从形式的操作到实验

　　从形式的操作到实验
　　──形式本体论复杂性初探（6）

　　郁松　 曾富

　 2.6 从形式的操作到实验
　 百年数学难题庞加莱猜想被解开，它引起的争议是操作；形式本体论的主题也是操作，它是理解形式概念的关键。但形式本体论不是形式，例如有不少人说，科学理论要得到承认，就要在正规的科学杂志上发表，或在正规的科学学术会议上宣讲──如果这是反“伪科学”者定义的一种形式，那么俄罗斯数学家佩雷尔曼证明庞加莱猜想被承认，就违反了这种“形式”：他本人并没有在杂志上发表，宣讲也只是同行邀请作的相关大会报告，后来他只是在自己个人的网页上作了简洁扼要的证明公布，但居然在美国引起许多数学家的兴趣，而且有三组数学家还认真去作长篇的解读。2006年佩雷尔曼被公认证明了庞加莱猜想而获得菲尔茨奖的承认，是对反“伪科学”者的定义的一种证伪。即反“伪科学”者的定义只是一种形式主义，不是看重内容的实质。
　 更有意义的是庞加莱猜想的正命题和逆命题的操作，庞加莱只做了正命题球面操作唯一性的表达，但庞加莱猜想逆命题也能延伸到环面操作。其次，庞加莱的描述看似只是球面判定问题，但他却也在暗中延伸到了“操作”问题。因为庞加莱猜想中所谓封闭线的收缩，实际是指场的一种操作，如果把球体看作“物”，操作看作“场”，他是把“物”和“操作”在并立，这就打破了目前科学界“物质在先”和“场在先”分立的两说，提出了“物”和“场”缠结的第三说。
　 类似庞加莱猜想，无论是形式逻辑概念还是形式本体论概念，它所描述的事实变成为相应符号的含义，也容易被理解。相应的符号完全决定于控制它们用途的指令操作规则，通过推测相应符号的形式特征，推测出是逻辑的还是本体论的规律，如是常量也才是形式；而要说明这类的形式，不是用日常生活那种交流语言，是用逻辑概念或形式本体论概念的量化符号形式。这是在不破坏原符号的意义或含义的情况下，只用处理符号的规定，延展创新组成可推证的形式常量，类似如函数方程。在类似微分方程中，即使通过改变系数或常数项，这也提供了从最初形式的恒量方程，常常能产生更多的函数形式的定态结果的操作。这类似形式逻辑概念中连词符号的定态含义，完全代表着控制它用途的操作规则。也正如环量子在形式本体论概念中，环量子类似类圈体，才属于是一个整体，类似球量子的转座子，只是属于一个部分；这种形体含义的拓扑数学，是合乎观测事实的，也合乎事实的逻辑。
　 现在来看主流高等科学刊物的约稿，有的明确提出要以科学实验为立论基础，不刊登与科学距离甚远的、不可能经实验证实或证伪的，或不能用数理分析演绎归纳出的“超自然”和玄学类论文。形式逻辑和形式本体论类型的科学论文，是否也要像实验研究成果的科学论文要以实验基础为主证明自己论点的正确性？这里涉及如何定义“实验”，形式逻辑和形式本体论使用的“操作”概念是否就等于实验研究的“实验”概念？它们的区别和意义在哪里？
　 有人说，远离实验条件的业余和教学的科学作者，手无寸铁，何谈实验基础？即使是国家级的有些科研机构也比先进国家相差悬殊，是否可以引用别人的或过去成熟的实验，去证明形式本体论的科学新理论，就能进入实验研究类型而满足其约稿条件呢？这是分析哲学、形式逻辑和形式本体论等三类学者长期争论和感到困惑的问题。针对专业科研机构以科学实验立论为基础否决一切的态势，胡塞尔在有关逻辑和数学哲学的早期著作中，第一个提出了“形式操作”在自然界里发挥着作用的理解。自然哲学家用“形式的”代替形式逻辑学家行文里的“逻辑的”有关作法，其用意从这里不难理解。
　 1、首先，以布尔开创的符号代数形式逻辑，并不要求用实验证明他的方法的正确性。原因是它能不说自明，并且从布尔代数到数理逻辑不断发展，本身早已得到英国皇家学会等著名科学共同体的承认，并不需要强调它要以科学实验立论为基础。其次，纯形式逻辑学家的专业论文，除了发表在自身内的专业杂志上外，并不要求在多种科学刊物上去发表，这难以招惹是非。第三，形式逻辑本身通向数理分析演绎归纳方法，通向实物化的电子计算机；而数理分析演绎归纳方法本身已是主流科学研究方法和刊物约稿锁定的对象。
　 而自然哲学家的论文和通常主流的自然语言说理差不多，是怎么说都行的辩证方法。其次，他们自己不做实验或没有条件做实验，通常是引用别人的或过去成熟的一部分实验，为其国家意识形态哲学或自选当代一些自然哲学意识主旨服务。由于它的科学实验和数理演绎硬度不高，又想进入多种科学刊物上去发表，借用形式逻辑的地位优势和可借用的相同之处的形式概念，改它的“逻辑的”为自己的“形式的”，不就顺理成章。　　那么，形式本体论是否也有类似的“投机取巧”呢？不是的，形式本体论说的“形式”，就是类似元数学、元物理学标准模型的一些“形式”规则；说白了，形式本体论就是要维护元数学、元物理学的标准模型的一些“形式”规则，通过这类“形式”方法的创新，去发展科学，为维护科学的纯洁性去争辩。即它的主旨就是要捍卫这类“形式”规则，而不是类似阶级斗争哲学的要一个打倒一个才叫“创新”；它的创新，是建立在沿着类似几何化方向在前进。即说它“保守”也行；说来他们中有的不是物理系和数学系毕业的大学本科生，但也许比大学物理系和数学系毕业的本科生维护元数学、元物理学的标准模型的形式还“保守”。
　 2、从形式逻辑到数理逻辑，现已出现了哥德尔计算机问题。布尔和弗雷格证明了逻辑演绎可以成为数学的一个分支，这是一种代数化发展方法，而且他们一开始就没有解决罗素、康托尔类似集合论数学悖论的问题，而哥德尔计算机问题是这类悖论的总集成。罗素指出，用集合的集合进行推理很容易导致矛盾。一个集合如何可能导致异常，可举“物质无限可分是物质”为例：“物质无限可分”仍然只是部分物质的集合，如果是正常的，“物质无限可分是物质”才是这个集合整体的集合；那么“无限可分”的操作可能导致异常的逻辑是，它说的物质可以无限分，但物质这个概念却不可以分或没有分，即无限可分了还是“物质”。这其中包含的一些悖论就是一种哥德尔计算机问题。不承认它，就不是形式本体论研究，而是哲学分析研究。如果哲学研究为阶级服务，也行，因为这是它的任务。曾经坚持“无限可分”为基础的“层子”召集五大洲的一些科学家来声援，一些著名科学家也说了些恭喜话，但今天最终人们还是明白，在物理学上，“物质无限可分”属于是一个形式本体论问题，不是类似阶级斗争哲学的问题。
　 3、形式本体论通往科学实验的道路是复杂的，政治家要诉说忠诚，科学实验要追求科学为真。政治家重视科学、支持科学实验，是正确的；包括政治家要求按政治办一切事情，延伸到科学技术，对他们来说也是正确的，因为这是政治家份内的事。同时，自然科学和自然哲学结合，并没有害处。问题是关于物质及对象要分清它是属于形式本体论或形式逻辑，还是科学实验方法或者自然哲学分析问题，混淆了，就可能会误入迷途。以支持层子无限可分的专业科学家为例，如果他们是以诉说忠诚而并不能以自己做的实验诉说这个问题，虽然他们中有的也用了数理分析演绎归纳方法，也举了一些实验，但这些论据并不是直接证明能物质无限可分，况且某部分物体并不就等于物质概念，这本身就成了一个哥德尔计算机讨论的问题。
　 但形式本体论的形式操作通向科学实验并不是绝对不行。把它与形式逻辑、分析哲学分离，正是为科学实验做分级分离手续而设计的科学门类。其中一些通向实验的时间很短，如宇称不守恒原理，当年就得到吴健雄等实验科学家的证实。原因是这个问题一提出，就已分离集中在微观领域，又具体到某一种微观粒子的实验引起的。宇称守恒类似乌鸦皆黑，是一个包括宏观和微观的全称命题，但整个集合中只要有一只乌鸦是白的，乌鸦皆黑的命题逻辑就不成立；现在已经发现一只可疑的“白乌鸦”，科学实验只要再扩大到证明还有另外一只白乌鸦为真，宇称不守恒问题就能得到突破。当年李政道和杨振宁推翻宇称守恒定律的逻辑就精致到此。
　 形式本体论通向实验的时间也有很长的，如美国植物学家巴巴拉·麦克林托的基因可以跳跃移动的转座因子理论。说它是一个形式本体论问题，因为开初它还是一个从植物宏观表现实验推测的微观理论。麦克林托本人虽然就是一个实验科学家，而且她在玉米上做了很多实验，发现某些玉米秧苗叶子的颜色会自动消失，而另一些叶子，则呈现这种颜色。但这种科学实验还不是直接到位在微观领域。从1932年直到1974年约40年，因后来其他的美、德、英、日等国不少科学家的微观实验，发现在原核生物中的插入突变、抗药性基因可在亲缘关系很远的细菌之间发生的转移等之后，麦克林托克的理论才授予了诺贝尔奖。
　 类此，相对论是一个形式本体论问题，量子力学波粒二相性是一个形式本体论问题，宇宙大爆炸说是一个形式本体论问题，生物全息律也是一个形式本体论问题......下面我们想简要分析这些问题。