第27篇 现代医学的自然科学基础（7）— 哥白尼的日心说

杨鸿智

第27篇  现代医学的自然科学基础（7）— 哥白尼的日心说
    作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
哥白尼的白日心说显示了数学对自然科学的指导作用。这是人类第一次用数学去推算经验以外的事物，这样也就结束了古代的经验科学，开创了现代实验科学。现代科学的二段论方法：1、用数学推算出假说；2、想办法再转换成人的经验事实，这时得利用科学仪器延长人的感觉器官，如望远镜、显微镜、X光、CT等。
数学是事物量的抽象，数学是研究数字之间关系的学问，而数字之间的关系就是事物之间关系的抽象。因此，可以说数学所表现的正是事物之间的关系，数学是事物间关系的抽象。人类认识物质世界，研究物质世界是从直接观察、记录、总结物质之间相互作用的规律开始的。这种直接从物质本身着手的科学，就被称作经验科学。但是，世界上的事物很复杂，有些能够直接去经验，有些不能直接接触，取得经验。那么我们如何去研究那些看不见、摸不着的事物呢？为了解决这一个难题，人类想了一个好办法。首先在可经验的事物中抽象出数字和数学规律，在承认这些规律具有普遍意义的基础上，用数学的方法首先预算出未知事物的某些规律，再用这些规律指导我们对这些事物的研究。至于人类与这些不能通过人体和感官直接感觉的物质间关系的进一步确认，需要一些科学工具的帮助。这些工具可以作为人类感觉器官的延伸。如显微镜，望远镜等。实际情况，往往是数学的逻辑的预算、预测在先，而后来发明的工具帮助人类证实这些预测的正确性。在基督教统治欧洲的黑暗时期，各种科学研究都无法进行，而数学的研究却未受到特别的禁止。也许它太抽象，与现实世界的利益无关。但也正是这抽象的数学，使远古希腊关于物质运动的科学认识得以保存。而且也正是数学，成为文艺复兴后科学得以复兴的工具。从这种意义上讲，数学有点象生命系统中的遗传基因。文艺复兴，在科学上首先是数学的复兴。而哥白尼正是以这个复兴的数学为工具，创立了新的天文学。所以，从科学的角度而言，日心说首先是一个数学演算的结果。而它反宗教的意义只是派生的。从这里可以理解，哥白尼为什么有那么大勇气和魄力，向欧洲黑暗的封建社会打响造反的第一枪。其实，哥白尼想的并不是这些。他想的只是如何演算他的数学，就像小学生在计算1+1=2这首题一样，当他写答案“2”的时候，用不着有什么反社会的革命勇气。许多研究哥白尼的人，往往把研究的重点放在社会革命的意义上，并为不能理解哥白尼革命精神的来源而感到神秘。其实，对哥白尼来讲，只是科学，而革命是别人的感觉而已。
在哥白尼之前，数学基本上处于对现有经验的数学抽象，规律的整理阶段。哥白尼的工作是人类第一次用数学去推算经验以外的事物。所以，从这个意义上讲，所谓现代科学的本质，就是用数来推算出经验之外的结果。当然，这之后必然有一个创造工作，延长人类的感观，把数学推算再次转化为人类感官经验的过程。所以，现代科学必然要分解成假说和证明两个阶段。假说就是用过去经验事实中抽象出来的规律推算、预测无法感官经验的未知事物。证明的实质，就是发展新工具或改造现有外界环境条件，把不能感官经验的事物，变成能够感官经验的事物——你如果能够经验这个事物时，你会知道它与我们所预测的正好相符。说到此，还应该继续发挥一点，即人类对事物的理性抽象不单是数学一门知识，另外还有一个更高级、更本质的抽象，就是哲学。所谓哲学，就是事物相互作用的最本质关系的抽象，而且，因此，哲学抽象高于数学抽象，特别是在研究复杂事物时，哲学抽象比数学抽象更真实可靠。这样，使我们知道，进行科学研究的基本方法就是用数学或哲学理论指导，形成假说，然后再寻找机会，创造条件证明。为什么要补充这一点呢？一个是为了论述问题的全面，同时也是为不懂数学的人寻找一条出路。现在，人们熟知一条格言，不懂数学就不懂科学，或者说你这门学问如果不能应用数学，那么你这门学问就还算不上是一门科学。那么，现在我们可以说，不懂数学时，如果懂哲学也可以研究科学，特别是在研究复杂事物时，懂哲学可能比只懂数学更重要。数学研究的是量变，哲学研究的是质变。所以数学只适用于研究以量变为主的简单物质的简单运动，而复杂物质的复杂运动只能用哲学来指导研究。  引自E•A•伯特《近代物理科学的形而上学基础》