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 我为什么说“还原论不是万能的，没有还原论是万万不能的”(3) |
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金唢呐
[个人文集]
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加入时间: 2007/06/19
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作者：金唢呐 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org
我为什么说“还原论不是万能的，没有还原论是万万不能的”(3)
金唢呐
我文章里所说的还原论是科学研究的基本方法。说到这还得感谢“看客101”网友，你提醒的对，是应该把还原论的概念再界定清楚。徐内行最有力的证据大概就是通过考察伽利略和笛卡尔的生卒年月（两人分别是1564-1642和1596-1690），意思是伽利略扔铁球的时候（1590年）笛卡尔还没出生，根本没听说过还原论，所以不可能在还原论的指导下奋勇前进。其实徐内行可能不知道，哪怕在笛卡尔以后出生的牛顿（1643-1727），虽然和莱布尼兹发明了微积分，也照样没听说过还原论。不仅如此，连20世纪的科学家薛定谔和狄拉克在20年代搞量子力学时也没听说过，但这并不妨碍以后戴森评价薛定谔和狄拉克在量子力学方面的工作是“还原论的胜利”、“化学和物理学的令人迷惑的复杂性被还原为两种形式的代数符号。”这道理很简单，刘邦没学习过毛委员的“枪杆子里面出政权”，可汉代的江山就是打出来的；宋江李逵也没学习过毛委员“一定要建立根据地”的光辉指示，可谁也不能否认，水泊梁山就是一百单八将建立的根据地。
“还原论”一词十分年轻，它是20世纪50年代的产物。第一个用到它的是著名哲学家蒯因(Willard Van Orman Quine)。1951年蒯因在《经验论的两个教条》一文中正式提出还原论(reductionism，又翻译为还原主义)一词。虽然还原论的概念历史不长，但还原论思想本身却久远得多，许多哲学家和科学家曾对它进行过考察和研究。在中国文化中，把对象分解为它的组成部分去研究的做法古已有之，阴阳五行、五脏六腑、元气说等就是例证。在西方文化中，还原的信念更是源远流长，古希腊的先哲们大部分都有这样的思想。例如，泰勒斯的水，赫拉克里特的火、恩培多克勒的四素说（水、火、土、气）、亚里士多德的四因说等等，都试图把自然现象的复杂性认识归结到寻求一种或几种本源。德谟克里特关于世界一切事物和过程都可还原到“原子”的属性及其运动的原子论，就是一种典型的朴素还原论思想。但无论古中国，还是古希腊等其他古代民族，都没有形成系统的分析方法，更谈不上形成现代还原论这种完整的方法论。
从科学和哲学思想上说，还原论和分析思维的主要奠基者是笛卡尔。他在从事具体科学研究的同时，特别关心科学思维方式和方法论的探索，倡导通过仔细的演绎推理从基本的不可还原的思想中追求真理。因为他相信，存在“所有物体的普遍的质”，科学的目的就是把一切对象都还原为这种“质”。笛卡尔提出适用于指导人们思维活动的四条原则， 相当完整地规定了还原论和分析思维的基本内涵:
第一条: 凡是我没有明确地认识的东西，我决不把它当成真的接受。也就是说， 要小心避免轻率的判断和先入之见，除了清楚分明地呈现在我心里、使我根本无法怀疑的东西之外，不要多放一点东西到我的判断里。
第二条: 把我所审查的每一个难题按照可能和必要的程度分成若干部分，以便一一妥为解决。
第三条: 按次序进行我的思考，从最简单、最容易认识的对象开始，一点一点逐步上升，直到认识最复杂的对象；就连那些本来没有先后关系的东西，也给它们设定一个次序。
第四条: 在任何情况之下，都要尽量全面地考察，尽量普遍地复查，做到确信毫无遗漏。
跟“还原”关系最密切的就是第二条，就是说，笛卡尔主张细分问题并逐条分析之。一个理论的或实际的问题摆在面前，如果你觉得它太复杂，无从下手，就把整体分解为部分，把“母问题”分解为若干“子问题”；如果“子问题”仍然复杂难解，就对它们再行分解成“孙问题”，如果它们仍然显得复杂，那就继续分解，直到找出那些更小也更容易理解的对象。你把一个个“子问题”“孙问题”都搞清楚了，总问题或整体也就能够搞清楚。
以后，笛卡尔的方法论思想被牛顿、爱因斯坦等历代科学大师的补充和发展。牛顿1687年出版的《自然哲学之数学原理》的序言中提出，一切自然现象都可以归结为质点（机械性的原子）在时空中的机械运动，一切物质系统都可以归结为用各种力粘合在一起的质点组。最重要的还不是牛顿说什么，而是牛顿的革命实践活动，牛顿领导的自然科学革命开创了精确科学的时代。经典机械力学的诞生标志着近代机械还原论的真正确立。经典物理学的光学、声学、热学、电磁学等研究都采用了这种纯粹力学的研究方法，各种光学、声学、电磁学现象不过是不同时空的粒子运动。我不知道老册举热力学第二定律的意思是什么，近代物理的重要成果之一就将热现象还原为分子运动的平均动能，热过程都可以最终归结为力学过程：“牛顿的运动方程也是热的分子运动的唯一基础”（爱因斯坦语）。以后量子电动力学的完善，又是个还原论的重大胜利：原则上可以根据它解释所有的化学定律，推算出每种物质的性质，如熔点，沸点，硬度，导电性能等。
生命科学搞到今天生物大分子、基因的水平，应该说薛定谔的大作《生命是什么？》立了奇功。这部书的问世标志着量子生物学的真正诞生。老薛运用热力学和量子力学理论来解释生命的本质，用量子力学的观念论证了基因的稳定性和突变发生的可能性，同时还用统计物理学中有序、无序和熵的概念分析生命现象。在方法论上，他强调以物理学和化学的理论、方法和实验手段来研究生命活动。在薛定谔鸿文的感召下，一帮物理学家闯入生物学和遗传学研究领域的结果。没有这帮物理学家，生命科学不是今天这个样子。
首先是新西兰物理学家威尔金斯、英国物理学家克里克勾结上美国生物学家沃森，根据他们看到的那个X射线的衍射图推测出DNA的三维结构，做了大量的假设和实验，用双分子螺旋结构完美地解释DNA自我复制、转录等功能，发现了核酸分子结构和生物中信息传递的意义而荣膺了20世纪含金量最高（至少也是之一）的诺贝尔生理学或医学奖。以后美国宇宙物理学家伽莫夫伽莫夫（G•Gamov）提出遗传密码的设想，美国生化学家尼伦贝格（M.W.Nirenberg）对遗传密码给予了确切解答。在生物学科学史上，最初达尔文和华莱士把生物进化解释为遗传和自然选择的结果；接着20世纪的生物学家把遗传解释为基因和变异的结果；然后克里克和沃森把基因机理解释为DNA 分子结构的结果，借助于足够大的计算机，DNA分子结构可以解释为薛定谔方程的一个解。量子生物学的诸多成就也从另一侧面说明了现代狭义还原论的巨大胜利。
从1950 年代分子生物学研究开始，这帮闯入生命科学领域的研究者在很大程度上是依据的是系统各组分的物理和化学性质解释生物系统。在很长一段时期，还原论作为有力的分析方法学使研究者能够分析各种基本的分子、细胞、生理和病理过程。他们认为，生物学规律可以还原为物理化学规律，各种生命现象可以从物理、化学那里得到说明，生物学只是物理学与化学的一个分支理论。这帮物理学家不少人都有这样的信念“现代生物学研究的终极目标是用物理和化学原理解释所有生物现象”（DNA双螺旋模型的创立人之一克里克的名言）。
可以说，经过四百年科学实践的检验和锤炼而不断完善，终于形成还原论和分析思维在现代科学各领域中全方位的支配地位，最后由卡尔纳普、亨普尔等逻辑经验主义者发展成为一种精致的哲学思想。
根据还原所涉及的学科范围， 还原论分为狭义还原论与广义还原论。狭义还原论则特指生物学中的机械力学还原论以及其后发展而成的生物物理主义。广义还原论是指涉及一切领域的科学哲学意义上的还原论。广义还原论又可分为本体论还原论、理论还原论和方法论还原论。
很明显，本文所说的是方法论还原论。方法论还原论是一种旨在将复杂性分解为更为简单的组成部分以研究其本质与规律的认识复杂性的方法。它指将高层次还原为低层次、将整体还原为各组分进行研究，通过研究各组分的关系来推导、解释整体的性质。这既是科学发展的必然要求，同时也与人的认识规律相符合。方法论还原论具有以下两个主要特点:
一是它包含了一种通过认识事物的各个部分而达到认识事物整体的方法。由于任何整体都由其具体的部分构成，因而认识整体就必须认识构成整体的各个部分以及各个部分之间的相互联系、相互作用，从而认识部分就构成了认识整体的必要前提。任何整体的性质可以小于、等于或大于其各部分性质之和，但由于任何整体都由其具体的部分构成，因而认识整体就必须认识构成整体的各个部分以及各个部分之间的相互联系、相互作用，从而认识部分就构成了认识整体的必要前提。离开了对各个局部机制的认识，对整体的把握也便成为贫乏的抽象。
二是它包含了一种由里及表、由本质到现象的认识方法。它主张从事物内部、从对构成事物组成要素的考察入手以探索事物的规律。即使是复杂系统也是一样，“亚马逊河流域热带雨林中蝴蝶偶尔扇动几下翅膀，可以在两周以后引起美国德克萨斯州的一场龙卷风”，只是说明一个动力系统中，初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期的巨大的连锁反应。这个反应过程是混沌的，极为复杂的，不是简单的一对一的线性关系，而并不是说可以不去研究引起龙卷风的原因。
【未完待续】
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