胡说八道之科学必须深奥（1）|月旦评|品乐书会|三个一

昨天和@breathewind讨论到了一个问题，大约概括为这样应该没错：“社会学要力图用简单、明白的语言来解释复杂、多样的社会现象。”这恰好是一个我思考很久的问题，现阶段应该有一些可说的东西。

一、世界的逻辑构造
大约，这个问题我是十年前开始思考的。那时候看《通向实在之路》，发现他讲的很好，但我却基本不懂；这本书和之前看的科普都不大一样，看《上帝粒子》、《夸克与美洲豹》、《数学：确定性的丧失》这一类的时候还是小学呢，但没有什么障碍。啊，六种夸克~哇！费米国家实验室。太有意思了，这里面没有不可理解的东西。

问题出在哪里？《通向实在之路》真正使用了数学语言来进行讲解。
这使我不得不重新思考，以前看的那些科普书，真的看懂了吗？或者说，那些科普书所要讲的也许看懂了，可是它们所不能讲的呢？必须使用数学才能讲的那部分呢？如果所有的东西都不需要数学就能讲清楚，那么我们就不会发明数学，更不用说现代数理逻辑了。

这个问题后来成为我读科普的一个基本预设——一个科普作家要么选择类比并失去一部分真理，要么坚持真理而失去一部分读者。前者应该有《改变世界的方程》、《超越时空》、《宇宙的结构》和《复杂》之类，后者大概是《逻辑的引擎》、《哥德尔证明》、《20世纪场论的概念发展》和《从奇点到虫洞》等等（以上所有都是好的科普，当然啦，前面的要比后面的畅销很多）。嗯，还有一部分“科普”其实是“逸闻趣事”。

很显然，两者的区别是：类比/推理。类比尝试用自然语言（比如日常使用的汉语、英语，是自发生成的）解释科学工作，而推理则使用逻辑语言（经过有意识地严格规定的符号系统，比如完全由数学符号构成的公式）展开。类比当然简单、好懂，推理反之。可是科学家并不用类比来研究自然世界，它只能在灵感那里发挥作用。

“洞穴比喻”意味深长，故事不再赘言，只说意义。如果世界并不“如其所是”，这里至少有两条基本的理解。其一，世界所呈露的表象并不体现其全部本质。其二，人的感官有巨大的局限，必须要有其它东西的介入才能实现对真实世界的认识。前者是世界的性质，表述为“现象/本质”的二分法；后者是人的性质，开启了此后两千五百年“理性/非理性”的矛盾。柏拉图以光和眼睛来谕示二者，但没有强调这种区别。对于现代人来说，这种区别却是非常有用的。

水流喷薄上升并下落
流注至大理石碗光滑的边沿，
然后，它淹没自身，漫过碗沿，
直流入下一只碗的深处；
第二只碗，也渐渐充盈，膨胀，
将它盛的水又给了第三者，
于是每一只碗，同时获得并给予
流动且静息。
——C.迈耶《罗马喷泉》

科学家（不是科学哲学家的话）通常并不太在意前者。太阳为什么会发光？古人可以说它是燃烧的大火球，却无法达到真正的理解。并不是太阳的表象（发光发热）遮蔽了它的本质（核聚变反应），而是人的能力有局限，人的肉眼能够接受的光谱范围和颗粒大小是有限制的。换言之，（至少在这个话题里）不是世界隐藏了自身，而是人类没能建立起一般规律（核聚变），也没能发现这个一般规律与某个特定事件（太阳发光发热）的联系。

因此，科学家力求探索一般规律。一般规律自然应该是“简洁”的，也就是不断减少各种条件限制而依然存在的“普遍性”。

二、无声的语言
那么，如果科学是为了用最简洁的方式理解并解释世界，科学家为啥不光用自然语言呢？因为自然语言只是“简单”或者叫“熟悉”，但绝非“简洁”。科学家也并不完全使用逻辑语言，而是两者皆有，毕竟自然语言是从小就用的，方便、易理解。如果考虑科学的发展，就不难发现，逻辑语言的革新在其中起了核心作用——无论是微积分的发明还是非欧几何的引入都堪称典范。

再想想科学界对科普作家的态度——即使到了今天，依然有很多科学家不认为科班出身的科普作者还是他们的同事。原因不难理解，因为双方在使用不同的语言来写作和思维。呼吁重视科普的科学家，大多数强调的是使科学工作得到公众的理解。却从来没人提过半句，也许完全使用自然语言来处理科学工作，会对科学发展是有利的呢？

爱因斯坦认为宇宙“应该”是美的，就像引力场方程一样：

方程左边表示空间的弯曲程度，右边表示质能动量张量，多么简洁优美。好吧，假设我们根本不懂数学，现在我们能从中看出它意味着什么吗？不能。那么据此作出预测并尝试去验证它吗？也不能。我们或者可以理解什么是空间弯曲，也能理解什么是质量和能量（由于E=mc2，所以质量和能量在这里是一回事）的密度（无非就是在同样的空间里有多少嘛），然后呢？没有了，科普作家大佬快讲解吧。

也就是说，方程式可以“翻译”成自然语言，但它会丢失很多东西。一个能理解方程式的人理所当然的可以理解自然语言，一个不能理解方程式的人却根本不能对它再说点什么——这怎么可能谈得上理解呢。 科普书自然会给我们提供史瓦西解和弗里德曼解，并细致（也许还文笔优美）地讲解他们的意义。好啦，引力场方程又不是只有两个解，请读者朋友们看了讲解之后，再给出其它有趣的解吧。懵逼吗？方程虽然简洁优美，要求解却很不简单。

关键在于，无论提供多少或详细、或优美、或可爱、或顽皮，甚至天花乱坠的自然语言讲解，我们也永远不可能对用数学语言表达出来的方程式本身有所领悟。换言之，自然语言对某些东西无能为力——我们理解的边界，受制于那些通晓数学的人用自然语言表达这些领悟的能力。 再进一步说，一个使用自然语言来思维的人，无法将对自然的理解推进到和使用数学的人相同的地步。我们大可以说：“我懂的，物质和能量使时空发生弯曲”。然后有人问：“太阳让时空弯曲了多少？”认输认输。没有掌握深奥、复杂的数学，这问题就算用自然语言思考到下辈子我们也答不出来。

科学不可避免地要使用“不简单、不自然”的语言。简单的语言和简洁地理解世界，很可能是矛盾的。如果科学想要追求简洁的话，那一定是“深奥的简洁”。