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金然寿:子不语怪力乱神

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发表于 2013-5-30 16:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
  众所周知,现代科学是以力学之构建为起始的。牛顿的《原理》可说是一部力学著作,且牛顿本人也时常会被称之为“力学之父”(科学共同体用牛顿的名字来命名了力的单位)。

  一、跨越

  按现行教育体制,物理学教育是从初中开始的。而在此之前,孩子们已经在小学(亦在各种媒体和生活交流中)学习了一套白话文。事实上,这是非常重要的前期准备,如果没有这个前期准备过程,我们是无法给学生们建立起一套物理学世界观的。因为,建立起这套物理学世界观的过程,正是借助于人们在日常生活中经常使用的生活用语,并对这种生活用语赋予另一种喻意的过程。

  比如,质量,力等等概念在人们接受物理学教育之前就已经在使用了。“这个东西质量不好”,“用点力”,“我感到生活压力”,“真给力”等。这些话语在我们的平常生活中经常出现,但这里的质量,力,压力等等,与物理学概念大相径庭。而物理学教师的任务,就是给孩子们原先使用的这些话语,通过一些手段赋予新的意义,进而引导孩子们进入〈物理学世界〉。

  我们仔细看看赋予这些新意义的过程。比如「压力」一词。教师在讲授「压力」的时候,首先会要求学生们用食指和拇指捏住「图钉」来感受什么是压力(或者并不用实物而用及图片)。这时候的学生对压力的理解,与生活用语基本雷同。但接下来会出现一个我们需要仔细思考的问题。教师会拿出一个「苹果放在桌子上的图片」讲述一种新的“压力”,而孩子们必须要理解这种“压力”,才能顺着物理教师的暗示进入物理学世界。然而问题的关键在于,这两个压力可以相提并论吗?

  ①图钉给手指带来的「压力」:「物体与身体」之间的关系或对这种关系的描述。
  ②苹果给桌子施加的「压力」:「物体与物体」之间的关系或对这种关系的描述。

  不可否认,如果没有①中的「压力」一词的中介作用,人们是无法理解物与物之间的“压力”关系的(压力可以转化为作用力概念)。或者说,是人们把物体与身体接触的时候的感受代入了物体与物体之间的接触关系之中。

  此处的逻辑鸿沟是:如果我们躺下来,在肚子上放一本书,我们可以说,我的肚子感受到了来自书的压力。但是当我们把这本书放到一张桌子上的时候,我怎么就会认为桌子也受到了“压力”呢?如果我们用我们的肢体感受到的感觉来理解了压力,那我们以什么证明此压力既是彼压力呢?

  我们把一本书放在了桌子上,如何证明桌子也会受“我的肚子受到的那种的压迫感”呢?因为书放在我肚子上可以感觉到某种压迫感,所以一本书放在桌子上,桌子也会感觉到那种压迫感?我不是桌子,我怎么证明?关于这一点,我们根本无法进行充分必要证明,或者说,这种说法只是把自己的感受强加给了物体。

  人的肢体有感觉,而物体没有感觉,这是我们公认的常识。而一个有感觉的肢体,把自身感觉到的感觉,延伸到没有感觉的物体上,合理否?如果承认其合理性,整个力学的合理性也可以成立;如果不承认合理性,那么力学就是荒诞不经的歪理邪说。

  二、经典物理学与现代物理学

  以现代物理学的观点去考察经典物理学,会“惊奇”的发现「力」的概念是多余的,非物理学专业人士最熟悉的恐怕就是相对论里的「质量导致空间扭曲」之说了,它排除了引力概念(这种说法当然也是有毛病的,既然是空间,它就没有视觉效应,而没有视觉效应,就无所谓扭曲不扭曲了。这种说法是在混淆几何空间和物理空间)。

  「力」概念并不出现在薛定谔方程中、量子场论中、以及哈密顿系统和广义相对论中。尤为重要的是,即便是在经典物理学范畴之内,惯性力、离心力、克里奥莱力、万有引力等,都可以归结为一种假想力(或数学力)。那么,既然经典物理学可以允许假想力的代入,作为整体的「力的概念」本身会不会是虚假的呢?

  「F=ma」

  从数学的角度来讲,「F=ma」的右边是有确切意义的两项之积。加速度是一个纯运动学的概念,可以根据空间和时间来定义,而质量概念也在表面上很直接的反映了物体的性质。但是「F=ma」的左边却没有独立的意义,它只能依靠右边的解释来衡量。在科共体选编的教科书中,有一种很普遍的考试题是,给出一个力,然后求解运动,或者反过来。这些问题看起来很像是物理,但实际上只是微分方程和几何学的练习题加了一点伪装而已。

  有趣的是,在科学共同体的教科书中,牛顿第二定律「F=ma」,只见写成「F=ma」,而不见写成「ma=F」。从数学的计算的来讲「F=ma」与「ma=F」是同义的,而且如果我们果真要进行计算,我们的计算过程确实是「ma=F」(比如,按我们常规的数学习惯,「15=5*3」有些不顺),因为我们可以直接测量的数据只有m和a,而F是计算而得出的量,绝非是可直接测量之量。或许人们会提出可以使用测力器来测量力,但愚会反问,制作测力器时的刻度是怎么画上去的?(从力的单位中也可以看出这里的本末关系,力的单位是导出单位,它不是基本单位。而从数学的角度来看,是基本单位决定导出单位,而不是导出单位决定基本单位)。

  现代文字是从左到右的阅读,如此一来「F=ma」与方向标「→」有一种在顺畅感,进而人们很自然的认为力是产生加速度的原因。而与此相反,「ma=F」这种写法会衬托出对于科学共同体来说非常不利的信号:力是以质量和加速度两概念推导出的概念。「ma=F」给人带来的这个直觉,对科共体来说是非常危险的,甚至是致命的,因为科共体会在文本解释中说,力是产生加速度的原因,而不是「力才是从加速度和质量概念中导出的概念」。质言之,在科共体的解释中,数学推导过程和物理解释过程颠倒了。

  ①物理学:力是产生加速度的原因。

  ②数学:力的单位由加速度和质量单位推导出。

  三、万有引力的可理解性(文出:弘扬中华文明学社)

  万有引力的可理解性更成为一个问题。我们在理解压力的时候,苹果和桌子之间的关系与我的手和图钉之间的关系有几分相像,而万有引力这样的超距作用没有了任何可理解渠道(教师会用绳子绑住一个石头,并用手旋转来隐喻地月关系,及万有引力,实际上这是严重的误导,地球和月亮之间是没有绳子的,完全不能同日而语,甚至可说这是胡搅蛮缠)。

  教师:“我一松手,石头会怎么样?”

  学生:“会飞出去。”

  教师:“你们说的很对,所以呢,假如没有万有引力,月球会怎么样呢?”

  学生:“会脱离轨道。”

  …………这是一个误导过程(牛顿提出万有引力之前的月亮呢?或者曰,难道没有学过万有引力的人那里,月球就会脱离轨道吗?)。

  有趣的是牛顿的态度。我们现在知道牛顿后来否定了自己的观点,并重新回归神学的研究。这是为什么呢?

  牛顿在一封书信中写到:“至于重力(万有引力)是物质所内在的,固有的和根本的,因而一个物体可以穿过真空超距的作用于另一个物体,毋须有任何一种东西的中间参与,用以把它们的作用和力从一个物体传递到另一个物体,这种说法对我来说,尤其荒谬,我相信凡在哲学方面有思考才能的人决不会陷入这种谬论之中。重力必然是由一个按一定规律行事的主宰所造成,但是这个主宰是物质的还是非物质的,我却留给了读者自己去考虑……”。

  不仅是牛顿自己否定万有引力这样的概念,事实上牛顿的观点遭到了同时代人们的普遍反对,如惠更斯,莱布尼茨等人。他们都反对在对宇宙的解释中,带入万有引力这样不可理解的概念。

  然而,法国大革命(资产阶级革命)之后,牛顿自己都否定掉的理论,且大多数人都反对的理论,在某些人的需要下重新获得了活力,在达朗贝尔(法国人),拉格朗日(法国人),拉普拉斯(法国人),欧拉(瑞士人--瑞士是传统金融中心)等人的大力推广下,逐渐被很多人接受。而这时候,资产阶级已经从教会的手中抢夺了一部分权力,其中也有教育权。亦即,资产阶级这时候可以开设独立的教育系统,现代大学。也就是说,牛顿的经典物理学体系可以得到推广,并不是因为经典物理学果真具有其合理性和可理解性,而是因为资产阶级获得了独立教育权之后,可以在内部不断的灌输出一批人。

  四、“巧合”

  如果我们无法以充分必要的方式证实,物物之间确实存在着我与物体之间的那种关系(这个问题,我们是永远也不能证明的,我们只是想当然的把我与物之间的关系带入到了物物之间的关系之中),牛顿的第三定律只能归结为“假设”,因为连两个物体之间有没有真的存在相互作用力都无法证实,相互作用力相等更是遥不可及的论述。

  如果意识到「力」的虚构性,我们可以发现一些非常奇怪的“巧合”:

  ①会计等式:有借必有贷,借贷必相等。左方为借方,右方为贷方。

  ②第三定律:有作用力必有反作用力,大小相等方向相反,分别作用在两个物体上(相对论:任何一个域中的正向收益都是另外一个域的负向成本)。

  ①经济学:人--钱(会计等式)--人。

  ②物理学:物--力(第三定律)--物。

  ①会计等式:资产=负债+所有者权益(资产--〈企业〉内部资产的变化,负债--〈企业〉与外界的关系,所有者权益--〈企业〉给投资者分红)

  ②能量守恒:△U=A+Q,(△U--〈系统〉内能的变化,A--〈系统〉对外所做的功,Q --〈系统〉传递外界的热量)

  ①美国股份公司章程:总经理任期四年,可以连任一次。

  ②美利坚合众国宪法:总统的任期四年,可以连任一次。

  思考题:

  一、如果我们把科学的诞生和资产阶级革命联系起来思考的话,为什么美国会慷慨的拿出钱来在中国建立现代大学就非常清楚了。美国伊里诺大学校长詹姆士在1906年给罗斯福的一份备忘录中声称:“哪一个国家能够做到教育这一代中国青年人,哪一个国家就能由于这方面所支付的努力,而在精神和商业上的影响取回最大的收获。”“商业追随精神上的支配,比追随军旗更为可靠。”因此,他敦促美国政府采取措施通过吸引中国留学生来造就一批为美国从知识和精神上支配中国的新的领袖。

  美国把庚子赔款的一半腾出来,兴办了清华等大学。一百年后,中国出现了以清华为轴线的领导层(实行经济改革的朱总理,现任胡主席和内定的下任习主席,都是清华大学毕业)。然而,成也萧何败萧何,历史将会如何发展,拭目以待…………

  二、论语是孔子及弟子等人的语录,其中的每一段话,大都没有留下详细的推理过程。其中的「子不语怪、力、乱、神」出现在了述而篇,不见与上下文有直接的联系,亦不见其具体的推理过程。不过,有一些事情我们可以通过常规推理推测到。就是,当时应该是有一批人在“语力”,所以在论语中出现了“子不语力”。至于为何不语力,不可得知(或许在别的文献上记载过,只是愚没有阅读到吧)。

  积极宣扬力概念的学派应该是墨家,这一点有很多学者论证过,贱文不多涉及。简言之,在墨家体系里出现过类似于现代科学理论的一些东西,比如几何学和静力学等。而到了秦国完成大一统之后,当时的人们放弃了墨家学说,并主动选择了儒家学说(说儒学阻碍了中华之类的话语,在贱文中不予考虑,既然用落后了两百年来讨论儒学的优劣,为什么不论及长达两千年的领先呢?这是选择性举证,不足以进行充分必要逻辑推理)。类似的轨迹在中医的发展过程中也能看到。早期的中医也不是没有走过西医的解剖学方向,而是在发展的过程中主动放弃了解剖学方向。

  当时的人们为什么在儒墨之中选择了儒学?为什么中医也走过西医的解剖学方向后又主动放弃?(贱文以为,儒家和墨家的争论,实际上与现在的中华文明和西方体系的碰撞应该有很大的类似性。儒家在某种程度上代表着中华文明,而墨家在某种程度上代表了现在的西方体系)。
 楼主| 发表于 2013-5-30 16:54 | 显示全部楼层
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