在创立新知识体系的时候,首先需要建立一系列可靠命题,再从里边筛选出几条,作为整个理论体系的基础,也就是不必证明,也不能够证明的公理。作为公理的命题应该是对某些简单事实的直接陈述。由于命题之间存在着逻辑关系,它们可能互相等价,也可能互相冲突,从某些命题出发,可以推导出另外一些命题。为了保证理论体系的可靠性,内部协调性,完备性和简单性的要求,就发生瞭如何选择公理的问题。既然提供选择的命题来自猜想,不同的选择可能出现不同的猜想,以及作出多种选择的可能。就可能构成若干种互相等价或者互不等价的理论体系。判断这些理论体系的优劣的标准是她们对所涉及的知识领域中的问题解答的可靠性和广泛性,而决定的因素就是对公理的选择。人们在长期科学实践中,对选择公理的标准形成了大体一致的原则,以下这几点是最基本的,也就是必须遵守的原则。
第一条,是命题的客观真实性原则。
公理必须对所涉及到的科学领域中的事实都正确。只要有一个科学事实与命题的判断相冲突,这个命题不仅不能充当公理,也不应该从所选择的公理中推导出来,必须从可靠性命题的行列中清除出去。可是,人们对命题的客观真实性的判断往往会产生不同的看法。比如在日心说与地心说的争论问题上,人们亲眼看见大地保持不动,“耳听为虚,眼见为实”,太阳从东方升起来,从西方落下去,太阳围遶地球旋转总应该算一种“真实”吧。所以,我们必须注意到,站在不同的角度,或心目中具有不同认知模式的时候,所判断的“真实性”往往是有区别的。这就提醒我们,对于我们已经见惯不经的自然现象,甚至对于那些理所当然的常识,也许还可以从别的角度重新审视。当你所建立的思维模式与众不同,而又具有说服力的话,你很可能已经走到了创造的边缘,科学将因为你的创见而改变面貌,时代将为你的创新喝彩。
选择公理的第二条原则,可以叫做现实性原则。
我们只能用客观世界的原因解释客观世界,而且原则上能够在现实世界中获得检验的命题才是可取的。一切脱离现实的臆造,都不足以作为科学的根据。这是科学与伪科学长期斗争取得的伟大成果,是近代科学诞生以来的经验总结,也是现代科学发展所遵守的普遍原则。当然,由于人们目前的实验手段或者认识能力有限,许多理论构想暂时得不到检验。但是,这样的命题和伪科学不是一回事,只要从逻辑上讲,这个命题所叙述的效应原则上是可以检测的,即可证实也可证伪,就可以被科学界所接纳。
选择公理的第三条原则是公理必须直观、简单、并具有独立性、完备性和无矛盾性。
直观性 公理必须由“显而易见”的命题组成,每一条公理只对一个事项做出判定。由多个简单命题推导或者组合起来的命题,不作为公理。
无矛盾性 通过所选定的公理,不可能推导出它们中任何命题的相反命题,从各命题出发推导出来的结论,也不会相互冲突。如果出现了这种情况,发生了逻辑混乱,需要去掉个别命题,或者采用某命题的相反命题。
有时,公理之间的无矛盾性很难一眼看出,必须严格论证。比如只从表面上看,亚里士多德的落体定律自身没有矛盾,如果考虑到物体之间存在相互作用,便可以推导出互相冲突的结论。“上帝万能”的假说,似乎也没有矛盾。可是,就有人设问:上帝能创造出自己都无法搬动的石头吗?只要回答说,“不能”,那么上帝并非万能。如果回答说:“能”,那么,搬动这块石头的工作就是上帝无法完成的,可见上帝万能的假设不真实。类似的,引进包罗一切的集合概念也会导致悖论。
独立性 同一组公理中的各命题之间不能互相推导,如果出现了互相推导的情况,就可以去掉被推导出的哪个命题,而不影响其完整性。如果用相反命题替换原来命题,不会造成逻辑矛盾,--就像非欧几里德几何所做的那样--也可以判定原来命题相对于其他命题是独立的。如果在公理体系中增加一个命题,不会影响公理组的协调性,也不能够增加可以确定的结论,这样的命题就可以从其他命题中推出来,不具备独立性,应该从公理组中删除。
完备性 应该使公理所涉及的科学领域,尽可能多的问题能够在所创建的理论体系中得到确定的答案,也就是公理组的最大化实用性原则。前面已经提到,如果去掉欧几里德几何中的第五公设,《几何原本》所列出的465个命题有三百多个不能得到证明。就是说,去掉第五公理后,欧几里德几何将缩小实用范围,降低其完备性。如果增加一条公理之后能够对更多的问题作出肯定性回答,那么,这条公理才是必要的。
当公理组满足内协调原则,而仅仅不满足独立性,就是说,他们之间可以相互推导。在这种情况下,可以从它们中删除部分命题,不影响公理体系的完整性。但是,由于所删去的命题不同,构成的公理组合也不同,从而形成不同的公理系统。这种表面不同的公理体系,实质上是等价的。最初牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中说的力学第二定律,是指物体动量改变率的大小与合外力成正比,是作为公理出现的。目前通常把这个结论叫做动量定理,而把物体加速度与合外力的大小成正比,与物体的质量成反比的结论叫做牛顿第二定律,动量定理则是由牛顿第二定律推导出来的次级命题,两个理论体系等价。我们还可以证明,在动量守恒定律,动量定理、动能定理和牛顿第二、第三定律五个命题中,任选两个作为基础,都可以推导出其余三个。用这种方法一共可以组成十种不同的公理组合,它们相互等价。这和欧几里德几何与非欧几何之间的关系具有本质的区别。
牛顿曾经认为自己创立的力学体系是建立在确凿的物理事实基础上,没有假设的成分。其实,牛顿力学三大定律,万有引力定律,以及所采用的伽利略相对性原理,都是没有经过证明,也不能证明的假设。此外,牛顿实际上还采用了时间流逝与物体的运动情况无关,空间平直而无限广大这些命题作为公理。离开了这些假设,经典力学就会失去基础而瓦解。但是,背叛离了牛顿力学的基本假设,却不一定会造成错误,甚至可以建立起新的更加深刻广泛的力学理论,相对论的创立就是一个例证。
在创立狭义相对论的过程中,也发生过如何选择命题作为公理的激烈争论。关键在于要不要保留以太的假设和怎样才能满足简捷性要求的问题上。为瞭解释迈克尔逊-莫雷实验中没有观察到条纹移动的“零结果”,许多科学家提出了不少方案,其中,洛伦兹的“收缩理论”最接近爱因斯坦的相对论。他指出:只要假设按照同一比例放慢运动参考系中的时间,和缩小物体在运动方向上的长度,迈克尔逊的实验结果就可以获得圆满解释。计算这个比例的公式叫做洛伦兹变换。法国著名物理学家彭加勒在充分肯定洛伦兹工作成效的同时,对他的基本假设提出了尖鋭批评。他说:“我们一点也不缺少假设。以太是多余的,为瞭解释一个实验就做出一个假设的办法是不可取的。”事实上,作为创立相对论的先驱,彭加勒已经洞察到了新力学的关键性结构,得出了相对论的主要结论。后来的发展证实他的意见是正确的。
那么,爱因斯坦又是如何做出选择的呢?在爱因斯坦看来,放弃以太的假设是理所当然的,因为上帝不会偏袒任何参考系,因此,宇宙中不会存在絶对静止的参考系。而新力学的关键性假设是相对性原理:即通过任何物理实验都无法判断惯性参考系的运动性质。这和伽利略相对性原理只有一个词语的差别,就是把伽利略原理中的“力学”两个字换成了“物理”两个字。这样一来,新的相对性原理要求使用光学实验也无法检测参考系的运动速度。这就暗示了在任何惯性参考系中,光向各个方向的传播速度一样大,这正是对迈克尔逊实验结果的正常推广。也就是说,爱因斯坦并没有立足于经典力学解释事迈克尔逊实验,而是把迈克尔逊实验结果看成基本事实,把光速不变原理作为不需要证明的公理,从而放弃了时间均匀流逝,空间无限广阔而平整的常识。正是这一重大选择改变了人类的时空观念,导致物理学划时代的革命。
在无矛盾性、完备性和独立性三者中,无矛盾性最重要。从相互矛盾的公理出发,可以推导出互相冲突的结论,其中有真也有假,科学界拒絶接受这样的知识体系。不满足完备性要求的知识体系,虽然不一定会出现自相矛盾的情况,可是对于所涉及的科学领域中的很多问题,不能做出肯定性的判断,这样的知识体系也有缺陷,属于理论不成熟的表现。至于不满足相互独立性的公理组合,只是在结构上不那么简捷,欠完美而已。对这种理论体系进行化简,就是从公理组中删去部分命题,也比较容易。在某些场合下,如果看不出那些公理比另外的更基本,不进行化简也无所谓,因为这不会影响公理的应用。
不过,我们还必须注意到,由于哥德尔的不完备性定理,以及逻辑法则随着人类认识的发展而不断深化的实际情形,所谓公理体系的完备性和协调一致性,只是用当前人们所掌握的逻辑法则予以判断的结果。由于永远正确,放诸四海而皆准的真理并不存在。切不可以为公理体系一经建立,可永世不变。
选择公理的第四条原则是能够与相关科学理论协调发展。只有能够和相关科学理论协调发展的理论才是可以接受的。这条原则已经超出了选择公理的标准讨论范围,涉及到科学的发展方向问题。我将重点阐述这条重要原则。
十六世纪,日心说和地心说是关于宇宙结构的两种理论,地球中心说比较符合人们的生活常识,在直观上占优势。应用日心说进行理论计算比较简单,在理论上占优势。既然各有利弊,经过反复较量,为什么地心说最终还是被日心说打败了呢?那是在涉及到究竟是什么力量迫使天体运动,这个关键问题上,两种理论的依据不同,解决的方案不同,同万有引力定律是否协调,因而造成能否可持续发展所引起的。
如果把问题限制在描述天体运动的范围内,坚持以地球为宇宙中心的理论模型,并非行不通。人们没有理由因为太阳比地球大得多,或者觉得它在宇宙中比地球更“重要”,而必须选作研究天体运动的参照物。同时,无论按照伽利略的相对性原理还是广义相对论等效原理,对于参考系的选择都没有特殊限制。按照爱因斯坦的话来说:“上帝不会偏瘫任何一个参考系。”如果认为地球静止不动,太阳围遶地球一天转一周,所有行星围遶太阳转动,这样的天文体系恰好就是第谷的“半地心说”模型。在这种系统中计算行星的运动,并不比在太阳中心说理论模型更困难。可见,简化模型并不是选择科学理论的最后根据。但是,有一点却是至关重要的,那就是不论是地球中心说还是“半地心说”,都无法说明太阳围遶地球运转所需要的向心力究竟是从哪里来的。下面是粗略的估计:太阳质量是地球的三十三万倍,地球公转周期是自转周期的三百六十五倍。由于向心力与运动物体的质量和角速度平方的乘积成正比,在地心说中太阳所需要的向心力,是日心说中地球所需向心力的四百四十亿倍。而按照已测定的引力恒量计算,太阳和地球之间的引力正好能够提供地球围遶太阳运转的向心力,而远远不能满足太阳绕地球运转的要求。所以,肯定地球围遶太阳转动才是合理的——至少从近代天文学发展所走过的道路来看,是这样。
当然,历史是由多种可能性向着唯一现实性转化的过程,科学的道路并没有事先注定。假设牛顿力学没有出现,甚至人们直到现在也没有提出“力”的概念,无论伽利略相对性原理还是广义相对论的等效原理,都允许把地球作为研究运动的参照物。于是,“日心说”战胜“地心说”的历史事件便无由发生。那就是说,离开近代科学的发展过程判定地心说的错误,是没有道理的。日心说战胜地心说,是由现代科学发展的实际路径造成的。也可以把这一过程看成人类文化选择的结果。所以,对于地心而言,我们不仅可以从在历史上发挥的作用方面予以肯定,其客观真实性同样不容忽视。
能够和其他科学协调发展,并不是说你所选择的公理不能和现有科学理论发生矛盾。事实上,作为一种创造,新的理论就是不可能和现有所有科学体系都协调。人们的认识处在发展过程中,新科学体系的出现,会迫使人们的观念发生变化。在这种情况下,要对公理体系是否能和相关知识体系协调发展做出判断,需要时间的考验。这就是某些在当时看来无懈可击的理论,随着时间的推移变得谬不可及的道理,也是我们应该允许互相冲突,可是都能对人类的经验做出充分解释的各种理论同时幷存的道理。
中医理论是我们目前所掌握的,拒絶与现代科学协调发展,因而陷入停滞状态的知识体系之一。中国医学建立在《内经》、《难经》、《神农本草经》和《伤寒论》等远古医书的基础上。《内经》认为“人以天地之气生,四时之法成。”阴阳两气既然能够维系天地万物的生长,当然也能维系人的生命。人的健康状况取决于阴阳调和,气血盛衰。所谓“阴平阳秘,精神乃治,阴阳离决,精气乃絶”是中医学赖以成立的病理学总则。中医“善诊者”诊断时讲究“察色按脉,先别阴阳”,然后才能处方治病。《内经》以五行学说附会人体发病机理,提出了“诸风掉眩,皆属于肝;诸寒收引,皆属于肾;诸气膹郁,皆属于肺;诸湿肿满,皆属于脾;诸痛痒疮,皆属于心”的医学观点。由于各家各派对《内经》的理解悬殊很大,所引证的病例个案各不相同,各代医家逐渐分成若干流派。但是,无论哪派都遵从古训,都没有跳出阴阳五行的格局,各派争论也没有触动以天地万物比拟人体生理的根本。
张仲景着《伤寒杂病论》以阴阳统率表里。其虚实、寒热之论为八纲辨证打下基础。自唐初孙思邈起,中医开始注意脏腑功能与发病机理的研究。但是,由于缺乏必要的实验手段和理论指引,中医学理论研究一直停留在主观猜测和个案引证的水平上。没有严格的医学统计,缺乏确凿可信的临床报告,尤其是历代医家均强调辨证施治,因人而异,以此排斥近代科学思维的客观性、可检验和可重复性要求。加上缺乏人体解剖实践,中医理论研究一直停留在发掘古籍的水平上,无法与时俱进。而中医实践的理论概括又总是离不开阴阳五行、气血盈亏的框框调调,诊治疾病离不开扶正压邪、君臣佐辅的古板套路,使中医理论完全失去了发展的动力。
在古代社会,无论东方还是西方,凭想象杜撰法则以概括客观世界的做法是常有的事,因此中医以五行学说附会人体脏腑机能并不奇怪。由于时代的局限,越是古老的理论,猜测的成分越重,与真实世界差距越大,却越具有总揽天地万物的特征。在雅典时期,被誉为“医学之父”的希波克拉底就以人体拥有红色的血液、白色的粘液、黄色和黑色的胆汁为依据,猜想生病是因为人的四种体液不平衡造成的,治病的基本方法就是设法恢复体液的平衡。于是。如何调节体液平衡就成了最重要的医学知识。不仅如此,希波克拉底他还把四种体液的比例和人的个性联系起来,把人划分成血汁型、胆汁型等类型。在西方,这种分类方法一直沿用至今。
希腊著名医生盖伦也相信四体液学说,沿用体液平衡原理诊治疾病也不乏成功的案例。盖伦还开创瞭解剖动物尸体类比研究人体构造的方法,初步揭示了人体某些生理过程和部分发病机理。到了中世纪,盖伦的医学观点被奉为不可更改的教条。直到十五世纪,欧洲人仍然相信“心之官则思”,那时的西医也和中医以阴阳五行附会人的发病机理一样,把人体比做小宇宙,以宇宙演变规律类比人的生理过程。他们普遍把人体发病的原因归结为缺乏某些元素,医治的方法就是缺什么补什么。可以说,十五世纪以前,全世界的医学都行进在神秘主义和檏素唯物主义的轨道上。
可是,文艺复兴开始以后,西方兴起了反对神秘主义,倡导实验科学的浪潮,以自然的原因解释自然现象的风气逐步成为科学的时尚。医学工作者开始把诊治疾病的方法建立在对生理过程切实理解的基础上。十六世纪,维萨里坚持进行人体剖实验,于1543年发表了《人体解剖》一书,分项介绍了人体的骨骼、肌肉、内脏、神经和心血管系统的结构,纠正了盖伦关于人体构造的两百多个错误。而维萨里只是众多从事人体科学研究的典型之一,塞尔维特、哈维都在人体研究上做出过卓越贡献。
生理学的划时代进步冲击着人们生命科学的传统观念,一贯反对科学进步的势力,对生理学研究成果恨得要死,怕得要命。他们制造謡言,以维萨里和塞尔维特解剖活人为由判处死刑,将他们的著作一并焚毁。哈维依靠英国皇室的保护才免遭厄运。可是,科学前进的脚步是阻挡不了的。无论宗教裁判所如何歇斯底里地叫喊,每个人身上的血液照样循环流淌。
随着科学的发展,西方人对人体的知识越来越丰富,对疾病的诊断越来越准确,医疗器械不断改进,医术不断提高。他们不断更新观念,逐步养成了藐视权威,怀疑经典,尊重实验事实的科学精神。在发展观和进化论的鼓励下,他们毅然放弃原始形态的模糊医学,努力把医疗技术建立在实验科学的基础上。经过三四百年的强劲发展,西方医学终于形成门类齐全,系统严谨的现代医学理论体系。可以预见,随着科学技术的不断发展,现代医学将攻克一个又一个难关,为全人类造福,为人类的健康发展提供可靠保证。
可是,在中医的发展史上,却严重缺乏怀疑的眼光和批判的精神。到目前为止,中医学界依然崇尚古代经典,许多人仍然以为越古老的知识越真实,也越值得尊重。往古来今,就没有一个中医师敢于触动两千多年前那些似是而非的“理论”。纵使有所创见,也只能通过注释经典或者以假托前人著述的方式表达出来。医学知识的创造一直限制在阴阳五行,气血盈亏的理论框架内。《黄帝内经》称:“余闻人有精、气、津、液、血、脉,余意以为一气耳。”可是,就没有一个人敢问一声:你怎么知道的?这种似是而非的理论之所以能够统治我国医学界两千多年,和我国学术界一向拒絶和现代科学协调发展的传统有关。直到今天,中医学理论仍然建立在以“气”为基础的人体功能学说基础上,我国医学落后于西方就是理所当然的了。
有一种辩解说,西方人强调逻辑思维,而东方人的思维形式是感悟,是体验。感悟和体验不需要严密推理,也不需要人体解剖,维系人生的“气”不必拥有物质基础,也不需要确切定义。只可意会,不可言传,是中医理论的特点。既然中西医是基于两种不同思维而并行不悖的科学,那么,就不能用一个取代另一个,两者也不可能结合起来,中医必须沿古训的方向发展。
说逻辑是西方人的专利,我看不见得。不过,我国历代学术“大师”的确喜欢编造似是而非的论断,以求不朽。后人以为大智慧,其实不然。也许中医典籍上的很多话的确没有发生过错误。可是,从来也没有正确过。宋代医学家刘完素说:“人受天地之气,以化生命。是以形者生之舍也,气者生之元也,神者生之制也。形以气充,气耗形病,神依气立,气纳神存”,这些天书般的“理论”本来就是一些不具备可检测性的无意义命题。正因为它不可证实性,也不可证伪,所以不能对病症及医疗效果做出断言。不可断言的空话,对实践不具有指导作用。医疗技术人命关天,不能做出肯定性判断,你怎么治病?只能意会,不能言传的理论无法进入社会文化洪流,没有发展和提高的可能。
从西方医学发展历史可以看出,中医发展的现状并非世界唯一。在人体结构和生理知识极度贫乏的古代,一切原始医学的发展均有类似特点。可是到了人体结构知识已经极大丰富,生理学、病理学充分发展的今天,仍然把稀里糊涂的“气”作为生理基础,诊断离不开阴阳,治病离不开“秘方”,怎么不闹出乱子?依据某人“阴气不足”的诊断,你批准他卧床休息还是住院治疗?当中医说某人因“命门”挫伤至残,你将如何做出具有法律效力的裁定?所以卫生部理所当然地取消了中医对病况和死因的判断权。
还有一种辩解说,科学只在一定范围内有效,一旦超出这个范围,科学便无能为力了。而中医学的研究,从生命之源出发,从总体上把握病机,处方时标本兼治。所以中医理论不需要确定性、可重复性,她的唯一特征就是有效。一句话,中医不服从科学所必须遵守的客观性原则,西医走的是科学之路,而中医走的是非科学之路,是对科学的补充。
其实,证明治疗的有效性,并不难。历代医家依据阴阳五行,气血盈亏,君臣辅佐的原理行医,也曾发挥过济世活人,解除病痛的作用。可是,究竟有多少人是在这种理论指导下获得了救助?中医治疗方法在多大范围内有效?解除病痛和五行相生相克的中医理论之间有多大的相关性?按照现代医学的要求,凡是对医学实践具有指导意义的理论,必须尽量可靠。药物的疗效,适应范围,相关禁忌,副作用大小都必须通过临床实验或医学统计的方法得出。如果不需要讲究治疗的可靠性,凡生病都服用阿司匹林不也同样有效吗?我们小时候一生病就“刮痧”,文革期间,很多人打鸡血针治疗百病,上海用针刺麻醉给工人开脑颅取肿瘤的事还拍成了新闻电影,不同样有效吗?我国民间盛传的许多号称包医百病的万灵验方,此类而已。
顽守古训,故步自封,拒絶接受现代科学研究成果,拒絶与现代科学协同发展,是中医理论走到今天这种尴尬境地的根本原因。我这里谈论的是中医学的理论问题,在中医的临床实践和中草药方面的确有不少值得继承和发扬的东西。然而,正是由于中医理论上的严重缺陷,妨碍了中医医疗技术的提高,也妨碍了对中草药的研究开发。在这种情况下,继续通过发掘古代医学“宝库”以求保持中医特色不仅没用,反倒使中医进一步走向絶路。唯一的办法是放弃中医学独立发展的老路,在中医学研究中提倡科学精神,引进科学方法,借鉴西医理论指导临床实践,发掘中草药中的有效成分,化神奇为常识,使祖国医学成为现代医学的组成部分。
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