培根未能活到将这一计划完整完善的那天。难道我们真要相信,若他完成了《伟大的复兴》,我们这些撰文者——且行文时自觉愈发高明的人——在物理发现领域就能与牛顿比肩?培根期望我们如此相信,但无人买账。或许有人会说,你该关注他实际留下的成果及其影响。那就依此而论。埃利斯先生曾言:“若我们不仅想到这一方法从未产出任何成果,还意识到科学真理的确立过程即便刻意呈现,也无法显得与它相符,那么我认为,其不可行性是毋庸置疑的。”但凡研究过科学发现史的人,都深知这一论断的正确性:否认者要么必须证明某一重大发现是通过培根的方法(特指培根独有的那部分)取得的,要么更直接地——通过实际行动做出某项新发现,以此证明该方法可用。别空谈“归纳法”,也别仅依赖“已完成某些实验或观察”这一事实;让我们看看“培根式归纳法”究竟在何处被实际运用过,或可被运用。培根本人对单纯的归纳法,即“简单枚举法”,嗤之以鼻,认为它完全无能为力。因为培根深知,一千个实例可能会被第一千零一个实例推翻:因此,只要存在未考察的实例,无论枚举数量多少,都算不上“可靠的论证”。
不朽的哈维在培根潜心构建其体系之际,正“开创”(此处使用该词的古义)血液循环理论。若培根的体系问世时,哈维能判断其是否与自己的研究过程有相似之处,或若他当年等待《新工具》出版,该书是否能对自己有所助益,他的话无疑是可信的。哈维评价培根:“他写哲学像个大法官。”人们通常认为这只是对“越俎代庖者”的嘲讽,但我们不禁怀疑其中另有深意。在我们看来,培根绝非“推动进步”的哲学家,而是“防范谬误”的杰出代表。当我们摒弃“被引领至正途”的想法,转而秉持“避免误入歧途”的心态去阅读他的着作,才能真切感受到其价值、他的天赋,以及其对纯实验科学可能产生的影响——若非如此,便无法体会到这些。颇具趣味的是,培根唯独认可亚里士多德逻辑学中关于“驳斥谬误”的部分。这难道不正是一位经验丰富的律师可能产生的思维倾向吗?在法庭审理的案件中,真相通常潜藏于事实之中,剔除所有谬误后,真相便会在剩余部分中显现。“法则”一词的双重含义在此几乎构成了文字游戏。法官只需事实确凿,便可施用法律;物理学家却需从事实中推导出法则。法官会说,先查清事实:囚犯是否蓄意盗窃财物?被告是否做出了等同于担保的承诺?诸如此类。培根则会说,先收集所有事实,或所有可获取的事实:运用我的事实分离法则,结果便会像用直尺和圆规绘图般轻松呈现。我们认为,哈维的评价或许暗指培根思想中的法律特质:如此敏锐之人,在研读培根的着作后,绝不会只意为“他是个律师,该守好本分”。我们坚信,培根的哲学思维更接近普通法法官——而非大法官——的思维活动,而非那些被认为是其追随者的物理研究者。在我们看来,培根的核心论点是:当法则的所有结果都在现象中呈现时,法则本身要么是可感知的,要么是可通过机械推导得出的。但事实是,物理学家常常需要构想出此前从未有过的法则——要发掘未知,而非在已知中选择。若研究者能列出各种可能,然后说“真相必定是其中之一,我们只需试验甄别”,那物理发现便会变得极易。研究者们时常如此尝试,却屡屡失败;真相往往既非此,也非彼,更非其他设想。在培根眼中,哲学家仿佛一位法官,需根据已查明的事实,从已知法规中选择适用的条文来裁决;但在我们看来,哲学家更像一个要编纂法典的人,手头只有混乱且相互矛盾的案例与判决可供参考,别无他法。
不妨来看《新工具》中那句众所周知的第一条箴言:
“人作为自然的仆役和解释者,其所能做、所能懂的,仅限于他在事实中或思想中对自然进程的观察;超出这个范围,他既一无所知,也无能为力。”
约翰·赫歇尔爵士将这句箴言置于其《自然哲学研究导论》的卷首。这部着作所蕴含的科学发现理念,远超培根曾有过的任何构想——这是因为它诞生于诸多科学发现之后,而非之前。约翰·赫歇尔爵士在自己的译文中,避开了对“re vel mente observaverit”(事实中或思想中)的翻译,仅译为“通过对自然秩序的观察”。他将这句话作为一篇精彩论述的开篇,此举效仿了神学家的做法:后者常在布道时,花大量时间往经文里塞进新内容,而非从经文中提炼思想。赫歇尔所说的“观察”,实则涵盖了整个科学发现过程,包括观察、假设、演绎、比较等。他心中“培根式哲学家”的典范,源自一位崇高的人物——他的父亲威廉·赫歇尔。这位研究者的探索过程,在培根看来定会被斥为模糊不清、不够充分,充斥着偶然与灵光一现,且事实依据过于匮乏,不配被称为归纳法。
在另一部着作《天文学概论》中,约翰·赫歇尔爵士指出通俗读物只能让读者入门,随后针对所有高级科学领域发表了如下见解(斜体为其原文):
“要进入科学的圣殿,获得信徒的特权与感悟,唯有一条途径——掌握扎实且足够的数学知识,它是所有精确探究的核心工具。没有数学,任何人都无法在这一领域或其他任何高级科学领域取得长足进步,更无权对这些领域内的任何争议话题形成独立见解。”
这就产生了矛盾:人所能知晓的,超不出观察所得,可数学却是所有精确探究的核心工具。难道数学演绎的结果也算观察所得吗?我们推测,约翰·赫歇尔爵士或许会回应:培根将“事实观察”与“思想观察”并置,就像有人打趣说牛顿后来在书房门上所做的事——为大猫开了个大洞,又为小猫开了个小洞。但培根从未如此行事:他从未将任何演绎过程归入观察的范畴。
培根本就厌恶数学。他断言,逻辑与数学应是哲学的侍女,而非主人。他的意思是,在整理海量事实的过程中,它们应处于从属且后置的地位,而正是这些事实,将使科学发现对牛顿和我们而言变得同样触手可及。培根本人对数学领域已取得的成就极为无知;更奇怪的是,他尤其反对将天文学交由数学家掌控。勒维烈与亚当斯通过海量代数运算,算出了一颗未知行星的存在并使其得以观测,这为培根这一观点的合理性提供了最着名的终极注解。
以下关于培根对其所处时代及之前科学成就了解程度的描述,是斯佩丁先生从埃利斯先生多篇序言中的零散评论整理而成:
“尽管培根十分关注天文学,仔细探讨了天文学应有的研究方法,为满足自己的思考构建了详尽的天体理论,且热切期盼伽利略望远镜所带来的星空新发现,但他似乎对开普勒通过计算刚刚取得的成果一无所知。1623年,他抱怨缺乏简便的算术计算方法(尤其是关于级数理论),并充分认可其对物理研究的辅助价值——却对仅在九年前出版、且在此期间重印过多次的纳皮尔对数只字未提。他抱怨几何学在欧几里得之后未取得重大进展,却对阿基米德与阿波罗尼奥斯的成就视而不见。
他意识到精确测定不同物质比重的重要性,还亲自用粗糙的方法尝试编制比重表,却不知阿基米德、盖塔尔杜斯、波尔塔早已采用过虽不完善但更具科学性的方法。他提及阿基米德的‘尤里卡’(我找到了),语气却表明他既未明确理解待解问题的本质,也未掌握解答所依据的原理。在回顾力学发展时,他未提及阿基米德、斯蒂文、伽利略、古尔丁或盖塔尔杜斯,也未涉及平衡理论。
他发现一磅重的球与两磅重的球在空气中下落速度几乎相同,却未提及伽利略三十多年前就已提出的落体加速理论。他提出一项关于杠杆的研究课题——即臂长不同但重量相等的天平,其与支点的距离是否会影响倾斜度——尽管在他所处的时代,杠杆原理已如当下般为人熟知。他自己做实验探究风车运动的原因时,既忽略了使实验无法得出定论的明显因素,也未采用能证明其理论错误的、同样显而易见的实验变式。
他称地轴是固定的,语气似乎表明他不了解岁差现象;在另一处,他还将‘北极在上、南极在下’作为北半球北风多于南风的原因。”
其中许多情况此前已为人所知,但如此集中地总结培根对其所处时代科学知识的匮乏,尚属首次。我们还可补充:培根对赖特在航海领域的重大贡献,如同对纳皮尔在计算领域的贡献一样,似乎也一无所知。
当时数学正逐渐成为精确探究的核心工具:培根却因无知而摒弃了这门科学,而恰恰在此时,若他将非凡的洞察力应用于已有知识,本可预见数学即将扮演的角色。倘若牛顿真以培根为师,那么成为‘牛顿’的,就不会是他,而是别人了。
论气象观测站
当下正进行着一场归纳尝试——气象观测站所开展的观测,但几乎未产生任何成果。这种尝试的方式足以让培根欣喜若狂;要知道,在他生活的年代,大法官们是会为喜悦而起舞的。
比奥先生称,俄罗斯境内遍布着“气象观测大军”,从将军、高级军官、尉官到士兵,都肩负着明确且固定的观测职责。其他国家也在进行系统性观测。可结果如何呢?比奥先生表示,毫无结果,且永远不会有结果。这位资深数学家与实验哲学家和埃利斯先生持相同观点:没有任何一门科学分支是通过这种方式取得丰硕成果的。他指出,问题在于缺乏“特定目标”。任何人都会觉得,比奥先生针对法国政府在阿尔及利亚建立气象观测站的提议所发表的意见(《科学院院报》第四十一卷,1855年12月31日),仿佛是为了支持现代物理学中那个虚构的培根,而反驳《新工具》中那个真实的培根。缺乏特定目标——这几个字道出了两种方法的本质区别。
[在1867年提交给格林威治天文台访客委员会的报告中,艾里先生谈及气象观测站的增加时评论道:“这场运动的结果,究竟是在已有的数百万次观测之上再增添数百万次无用的观测,还是有望产生某种能催生气象理论的成果,我无法妄加揣测。”但这本身就是一种揣测,且十分明显:倘若艾里先生愿意为“通过海量观测形成气象理论”的可能性付出哪怕微不足道的代价,他就绝不会说出上述这番话。]
现代科学发现的基础
现代科学发现并非通过大量收集事实,再经讨论、筛选,最终推导出显而易见的真理而实现。往往是少数事实催生了假说——即一种用以解释这些事实的推测。人们先推导出该推测的必然结论,之后(而非之前)才去检验其他事实,看这些衍生结论是否能在自然界中得到印证。
检验假说便是特定目标:而在此之前,假说的提出并非遵循既定规则,而是源于一种难以名状的洞察力——究其原因,恰恰是拥有这种洞察力的人自身也未察觉其思考遵循着何种规律。若追问假说的提出者其方法,对方定会像泽拉·科尔本被问及瞬时计算的诀窍时那样作答。这个可怜的男孩被反复追问后,气冲冲地喊道:“是上帝把答案放进我脑子里的,我没法把它放进你的脑子里。”
推导得当的错误假说,比漫无目的的观察产出了更多有用成果。但这并非培根式的研究方法。查理二世得知航海领域的困境后,在格林威治建立了一座培根式的天文台,旨在对月球进行持续观测,直至完全掌握其运动规律,以便为航海者提供指引。弗拉姆斯蒂德的观测数据(至少二三十组)无疑发挥了重大作用。但这些数据是如何发挥作用的呢?
一位富有想象力的思想家——开普勒,通过不断尝试假说,找到了行星运动的近似轨道:他发现了椭圆轨道。而被培根极力鄙夷的柏拉图学派,若知晓培根其人,也定会对他嗤之以鼻,早在近两千年前就已研究过椭圆并将其成果公之于世。行星在近日点运动加快、太阳位于椭圆焦点的现象,让开普勒(若培根在世,定会斥责他鲁莽)猜想太阳中可能存在一种作用力驱动行星运动,且这种力与距离成反比。布瓦洛则基于一种空想的类比,否定了“与距离成反比”的说法,甚至完全否定了这种力的存在,宣称若真有此力,其应与距离的平方成反比。
早已掌握相关数学知识的牛顿,通过计算月球偏离切线、向地球坠落的运动,并将其与石块的坠落对比,发现平方反比定律对月球同样适用。他由此推导出椭圆轨道,进而基于万有引力的假定理论,推导出太阳对月球的摄动效应。他发现理论的一个又一个结论都与观测事实相符,并借助弗拉姆斯蒂德的观测数据修正了数学家口中的“常数”,最终构建了月球运动理论。
若非牛顿,从备受缅怀的弗拉姆斯蒂德到受天眷顾的艾里,格林威治天文台的历任天文学家或许会日复一日、年复一年地进行夜间观测与数据处理,却难有任何重大成果;他们会像期盼千禧年般,等待某个智力平平之人能参透所有奥秘的那一天。
大量收集事实的目的究竟是什么?培根说:是为了从中构建理论;科学发现史却说:是为了检验已有的理论。而培根的崇拜者会说:这两者没区别。我们则认为:简直是无稽之谈!