2011年7月6日星期三

高善文:光线是可以弯曲的 6

六、“引力与温度无关”

接下来我们对方法论作第二个层面的展开。从哲学的角度来看,研究的对象是什么呢?研究的对象在本质上是因果关系。那么什么叫因果关系呢?因果关系本身需要一个严密的定义。

以我个人的体会来看,因果关系是对一个封闭的系统而言的,我们可以观察到它的输入,也可以观察到它的输出。假设一个封闭系统,我们把它隔离起来,它有100项输入,我们可以看到输入,也可以看到输出。当这个封闭系统的99项输入都不变,只有1项输入在变化,这个输入的变化导致输出层面产生了变动,我们就说这两个现象之间存在因果关系。

之所以要对因果关系作这样一个密实的定义,是因为下面我要讲到隔离和可控。我举几个例子。

第一个例子,在牛顿时代,牛顿本人研究了很多的现象,研究了光线色彩的构成,研究了潮汐,研究了地球围绕太阳运动和月亮围绕地球运动等等。但是如果我们去看牛顿理论本身,以现代的眼光来看,这是一个奇迹。这个奇迹并不只是说他在数学和科学上多么了不起,而是说他研究的因果关系是容易隔离的。

地球与太阳之间的相互作用,不依赖于太阳是由什么样的元素组成的,不依赖于太阳的表面温度是多少,不依赖于太阳本身的密度有多大,只依赖于太阳的质量和太阳与地球之间的距离,而太阳很多其他的属性,都是可以屏蔽和隔离开的。这本身是个奇迹,使得我们在研究地球和太阳相互运动的时候,可以忽略太阳的物理构成,但是依然可以把两者的作用关系理解得非常清楚。

我举这个例子是想说,物理学研究的世界在原则上是可以隔离的。你可以把太阳的很多属性隔离掉,但是仍然把这个系统研究得很清楚。

当人们在研究更现实的物理理论的预测时,进行的都是可控试验。比如说伽利略,让两个铁球,一个20斤,一个10斤,从同样的高度坠落,人们看到它们同时落地。这本身是可控试验。可控试验意味着你可以严密地控制输入。或者在研究天体物理学的时候,并不是可控试验,但是这个世界的研究在方法上、原则上,居然是可以隔离的。这使得在研究因果关系的时候,研究过程变得相对容易。

为什么经济学的研究在这个层面上非常难?为什么生物学的研究,特别是关于人体的研究,非常难?为什么现代医学的研究非常难?因为这些系统在原则上、方法上是很难隔离的。它不能够像研究地球与太阳的运动一样,把太阳的表面温度隔离掉。

比如在生物体的层面上,一个普遍的现象叫“代偿”,就是说如果你某一项生物机能非常地不发达,一定有另一项生物机能非常地发达。“代偿”很可能跟漫长的进化过程中的竞争有关系,但是它非常清楚地表明人体在研究上是很难简单隔离的。一个系统的调整在另一个系统之中会引起非常复杂的反应,这些反应又会反过来影响你原来研究的这个问题,而且这些过程本身很难理解清楚。

在研究这些体系时,简单隔离法和可控实验法是很难操作的。

光线是可以弯曲的(全):12345678910

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