馋师

逻辑和实践，何者为第一性的问题

1．引子

在网上，我发了一篇短文：原子弹和芯片，哪一个技术难度大? 文章内容，略去不述。

有一个网友，留言：好像都是做出来难，原理很简单。只要加速到光速，时间就静止；马上生产一艘光速飞船，说起来容易，对吧？但做起来比登天还难。

网友的留言，让我回想起自己一直思考的问题：逻辑和实践，哪一个是第一性的问题。

我回复网友：问题在于，那是爱因斯坦想到的；要是你我，就是光消失了，也想不出来啊！

2．有些实验受限于技术，是无法进行的

当飞行器的速度接近或达到光速时，时间会静止下来。这是现代人的共识，几乎没有人怀疑了。

显然，这一真理是未经检验的。

因为，目前的技术水平，人类造不出接近光速的飞行器。

足见，不是所有真理，都必须经过实践检验。

因为，有些实验受限于技术，是无法进行的；就像今天的所有飞行器，速度远低于光速，最多是几倍音速，就是破天荒了。

但，这并不妨碍人类相信爱因斯坦的广义相对论，是真理，因为，广义相对论的逻辑过程，无懈可击。

3．所有的人类活动，都是先有思维，后有行为

法国著名哲学家笛卡尔有一句尽人皆知的名言：我思故我在。曾经，这句话被当作唯心主义教条、被嘲笑。

事实上，笛卡尔并不否认大脑是思考的物质基础，而是说：人，是思考的芦苇；人，因为思考而区别于其他动物。除去某些下意识行为之外，所有人类活动，都是先有意识、思考、决策，再有行为。

如孔夫子所言：三思而后行。

夫子之言，或许是无意的，但他也揭示了：思考是先于行动的。

4．实验设计和结果分析，都有赖于严密的逻辑推理

伽利略以来，近代科学开启了以实验为手段，探索、发现自然世界的新模式。之后，科学实验与演绎逻辑，并成为现代科学发展的两个车轮。

然而，显而易见的是，实验之前的构思与设计，实验之后的结果解释，还要依靠扎实、严谨的逻辑分析。

没有正确的逻辑，就无法设计出有效的实验；即便获得了重要的实验数据，也无法做出有价值的分析。

举个例子。

月食，是一种常见的天文现象，不需要仪器也能观察到，谁都能观察到。

然而，亚里士多德看见月食的曲线，由此断定地球是一个球体。只有球体，其投影才是曲线。要是大地是方的，其投影应该是直线，而非曲线。

中国古人也看见了月食，也知道月亮上的影子是地球形成的，可是，“天圆地方”、大地是方形的理论，始终不改。

更落后的民族，看见月食，则认为是天狗吃了月亮，惶惶然不可终日。

5．演绎逻辑早于实验2千多年

经由实验，探索自然背后的奥秘，并不是一个超出人类理性范畴的难题。

可是，为什么“实验”这一手段，到了16世纪之后，才迟迟上线，比演绎逻辑落后了2千多年？换言之，人类早期的科学活动，大多是在“逻辑”这一单核支撑下，独自开展的；由此观之，逻辑作为科学发现的工具，比实验更基础，也更普遍。

伽利略时代，钟表既不普及，也不精确。伽利略在教堂观察枝形吊灯，为了确认吊灯的摆动时间，伽利略数着自己的脉搏为吊灯计数，创造性地发明了摸脉计时法。受到吊灯振荡等时性原理的启发，伽利略构思了第一个摆钟。这一发现，于 1657 年被克里斯蒂安·惠更斯用于制造第一个成功的摆钟。

时间是物理空间中的最基本单位。时间无法精确计量的话，一切物理实验，也就无从谈起了。

因此，人类早期的科学活动，不得不在头脑中、以逻辑演绎的方式进行。在这个意义上，我们也可以说：逻辑是思想实验。

6. 实验是有限的，现实是无限的，连接“有限”和“无限”之间桥梁的是逻辑推理

海水是咸的，这是一个事实，也是一个真理。但，经过实践检验了吗？NO。

因为，从没有一个人、也没有一个机构，把每一滴海水都检测一遍。别说每一滴了，连每一立方可能都做不到。

没有检测的海水，如何认定也是咸的？靠什么认定的？靠逻辑。

海水是无限的，可以检测的海水是有限的，如何将“有限”和“无限”之间的鸿沟用一座桥梁无缝连接起来，只有靠逻辑。

7. 实验容易受到各种外在环境的干扰，只有在思维空间，才能构建一个绝对理想、不受干扰的实验条件

以伽利略斜面实验为例。

图1  伽利略斜面实验示意图

斜面实验中，有一个连续、平缓的U形槽，小球从斜坡的一侧相同高度滚下，然后，再滚上另一个斜坡，斜坡的倾斜角是任意的。伽利略发现，不管如何改变第二个斜坡的倾斜角，小球总是可以上升到其出发时的“相同高度”——由于摩擦力，小球不可能上升到“相同高度”；所谓“相同”，是伽利略的天才猜想：在没有摩擦力的理想状态下，小球必然回到“相同高度”。

伽利略进一步推理，如果摩擦系数为0，斜面也变成水平面，那么，小球就要滚向无限远处，永远也不会停下来。

伽利略实验的真正价值，并非实验本身，而是其天才的假设和推理。或者说，伽利略做了两个实验，一个是实际实验，另一个是“思想实验”。实际实验是有限的、摩擦系数是不为零的；思想实验是无限的，实验条件是理想的、摩擦系数为0。

特别是，摩擦系数为零的“理想条件”，在现实中是无论如何也做不到的，不要说伽利略所在的时代，即便是技术高度发达的今天，也做不到。

换言之，没有基于推理的“思想实验”，伽利略斜面实验就是一个司空见惯的日常现象——一个球从斜坡上滚下来，之后，在水平面继续滚动的现象，在人类漫长的历史进程中，必然频繁出现过。然而，人们熟视无睹，并没有因此发现其背后隐藏的力学规律。

对此，爱因斯坦评价道：伽利略的发现，以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且，标志着物理学的真正开端。

8. 逻辑推理是随时随地、低成本的，实践只能在实验室进行、且是高成本的

在同样可以检验假说的情况下，实践是不经济的。或者说，辨别信息之真伪、优劣，并以此做出决策，是个体和组织随时随地都在进行的，因此，最可靠、随身的鉴别工具，只能是逻辑推理；实验只能在实验室进行，且是高成本的。

以自由落体实验为例。

重物下落实验不复杂，对实验条件、设备的要求也简单。但是，至少也要准备2个铁球，一大一小；待天气晴好，方可实施。除了实验本身之外，还要考虑一些社会成本，比如雇请保安，维护一下比萨斜塔周围的秩序，以免人多拥挤，发生踩踏，酿成上海外滩那样的惨案——毕竟在欧洲，科学家和科学实验，是很招人的。

总之，实验是要花钱的，花钱还不少。

和实验比起来，逻辑推理之成本，可以忽略不计。最多，也就是一杯咖啡的价格。

伽利略做了一个思维实验，设想：把两块大小不一的石头绑在一起让它们下落。如果重的石头下落得快，则绑在一起的石头应该下落得更快；可是，反过来想，大石头下落得快，小石头下落得慢，绑在一起的话，小石头会拖大石头的后腿，使得大石头下落速度变慢。是快是慢呢？显然，“重的物体下落得更快”是一个悖论。

足见，“思维实验”要比实践更经济。特别是，有些实验成本，并不体现为金钱的付出和物质的投入，而是时间之消耗，动辄数年、数十年的漫长实践环节，绝不是“只争朝夕”的现代人可以承受的，此时，逻辑反倒是检验真理的唯一标准了。