有关物理学家和还原论

April 10, 2008 4:11 am UTC | In Study

核物理之父卢瑟福曾说过:All science is either physics or stamp collecting. 物理学家生性高傲,认为自己掌握了世界的终极真理。去看物理教科书,你会发现书中充斥着 govern, determine, restrict, ensure 等词汇,比如:万有引力定律决定了太阳系的天体运动 – 仔细推敲一下,你会发现“决定”这个词绝对不是一个中性的词,而带有一种居高临下的统治感和优越感。预言正电子的狄拉克说:..the rest, is chemistry. 说的就是,你们看,物理学已经把基础理论都打好了,剩下的就是你们应用应用物理学定律把各类学科建立起来。有人把这种应用关系发挥到了极致:

哲学就是应用社会学;
社会学就是应用心理学;
心理学就是应用生物学;
生物学就是应用化学;
化学就是应用物理学;
物理学就是应用数学;
数学就是应用哲学。

(因此哲学最牛鼻,他们不但架构了自然科学的基石,更凌驾于自然科学之上,不可一世,怪不得所有屁挨着地都统称为哲学博士。)

古典还原论的这种思维方式是很可怕的,他们胡乱编造等级制度,认为高一级的学科可以完全拆解成低一级的学科,盲目崇拜相对基础的学科。当然,没有人会否定物理学的重要地位,没有近代物理学的发展,就没有集成电路、大容量硬盘,也不会有发现 DNA 双螺旋结构的工具。但是仅此而已,物理学能从第一原理推导出生命起源和具体的进化过程吗?能解释人为什么长两个眼睛一个鼻子吗?能计算人手臂上有几条大动脉吗?不行的话就老老实实的和生理解剖学平起平坐,不要搞等级制度。被称为 “World’s most creative physicist” 的 P. W. Anderson 在著名的批判还原论的文章 More is Different 中提到:

… The behavior of large and complex aggregates of elementary particles, it turns out, is not to be understood in terms of a simple extrapolation of the properties of a few particles. Instead, at each level of complexity entirely new properties appear, and the understanding of the new behaviors requires research which I think is as fundamental in its nature as any other. … At each stage entirely new laws, concepts, and generalizations are necessary, requiring inspiration and creativity to just as great a degree as in the previous one. Psychology is not applied biology, nor is biology applied chemistry.

… but we have yet to recover from that of some molecular biologists, who seem determined to try to reduce everything about the human organism to “only” chemistry, from the common cold and all mental disease to the religious instinct. Surely there are more levels of organization between human ethology and DNA than there are between DNA and quantum electrodynamics, and each level can require a whole new conceptual structure.

In closing, I offer two examples from economics of what I hope to have said. Marx said that quantitative differences become qualitative ones, but a dialogue in Paris in the 1920′s sums it up even more clearly:
- FITZGERALD: The rich are different from us.
- HEMINGWAY: Yes, they have more money.

还原论也许可以作为一个科研人士的信仰,或者也可以成为骗取经费的说辞(你们怎么可以不给研究自然界终极理论的学科投钱呢?),但是不可能成为推动科学进步的原动力。更多阅读:

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10 Comments »

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  1. a core 英明
    看来我就是还原论患者

    Comment by hayate — April 10, 2008 6:00 am UTC #

  2. 首先说你搞错了一个事实
    那句citation 不是什么DC Anderson 说的, 是P.A.Dirac说的,
    再者正电子的理论预言也是P.A Dirac

    Comment by haipinglan@gmail.com — April 10, 2008 6:08 am UTC #

  3. 谢谢指正~~

    Comment by atppp — April 10, 2008 8:55 am UTC #

  4. 在David Deutsch的真实世界的脉络(The Fabric of Reality)一书中,作者对还原论和不同层次上的theory of everything进行了阐述,写的很不错。
    其实我也是还原论者。

    Comment by paanda — April 11, 2008 1:26 am UTC #

  5. re,我觉得还原论这玩意像共产主义,理想是美好的,但是现在拿来指导科研非要饿死人不可。。。

    Comment by kisstar — April 13, 2008 10:11 am UTC #

  6. orz。不过自我感觉良好有助于心理健康,只要不是太良好。据说自我感觉完全真实的人被现代社会称作抑郁症患者。

    Comment by hammer — April 14, 2008 4:51 pm UTC #

  7. 科学就是还原嘛,还原论不是一个信仰的问题,而就是科学本身。哪一门科学不是在还原?从社会学-心理学-生理学-生物学-化学-物理学,就是一条还原接力赛。。。偶也相信还原论,因为这是连续性的结果,除非承认世界的构造存在某种神秘的不可解释的突变层面,但是这在目前还没有找到过。

    可能只有一个例外,也即使唯一剩下的神秘的东西,那就是意识,或者说心灵,我们可以找到与意识对应的神经物理过程,但也仅仅是“对应”而已。在这里用还原就是不恰当的了,因为两者完全不是一个世界的东西,而且也不存在级别的差异,是同一个层次的。不过,到底可不可以当作还原,我也还想不清楚。Atp看过马赫的书吗?强烈推荐他的学说,很简洁地解决了心物二元论。毕竟是自然科学的人才,总遵守奥姆剃刀原则。

    Ps,哲学为什么会是应用社会学呢?这很nonsense!其实大家各个学科只有分工的不同、对象的基础性不同罢了。虽然知识上的基础性总难免会引起一些价值观念上的倾向。只要别太厉害、拿出来激化人民内部矛盾就行了。

    Comment by fax — April 18, 2008 11:55 am UTC #

  8. 我所反对的只是用还原论来划分等级制度。或许第一原理最终可以解释生命的一切包括意识,但是它并不能保证唯一解。也就是说,要给人动手术,光学物理第一原理是不能知道人心脏在哪的,人体解剖学必须是一门独立的平等的学科。

    方舟子最近有一篇 谁是千年第一人 提到类似的问题。另外,Complexity 那本书也讲到关于意识的还原论问题。

    另,摘要一下 fancyrabbit 的话:

    其实我觉得
    化学是火腿肠
    物理是面包
    上边那片面包研究分子以上层面的。。
    下边那片面包研究原子以下层面的。。。

    Comment by atppp — April 20, 2008 12:24 pm UTC #

  9. 我理解的还原论并不承诺从第一原理解释一切事情,它只是说“原则上”可以推导,但是很多时候这种推导是不可能也不必要的。

    在物理学里面我更喜欢用“有效理论”这个词,很多时候我们说理论A是理论B的有效理论,这只是说A“实际上”或者“原则上”可以从B推导出来,但并不是说B就比A更有用或者更重要。事实上是,在A可以适用的范围内,往往具有B所没有的很多特性,可以更明确地突出所要研究的性质和极大地简化计算的复杂性。从这个意义上说,牛顿力学是相对论的有效理论,但是没有人会去用相对论研究汽车怎么跑起来的;统计力学是牛顿力学(或者量子力学)的有效理论,但是没人会真去从牛顿力学出发研究气体的行为,而且统计力学给宇宙学的研究提供了很多insight;热力学可以看作统计力学的有效理论,但是估计设计内燃机的同志们可不愿意去计算麦克斯韦分布。。。光物理自身就这样,更不用说生物这样更加复杂的系统了。。。

    换个方向来看,假如我们现在有ABC三个理论,那么来设想和寻找这三个理论是否可以从一个更加普遍的理论D“实际上”或者“原则上”推导出来,这个才是物理“还原论”追求的目标吧。所以我不能同意还原论只是一种信仰或者骗取经费的说辞而不能成为推动科学进步的原动力的说法。

    Comment by freewill — April 24, 2008 6:05 am UTC #

  10. 一直觉得还原论就是因为物理美学宣传的影响 一个e=mc2的世界是美丽的 哪怕依靠概率论 它本身的理论也是简洁的 化学和生物学就不太一样了

    Comment by kewi83 — May 26, 2009 1:59 am UTC #

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