【日更24】谈如何阅读科学与数学

今天我们来讲如何阅读科学与数学。

我们只限定自己讨论两种形式的书:一种是在我们传统中,伟大的科学与数学的经典之作。另一种则是现代科普著作。我们所谈的往往也适用于阅读一些主题深奥又特定的研究论文,但是我们不能帮助你阅读这类文章。原因有两个,第一个很简单,我们没有资格这么做。第二个则是:直到大约19世纪末,主要的科学著作都是给门外汉写的。

不可能在任何一个领域中都成为专家。他必须退一步,也就是阅读流行的科普书。其中有些是好书,有些是坏书。但是我们不仅要知道这中间的差别,最重要的是还要能在阅读好书时达到充分的理解。

了解科学这一门行业

要跟上科学发展的脚步,找出事实、假定、原理与证据之间的相互关联,就是参与了人类理性的活动,而那可能是人类最成功的领域。这样的研究还能在某种程度上消除一些对科学的谬误。最重要的是,那是与教育的根本相关的脑力活动,也是从苏格拉底到我们以来,一直被认为是中心的目标,也就是透过怀疑的训练,而释放出一个自由开放的心灵。

阅读科学经典名著的建议

所谓科学作品,就是在某个研究领域中,经过实验或自然观察得来的结果,所写成的研究报告或结论。叙述科学的问题总要尽量描述出正确的现象,找出不同现象之间的互动关系。

在阅读科学作品时,似乎有两个主要的难题。一个是有关论述的问题。科学基本上是归纳法,基本的论述也就是经由研究查证,建立出来的一个通则——可能是经由实验所创造出来的一个案例,也可能是长期观察所收集到的一连串案例。还有另外一些论述是运用演绎法来推论的。这样的论述是借着其他已经证明过的理论,再推论出来的。在讲求证据这一点上,科学与哲学其实差异不大。不过归纳法是科学的特质。

如果这本书不能启发一个人时,读者只有一个解决办法,就是自己亲身体验以获得必要的特殊经验。他可能要亲眼看到实验的过程,或是去观察与操作书中所提到的相同的实验仪器。他也可能要去博物馆观察标本与模型。


面对数学的问题

数学其实是一种语言,我们可以像学习自己的语言一样学习它。在学习自己的语言时,我们要学两次:第一次是学习如何说话,第二次是学习如何阅读。幸运的是,数学只需要学一次,因为它完全是书写的语言。

只要能适当地运用数学的共识、主旨与等式,就不会有情绪上言外之意的问题。

所谓三段论法就是:所有的动物终有一死;所有的人都是动物;因此,所有的人终有一死。

这里的问题是动物和人是确切存在的,我们是就一些真实存在的东西来假设一些事情。我们一定得用数学上用不着的方法,来检验我们的假设。欧几里得的命题就不担心这一点。

掌握科学作品中的数学问题

第一,你至少可以把一些比你想象的基础程度的数学读得更明白。第二个重点:如果你阅读数学书的企图是要了解数学本身,当然你要读数学,从头读到尾——手上还要拿支笔,这会比阅读任何其他的书还需要在书页空白处写些笔记。但是你的企图可能并非如此,而是只想读一本有数学在内的科学书,这样跳着略读反而是比较聪明的。

以牛顿的《自然哲学的数学原理》为例,书中包含了很多命题,有作图问题与定理。但你用不着真的每一个都仔细地去读,尤其第一次从头看一遍的时候更是如此。先看定理的说明,再看看结论,掌握一下这是如何证明出来的。读读引理(lemmas)及系理(corollaries)的说明,再读所谓旁注(scholiums)(基本上这是讨论命题与整个问题之间的关系)。这么做了之后,你会看到整本书的全貌,也会发现牛顿是如何架构这个系统的——哪个先哪个后,各个部分又如何密切呼应起来。用这样的方法读这本书,觉得困难就不要看图表(许多读者是这么做的),只挑你感兴趣的内容来看,但要确定没错过牛顿所强调的重点。

关于科普书的重点

从某一方面而言,关于阅读科普书,我们没有什么更多的话要说了。就定义上来说,这些书——不论是书或文章——都是为广泛的大众而写的,而不只是为专家写的。因此,如果你已经读了一些科学的经典名作,这类流行书对你来说就毫无问题了。这是因为这些书虽然与科学有关,但一般来说,读者都已经避免了阅读原创性科学巨著的两个难题。第一,他们只谈论一点相关的实验内容(他们只报告出实验的结果)。第二,内容只包括一点数学(除非是以数学为主的畅销书)。

阅读科普书绝对比阅读故事书要困难得多。就算是一篇三页没有实验报告,没有图表,也没有数学方程式需要读者去计算的有关DNA的文章,阅读的时候如果你不全神贯注,就是没法理解。因此,在阅读这种作品时所需要的主动性比其他的书还要多。要确认主题。要发现整体与部分之间的关系。要与作者达成共识。要找出主旨与论述。在评估或衡量意义之前,要能完全了解这本书才行。现在这些规则对你来说应该都很熟悉了。但是在这里运用起来更有作用。

理论性的书一样会带来实际的结果。一个有知识、而且有心的读者应该尽可能阅读有关这方面的书籍。如果这本书对你没有其他的作用,至少也对细心的读者显示了数学家并不是魔术师,而是个普通的人。这样的发现,对一个想要超越一时一地的思想与经验,想要扩大自己领域的读者来说尤其重要。

今天就先讲到这,明天我们继续讲如何阅读哲学书。


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