读维特根斯坦(科学和逻辑)
我在《逻辑和语言》中讲的只是语言哲学中最基础的东西,是读懂维特根斯坦的预备知识,那么这一篇讲的就是他为什么是维特根斯坦,其哲学的核心。
我也讲到严格的语言都具有同一种模式,从前提的集出发,用逻辑运算来得到结论的集。在数理逻辑中就是非常重要的那句话:所有的科学理论都可以用一阶逻辑来完整地表达。
我还说到在数学里,是用假设来确定前提的集,这是强制性的,不然就免谈,用这种办法,我们自然能保证前提的一致性。但很明显,在科学中情况要复杂得多,不能用免谈来解决问题。
科学当然没有疑问是能够达到一致的严格语言,在一定的条件下,按照一定的程序,一定要有一个在误差以内的结果,如果没有这种可重复性,就是在造假。当然,这不是说科学就没有争议了,对于同一个的现象,有时会存在着不同的解释,但是最重要的一点是,我们能够找到到某种大家都同意的方法(也许将来才有条件),来解决这种争议。
这里实际上是从逻辑作为出发点,对科学作了一个定义。当然,这个定义是维特根斯坦作的,严格地说,是我总结他的,并没有他的原话,但我认为他就是那个意思。
这里的确有一点讨厌,我只能要大家暂时接受这个定义,继续往下看。实际上这就是科学的方法,传统哲学那种依赖于完全确定的概念来说明问题,今天没有多少人信了,因为那种概念没有神的帮忙是确立不了的。
这样我们可以知道,气功不能是科学,那玩意没有严格地可重复性。中医也不能是,因为不能建立一个严格的前提,通过逻辑来达到结论。甚至佛洛依德的理论也不是,恋母情结同样没有办法严格。
希望大家能注意到这一点,不是科学并不等于就没有用了,比如我认为中医只是不能是科学,但仍然有价值,有用。没有人会认为毕加索是科学家,但是说他的画没有价值就送给我好了。这种认为只有科学才能说明一切叫做科学主义,维特根斯坦并不同意(参见下面所说的可能性)。
这是必须的,不给科学一个定义,就没有办法讲下去。当然,我完全同意维特根斯坦的基本观点,不是什么东西都可以称为科学的,那是有着非常严格地限制。那种动不动就把自己的理论往科学上面扯,不同意他们就是不讲科学,实际上是拿棍子打人的所谓精英。特别是政治上的东西,按照这个定义,与科学根本是八竿子都打不着。
如果你看完了,不满意,不妨自己为科学作个定义,本来根据维特根斯坦,哲学不过是你自己的气质,不是棍子。因为罗素悖论,科学不能讨论自己,为科学所作的定义,其必然就不能是科学了。
下面我们来看从命题逻辑怎么来看科学。现在我们把惯性定律转换成命题逻辑,
A《=》B
这里的A和B都是一个集,A是外力,B是运动状态的改变,中间那个符号就是当且仅当,就是有了A必然可以推导出有B,反之亦然。
牛顿力学另外二个定律就不可能用简单的命题逻辑了,因为涉及到函数(乘除)和关系(相等),得用一阶逻辑,那玩意繁琐,基本思想是一样的东西,我们只说简单的东西,说明道理是足够了。这里要注意一点,如果认为数学是以逻辑为基础的话,那么所有的都可以归到逻辑。当前面为科学所作的定义,科学理论都可以用一阶逻辑来完整地表达,就包含了这个意思。
这里可以用计算机作如下简单的理解:实际上计算机是把加减乘除都转化为逻辑运算;反过来是不行的,逻辑运算不可能变成加减乘除,所以说逻辑是一个最根本的东西。任何数值的运算都最终都只能转变成加减乘除,级数的重要就在这里。计算机的图形显示一样也是建立在逻辑和数值运算之上,因为计算机说到底就是一个逻辑处理器。
所以也许能说,虽然用计算机发现科学定律没有可能,但是,因为现在任何一个科学定律都是可以用严格的命题逻辑来表达,所以它们都是可以用计算机来表示和运算。这里严格的讨论应该用图灵机(可计算性),那玩意有点烦,应该由高人来解答。
下面说一个生物学上的例子,孟德尔的分离规律是遗传学的基本定律:
在杂合子细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;当细胞进行减数分裂时,等位基因会随着同源染色体的分离而分开,分别进入两个配子当中,独立地随配子遗传给后代。
里面有一些集,杂合子细胞,一对同源染色体,等位基因,细胞,配子,后代,这个定律就是确定了它们之间的逻辑关系。这里要注意一个问题,像遗传这样的字,有时是名词,有时又是动词。作为前者,那是根据性质作的一个集,后者就是一个逻辑关系。
实际上所有的科学命题都是这种形式,里面的字,不是集就是表明逻辑(把数学看成是一种逻辑关系)关系,都可以转变成严格的命题运算,不管有多么复杂。这里就和我前面讲的语言逻辑是一模一样的,从前提那个集出发,用逻辑得到结论的集。那么道理也是一样的,前提那个集最重要,大家要相同,再使用同样的逻辑,我们就能保证大家都能得到同样的结论,而不会说不清楚。
想了解一个东西是什么,最好是从历史出发,看它是怎么来的,所以我们就得来看一下科学史。我读的第一本关于科学历史的书是丹皮尔《科学史》,那是在很多年以前,只能找到它。商务印书馆的那些老先生还是很有眼光的,它是真正的经典。
这本书是围绕着一个基本观点讲的:科学的发展是建立是观念改变之上的,所以观念的变化才是最根本的东西。先看作者理由,然后谈维特根斯坦的哲学与其一致性,我不知道作者是否读过维特根斯坦,或者相反(他们是同时代的人)。
我们一般认为牛顿建立了经典力学,但作者认为,伽利略才是物理学的奠基人。我们总说牛顿三定律,但这是有点问题的,因为第一定律不是牛顿,而是伽利略提出的。我想大家都知道那些定律,因为那是中学的课程,仔细分析一下,就能知道第一定律(惯性定律)是最基础,最关键的东西。没有惯性定律,后面定律根本就不可能有。
那么第一定律是什么,就是观念的改变,或者说,我们用新的眼光,新的观念来看待那些老的事实,现象,一切都发生了改变。一样的太阳,月亮升起,落下,一样的天体运行,而在原来人们的理解里,是太阳围绕着地球在转动,太阳必须有外力才能维持运动。
从另一方面来说,伽利略并不能从那个著名的塔上实验得到惯性定律,因为我们不能找到一个没有空气阻力的地方来做这个实验(至少在那个时候不行),现在也不可能,因为任何测量都有误差。所以说,那个实验什么都证实不了。伽利略其实是告诉我们(他没有认识到这一点,而认为自己所说都是正确的),如果从不同的角度来逻辑地思考问题,这个世界能够具有一种什么样的可能。
很多人认为伽利略是近代科学的奠基人,用逻辑命题的角度来看这句话就能非常明晰了。伽利略的惯性定律实际上是作了两个集,然后告诉我们它们之间的逻辑关系,而以后的科学全部都具有这种模式,虽然伽利略并不知道以后能有数理逻辑这个东西。
我想这样说可能好懂一些,说伽利略之前没有真正的科学,理由就是那时候人们对自然界的描述都是非常含糊而混沌,上帝是万物运动的原因,但却没有人去深入地研究上帝究竟是以什么方式来使万物运动。打一个不那么严格的比方,类似于现在的气功,就是那么一回事嘛。你问师傅说,我都照你教的办法做了,怎么就发不出来气呢,师傅会说,你的心不诚,再问急了,回答就是,你到底还想不想跟我学!
而伽利略以后的科学,就是建立了一种严格命题逻辑的形式,我们的对错,都是可以清清楚楚说出来的。学不好,老师不会说你心不诚,而是要说,你这孩子应该劳逸结合一下,谈女朋友累了,休息还是要看看书的。
其实伽利略并没有怀疑上帝,牛顿更是虔诚到放弃了科学研究,他们想做的无非是想知道上帝到底是怎么做的呢,那个具体的逻辑联系,规律,从这就可以毫无疑问地走向科学。
从这种观点来看,说伽利略是近代科学的奠基人一点都不夸张。
下面就来看最关键的问题,怎么来确定前提的集。先得说明二点,第一,当且仅当就是互为前提,第二,确定集要和后面的逻辑运算一起来考虑,才能得到有意义的结论。
我们可以用数学得到速度的概念(运动状态,是矢量),运动状态的改变就是加速度(也是矢量),这样一来,什么是力就能够用性质来精确地做出一个集来,使物体产生加速度的那个东西。然后就能在力,速度这样的集合上构成所有的经典力学,我想大家都会同意,这个前提是没有任何模糊的地方。
下面说二点,第一,这个力和我们自然语言中说的力并不一样,这里有非常严格的定义,产生了加速度才有所谓力。我用劲推墙,说我没用力肯定是委屈的,但是你这个力并不是惯性定律中的力,这就是观念的改变,把一个含糊的东西变成一个严格的定义,才能有下一步;第二,速度的定义中必须要有参照物,在那个时代,这不成问题,有上帝确定。
到了上世纪初,问题就来了,如果是上帝确定了参照物,那么光速就会改变,但是,不管人们怎么努力,就是无法检测到那个改变量。这里要讲一个重要的区别,我们永远无法确证任何物理理论,因为任何测量都有误差;但我们却可以用实验否认某个理论,因为可以根据理论,从逻辑上推导出要出现一个东西,已经考虑到了误差而找不到,这个理论就有了大问题。波普尔的科学哲学的核心就是这个东西,科学实际上是证伪,不是证明。
这时爱因斯坦来了,他彻底否认了存在着绝对的参照系,理性的上帝由此受到致命的一击,连住的地方都没有了,上帝就只能存在于信仰之中了。从相对论(维特根斯坦不赞成科学有哲学意义,胡乱引申是传统哲学的东西,我想作为一个比方还是有点用的)我想可以这样理解:因为不存在绝对的参照物,我们的任何判断就只能是相对的了。同时他也提出了能量可能不是连续的,在这二个观念的转变之上,现代物理学诞生了。
下面来看维特根斯坦的《逻辑哲学论》是怎么说的。
科学可以看成是由一些命题构成的集,性质就是科学,科学的意义只能依靠实验,现象,应用这样的东西。那么当然,这些东西就再不能属于科学命题,因为如果它们也属于科学命题,那就是在科学这个集里面里讨论科学的性质,这是罗素悖论所不允许的。实际上我们是在用科学命题来解释实验,现象,只有用这种办法来避开罗素悖论,科学才能有意义,能够决定出一个大家都认可的集。
比如我们说:如果没有云,我们能看到太阳从东边升起。这句话就不能是科学命题;而地球大约24小时自转一周,才是所谓的科学命题。
第一句话只是描述一个事实,完全可以用一段录像来表达;但是,第二句话不用逻辑根本就得不到。与此类似,我们的实验结果,大都是一些仪器显示的数据,我们说出这些数据,都不能是科学命题。只有当我们说出这些数据的含义,才是科学命题。
所谓含义就是这些数据和科学理论相符或者不相符,背后一定有一个东西,有个解释,不然我们根本不能设计一个实验。用类型论来解释,这是在二个不同层次的集合里的命题,在科学命题这个集合里面,我们不能确定科学的意义,它的意义必须要在另一些集合里来确定,在现象,实验结果,应用中来确立。
所以在《逻辑哲学论》有:
“2.172然而图像不能图示它的图示形式;图像显示它的图示形式。”
这一句非常重要,我觉得改一改可能会好懂一点:图像不能逻辑它的逻辑形式;图像显示它的逻辑形式。(参见4.121 命题不能表现逻辑形式,逻辑形式反映于命题中)
我们的科学命题是描述事实的一种图像,就像前面例子,事实(太阳升起)就不能属于科学命题了。可以这样来看:科学就是描述事实之间的逻辑结构,那么,所谓逻辑结构就不能再从科学中得到了,科学只能是显示这个逻辑结构。
你不能说,我用逻辑得到了科学,而科学又得到了逻辑,这是一种循环论证,所以科学只能显示逻辑。那么逻辑是怎么来的呢?
只能是天生的。
下面说二个相联系问题,因为要引起非常复杂的讨论,而且我以为没有定论,如果以后有时间,再来讨论,大家不妨先想一想。
(1)如果知道康德的自明,数学是一个生来就有的能力,那么维特根斯坦是不是回到了康德?
我以为不是,因为康德的自明是一个与神有关的概念,他是企图在用数学的自明来证明神给了人道德上的自明;而维特根斯坦在这里纯粹是一个逻辑上的结论,你信任逻辑,就必然得到这个结果,与上帝无关,他认为伦理学和美学是一类,属于不可说的东西。
但是,逻辑这个无比重要的东西只能是天生的,这就有点神秘主义了,而且是没有上帝的神秘,这就不好说了。
(2)与此类似,我们也可以说:上帝不能证明上帝,但事实却显示上帝。比如牛顿就认为,我们所有知道的事实,无一不显示了造物主的伟大。可见这个显示的确是一个神秘的东西,那么维特根斯坦到底是什么意思?
“3.13 命题包括投影所包扩的一切,而不包括被投影者。”
科学命题可以包括所有我们所作的图像,但是,不能包括事实,那是被投影者。
“因命题包括的是被投影者的可能性,而不是被投影者本身。”
科学命题不是所谓真理,而只是一种可能性。这个可能性可以这样理解:牛顿力学是一种可能性,相对论是另一种可能性,将来如果发现了新的物理理论,那就有了另一种新的可能性。这里根本不是对错的问题,而是在不同的条件下,也就是根据不同性质而作出不同的集,这些集而形成的逻辑关系不同而已。他们都能够在一定的范围内很好的解释事实,从这一点上说,它们都是对的,反映了事实的逻辑结构(为真的图像)。
如果认为维特根斯坦说的都是命题,那么也是一种可能性,当然,也就是说他没有否认另外的可能性,不过是他认为自己所说是一些合理的可能性,希望每一个读他的书的人随时都不要忘记这一点。
“因此命题中也不包含命题的意义,而只包含表达其意义的可能性。”
科学的意义不能在科学命题中来谈,只能在事实中谈,那是在科学命题之外的。
“命题中包含命题意义的形式而非其内容。”
这句话最不好懂,命题不能涉及到自身的意义(内容),那么它是什么,只能是一种形式,就是逻辑形式,用逻辑来显示事实的结构,所谓图像就是逻辑结构。科学也就是显示事实之间的逻辑结构。
“3.221我们只能谈到对象,而不能用语词说出它们来。命题只能说事物是怎样的,而不能说它们是什么。”
对象是不能定义的(即说出来,这一点我将在讨论对象无结论时详细说明),我们定义的只是一种途径,指向对象。我们不能定义物质这种基本概念,那不是靠语言而存在的东西;但可以在语言中有一个办法,说明它们是怎么样的一个东西,至于它们到底是什么,科学不能解决。
比如我们现在仍然不知道物质是什么,但是还是一样能够有物理学,一样能谈到物质,那是说我们有一个办法,来确立事实的逻辑关系,这个关系(逻辑图像)就是科学命题。
从上面可以看到,维特根斯坦一样认为观念的转变才是科学进步的核心。因为什么应当作为前提就是根据观念而来的,有一个绝对参照系是经典物理;没有就只能是相对论了,这个区别就是一切。
当然,观念就是一个最基本的东西了,不能定义,只能显示,在经典物理或现代物理中来显示;什么是命题,也是不能定义的,只能在数理逻辑中显示;至于什么是事实,可以说维特根斯坦用《逻辑哲学论》这一本书在显示。
我们之所以相信经典力学,只是因为它能够更好把事实用逻辑的方式联系了起来,更重要的是,它是所谓科学,就意味着我们能得到实际的应用,从中获取利益。至于那个背后是上帝还是别的什么,我们其实并不能知道。
罗素曾经说,科学是有一点绝对意味的,如果某个国家或者民族不相信科学,在今天的世界里就很可能存在不下去。但是还要记住,科学从来不具有形而上学的那种独断性,按照维特根斯坦的意见,只是一种可能性。
所以说,你仍然可以像牛顿,相信是上帝制定了规则;就是在今天,仍然有许许多多的人认为科学与宗教并无冲突。这是一种观念上的差别,而观念是一种逻辑上的起点,就不能用逻辑去判断对错,信仰并不是建立在逻辑的基础之上。