讓“玄學”為科學家開腦洞

文 ｜ 《中國科學報》 記者 胡珉琦

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開欄語

100年前，中國思想文化領域發(fā)生了一場影響深遠的“科玄論戰(zhàn)”，又稱“科學與人生觀論戰(zhàn)”。2023年2月10日，本報邀請科學史家劉鈍發(fā)表署名文章《“科玄論戰(zhàn)”百年祭》，對這一場科學派、玄學派和唯物史觀派的思想大碰撞進行回顧與梳理，在學界引發(fā)熱烈反響。

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100年前的這場爭論本質上是從邏輯經驗主義視角看待科學，認為科學就是實證的。到了20世紀七八十年代，這種主張在國際上已基本被推翻，并且承認科學理論的內核包含了作為哲學基礎分支的形而上學（玄學）。同時，21世紀科學技術的迅猛發(fā)展為“科玄之爭”提供了更多的時代命題，讓這一話題未完待續(xù)。

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鑒于此，本報與中國科學院哲學研究所自本期起合作開設“科玄新論”專欄，邀請科學家、哲學家、科學人文學者就科學與價值觀、當代科學中的形而上學問題等新話題參與討論，以期促進科學在中國的健康發(fā)展，亦是致敬百年前那場群英薈萃、暢所欲言的大論戰(zhàn)。

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“與其他物理學家不同，對我來說，長年累月吸引我，給我影響最深的是老子、莊子等人的思想。它雖是一種東方思想，但在我思考有關物理學問題時，它仍不知不覺地進入其中?！边@樣一段話，如果不是出自一位諾貝爾物理學獎獲得者之口，恐怕沒有多少人會相信。

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這位名叫湯川秀樹的日本著名物理學家從小受“中國通”父親的影響，吸納了中國許多形而上學傳統(tǒng)的思想。特別是他在思考基本粒子的過程中深受《莊子》“混沌”思想的啟發(fā)，從而發(fā)現(xiàn)了π介子。

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湯川秀樹把形而上學思想與科學的直覺和創(chuàng)造力緊密聯(lián)系起來，堪稱當代科學與形而上學“結盟”的經典事例，但也是不多的個案。

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在科學界，科學與哲學的脫離是一種常態(tài)。對于哲學“有用性”的懷疑始終存在。

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實際上，當代基礎科學前沿直接關聯(lián)著眾多形而上學問題，比如數(shù)學的基礎和本性問題、量子理論中的本體論問題、復雜性科學中的突現(xiàn)論問題、認知科學中的心腦關系問題等。這些問題對于人類理解和改造世界、促進自身文明發(fā)展，構成歷史上罕見的重大挑戰(zhàn)和革命性轉變的契機，是科學界和哲學界無法回避的。

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形而上學對當代科學發(fā)展能起到什么作用？是什么原因導致了國內科學與哲學的相互脫離？我們可以從現(xiàn)代科學誕生之初的故事中獲得哪些啟示，從而重新審視科學與哲學的關系？

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針對這一系列問題，《中國科學報》與中國科學院哲學研究所所長郝劉祥、學術所長劉闖、學術委員會主任胡志強展開了一場對談。

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任何一門科學理論的內核都包含了形而上學

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《中國科學報》：普通人對“玄學”的態(tài)度常常嗤之以鼻，認為它是一種迷信。形而上學和玄學是什么關系？我們如何理解形而上學的概念，它關心的究竟是哪些問題？

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郝劉祥：“形而上學”是日本哲學家對metaphysics的翻譯，取自《易經·系辭》“形而上者謂之道，形而下者謂之器”。嚴復曾認為此翻譯不妥，應譯為“玄學”，因為“形而上學”是對世界本原的探討，正合《老子》所言的“玄之又玄，眾妙之門”。所以形而上學在中國一度被稱為玄學。

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形而上學是哲學最基礎的分支，它包括宇宙論和本體論兩個部分。其中宇宙論探討的是宇宙的本原，即宇宙中的萬物從何而來的問題；本體論探討的是存在本身的結構，特別是超越感官經驗的對象的存在性問題，比如共相（數(shù)、三角形、白、美、正義）、自然類（實體性共相，比如馬）、自然規(guī)律（共相之間的必然聯(lián)系）等是否真實存在。

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從歷史發(fā)展角度來看，宇宙論先于本體論，因為從神話時代走向理性時代，人們首先要追問的就是宇宙萬物的由來。宇宙論發(fā)展為本體論，主要是要回答“變化問題”，即不管你假設宇宙初始是何物，抽象的也好具象的也好，你都必須解釋該物是如何變化成現(xiàn)今宇宙中的萬物的。

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當代的形而上學與本體論幾乎是同義語，它所關心的問題，除了傳統(tǒng)的本體論問題外，重要的還有心身關系、個體同一性、自由意志等問題。

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《中國科學報》：有一種常見說法是“科學的盡頭是哲學”。我們該如何理解科學與哲學或者形而上學的關系？

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郝劉祥：按照當代著名科學史家弗洛里斯·科恩的觀點，在17世紀科學革命到來之前，人們有三種認識世界的方式，分別是哲學的、數(shù)學的和實驗的。而這場科學革命的本質，正是這三種認識世界方式的相互融合。其中，數(shù)學理論和哲學思想是科學家用來理解自然的文化資源。因此他提出，哲學是科學之源。

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而當現(xiàn)代科學誕生之后，按20世紀美國著名哲學家蒯因的觀點，如果把科學知識比作一個圓盤，那么圓盤的邊緣是人類的經驗知識，從邊緣往里是科學中的理論知識，圓盤的中央則是邏輯和形而上學。

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任何一門科學理論的內核都包含了形而上學，也就是該理論的本體論承諾。一個理論的本體論承諾，就是按照這個理論中有什么東西存在。

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比如說，牛頓力學在本體論層面預設了絕對時間、絕對空間、微粒論的物質和超距作用力這四種基本實體；法拉第的電磁理論在本體論層面預設了時間、空間、電力線和磁力線的存在，力線分布在時空之中。后來麥克斯韋將法拉第的物理思想翻譯成數(shù)學語言，電力線和磁力線就成了電場和磁場的形象表示。

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《中國科學報》：當代形而上學對科學發(fā)展能起到什么作用？

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郝劉祥：現(xiàn)在，我們既不能簡單地把形而上學看成是科學的基礎，也不能簡單地將它看成是對科學的總結?？茖W家在探索自然界中尚未認識的存在樣式時，離不開既有的形而上學思想的啟發(fā)，它往往會成為科學中原創(chuàng)性思想的靈感之源。

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比如，牛頓的超距作用力思想，就含有文藝復興時期的赫爾墨斯主義成分。按照赫爾墨斯主義的設想，世界上的所有事物之間都存在一種隱秘的相互聯(lián)系。牛頓的萬有引力，不過是數(shù)學化了的隱秘之力。牛頓力學創(chuàng)立之后，萬有引力逐漸成為人們所信奉的本體論的一部分。

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再比如，法拉第在設想電力線時，就受到“力心原子”論的啟發(fā)；而力心原子概念的前身，正是萊布尼茨的“單子”這一形而上學實體。電磁理論建立之后，電磁場也成了我們所信奉的本體論的一部分。所以說，形而上學與科學理論之間，是一種動態(tài)的相互調適關系。

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胡志強：值得注意的是，形而上學對自然科學發(fā)展的啟發(fā)和推動，并不是基于哲學家事先證明了某一種形而上學思想、觀點是正確的，然后就應用到科學研究中并得到創(chuàng)新成果。這是我們對形而上學的一種誤解。

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形而上學本身就是一個以想象力構建起來的理論世界，科學家如何利用它，必須由科學家根據(jù)他們研究工作的需要來決定。重要的是哲學家之間的辯駁、哲學家與科學家的合作，能夠形成多種多樣的思想觀點，為科學家探索前沿研究提供更多的概念工具。

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不同文明的形而上學傳統(tǒng)，都可以為科學家“開腦洞”

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《中國科學報》：為什么古希臘的形而上學最終產生了現(xiàn)代科學？

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劉闖：在16、17世紀的歐洲，形而上學思維能量之高令人難以想象。大家發(fā)了瘋似的去測試、驗證各種假設、觀點，彼此之間相互競爭。某種意義上說，現(xiàn)代科學就是從一場思維大碰撞中產生的。

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但現(xiàn)代科學也可以稱之為一個“怪物”，它并不是特定地理環(huán)境和文化積累的產物。如果我們把科學看成是生產知識的機器，它的核心機制就是形而上學傳統(tǒng)和工匠傳統(tǒng)的某種巧遇。

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現(xiàn)代科學的誕生有一個重要契機，那就是在古希臘政治、經濟、社會各種因素的促成下，使得形而上學傳統(tǒng)和工匠傳統(tǒng)有了一個良性結合。而其他文明的兩種傳統(tǒng)都沒能產生這樣的化學反應。

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胡志強：這個發(fā)問背后暗含著我們長久以來的一種渴望，就是對于科學究竟是如何誕生的一種解釋需要。我們總是希望能夠找到一種確切的、單一的決定因素。問題是，真實歷史是非常復雜的，事實上，形而上學傳統(tǒng)和工匠傳統(tǒng)的碰撞也具有相當大的偶然性。

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但對我們而言，比較有啟發(fā)價值的是，兩者結合的重要前提是思想的活躍和多元。古希臘形而上學思想可謂五花八門，它們之間相互沖突、碰撞，這其中并不存在唯一 一種完美的思想。換言之，科學誕生之前，人們根本不知道哪塊云會下雨，兩者結合的失敗事例比比皆是。

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而支撐這種多元思想繁榮發(fā)達的一個根源，來自古希臘哲學一種獨特的價值觀。

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亞里士多德倫理學探討的核心問題是人的幸福是什么，它構成了形而上學思想的重要內容。人的幸福與人類本身的存在特征有關系。亞里士多德認為，人的存在特征與動物的最大區(qū)別是人是理性的，而對真理的追求是理性的最高目標，它成為了人的幸福生活的一部分。正是這種價值觀進一步激勵著人們去求知、競爭。

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郝劉祥：古希臘哲學是把知識本身當作一種美德，把對理性的追求推到了至高無上的地位，把它視為人的最高使命，認為無法發(fā)揮理性的生活是不值得過的。這種純粹的、極致的理性追求在其他文明中是不存在的。

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因此，當我們發(fā)展自己的形而上學時，也應當倡導多元化思想，并且把對知識和理性的追求作為一種美德和人生目標，這對中國文化而言任重道遠。

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《中國科學報》：現(xiàn)代科學是通過“殖民主義”一統(tǒng)天下的。如今來自本土文明的形而上學傳統(tǒng)可以為當代科學發(fā)展注入新的思想嗎？

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劉闖：現(xiàn)代科學發(fā)展至今，體系規(guī)模已經十分龐大，早已不是17世紀誕生時的知識機器的樣子。而且，科學的發(fā)展越來越多元化，這是一個契機。不同文明的形而上學傳統(tǒng)，都可以為科學家“開腦洞”。東方哲學思想是否能打開一些西方哲學的想象力無法打開的腦洞？我認為是完全有可能的。

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比如，日本第一個獲得諾貝爾物理學獎的科學家湯川秀樹，他受家庭影響，一直很推崇老莊的道家學說。湯川秀樹研究的是基本粒子，基本粒子比原子還小，很難用實驗手段識別其內部結構，必須要突破原有思維框架來思考這個問題。他曾在回憶錄中說過，自己在思考基本粒子的過程中深受《莊子》中“混沌”思想的啟發(fā)，并最終發(fā)現(xiàn)了“介子”。

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胡志強：科學創(chuàng)新存在于兩個層面，分別是科學發(fā)現(xiàn)的層面，以及知識機器也就是驗證的層面。前者依賴于多元思想的啟發(fā)，后者則是受到鐵律的支配。

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到了今天，我們又有了一個機會重新發(fā)現(xiàn)我們傳統(tǒng)文化或者是傳統(tǒng)形而上學當中一些有價值的思想，從而為科學發(fā)現(xiàn)、科學理論創(chuàng)新提供不同的啟發(fā)。但前提是，它的價值并不在于哪一種形而上學思想是絕對正確的、完美的，而是在于多元化。

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郝劉祥：如何挖掘我們傳統(tǒng)形而上學思想的價值也很重要。很多情況下，科學家借用哲學的方式并非照搬那些理論思想，而是會創(chuàng)造性地詮釋。最典型的就是牛頓，當時他受到所有的西方哲學思想的啟發(fā)，以至于我們無法給牛頓貼上任何一種形而上學思想的標簽，他是將各種哲學思想融匯到了一起。因此，我們不能給形而上學貼上知識或真理的標簽，而是要把它當作一個“思想市場”。

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哲學界沒能向科學界展示出哲學思考的真正價值

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《中國科學報》：當前國內科學家的哲學訓練與現(xiàn)階段科學發(fā)展對于哲學的需求是否匹配？

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劉闖：哲學思維并不是“訓練”出來的。

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一直以來，一些科學家對哲學存在很大的誤解。他們常常認為，學習哲學就是要學習哲學史上一些哲學家提出的理論。如果我們都是這樣看待哲學，那么我們從中得不到任何養(yǎng)分。

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正確認識哲學，科學家需要了解哲學當中不同的假設，各種看起來很“狂妄”的思維。盡管我們不知道哪塊云會下雨，但我們至少應該知道云在哪里、它們是什么樣子的。

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對科學家而言，關鍵是要打開思路、充分發(fā)揮想象力，且多了解一些更前衛(wèi)、更高明的哲學思想。

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郝劉祥：不僅僅是科學家，我們的普遍認知是把哲學當成定論知識，刻板地學習它。事實上，哲學是一項思維活動，是各種論點之間的辯難。

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哲學家首先要提出各種問題，然后圍繞這些問題給出各種可能的解答。與科學不同的是，哲學不受經驗證據(jù)的強力約束，因此沒有科學意義上的標準答案；解答的高明與否，取決于哲學思想內在的一致性與合理性。

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胡志強：追求思想的一致性，是哲學變革的基本動力。但大多數(shù)人的思考是凌亂的，他們并不追求概念的精確性，對自己的想法之間可能存在內在沖突也缺乏敏感性。比如，一個人一方面反對物理主義，因為他認為世界除了物質之外，還有人的思想、情緒、情感，但另一方面他又否認靈魂的存在，而這恰恰是物理主義的核心觀點。

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《中國科學報》：導致國內科學與哲學相互脫離的原因是什么？

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胡志強：國內哲學教育的內容和方式還存在許多不足，使得我們沒有能夠向科學界展示出哲學思考的真正價值。

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哲學的問題來自日常生活包括科學研究的實踐，是由我們日常思維中存在的許多矛盾沖突而提出來的。而哲學思考的核心是論證，通過細致精深的論證來解決這些矛盾沖突。哲學論證有一種強大的力量，能迫使我們的思考突破似乎是天經地義的思想框架，產生出初看起來稀奇古怪的概念體系。理解世界上的創(chuàng)造力，才是哲學真正的價值所在。

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然而，我們目前的哲學研究和教育，通常講的是哲學史，并且常常把歷史上那些偉大哲學家的思想格言化、警句化、教條化、知識化。可事實上，哲學應該是對最根本性的問題給出解答和論證。

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正因為我們許多的哲學工作主要是詮釋歷史上著名哲學家的一些理論思想，而沒能從實際生活出發(fā)，從科學研究的實踐中提出一些哲學問題，這使得科學家很難從哲學家所研究的內容中發(fā)現(xiàn)與科研工作的關聯(lián)，導致兩個群體之間難以交流互動。

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劉闖：在國外，科學家與哲學家定期討論是一種工作習慣。很多科研人員的課題組里就有哲學家，開組會時他們會在一起交流溝通。那么他們在討論一些哲學假設時就會比較規(guī)范，沒有內在矛盾，想象力也比較豐富，從而形成一種良性互動。但國內很難形成這種氛圍。

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《中國科學報》：當代科學前沿領域蘊含著哪些重要的形而上學問題，需要科學家和哲學家共同來解答？

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郝劉祥：按照愛因斯坦的說法，科學的崇高目標是要“以最適當?shù)姆绞絹懋嫵鲆环喕暮鸵最I悟的世界圖像”。顯然，我們對物質、宇宙和意識的理解還遠未達到這一目標。

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拿物理學來說，我們最好的理論是量子理論和廣義相對論，但這兩個理論在本體論層面是不相容的。在量子場論中，時空是量子場的背景；而在廣義相對論中，時空幾何是動力學量。更有甚者，我們不知道該如何理解量子力學的本體論：量子力學波函數(shù)是真實的物理實在嗎？量子力學的哲學詮釋問題，是量子引力理論的探索者和量子信息技術的開發(fā)者都無法回避的基本問題。

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再比如，當代神經科學的進展，已經大大增強了我們對大腦和心靈運作方式的理解。我們已經認識到神經網(wǎng)絡的層次結構、不同感覺通道的算法通用性、神經網(wǎng)絡聯(lián)結的可塑性，以及高級中樞對低級中樞的反饋控制，我們已經建立了更合理的關于知覺、記憶、學習和情緒的理論模型。

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盡管如此，我們關于心靈的理解依然十分有限。特別是大腦的神經生物學過程是如何引起意識狀態(tài)的、意識與大腦的關系問題，迄今仍然是一個哲學問題。要想獲得這個問題滿意的生物學答案，我們必須克服大量的哲學障礙。

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除此以外，人工智能的發(fā)展還要求我們從哲學角度理解何為因果以及如何刻畫因果結構。大多數(shù)的機器學習能根據(jù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計相關性預測結果，但是缺乏預測因果性的能力。這使得機器學習無法發(fā)現(xiàn)因果關系，也無法預測因果干預的結果。因果研究是涵蓋統(tǒng)計學、認知科學、人工智能等學科的交叉學科。這三條研究進路分別從數(shù)據(jù)層面、顯示層面和技術實現(xiàn)層面切入因果推理問題。它們雖有交集，卻因缺乏統(tǒng)一的理論綱領和話語方式而難以解決人工智能的因果推理問題。通過與因果研究相結合，哲學不僅扮演了各研究分支的“黏合劑”和“話術翻譯”的角色，還能在因果推理的研究上直面基礎原理，整合研究范式。這些哲學基礎理論工作，有望為開發(fā)出只需少量訓練樣本就能與真實世界互動學習的未來人工智能搭建理論框架。

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對于量子力學的哲學基礎、意識與大腦的關系、因果推理的結構這類基礎科學前沿中的重大哲學問題的探討，特別需要科學家和哲學家攜手推進。中國科學院哲學研究所的成立，正是科學與哲學再度結盟的需求的產物。

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