科学认识的不对称性

科学认识的不对称性作者：蒋谦来源：《江汉论坛》2013年第11期摘要：科学认识不对称性是人类认识活动中的一个突出现象。

它呈现于认识的各个层面和全过程当中，是科学认识主体的某种结构一功能状态。

对于认识过程中由并置、相反、对立的两个方面构成的二分性、两极性、不对称性、互补性等特性，不能作简单的“二元论”式的处理。

必须结合数学、物理学、时间一空间表征、科学思维等方面的例子，运用辩证思维和辩证方法来加以论证与说明。

分析表明，科学认识不对称性反映了客观世界的某些辩证性质，揭示出人类认识活动的某些环节、条件、范围与界限，展示了特定阶段人类科学认识所固有的“必要的张力”，以及通过互补而形成的科学发展的内在认识动力。

关键词：科学认识；二分性；不对称性；辩证思维中图分类号：B815.3 文献标识码：A 文章编号：1003-854X（2013）11-0036-05科学认识不对称性，指的是科学认识活动作为一个统一体，由并置、相反、对立的两个方面（条件、范围、要素、能力、效果等）所构成，具有二分性、两极性、不对称性、互补性等特性。

作为一种结构一功能状态，科学认识不对称性既存在于科学认识活动的个体层面和共同体层面，也存在于科学认识发生、发展的过程中，是客观世界到处盛行的不对称性在科学认识领域中的具体表现。

通常的科学历史研究虽然注意到这一现象，但是它们往往缺乏对这一现象的概念性说明；有关的认知研究虽然涉足认知的主体和心智方面，并用认知科学的成果加以阐述，但这些阐述至多止于认知分析的层面，尚未达到认识论和辩证理性思维的高度。

进一步的研究并不是要给予这种现象以简单的“二元论”式的处理，而是从“不对称性”人手。

在引证科学史和科学认识活动中大量不对称性案例的同时，将科学认识不对称性置于辩证法关于统一之物分为两个方面的首要性质以及认识发展的辩证过程之中。

通过具体的分析给出一般性的论证与说明。

分析表明，科学认识不对称反映了客观世界的某些辩证性质，揭示了人类认识过程中所必经的某些环节、条件、范围与界限。

展示了特定阶段人类科学认识所固有的“必要的张力”，以及通过互补而形成的科学发展的内在认识动力。

一、有关“科学认识不对称性”的论述对于“对称”和“不对称”，人们有各种不同的理解。

通常，人们将“对称”直白而浅显地理解为“双边（左右）对称”或“镜像对称”——物体的一半是其另一半的镜面反射；如果做不到这一点，就是不对称。

在现代物理学中，不对称被理解为对称破缺（symmetry breaking）。

虽然物理学用来描述自然界相互作用的理论都是以对称为基础的，但实验表明，几乎所有的守恒定律都受到破坏。

这也许就印证了法国物理学家居里的那句名言：“非对称创造了世界。

”或者说，不对称性是我们这个世界更为基本的方面，它就像差异、变化、斗争、不均衡性等是矛盾着的事物的更为基本的方面一样，是客观世界运动变化的“活水源头”。

在深入分析讨论科学认识不对称性之前，先引用若干关于科学认识（认知）不对称性的论述和观点是有必要的。

兹列举如下（以年代为顺序）：1 17世纪法国杰出的数学家、哲学家帕斯卡（1623-1662）在他的《思想录》一书中向我们揭示了科学家中存在的两种思想风格或精神气质，即几何学精神与直觉的精神。

他认为这两种精神是相对立的。

因为，具有直觉精神的人，有着敏锐的洞察力，能够感觉到事物的细致而繁多的方面；而具有几何精神的人往往从简洁的原则出发进行推论，能够有耐心深入到思辨与想象当中去。

他形容说：“一种是精神的力量与正确性，另一种则是精神的广博。

而其中一种却很有可能没有另一种；精神可以是强劲而又狭隘的，也可以是广博而脆弱的。

”2 德国伟大的科学家、哲学家莱布尼茨（1646-1716）曾说过一段为人广泛引用的话：“在思考的缜密和理性的思辨方面，显然我们（指欧洲——引者注）要略胜一筹，因为不论是逻辑学、形而上学还是对非物质事物的认识，即在那些有充分理由视之为属于我们自己的科学方面，我们通过知性从质料中抽象出来的思维形式，即数学方面，显然比他们（指中国——引者注）出色得多。

同时，我们的确应当承认，中国人的天文学可以与我们相媲美。

看来他们对于人的知性的伟大悟解力和进行证明的艺术至今还一窍不通，而只满足于那种靠实际经验而获得的数学，如同我们这里的工匠所精通的那种数学。

”还说：“如果说我们在手工艺技能上与之相比不分上下，而在思辨科学方面要略胜一筹的话，那么在实践哲学方面，即在生活与人类实际方面的伦理以及治国学说方面，我们实在是相形见绌了。

”3 恩格斯曾经谈到思想史和科学史上的一个重要现象：“在希腊人那里——正因为他们还没有进步到对自然界的解剖、分析——自然界还被当作一个整体而从总的方面来观察。

自然现象的总联系还没有在细节方面得到证明。

这种联系对希腊人来说是直接的和直观的结果。

这里就存在着希腊哲学的缺陷，由于这些缺陷，它在以后就必须屈服于另一种观点。

但是在这里，也存在着它胜过它的以后的一切形而上学敌手的优点。

如果说，对于希腊人而言，形而上学在细节上是正确的，那末，对于形而上学而言，希腊人在总的方面，就是正确的。

”4 19世纪法国著名物理学家、科学家皮埃尔·迪昂（1861-1916）在《物理理论的目的和结构》一书中提出了两种科学思维模式：宽阔的思维与深刻的思维。

他认为，“那些能够在视觉想象中展现出大量物体运动时的清晰、确切而又细致图像的人，都用的是宽阔思维”。

例如，英国物理学家创立一个关于抽象定律的可见的和感知的映象。

如果没有这个模型的帮助，他们的思维就无法掌握这些定律。

而法国人、德国人往往在抽象的理论中寻求某些现象的规律性的统一，并用纯逻辑的和数学的方法来加以表述。

在迪昂看来，英国式的宽阔思维和机械模型的应用会妨碍他们抽象的和逻辑有序理论的探索。

5 美国著名科学史家、科学计量学的创始人普赖斯（1922-1983）通过对古希腊科学与巴比伦科学的比较，探讨了科学文明的特异性（peeuliarity）问题。

他认为，古希腊科学与巴比伦科学是两种差异性极大的科学体系，“我们的文明独一无二地包含着高度的科学内容这个事实，主要归因于两种差别极大的科学技艺（scientific tech-niques）较高水平上的混合：一个是逻辑的几何的和图形的，另一个是数量和数字式的”。

他并且用生物学上的“雌雄同体”来比喻两类科学通过互补而形成的极优品质。

6 作为20世纪最伟大的物理学家。

爱因斯坦一向认为，知觉（或材料）与概念（或公理）之间的界线“是形而上学的…原罪‟（original sin）”。

在《自述》中，爱因斯坦指出。

感觉印象或形象本身并不是“思维”；只有当某一形象反复出现并起支配作用时，概念性的活动才由此产生。

但是，概念决不是一定要同通过感觉可以知觉的和可以再现的符号（词）联系起来的。

“在思维中，一边是基本概念和定律，另一边则是必须与我们的经验相关的结论，这两者之间的距离越拉越大，逻辑结构越简单，用以支持逻辑结构而在逻辑上独立的概念成分也就越少”。

7 著名心理学家、发生认识论的提出者皮亚杰在《儿童心理学》一书中指出：“我们如果把空间运算与儿童的关系加以全面考虑的话，我们将看到空间运算具有相当普遍的和理论上的价值。

从历史的发展来看，科学几何学先从欧几里得度量几何学，继而产生投影几何学，最后发展成拓扑学。

但是从理论上看，拓扑学乃是投影空间和普通度量学赖以形成的共同基础，而欧几里得度量几何学便是从投影空间和普通度量学发展而成。

值得注意的是，儿童由前运算的直觉通过空间运算的发展道路，比起历史上的系统发展更接近于理论上的顺序。

”也就是说，儿童空间概念的发展是与几何学的发展成反向或互逆关系的。

8 科学哲学家M·W·瓦托夫斯基注意到，“如果一种理论对发现和发明的解释是成功的，那么，它就能把科学上创造性的思维还原为可演算的程序，或者还原为一种解释性的演绎推论，这样，创造性这一概念也就随之消失。

如果一种理论未能给出这种解释，那么，当然是一种失败的理论。

这种两难推理在于：或者理论是成功的，于是发现的概念得以解释，亦即被还原地消除掉；或者理论是失败的，则发现仍然未得到解释”。

从上述例子可以看出，历史上的哲学家、科学家和历史学家注意到科学认识活动中的不对称性现象并有所陈述。

我们可以从中作出如下概括：所谓科学认识不对性，是指科学认识主体（呈现于科学认识主体的不同层面）的一种结构一功能状态，它由并置、相反、对立的两个方面（条件、范围、要素、能力、效果等）构成；通常一个方面占据主导性，另一个方面为非主导性。

这种不对称性同时具有二分性、排斥性、两极性、非均衡性、互补性等特性。

是客观世界到处盛行的不对称性在科学认识领域中的具体表现。

二、科学认识中不对称性的表现及其作用科学认识不对称性表现形式多种多样，且具有独特的作用。

下面试列举数学、物理学、时间一空间表征、科学思维四个方面的例子加以说明。

1 几何与代数。

数学史家普遍认为，数学发展的早期阶段涉及比较单纯的“形”与“数”两个方面，这两个方面分别形成了以形为中心的几何学和以数（量）为中心的算术和代数学这样两大学科。

十分有意味的是，这样两大学科在东、西方数学史上是极为不均衡的：东方人长于算术（算法）、代数而拙于几何；西方人优于几何而疏于算术和代数。

这两种数学传统，一种是希腊人所确立的依靠逻辑演绎的几何知识，另一种是源于埃及人和巴比伦人，后又为印度人和阿拉伯人进一步推广的算术与代数。

正如我国著名数学家吴文俊先生指出的，世界数学有两条发展路线，一条是从希腊欧几里得系统下来的，另一条是发源于中国，影响到印度，然后影响到世界的数学。

前者是公理化的体系，是证明的数学；后者是机械化的体系。

是计算的数学。

从历史上看，这种不对称性不仅不是什么缺憾，反而促进了数学的向前发展。

在古希腊方面，善于抽象思维的一个好处在于能够把实际的经验事物与思维的抽象物分离开来，以便使思维的构造性作用得以充分发挥，这也就是古希腊人利用埃及的测量技术而创立几何学的原因。

同时，沿着纯粹思辨的方向前行，能够最大限度地构造几何空间关系，并有效回避算术和代数所遇到的连续性、形态变化以及不可公度和无理数等难题。

同样地，逻辑思维、几何证明的不发达使东方人在处理各种数量关系时不去或很少考虑概念的定义和逻辑结构的合理性等问题，这十分有助于将几何问题转化为算法和代数问题（包括使用无理数等）而获得“解”。

2 “波粒”二象性。

所谓波粒二象性，是指在不同条件下，微观粒子分别表现出的波动状态和粒子状态两种性质。

人们发现在微观领域，微观粒子或亚原子粒子的这两种状态分别与人们所使用的观测仪器有关。

在微观领域要想同时获得某些成对的物理量（如位置与动量、时间与能量），是不可能精确地做到的。