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如何表征科学创造性
[ 发布日期:2013-11-28  ] 【返回

 如何表征科学创造性

 
作者: 魏屹东  发表于《中国社会科学报》2013年11月4日A08版 
 
  【核心提示】科学的灵魂在于创造,而对其表征与语言和逻辑密切相关。科学史表明,近代科学的创造性是科学家运用语言和逻辑加上已有科学知识,通过记忆、想象和综合分析来凸显的;语言、逻辑和科学起到语境的基底作用,想象和动机则提供了心理基础。
 
  科学的灵魂在于创造,而对其表征与语言和逻辑密切相关。科学史表明,近代科学的创造性是科学家运用语言和逻辑加上已有科学知识,通过记忆、想象和综合分析来凸显的;语言、逻辑和科学起到语境的基底作用,想象和动机则提供了心理基础。
 
  创造性是认知活动的核心
 
  人类同时生活在经验的常识世界和超验的精神领域中。科学研究的对象是实在世界的各个方面,和语言与逻辑一起构成了经验世界的三根支柱。虽然没有人准确知道促进人类交流的语言何时出现,但其雏形距今最少应该有十万年;人类的第一份书写记录大约出现在距今一万年前,它是集体记忆的开端;逻辑的诞生距今约2500年,由艾皮门尼德提出,而现代科学的出现距今不过400多年,始于伽利略。语言出现得最早,而逻辑和科学都是基于语言的。在此意义上,语言具有先在性,没有语言,我们就无法进行表征和交流,更谈不上发展科学。科学的产生离不开语言和逻辑,作为人类现有的主要认知方式,它的发展与语言密切相关。我们在日常生活中使用语言之时,很少考虑逻辑问题,日常语言更多被用来表述文学、音乐、艺术、政治等,有关的陈述在逻辑和科学没有发展起来之前就已经存在,甚至可以被视为逻辑和科学形成的基础。科学的创造性与文学、音乐、艺术、政治等有着千丝万缕的、常常未被我们意识到的联系。
 
  意大利物理学家兹奇奇(A.Zichichi)认为,存在的范围由创造性、支配、创新支配和动机描述。创造性是指产生、发现以往未知或未被观察到的东西的能力;支配是指激发和激励人们的能力;创新支配是激发和激励人们做出创造性行为的能力;动机是达到目标的动力。在人类活动的经验范围,语言、逻辑和科学的发展都需要创造性、支配和动机,而其中创造性是最困难的部分。在人类活动中,创造性普遍存在于语言、逻辑和科学中,并成为人类认知活动的核心。
 
  真假是表征科学创造性的唯一方式
 
  在语言中,创造性是通过审美、公共诉求、成功等来加以表征的,人们常说的“满足具体的审美标准”、“具有社会价值”、“漂亮优雅”等,都是对创造性的具体表述。创造性让艺术、音乐、文学出现新的形式,而后者也成为创造性的集中体现。在逻辑中,创造性仅有一种表征方式,即“无矛盾”。存在矛盾的逻辑结构不能合法存在,任何新创造的逻辑系统都必须是自洽的。
  在科学中,对于创造性也仅有一种有效的表征方式:真或假。科学的观点在本质上没有美丑之分,只有真假之别。当然,不排除科学理论在表征形式上也讲究“漂亮”和“优雅”,比如数学方程体现出的简单美,但科学理论首先应该是逻辑结构上严格无矛盾的——而这一点不必然与科学的经验属性相关。有许多理论结构在经验的自然中并没有对应物,比如无限维空间从数学上看是无矛盾的、可以存在的,但我们生活的空间仅是有限的三维空间。如果考虑到科学的经验性质,那么无限维空间是不存在的。从伽利略式的科学观出发,缺乏实验证据支持的理论就应该被放弃。于是,科学中的创造性就是进一步通过可重复的实验来发现真理。
  什么才是创造性的语境?或者说,什么前提条件促使创造性形成?起决定性作用的应是记忆与想象。为了避免重复犯错误,为了不再从零开始探讨,我们需要记忆。为了设想从来没有想过或见过的东西,我们需要想象。通过进一步开发记忆和想象,创造性相应地就能够将其结果变成现实。记忆让我们避免重复研究,而想象则拓展了研究的范围,让不可观察的微粒子或者广阔无垠的宇宙都进入科学的视野。记忆和想象在创造过程中起着背景或语境的作用,特别是想象的作用更大。语言中的想象相当于创作新诗、新音乐、新艺术的活动;逻辑中的想象意味着运用公理和规则创造新的推理结构;科学中的想象就是思考新原则、新现象和新规律,并设想新的实验。
  创造性源于日常生活
 
  对于一个科学家来说,记忆、想象和创造性也许不是平衡的。兹奇奇的一段真实经历恰可以说明这一点。物理学家范纽曼和魏格纳是好朋友与合作者,他们常常讨论物理和数学问题。有一次范纽曼告诉兹奇奇,说他能够记得自己在某个确切的日子喝了多少杯咖啡,并认为自己的想象力并不算强大。他还说,魏格纳是一个想象力极强的人,但他的记忆力不如自己。在一次讨论中,魏格纳突然说已经到中午了,自己必须马上去参加一个午餐会。当魏格纳要离开时,范纽曼说:“你那么聪明,为什么不让时间停止呢?”紧接着又说:“对不起,太晚了,你应该让时间倒流。”就是这句不经意的话启发了魏格纳开始思考基本粒子的规律。
 
  任何一个基本粒子,无论是电子还是质子,既没有大脑也没有手表,它不能区别过去和将来。如果时间向一个方向或相反方向飞逝,基本粒子间的所有相互作用必须是不变的。在范纽曼邀请魏格纳合作研究的三个月后,魏格纳发现了著名的“时间不变性”原理,建立了“时间反转算子”的模型。这一原理是说,所有物理规律都应该是“时间不变性”的,比如,即使我们能够让时间倒流,物理实在也应该保持不变。
 
  兹奇奇通过一系列实验,证明了在电磁相互作用中“时间不变性”原理有效。魏格纳作为20世纪最伟大的物理学家之一,他创造的“时间反转算子”的操作过程在逻辑上不产生矛盾,且经受住了可重复的实验的验证。这个科学创造性的典型例子表明,创造性的观念往往源于日常生活,我们不经意间的谈话与交流都有可能导致新观点的涌现。当然,“机遇偏爱有准备的头脑”,如果没有对某个问题的长期思考,即使有再多的交流和对话,也不会有助于对问题的解决。
 
  在语言、逻辑和科学所构成的创造语境的基底上,人类充分发挥想象去认识世界并改造世界。在现实的运用中,创造性必须受到人类价值的制约。我们只有把超越的与经验的紧密结合起来,才能正确运用语言、逻辑和科学这些工具,并利用创造性来造福人类。
 
 
 


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