当一切回归真值的时候,就是需要各位搞科研的人忍受在社会中相对贫穷的时候。

什么是科学

今天我们言归正传,谈一谈如何搞好科研。因为这是一个系列杂记,以前已经有了五篇,所以这次就应该是第六讲。科研是科学研究的简称。科学研究包涵两个方面的内容,一个是科研,一个是研究。研究是手段,而科学才是目标,是最后追求的结果。如何准确地理解科学的内容,对如何搞好科研有着至关重要的作用。

一科学二字的历史

应该说,中国最初使用科学二字的是我国近代著名的革新派代表人物康有为。1893年康有为依据日本的资料,首次使用“科学”两个字。后来,严复在翻译《天演论》时,再次使用了“科学”二字。从此,“科学”二字就在中国使用开来。

要说中文中“科学”二字的根源,可能应该追溯到日本的近代著名教育学家和启蒙大师福泽谕吉。福泽是日本近代著名的启蒙思想家,也是明治时期最为杰出的教育家,他将“science”译为“科学”,也许康有为在撰写相关资料的时候,直接或者是间接地受到了福泽的

要说,福泽的“科学”来源于英文的“science”,这一点应该没有争议。英文的“science”一词又是源于拉丁文的“scientin ”,而“scientin ”又起源于古拉丁文的“scio”。所以,“scio”才是“科学”二字的原始鼻祖。

有人也许反对这样的历史说法,说我们的《黄帝内经》、《九章算术》、李时珍的《本草纲目》、祖冲之的数学圆周率、张衡的地动仪、再加上汉朝的指南车等,要么是科学研究的经典大成,要么是历史的科技突破,怎么能说科学是国外的东西?但是就科学这个词组来说,在没有找到更加确凿的证据之前,应该还是被定义为舶来品!

二科学的定义

《辞海》对“科学”的解释是这样的。科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系,是社会意识形态之一。从某种意义上说,科学来源于社会实践,服务于社会实践。科学的发展和作用受社会条件的制约。在现代社会,科学技术是第一生产力。现代科学正走向两级分化,一个是学科高度分化,另一个是学科高度综合。

所以,科学有三个部分组成。一是反应本质和规律,二是知识体系,三是社会意识形态。科学总是以自己的形式逼近真理,逼近事物的本质和规律。科学是真理在发展中某个阶段的意识形态表现。用我们自己的话来说,科学反应的是一种态度、一种方法,更是一种观

科学是一种“知识体系”。“知识体系”所表明的是一种系统的、全面的知识集合。严格按照这个定义,也许中国的最古老的著作应该是《九章算术》,而国外的就应该是欧几里得的《几何原本》了。认真阅读这两本书,我们还是需要承认我们的差距。且不说知识的完备性,单从外表来看,至少《几何原本》的许多叙述方法都比较接近今天的表达方式,讲述的是一般的规律,而我们的《九章算术》则是以文字描述为主的,讨论的大多数都是具体的算例,企图以算例来阐明数学规律。

三科学与伪科学

尊重知识是人类最为突出的特征之一,正是因为如此,许多看似科学却不是科学的内容,或者是打着科学的幌子的例子,在历史上甚至是在科学已经相当发达的今天仍然是普遍存在的。这些貌似科学却不是科学的内容可以归结为伪科学。需要说明的是,伪科学虽然不是科学,但是它还不是绝对负面的东西,有的伪科学虽然不能归类为科学,但是可以作为人类的经验总结,对我们还是很有用处的。

正是因为科学的重要性,历史上有许多人都曾经希望弄清楚科学的具体内容。到底什么样的东西是科学的,什么样的东西是伪科学的?我们看看历史上科学哲学家们到底都是怎么说的。总结起来,大概有以下六种理论。

第一个尝试就是普遍信任理论。许多哲学家试图通过普遍信任来区分是否是知识,是否是科学的。他们认为,如果有足够的人强烈地相信一个陈述,那么这个陈述的内容,所表达的规律就应该是科学的。事实上,要反证这个理论非常容易,一方面,这个世界上有许多人相信神灵、天堂、地狱,崇拜宗教,而这些内容当然不能算成是科学地。另一个方面,一个真正科学的出现,多数情况是不被相信的,例如哥白尼学说,例如牛顿理论的初期,例如爱因斯坦提出相对论理论的开始几年。显然,普遍信任理论不成立。

第二个理论就是休谟理论。休谟理论定义的科学的核心有两个,一个数量的抽象推理,另一个是经验的推理。他说,对一本书,一个理论,我们要问:“它包含任何涉及量或数的抽象推理吗?没有。它包含任何涉及事实和存在的经验推理吗?没有。那么,就将它付之一炬吧,因为它含有的不过是诡辩和幻想”。如果按照休谟的定义,那么,十七世纪的巫术应该算作是科学,因为它也包含了许多经验的推理。早期的英国皇家协会的著名会员格兰威尔甚至将巫术当作经验推理的典范来推广。所以,休谟的理论也是不攻自破。

第三个理论就是诚实性理论。这类科学家认为,理论需要面对现实,科学推理的主要条件之一就是理论应该得到事实的支持。这个一点没错,也可能是目前最为容易被大家接受的一个观点。事实上,这里有一个陷阱。历史上,许多科学的提出并不是基于事实的。虽然牛顿认为自己的学说是基于开普勒提供的观测事实,但是,开普勒认为,行星的轨迹是椭圆,而牛顿理论却认为,只有当行星互不干扰时