《智能的结构》第三十三节
科学家用数学把杂乱的自然现象整理成有秩序的图式,但数学家只对抽象系统感兴趣,科学家则要解释物质现象。
科学家用数学把杂乱的自然现象整理成有秩序的图式,但数学家只对抽象系统感兴趣,科学家则要解释物质现象。科学从依赖哲学、政治和神学,逐渐走向独立,依靠经验观察、关键试验和公开报告,使他人能重复、批评并推进研究。皮亚杰指出,这一进程与儿童逻辑-数学思维的发展相似:早期都是对客体做简单实验,测量、表述和系统化确认要到较晚阶段才出现。
现代科学经历了几个阶段:培根强调系统收集事实,但因不懂数学而贡献有限;伽利略把数学和计量引入研究,仍不足以开创新纪元;牛顿则以清晰的运算风格和分析综合方法,把物理学发现纳入统一格局,假设了时间与空间的抽象框架,物质世界在其中按不变法则展开。科学家的最高动机是探寻自然奥秘,牛顿自比海边拾贝的孩子,布洛诺夫斯基则以钥匙开锁比喻发现定律的愉悦。数学家与科学家因此互相看低:前者认为后者太实际,后者认为前者脱离实际;数学家重在识别解决问题的模式,科学家则要立足物质世界。爱因斯坦回忆自己因数学直觉不强而偏重物理学,学会了直达基本原理。
优秀科学家的直觉在于把不同因素联系起来,提出少量简单规则来解释物体行为。乌拉姆认为数学家几乎不具备这种对物体行为的直觉;海森堡回忆玻尔凭超前于证明的直觉,在头脑中形成原子结构的画面,并把经典力学和量子论当作画笔。海森堡还对爱因斯坦说,自然法则的简单性具有客观特征,自然呈现的数学形式的简洁与美感使人确信其正确。最伟大科学家的任务是提出前人未问的问题并作答,爱因斯坦少年时设想骑在光线上看钟,发现时间会凝固,进而思考光速飞行者与静止者时间体验的差异。他结合迈克尔逊-莫雷实验等发现,经多年数学推导建立相对论,其独创性源于大胆发问和对未解问题探索到底的决心。