不服愛因斯坦判斷 這位教授說中國實驗理論早2千年

不久前，在北京郵電大學校園內，一場特殊的“答辯”正在進行。

不大的會議室裏，“答辯方”——北京郵電大學信息與通信工程學院教授紀陽正侃侃而談，麵前的“評審方”卻是一眾社會科學領域的學者。

表麵上看，“答辯方”與“評審方”的學術背景完全不同。他們之所以能坐在一起，“牽線人”是我國古代的一位先賢——春秋戰國時期的著名思想家墨子。

借助墨子，紀陽想和“評審專家”一起探討，愛因斯坦在70年前說的一句話“是不是錯了”。



紀陽在“答辯會”上。

墨家實驗理論僅是“萌芽”？

愛因斯坦的話出自他於1953年寫給朋友的一封信，“西方科學的發展是以兩個偉大成就為基礎：希臘哲學家發明形式邏輯體係（在歐幾裏得幾何中），以及（在文藝複興時期）發現通過係統的實驗可能找出因果關係。在我看來，中國賢哲沒有走上這兩步是用不著驚奇的，做出這些發現是令人驚奇的”。



愛因斯坦的信件內容。

“從這封信中可以得知，愛因斯坦認為中國古代是沒有係統的實驗科學思想以及方法論的。”接受《中國科學報》采訪時，紀陽表示，該結論自得出以來，幾乎未被有力地質疑過，即便國內許多學者也已經默認實驗科學的係統理論最早出自西方。

但事實確是如此嗎？

紀陽告訴記者，在我國古代諸多思想流派中，墨家最重視工程實踐。通過對墨家經典《墨經》文本的解讀，人們發現了許多與光學、力學有關的實驗記錄，比如“小孔成像”實驗。對此，李約瑟等科學史家評價頗高。但李約瑟並沒有找到墨家的實驗科學理論，於是便認為“不能把實驗科學理論歸功於中國人”。

“關於墨家實驗科學理論的發展水平，目前中國學界傾向用‘萌芽’一詞描述。”紀陽說，比如華南師範大學教授黃世瑞就認為，《墨經》中有很多實驗的記錄和分析，這是前所未有的。因此，可以認為中國古代實驗科學的萌芽產生於《墨經》。

此外，也有學者認為墨家在教學中創造了一些實驗科學方法，但在具體內容方麵，卻僅提到其《貴義》篇中的“以取驗名”一句。

“這句話的意思是檢查概念（即名）正確與否的辦法是實踐（即取），而科學實驗也屬於‘取’，這就為科學實驗提供了理論依據。”紀陽說。但問題在於，相較於墨家豐富的工程、科學實踐以及斐然的實驗成果，僅一句“以取驗名”的概括是否太過單薄？

這個問題促使紀陽一頭鑽進了墨家經典的研讀中。

“老實說，我從一開始就對愛因斯坦的那句話不服氣，愛因斯坦很可能是錯的。”教了幾十年工程和實驗的紀陽笑著說。

用墨學方法“拆汽車”

在諸子百家的典籍中，《墨經》是最令人費解的典籍之一，有人形容其難似“天書”，但就在這樣一本“天書”中，紀陽找到了很多有關實驗科學理論的“蛛絲馬跡”。

“墨家研究事物認知的理論與方法主要集中在《墨經》中，通過對其中某些語句的整理，可以梳理出一套完整的實驗方法體係。”由於“偏”“去”二字在相關論述中出現頻率頗高，紀陽將這套體係稱為“偏去實驗法”。

“墨家理論中，‘兼’指整體，‘體’指部分。我們研究事物時，需要將其各部分逐一去掉，去掉的部分叫作‘偏體’，留下的則是‘損體’，去掉‘偏體’的操作被稱為‘偏去’。”紀陽說，正如《墨經·經說上》中所言，“損，偏去也者，兼之體也。其體或去或存，謂其存者損。”

如何理解這段話？紀陽打了一個很“現代”的比方。

“有一輛小汽車，其完整狀態便是‘兼’，墨家對於小汽車本質屬性的探索方式，便是一步步拆解這輛車。”他說，比如拆去車門，剩餘部分是否仍可稱為“汽車”，如果再拆掉車燈，還算不算？如果可以算，被拆去部分即為“偏體”，剩餘部分則為“損體”，這一過程被稱為“偏去”。

在“偏去”過程中，墨家會逐一考察去掉“偏體”前後事物的性質變化，從而建立“部分”與“特征”間的對應關係。即《墨經·經說下》中所說，“一與，一亡。不與，一在”（遵梁啟超校改）。

“這就是一種單步對照受控實驗。”紀陽總結說，至於這樣的“偏去”要“去”到哪一步——“當你拆到發動機時就不能再拆了，因為如果再拆，小汽車便不再是小汽車了。”

這段表述即《墨經·經下》中所說的“偏去莫加少，說在故”，意為采用偏去法，逐步減少與事物各特征相對應的偏體，直至一個“莫加少”的臨界點，此時適合探討事物的本質要素“故”。

紀陽表示，在墨家看來，“故”是指事物得以成為該事物的根本因素。在“偏去莫加少”的臨界點，應該不是無物可分，而是即便有可分之物，也不能再輕易去分。因為如果繼續分解，事物的根本成因就會被破壞。

不難看出，墨家的探索方式是一套研究事物成因或本質的實驗方式，適合於工匠研究工程製品，更像是“工程試驗”，而非“科學實驗”。

那麽，墨家有“科學實驗”嗎？

從“工程”到“科學”

研究中，紀陽發現在實行“偏去實驗法”的過程中，墨家十分強調將從現象中提煉出的特征進行係統歸類，正是歸類研究和偏去實驗法的結合，使得墨家走向了“科學實驗”的道路。

“歸類研究與歸納法在內在機理上是一致的。不斷細分的歸類使墨家的關注點從具體事物到同類事物，再從同類事物到普遍現象。”他說，從“有以同，類同也”和“歸類之難，說之在大小”的說法看，墨家嚐試過不同顆粒度的歸類方式。

《墨經》中有8條關於光學現象及其原理的記載，比如光影關係、小孔成像等，這便是著名的“光學八條”。而這些與實驗有關的經文是緊跟著在偏去法句群之後出現的。在紀陽看來，此類實驗應該是類別普遍化方向上的研究產物。

《墨經》中與“科學實驗”有關的內容還包括實驗證偽理論，證據之一就是《墨經·經說下》中的一句“假必悖，說在不然”，即假命題必然與真實現象相悖。如果能通過實驗證明某命題表述的現象為非，則意味著該命題可被證明為假。

此外，墨家還可能建立了一套文實典籍體係，並采用了規範化的實驗記錄方法來管理實驗記錄。

紀陽解釋說，當觀察到“偏體-特征”對應現象後，墨家弟子需要查閱文實典範，看是否有與該偏體對應的“實”。如果文實典範中存在，就按典範中的表述加以記錄；如果典範中沒有記錄過類似的“實”，該偏體則是沒有名謂的，應進行上報。

“這意味著墨家已建立起一套知識庫管理流程，以使幾十乃至幾百名墨家弟子同時進行實驗研究時有章可循，不至於出現命名混亂問題。在當時，這是非常先進的。”他說。

事實上，上述內容也隻是墨家相關理論中的一部分。根據紀陽的考察，墨家的實驗科學理論是一個以偏去法為核心，涵蓋係統構成理論、功能評價理論、根因判斷方法、實驗檢驗理論、單步受控對照實驗、知識庫管理等的完整理論體係。

墨子VS培根

時間再回到之前的那場“答辯”。

這場“答辯”有一個正式的名字——墨家實驗科學理論體係專題研討會。之所以將其比喻成“答辯”，紀陽解釋說，自己的研究能否被專家接受還不得而知，有待更多討論。

至少從“答辯”現場看，他的研究還是被肯定的，與會專家總體上認同“墨子學說中已有完整實驗科學理論”的論斷。

比如，長期從事墨學研究的山東省教育科學研究院研究員張幼林表示，“偏去實驗法”係統理論說明墨家具有把係統概念、係統試驗方法和邏輯思維進行融通應用的思想和實操能力。這是墨家能成為“獨特學派”的根本原因之一。

“該理論早於西方實驗科學理論近2000年。”張幼林說，它填補了科學史研究的空白，為全球科學哲學史提供了非西方文化的實驗科學理論案例。

在西方科學理論體係中，17世紀英國學者弗朗西斯·培根被認為是現代實驗科學理論的奠基人。前期研究中，紀陽團隊沒有進行過墨家和培根在實驗法理論方麵的對比。但就在此次研討會前，有專家提議他們做一些嚐試。“後來，我們發現這是一種很好的對標，能夠增加墨家有實驗法科學理論的說服力。”

會上，紀陽將這一對比進行了說明。



“答辯會”現場。受訪者供圖

“在著作《新工具》中，培根曾介紹過一種被後人稱為‘科學歸納法’的實驗方法。”紀陽說，這套方法主要對單純性質進行研究。比如要研究熱，就要盡可能搜集所有與熱有關的事物——火焰、燒紅的鐵棒、太陽……從中歸納其共性特征，再利用對照實驗提煉普遍規律。

“相比之下，墨家理論則是從複合物體開始，再到單純性質，次序和培根略有不同——後者的起點是尋找同類事物進行歸納，而墨家偏去法是分解複合事物，在獲得單純性質後，再針對同類別的單純性質進行規律研究。”紀陽說，墨家偏去法既適合關注複合物體的工程研究，也適合關注單純現象的科學研究。

更重要的是，從科學史資料看，培根僅提出了理論，幾乎未進行過任何實驗，更談不上通過實驗獲得科學發現。但墨家卻真實地完成了實驗，除了成體係的光學八條實驗外，墨家文獻中還涉及杠杆原理實驗以及相關的發明創造。

“墨家實驗科學理論的提出不但遠早於培根，還有豐富的實踐，他們的功績應該被保留在人類思想發展史的記憶中。”紀陽說。

對此，中國科學院自然科學史研究所研究員姚大誌表示，通過對墨家經典著作的係統研讀，紀陽在學界已有研究基礎上，進一步對墨經中有關實驗科學的方法和理論進行了探索，其研究成果有助於從不同視角加深對科學實驗方法的認知。

“研討會上，我們一直鼓勵專家‘大膽遞刀子’，但似乎沒有收到特別有力的‘攻擊’。”紀陽笑著說，“科學哲學界的老師一般都比較嚴謹，讓他們從學理上而非從感情上認同中國古代有實驗法，且領先西方2000年，這是一個巨大的挑戰。這次研討會讓我們獲得了信心。”

挖掘古代理論的現代意義

事實上，“刀子”還是有的。

比如在研討會現場，有學者提出在當前時代背景下，對墨子實驗科學理論的挖掘除了提升民族自豪感外，是否具有現代意義。

“墨家實驗科學理論無疑是我國古典文明的瑰寶，對其挖掘的曆史意義無須贅言。”紀陽說。

對於其現代意義，紀陽舉例說，目前我國教育體係一直提倡實驗教學，但其中大量實驗並不是“探究性實驗”，而是“驗證性的機械重複”，即學生在學完相關理論後，僅通過按部就班的規範化實驗，對所學理論進行驗證，這種實驗完全無法鍛煉學生的科學探索精神以及相關能力。

“我們每個人都有過隨意‘搗鼓’一些東西的經曆。‘搗鼓’就是探索。墨家偏去法實質上就是規範化、體係化的‘搗鼓’，是一步步拆解組合事物並觀察變化的探索型方法。”紀陽說。

從多年前開始，紀陽就鼓勵本科生，特別是大一學生在科研探索中學習知識。目前，紀陽團隊已經在探索將偏去法實驗理論應用於現代工程教育和科學教育中，並積累了一些經驗。“有一部分已經和人工智能賦能工程教育結合在一起，取得的初步效果令人滿意。”他說，未來他們還將在這個方麵作進一步探索，甚至嚐試進行一些國際性交流。

紀陽心中，更大的計劃是創立現代墨工學派、複興墨工學。

“事實上，偏去法實驗科學理論也隻是墨工學理論體係的基石之一，其它的基石還包括墨子七知、墨子四疑、墨子雙故等理論，這是一個完整的體係。”他表示，近幾十年來，無論是科學中心主義視角、西方中心主義視角還是中國傳統哲學視角，中國古代工匠的智慧都被“完美地忽略”了。“我們亟須重估古代工匠的創新文化及其價值，這對於我國實現傳統文化的創新型發展極為重要。”