一段师生佳话：物理与哲学的人文探讨
金老师（金晓峰老师）在复旦大学开设“人文的物理学”通识课程，吸引了大量复旦校园内外的学生和老师成为他的“粉丝”，我称之为“金粉”，当然我也是其中一员。金老师在教学中也会与学生经常有交流互动，他分享了这位文科生与他的邮件往来。看到师生之间这样高水平的对话让我震憾，作为老师遇到这样的学生是极大的快乐，作为学生遇到像金晓峰这样的老师也是极大的幸运。而张同学受金老师启示而形成的对物理学的认识可能是当今大部分的大学物理教师未必有的，在物理教育江河日下的今天，物理教育者到底该如何作为，我以为金老师为我们提供了一个典范。
潘小青
“
尊敬的金老师：
您好！
从我第一次在课表上看到“人文的物理学”这个名字的时候，我就对这门课产生了极大的兴趣。我的专业是文科，但我总是不务正业地关心科学方面的知识，尤其是物理学和数学，虽然那些高深的理论我也只是一知半解，但我能从其中捕捉到令我震撼的片段。
我一直隐隐地感觉到，人文与科学不是两条独立不相干的路，我似乎能在科学中看到人文的影子，又似乎能在人文中看到科学的影子。柏拉图的理念世界让我联想到物理学理论中对理想条件的假设，而量子力学中对连续性和确定性的否定则让我窥探到一种全新的世界观。再举一个或许不恰当的例子吧，我在巴赫的音乐里发现了数学与艺术的水乳交融，巴赫的曲谱是那么地充满着数字与几何的对称变换之美，而这些音符被演奏出来后又那么具有打动人心的情感与感官之美，这真是一件很神奇的事情。
不过由于知识和眼界所限，我对二者关系的思考大多限于朦胧的感觉。所以当我发现您这样一位既在科学方面有出色的成果又在人文方面有渊博的知识的老师也在关心着我关心的问题，我真的特别兴奋。上完几节课以后，我觉得我对一些问题有了更加系统化的认识，就想写信与您交流一下我的想法，真切盼望能够得到您的指导。
我觉得我改变最大的，是对科学的理解。在我们通常的认识中，科学和真理是划等号的两个概念。我们如果评价一个事物是“科学的”，就代表它在客观上拥有不可动摇的真实性，而我们如果评价一个事物是“不科学的”，那么就代表它是主观的臆断，不能代表世界的真实景况。似乎科学就是真理本身已经成为了人们普遍认可的观念。物质就该像化学家描述的那样，是由电子、中子、质子构成原子，再有原子构成分子，分子构成物质，我从小到大从来没有对这个模型产生过任何怀疑，因为它是科学的结论。原子就该是课本上画的那样，中间有很多小球，外部有很多小球绕着它转。
但科学与真理之间的关系并没有那么简单，原子模型也不是没有别的可能的形式，这点在回顾科学历史的时候就能清晰地看到。可惜我们的中学课本总是带着一种俯视的姿态来看待前人的研究，仿佛牛顿以前的人都被某些愚昧的观念蒙蔽了，直到牛顿出现我们才终于找到大自然真实的规律。这种回顾历史的方式一度让我觉得科学是有终点的，我们最终可以找到正确的、没有漏洞的规律来解释自然，那时人类将再也不受蒙蔽，像上帝一样获得对于外界包括对于我们自身十全十美的真理。而在您的课堂上，我得以用另外一种视角回溯科学的历史。古希腊哲学并不是错误的或者愚昧的，相反古希腊人为科学的研究提供了依托与思路。如果没有米利都学派的哲学思想的存在，原子、分子、电子甚至夸克的观念也许不会产生；如果没有毕达哥拉斯相信世界是数学的，今天的科学家也许不会在他们的研究中用到那么多数学方法。我们可以反对古希腊人得出的结论，但我们不能忽视他们创造出的方法和框架，我们可以认为他们的理论还不完善，但我们不应指责其为愚昧或者非科学。同时，牛顿的理论也并不是终极真理，当然相对论、量子力学也不是，它们在无限的大自然中显得如此局限，在这些理论之外还有深邃的、不可知的黑暗，就像您所说的那样，科学是开放的结局（open ending），而不是人类探索世界的终点。
那么科学到底是什么？我在阅读薛定谔的书’Nature and the Greeks’ and ‘Science and Humanism’的时候看到了一句很有意思的话。他说：“Probably we cannot ask for more than just adequate pictures capable of synthesizing in a comprehensive way all observed facts and giving a reasonable expectation on new ones we are out for.”我们的科学模型永远只能是adequate，而不是truth，我们能够用这个模型在尽可能多的场景下准确地预言结果，那这个模型就称得上“合适”，至于它是“真理”与否，我们不知道，甚至一种很大的可能性是，我们永远不能知道真实的自然到底是什么样子的。您在课上也反复问我们，这种理论真吗？美吗？主观吗？客观吗？我们或许可以说某种经过实验反复验证的结论在一定限度内是客观的，但至于它真实与否，则是无解的问题。
这时我再问自己什么是科学，问题就变得很明朗了，一切证据都指向L. N. Cooper的结论——科学是人类的创造物。人们看到了我们所生活的世界中的种种现象，然后创造出理论去解释这些现象。这些理论可以呈现出各种各样的形态，不是说科学就必须是数学的，或者必须设想出理想化的模型，只是种种因素决定了现在主流的科学呈现出这样的形态，并且这样的科学可以得到相对普遍的验证。也就是说，你可以认为物体是由原子构成的，但你也完全可以认为物体是气构成的，只要你能在实验中找到相应的证据并且让他人信服。同理，万有引力描述的并不是什么真实存在的东西，它是一种物体与物体之间的关系，也许用另外一种方式也能描述这种关系，但显然万有引力定律在简洁程度和准确程度上都达到了难以企及的高度，那它就是超越平庸的创造。
那么如果我们把科学看成人类的创造物，会对我们看待科学的态度有哪些影响呢？对于我个人来说有三点。第一，我更加认识到了科学家的伟大，面对同样的现象不是每个人都能创造出精妙的理论来解释他们眼前所见，就像不是每一个看到向日葵的人都能画出梵高那样的名画，也不是每一个经历过爱情的人都能写出催人泪下的情诗。第二，我更加怀着一种批判的精神看待科学，正因为科学是主观的创造物，我们要像欣赏艺术品一样欣赏它，也应该有勇气对已有的科学理论进行分析，并在它们的基础上进行新的创造，科学还远没有到达终点。第三，我不再认为科学与真理之间是简单的对等关系，而是把科学看做接近真理最便捷、最敞亮的道路之一，而道路的创造者，是我们人类自己。
这也正是科学与人文的相通之处。科学与人文都是在用我们的智慧描述我们周遭的世界，只不过一个用科学的方法，用数字、用模型，一个用人文的方法，用语言、用感受。这所有的知识加起来，汇成人类知识的总和，就是人类被抛弃在这个他们并不了解的世界后，最伟大的创造。
不过有一个问题是我很想和老师讨论的，那就是科学与人文的界限在哪里？我们一直在寻找二者的共通之处，但二者的结合显然也存在着限度。薛定谔在书的最后也提到了这个问题，不论是经典物理学中的机械决定论，还是量子力学中的偶然性理论，放到道德和伦理问题中都会引发精神危机，因为它们否定人类的自由意志。但另外一方面，我们又不能否认人的思维活动需要依靠物质来进行，那为何偏偏人的思维就要被排除在物质世界的规律之外呢？科学和人文，作为人类对世界认识的结晶，除了科学的创造比人文的创造更需要客观性的检验之外，还存不存在别的不能融合的差异，不可调和的界限呢？
我看到了一种可能的答案，是张东荪先生在《将来之哲学》一文中提出的“镜花水月喻”。原文中他讲的是哲学与科学的关系，但我认为把这种关系扩大到整个人文学科与科学也未尝不可。原文是这么说的：
“……科学以为只有自然界，一切都在自然界以内，除了自然界以外别无所有。而哲学则以为自然界只是我们心上的所对，好像镜中的花与水中的月，虽确是花却必在镜中，虽确是月，却必在水中；设若离了镜与水，则花与月亦就不能成其为花月了。质言之，花月之所以为花月乃是就因为他们在于镜水之中，假使出了镜水，虽未必即无，而直是不可思议。所以哲学亦以自然界为题材，但他总把自然界认为是在思想以内的，在认识以内的，而不是超越的与自己独立的。这便是哲学与科学根本不同的所在了。”（《哲学评论》第三卷第二期，民国十九年三月三十日）
在这句话中，科学的研究对象被比喻成了花，而人文的研究对象被比喻成了镜与月。科学撇开镜、水的媒介而直认花、月，以为花即是真花、月即是真月；而人文则从一开始就抓住镜、水不放，以为花只是镜中花、月只是水中月。换句话说，科学关注的是实体，而人文关注的是思维。既然镜与水是永远消除不了的，则人文便永远有存在的余地；科学永远不可能回头观望这镜与水，否则它就变成人文了。科学与人文各有分工，各有侧重点，科学不可能让人文消灭，人文也不可能让科学消灭。我觉得，这是或许是关于科学与人文关系最美的比喻吧。不知道您怎么看这个比喻呢？
真切盼望您的回信。也希望在接下来的课程里，继续与您一起探索人文与科学的奥秘。
此致
敬礼！
张××
”
张同学，
很高兴收到你的邮件！
你显然是一个很愿意也很有能力思考的年轻人，如果能够始终保持这样的状态，前途不可估量！
你想用镜中花与水中月这个隐喻来谈人文与科学，我感觉与真实的情景相差甚远。你引的这位前辈(我不了解)似乎对科学和哲学的认知不够到位，他不太明白科学既研究自然也研究人，包括人的认知和意识或说人的思维。也就是说它不仅研究花与月，也研究镜与水，还研究镜中花和水中月。只是现在的研究水准还不高，远未达到预期的目标。同时，他对哲学研究的总结也让人不知所云。实际上，自从科学从哲学中分离出来成为独立学科之后，哲学研究的核心问题如存在、道德、认识论等，与科学研究的东西几乎没有交集，因此完全无法用这个隐喻中直接相对的镜与花或水与月来形容。我觉得，隐喻用得好，如柏拉图的洞穴，能给人以深刻的洞见；反之，却会误导。
今天就简单地写这些，接下来我们还可继续探索。
祝好！
金晓峰
END
更多精彩文章请点击下面“蓝字”标题查看：
《物理与工程》期刊是专注于物理教育教学研究的学术期刊，是中国科技核心期刊，1981年创刊，欢迎踊跃投稿，期刊投审稿采编平台：
欢迎关注
《物理与工程》微信公众号