科学的本质是什么?很多人认为科学仅仅是经验数据的积累,通过不断实验验证来获得客观真理。然而,事实远比这复杂得多。《The Mind in the Wheel》一书序章《Everybody Wants a Rock》提出了一个更深刻的视角——科学进步依赖于对“机制”的探寻,即对组成世界的实体及其相互作用规则的明确建构,而不仅仅是对表象的描述。热学理论的发展是理解这一点的绝佳切入点。 18世纪末,安托万·拉瓦锡在他的化学著作中最先系统提出了热与物质粒子之间关系的模型。他注意到物质在加热时膨胀,冷却时收缩的现象,并推测这背后存在两种相反的力:一种推动粒子分离,另一种吸引粒子聚集。
这两种力量的平衡使得物质能够保持形态,既不完全散开,也不完全紧缩。拉瓦锡将推动粒子分离的力量假设为一种“热的流体”,即“卡洛里克”,虽然这一假设后来被否定,但它代表了一种科学建模的典范——通过设定具体的实体和规则,以解释观察到的自然现象。 拉瓦锡并没有断言他的模型是真实存在的实体,而是强调它的假设价值和解释价值。一个科学模型不必完美符合现实,关键是它能否有效说明已知现象,提供可以检验的预言,并为进一步的发展指明方向。这种机械论的思想,即宇宙如同一台巨大的机器,其运转基于具体的零部件及其交互规律,正是现代科学的基石。 相较于抽象的归纳和表层的预测,科学模型的力量在于它的具体性和可操作性。
抽象如“热”、“抑郁”或“表现良好”都是基于表面属性的归类,虽然在日常交流中实用,但缺乏深入解释现象背后机制的能力。心理学领域尤其陷入了大量的抽象描述,如人格五因子模型、忧郁症诊断等,这些构架虽然预测性较强,却未能真正揭示脑内神经、认知和行为的具体运作机制,导致效果有限。 科学的进步需要跳出抽象,进入机械化的模型建设阶段。比如康威的生命游戏虽然是一个理论上的人工系统,却很好地体现了“用简单实体和规则构建复杂现象”的核心理念。实际科学研究也在不断朝此方向发展,物理学经历了从牛顿定律、热力学、到量子力学等模型的迭代,每一次模型的结构变化都依赖于对实体和规则理解的深化。 心理学作为一门尚未形成统一范式的学科,在这一点上显得尤为薄弱。
其历史上首次尝试用机械模型解释心理和行为的行为主义虽然未能完美成功,却是迈向科学化的勇敢尝试。现代神经网络虽然借鉴了神经元与连接的概念,且在模拟认知行为上取得了显著进展,但其距离真实神经细胞的复杂机制仍有不小差距。此外,神经网络的万能函数逼近特性也带来质疑——仅凭外表相似不足以证明背后机制的相似性。 真正能推动心理学成为成熟科学的,是类似控制论的反馈环模型。这类模型把心理活动看作由多层次反馈回路组成,按照具体的实体和行为规则相互作用,通过层次结构产生复杂行为。控制论的机械化视角赋予心理学一个明确的实体和规则框架,使得理论能够针对具体的现象提出可检验的假设,从而超越单纯的统计预测和抽象归类。
哲学家库恩对科学范式的论述进一步提供了理论支持。范式不仅仅是知识积累或共识,更是一套关于实体、性质与关系的整体假说,是研究活动的根基。科学革命之所以能发生,是因为旧有范式面对新现象无法解释时,被带有新实体和规则设定的新范式所取代。科学探索因而是一场不断修正既有模型、提出新实体和规则的过程。 科学的发展过程本质上是游戏设计师创造规则与世界的过程。游戏设计师必须具体制定实体及其相互作用的规则,以保证游戏的玩法符合预期。
同样地,科学家通过构建物理、化学、生物和心理学模型,不断试错和微调,寻找到能解释和预测自然现象的最优规则集合。科学模型的具体化,使我们能够把握看似混沌的世界背后的确定性结构,从而实现对自然的深刻理解与掌控。 在当代,许多看似科学的心理学和营养学研究仍停留在抽象统计和表面相关的阶段,缺少深入的机械模型来说明变量间具体如何相互作用。真正的科学需要摆脱这种“配方式”的描述,转向细致具体的机制探索,提出清晰的实体和交互规则,才能提升理论的解释力和实用性。 纵观生物学的复杂性,我们也面临着许多尚未解析的机械问题。从代谢系统的冗余机制、免疫系统的复杂交互,到脑神经的未知区域,每一个层面都包含数以万亿计的实体以及它们的动态规则。
疲劳这一抽象现象隐含着多种不同机制,科学需要将其拆解成可操作的模型部分,才能推动治疗和预防技术的发展。 科学的真正魅力,在于通过机械化的模型构建,将抽象变为具体,将猜想转为可验证的预言。这一过程充满挑战,但正是它使我们逐步揭示自然和心灵的奥秘。正如拉瓦锡用他的热流体模型启发了更为精准的热学理论,今天的科学家们也在不断提出和检验新的模型,推动人类不断迈向更深层次的理解。 未来,随着数据技术和实验方法的进步,科学将进一步从经验积累转向系统的机制建模。心理学、神经科学乃至社会科学也必将迎来范式的成熟,以机械论为基础,构建真实世界的规则和实体,最终实现心灵机制的彻底解析。
正如《The Mind in the Wheel》序章所揭示,科学的核心是“提出足够具体以至于能够被推翻”的模型,只有这样,知识之轮才能持续转动,推动文明向前发展。