施一公院士竟然不懂科学

最近看到一个视频，施一公先生的演讲切片，表述是完整的，可以合理推断并不存在断章取义，内容如下： 科学上没有所谓的真理，你们在课堂里学到的所有定理、公理都是前人对自然现象的归纳总结，是现状下最好的归纳总结……也许这些定理、定律和公理可以非常接近“真理”（加个引号），但是这些定律和公理仅仅是对现实的近似描述，都不是永恒的真理。随着人类对周围环境和宇宙认识的加深，这些定律和公理都会有失效的时候。

老实说，这段话令我颇为惊讶，脑子里当即冒出一个念头——施一公竟然不懂科学？！——这于是就成了本文的标题。这么说或许很刺耳，但请允许我接下来把理由和论证说清楚。不过，我想在“批判”——或委婉一点——“商榷”之前，首先表达我的敬意。 一、施一公身上的"士"精神 直抒胸臆，我对施一公先生是充满敬意的，但这敬意不是给“明星科学家”的光环，更不是给那些华丽的头衔，而是因为我在他身上看到了一种当下中国人身上久违的东西：“士”精神。 不过，这里有必要先交代我对“士”的一点个人理解。 通常说“士”，人们想到的是儒家的"士大夫"传统，进而可能溯及孔门那句“学而优则仕”，但这只是“士”的一半，另一半则来自墨家之“侠”。鲁迅在《流氓的变迁》里就说过一句很精辟的话：“孔子之徒为儒，墨子之徒为侠。”所以，在我看来：士 = 仕 + 侠——一半守礼，是建制的、秩序的、规范的，近于尼采所说的日神精神；一半任侠，是血气的、自由的、突破的，近于酒神精神。 有仕无侠，不过循吏；有侠无仕，终成狂生。“仕”与“侠”二者缺一，不成其为完整的、真正的“士”。 当然，“士”还有第三层，也是最高的一层——志于道。士者，志于道而不唯势是从；唯仕与侠相济，方能志于道。伟大的人格，正是诞生于“此两者”（仕与侠）如双螺旋般缠绕相生之“玄”——“玄之又玄，众妙之门”。 顺便说一句，在西方传统中，与“道”对应的范畴是Logos：在古希腊，它是“诉诸理由”的言说、论证与尺度（比例）；经由基督教中世纪的孕育而至近代又生长出实证方法——这就是西方的哲学—科学传统，可概括为一个公式：公理（第一原理）＋系统（演绎推理）＋实证（科学实验）。请记住这个公式，它和后文的批判大有关系。 用这个框架来看施一公，恰好丝丝入扣。父母为他取名“一公”，寄望的是“一心为公”——这属人道的范畴：公平、正义，梁启超曾言：“我国民所最缺者，公德其一端也。”观其行迹：仕者，出任副校长，游说体制推动人才计划，为西湖大学立章程、建制度，是日神式的建制之力；侠者，弃普林斯顿讲席之位而归国，是舍；联名犯颜、直斥“拉关系重于做研究”的积弊，是谏；以一身声望倡办西湖大学，是创——是酒神式的敢为之气。更难得的是，仕与侠在他身上并非两笔分开的账：西湖大学正是那个交点——侠在其“新”，开新中国高教之新局；仕在其“立”，把新局落成制度。这份底色，在国内科学界确实少见，也是我敬意真正的来源——而正因如此，接下来的批判才更加不可回避。 不过，敬意的归敬意，批判的归批判——这分属两个范畴，不能彼此替代，也不能相互抵消。用功绩为观点背书，或用观点抹杀功绩，二者皆错。

二、为什么不得不批判 动笔之前，有必要澄清“批判”二字。在当代汉语的语感里，这个词不幸被污染过，容易让人联想到否定，乃至批斗。但回到它的西方词源，critique 出自希腊语krinein——分辨、裁断、划界。同一个词根，还长出了criterion（判据）、crisis（危机关头、决断时刻），以及critical——它既是哲学上的“批判的”，也是物理学里的“临界的”，而两者共同收束于日常语言中的“关键的”：临界点即关键点，批判之动，正发生在事情的关键处——这与庖丁的“以无厚入有间”、《中庸》的“发而皆中节”（谓之和）其实是一回事，无非是从“不解”到“解”，从“不中”到“中”，从“不和”到“和”。这组同根词，以及中西对照，值得铭记于心。 所以，“批判”不是打倒什么，而是考察言论自身的逻辑融贯性（logical coherence），为它重新划定边界——正如临界点是事物性质发生转变的那条界线，批判要找的，正是那条“恰如其分”的分界线。康德的《纯粹理性批判》做的便是这件事：不是否定理性，而是为理性划界。本文对施一公先生那段话要做的，也是这件事。 那么，一段演讲的措辞，值得如此郑重对待吗？值得，而且非如此不可——事关科学精神，这恰恰是最需要较真的地方。 施一公不是普通演讲者，而是院士、是校长、是无数青年学子心中的科学偶像——他的话不是私人意见，而是会沉淀为一代人科学观的公共话语。而“归纳总结＋近似描述＋没有真理”这套说法，危害是深层而严重的。 因为，那相当于是在向年轻人暗示：科学不过是一种加工数据的实用技术——观察、归纳、暂时够用、终将过时。于是，本该最敬畏真理的群体，被教导“科学上没有所谓的真理”；最需要基础理论突破的时代，被告知科学只是“归纳总结”。 我们不妨问一句：中国科学当下最缺的是什么？不是论文数量，而是从0到1的原创突破。而原创靠的是什么？爱因斯坦晚年在回答“近代科学何以诞生”时说过：西方科学基于两大成就——希腊人发明的形式逻辑体系（体现于欧几里得几何），以及文艺复兴时期发现的以系统实验探求因果关系的方法。请留意，这几乎就是前文那个公式的爱因斯坦版：公理与演绎出自几何学，实证出自实验。 事实上，从笛卡尔、斯宾诺莎到牛顿，整个欧洲近代的思维方式都受“几何学方法”（公理化方法）的塑造——斯宾诺莎的《伦理学》干脆副题“依几何学方式证明”，牛顿的《自然哲学的数学原理》整体模仿欧几里得的公理结构。对公理（第一原理）的执着、以必然性为鹄的的演绎雄心，正是近代科学的精神基因。“归纳总结论”描绘的科学，是从第三环倒着看的科学——只看得见数据的加工，看不见原理的诞生。这样的科学观如果流行，等于给中国科学的源头釜底抽薪。 更进一步，“没有真理、只有近似”一旦流入公共舆论，便会与相对主义合流：科学尚且没有真理，还有什么有资格谈“真”？虚无化的种子，就这样由最不该播撒它的人播下了。施一公先生的贡献是具体的、有限的、属于一个时代的，但他的错误科学观若借巨大的声望传播开来，侵蚀的则是未来几代人理解科学的根基。两相权衡，危害未必更小——这正是不得不批判的理由。 三、范畴错误：定理、公理、定律，不能一锅煮 施一公先生那段话最显眼的硬伤，是不加区分地把“定理、公理”与“定律”并称，并认定它们都是“对自然现象的归纳总结”。这三者，恰恰是性质迥异的东西。 先说公理与定理。公理——第一原理——是演绎体系的出发点，但绝非任意设定。在古典传统中（至少在亚里士多德与欧几里得那里），公理是自明的（self-evident），而对这种自明性的把握，有赖于一种训练有素的理智直觉，亚里士多德称之为nous（努斯）。定理则是从公理演绎推出的结论，在体系之内必然为真——勾股定理不会因“人类认识加深”而失效，自然界的任何新发现都不可能推翻一个数学定理，因为数学定理的真，根本不依赖自然界。三者之中，只有定律才是面向经验世界的、可错的、可修正的。一句话：科学的骨架是数学，而数学从来不是归纳的产物。 即便只谈经验定律，“归纳总结”也讲不通。牛顿的《自然哲学的数学原理》——请注意这个书名——刻意模仿欧几里得：先立公理，再演绎出整个力学体系。爱因斯坦说得更直白：从经验到基本原理“没有逻辑的道路”，只有直觉的跳跃。 证据朴素得很：经验是公共的，直觉（nous）才是关键（critical）所在。第谷积累了当时全世界最精密的天文数据，从中“看见”的是地心体系；同样的数据交到开普勒手里，“看见”的却是椭圆轨道。材料相同，产出迥异——从数据到理论之间，有一道逻辑上无法弥合的缝隙。这道缝隙，哲学上有个名字：休谟问题。休谟近三百年前就证明了：从任何有限的观察之中，逻辑上推不出普遍的、必然的结论——“太阳明天照常升起”所依凭的不是逻辑，而是习惯。迪昂与蒯因后来把这层意思讲得更彻底：同一堆数据，在逻辑上相容于无穷多种理论。 那么，科学史上那些伟大的跨越是怎么完成的？填缝的从来不是更多的数据——数据填不满逻辑的深渊——而是经过训练的理智直觉（nous）。一句话：休谟证明了那里没有桥；而开普勒们证明，人可以跳过去。科学的方法是假说—演绎—检验：原理靠直觉，理论靠演绎，取舍靠实验。但严格地说，实验本身既不能证实也不能证伪一个理论——检验面对的从来不是孤立的假说，而是公理、演绎与辅助条件织成的整个网络；一个理论是否“经过证成”（justification），取决于公理、系统、实证三环的整体融贯，以及科学家训练有素的直觉（Intuition）或者说良知（conscience），而非实验的一票定音。“归纳总结”四个字，把其中最有创造力的两环，整个抹掉了。 何况，观察本身也不是中性的。第谷与开普勒并肩看日出，看见的根本不是同一个东西——“看”（see）总已经是“看作”（seeing as），而“看作”的结构由理论供给。连观察材料都是“理论负载”的（theory-laden），"从中性现象中归纳定律"的图景，便连地基都不存在了。 四、错得最深处：“近似描述”把方向说反了 “这些定律和公理仅仅是对现实的近似描述”——这是整段话的核心论断，也是最经不起推敲的一句。 先看科学真正使用的概念：伽利略的匀速直线运动，经验中从未出现过——经验里的运动永远有摩擦、终将停下，伽利略做的不是更精细地描述现象，而是在思想中把摩擦推向零的极限；质点，天体力学把直径一万多公里的地球当作没有大小的点，这不是失真，而是精确的方法；理想气体，分子无体积、无相互作用，宇宙中并不存在，玻意耳定律却对它绝对精确；还有可逆热机、完美的圆……科学定律陈述的从来不是自然现象是什么样的，而是理想对象之间的必然关系。 或许有人辩护：这些不也是从经验中“抽象”（abstraction）出来的？不是。抽象从经验中抽取共性，而共性不可能比经验更完美——从一千个歪圆里永远抽不出正圆，因为正圆的严格性不在任何一个样本里，也不在所有样本的交集里。“理想化”（idealization）是另一种操作：意识对经验做极限推演——“再磨得更圆一点”，这个“更”字可以无限推进，理想圆便诞生于这种可无限迭代的操作意识。经验提供起点，但“可以无限推进”这个观念本身，是意识自带的能力，不来自任何经验。 说到“极限推演”，不妨顺带为一个译名翻案。Metaphysics一词的来历其实纯属偶然：安德罗尼珂（Andronicus of Rhodes）整理亚里士多德遗稿时，把讲第一原理的卷帙编在《物理学》之后，“物理学之后”（ta meta ta physika）不过是个编目用语。但这门学问的方法论实质，恰恰是构想并推演事物之形状的理想边界、极限边界——柏拉图的Form（形式），正是一种极限形式、理想形式。日本近代哲学家井上哲次郎据《系辞》“形而上者谓之道”把Metaphysics译作“形而上学”，固然典雅；但就方法论的传神而论，译作“形而极学”——极限之“极”，亦是太极之“极”——恐怕更切中这个传统的真正操作：把一切经验之物，推向它的理想极限。伽利略把摩擦推向零，几何学家把圆推向完美，物理学家把气体推向理想——他们做的其实是同一件事：“形而极学”（Metaphysics）的现场操练。 由此，“近似”的方向彻底清楚了：一罐真实气体近似符合玻意耳定律，是因为它近似地接近理想气体；牛顿力学被称为相对论的“近似”，是因为在低速极限下爱因斯坦方程严格退化为牛顿方程——这是两个理想结构之间的数学关系。科学中一切有意义的“近似”，都发生在理想结构的领域之内；理论与“裸现实”之间那种朴素对照式的“近似描述”，根本不存在。不是理论近似地描述现实，而是现实近似地实现理论所刻画的理想结构。一个孩子画的歪圆就是明证：被判定为“近似”的，是经验中的圆；判据（criterion），是意识中的理想圆——而这个理想圆，你得先验（a priori）拥有它——不是时间上在先，而是逻辑上在先——才能把歪圆识别为不够圆。 理想化还顺带解开了必然性之谜：归纳的结论永远带着“截至目前”的限定，而能量守恒敢说任何过程都不可能不守恒——我们据此判定一切永动机不可能，无需审查任何图纸。这种“禁止力”来自理想结构内部的演绎（按诺特定理，守恒律是对称性的推论），不是观察次数堆出来的。 至此，那段话的最后一句——“随着人类对周围环境和宇宙认识的加深，这些定律和公理都会有失效的时候”——也可以正式回应了：不准确！准确的说法不是“失效”，而是理论重新划定自身的逻辑边界与适用范围。牛顿物理学并未因爱因斯坦物理学而“失效”：它被证明为后者在低速、弱场条件下的极限情形，至今仍是航天与机械的精确工具。数系的扩展同样如此——从自然数到整数、有理数、实数、复数，每一次都不是旧数系的“失效”，而是旧数系作为子系统被完整地嵌入新数系。从欧氏几何到非欧几何亦然：欧氏几何没有被推翻，而是被安置为曲率为零的特例。科学发展的常态是范式转移，而范式转移的真实结构，是让旧范式成为新范式的低阶特例——经过严格证成（justification）的理论从不失效，只是被重新划定自己的边界。这与“批判”同出一源：krinein的本义就是划界——哲学批判为言论划界，科学革命为理论划界。 所以，科学的真实形象不是培根笔下采蜜的蜜蜂，而是立法者：意识先以理想形式立法——构造对象域，在其中演绎出必然的关系网；然后开庭——让经验走进这座事先造好的法庭作证。 理论之所以有预言力，不是因为它是“现状下最好的归纳”，而是因为演绎之网伸得比经验更远——狄拉克从方程的数学美中预言正电子，凭的不是归纳。 五、结语：自我反驳与以诤报士 最后，让我们回到那段话本身——“科学上没有所谓的真理”——它在逻辑上其实是自我拆台的，这句话本身是被当作真理说出来的；“可以非常接近‘真理’”，可既然真理不存在，又凭什么判断离它很近？“近似”预设了被逼近的对象：承认近似，就得承认真理；否认真理，“接近”便毫无意义。换句话说，那段话内部，就埋着一个未及执行的自我反驳。 而这恰恰道出了“诤”的由来。施一公身上有士的风骨，所以值得以士的方式对待。传统士文化里有一种关系专门处理这种情况：诤友——“士有诤友，则身不离于令名”。诤是什么？说到底，诤就是代为执行士人自身那份潜在的自我反驳：志于道的人，以道正身——“道成肉身，肉身成道”——最锋利的批判本应首先留给自己，“自知者明，自胜者强”；当这份自我批判因声望、因场合、因思维的惯性而缺席时，朋友之责，便是代他完成。所以对一位有士之风的人，最高规格的敬意不是颂扬，而是以诤报之：把他话语中那个未及执行的自我反驳，替他说出来。 何况，士的全部担当，其正当性来自对“道”的忠诚；而对现代人来说，道的核心形态之一正是真理——是Logos，是"公理＋系统＋实证"那整套传统。一个以士的姿态奔走办学的人，讲的却是“科学上没有所谓的真理”——道一旦退场，士的担当便失去了锚点。指出这一点，不是讨伐，不是否定，不是批斗，而是替他守住他自己行迹所依凭的东西。 施一公是杰出的科学家、有历史担当的教育家，这一点不因其科学观之失而减损分毫。但“科学是归纳总结、是近似描述、定理公理都会失效”这套说法，确实错得很远——它低估了数学，低估了直觉，低估了概念，最终低估了科学中真正属于人的东西。科学的尊严，不在于它是“现状下最好的归纳”，而在于它是人类理性以理想形式叩问永恒的伟业。 这一点，恰恰是施一公半生的科学实践正在证明的——尽管他那段话，说反了。而本文所做的全部工作，无非是以他自己的实践反驳他自己的表述：若他真是我们所理解的那种士，这样的文字，他应当欢迎。