《认识经济论》

第七章 经验探索的成本升级

作者:经济类

             提 要

(1) 只有从探察类比的角度,不是地理探察,而是温度、压力、场强度等物理因素构成的参数空间的探察人们才能最清楚地理解自然科学的探索和发展 。

(2) 演化使我们熟悉了现有环境,探索离我们的家园越远,也就越困难(越昂贵)。

(3)随着 数据库的扩大,科学理论化需要的是一种最不复杂的、能够包容所有现成数据的理论结构。

(4) 只有通过连续不断地建立均衡、破坏均衡和辩证的转换,理论与实验才能得到发展。

(5) 成本升级制约了科学技术的发展,它从根本上为自然科学的发展确定了经济极限。

(6)总之 ,经验探索的经济问题是一个内在结构特点的问题,知识理论家们只有付出代价才能看到概 貌。

          科学探索的探察模式

在研究自然科学时,我们人类以自己的处所为基点探察世界不仅仅探察空间邻域(neigh borhood) ,还在温度、压力、电荷等各种物理变量的空间中探察参数邻域。

在我们熟悉的自然环境中,在人类“家园”附近的各种事物上由于千万年的演化,我们继承了一套感觉和认识工具我们的行动相对轻松与自由,用自己独有的感官探寻与行动模式有关的种种数据。在一定范围内,我们可以凭借这些直接手段处理每一件事。要想了解得更多,我们就必须更深入地探索自然,使技术日趋复杂、成熟,使探索能力达到更高的水平。我们不得不离开万年演化形成的自然家园,不断开拓遥远的探索疆域。从以自我为中心的参数空间出发,我们跨越时间和广阔的空间,像勘探家一样探索大自然四方八极的种种参数,寻找具有认识意义的现象。这幅图像不是地理勘察的图像,而是对分布在我们四周的物理参数空间上的现象进行物理探索的图像。这种探索方法提供了一种科研概念,为了在科学上有重大的新发现,就需要勘察新现象。随着望远镜、粒子能量加速器、低温工具的效应、密封设备的效力、真空设备的能力、检测工具的精度不断增加也就是说,随着我们在物理世界参数空间的活动能力的提高种种新现象进入到我们的视野。由于我们了解自然进程的知识和经验不断扩大,越来越成熟的科学技术使我们能够大步前进,当代物理学才取得了巨大的进步。

就分布在参数空间范围内的形形色色的过程而论,自然本身无疑具有统一性。它不会按照我们习惯的参数系统把这些过程串接在一起。在我们狭小的邻域之外,有意义的现象层出不穷。但是,具有认识意义的重大现象越来越稀少,因为早期的科学天才有能力做得又多又好。我们的理论三角测量能力(power of theoreticaltriangulation)非常之大,以至于我们能 够高效地利用位于我们的参数邻域中的种种现象。但是,科学创新却越来越难随着我们的探索疆域不断向远方推进,离万年演化形成的家园越来越远科学创新也越来越昂贵。

人们在现有资料和技术水平上取得了重大发现后,要想有更重大的发现,就得使资料和相关 技术进入到更成熟的水平。

            技术升级

自然科学基本上是一种经验科学。它的前进不完全取决于人类的智慧,还取决于监视与观察,只有通过人与自然的相互影响我们才能进行监视与观察。不依赖工具、仅凭感官就能获得有关自然一般历程的有用数据的时代已经一去不复返。要想获取和处理有用的科学数据,技术是不可或缺的。现在,科学发现所依赖的数据分类只能通过技术手段来进行。

在当今的实验科学中,人们不是为了追求巨大的能量、高敏感性、复杂的手段自身而追求它们,而是因为研究的疆域已经推进到没有它们就无法前进的地步。科学就像战争,用过去的 装备已经无法有效地打赢现代战争。

若是没有不断发展的技术,现代科学就会嘎然而止。今天的发现无法用昨日的装备和技术取得。为了进行新的实验,为了获得新的观察数据,为了发现新现象,就需要更强有力的分析技术。科学的进步决定性地、不可避免地取决于我们的技术能力,为了勘察和解释更遥远的现象,我们必须不断地深入地研究更遥远、更广泛的物理参数,难度也会越来越大。我们耗费无限的气力,扩大有效实验的范围,因为只有在新的难得的实验和观察条件下获取极端的温度、压力、粒子速度、场强度等等我们才能得到把假说和理论付诸试验的条件。 正如一位敏锐的观察者所说:“今天的多数重大物理 实验,如果在十年前的技术条件下做,恐怕会受到严重的损害。”

在整个自然 科学中, 技术进步是认识进步的最重要的条件。勘察参数空间的思想为成熟的自然科学领域里的科学创新机制提供了一种基本模式。新技术扩大了物理过程所能达到的参数空间。范围的扩大使人们认识到全新的现象,发现、研究这些现象并把它们理论化,是科学地理解自然的基础。这些考虑意味着,在数据的生成和处理方面,技术水平应当与探索技术的连续发展阶段相适应,每个发展阶段都会使考查工具和方法出现连续性的变化。不同的技术层次常常因为(量值-秩序)的实际改进而相互分离引起变化的信息参数包括测量的精确性、数据的处理数量、探查的敏锐度、电压的升高、或温度的升降等。这种情况有一个突出的特点,人们一旦在特定的数据技术水平上有了重大发现,为了解决更深刻的问题,就必需有更重大进步,进而要求在技术再上台阶,达到更高的水平。研究成果在每个数据技术层次上都会达到饱和,但勘察却不会在任何一个层次上停下来。一旦某一特定数据技术层次上的潜力被挖掘殆尽,我们的所有虔诚和智慧都无法在这一层次上再有什么创新和发现。 只有 登上另一个复杂的数据技术水平之上后,才可能有进一步的重大发现。

于是, 我们看到一种技术升级现象。对新数据的需求迫使我们离开 人类熟悉的家园,在自然的参数空间中越走越远。一方面,科学进步原则上永远是可能的有意义的科研成果永远不会穷尽另一方面,永无休止的勘察要求不断提高数据的提取技术和探查技艺。

技术升级具有许多经济衍生物。科学探索经济学呈现出一幅成本不断升级的景象,它使人想起了军备竞赛。科学研究中固有的技术升级与军备竞赛很相仿,由于敌方的技术不断提升,现有的技术不可避免地因过时而遭废弃。这两种情况的经济结构是一样的,因为新技术会使成本以指数的形态增加。(不妨回顾一下b系列轰炸机, 二战时期的b-17轰炸机,在冷战时期发展到b-47和b-52轰炸机,现在则发展到超音速b-1轰炸机。)由于科学要在最大范围内掌握自然,它与自然展开了一场技术上的军备竞赛。技术能力的升级以及与之相 关的成本升级都是这一现象的表现。

在任何成熟的自然科学分枝,为了进一步取得实质性结果,人们对技术能力提出了更高的要求。于是,重要的科研新成果的购买价格便不断地上升。某一特定的技术工艺层次上的重要研究成果一旦被完成,人们就不间断地向另一个更新、更复杂(当然也更昂贵)的层次迈进:人们要求得到更精确的测量,更极端的温度,更高的电压,更复杂的结合,等等。为了保持稳步前进,对人力和物力的要求也与日俱增。成本升级现象可以从两个角度来解释,一是在特定技术水平上能够实现的实质性成果是有限的, 二是从一个技术层次向另一个层次推进 时,资源成本会持续快速地增长。

升级过程提供了一种视点,透过它可以看到,自然科学的进步最初并不急迫,因为我们只在自己周围的参数邻域探索自然。

在这一阶段,经济要求非常低,因为所需要的技术相对粗简。但是,随着时间的推移,有意义的科研成果的资源成本不断升级,因为实现其目标的技术难度不断增加。这些困难是经验探索的基本也是不可消除的组成部分, 因为我们必需在更“广阔”的范围内与自然发生关系,在参数空间中更困难的部分进行工作。

           归纳与理论化

在科学探索活动中,我们对自然进行扫描,寻找有趣的现象,寻找有用的、可以解释的规律。科学理论化,作为一种根本的归纳过程,就是构想出一种能够包容全部现有数据的最不复杂的结构。在每一阶段,我们都尽量把现象及其规律性纳入到这一最简单(在认识论上最有效的)解释结构中,以便解答我们对世界的问题,并指导我们在世界中的行动。

不过,这里必需强调一个问题。有人认为,把解决问题的猜想与经验数据纳入到一个协调系统中是一个很保守的过程。这种印象是错误的。系统化工作体现了一种拓宽经验范围扩大、扩展基本数据(理论上的三角测量根据这些数据才得以进行)的迫切性。其重要意义不亚于假设它们很典雅(elegance)。简明/和谐与全面/包容是一个整体的两个组成部分。这就是为什么拓宽探索自然的参数空间是这一过程的不可分割的组成部分的原因。

随着科学技术的提高,数据库也会越来越大,越来越复杂,在数量和种类上也会不断扩大。技术进步还会不断扩大我们窥视参数空间的窗口。在自然科学的发展进程中,我们通过这一窗口研究参数空间,不断地扩大我们的数据库,根据我们的所见进行概括与总结。在这里,我们看到的不是单色月景,只要看到一面,就等于看到了全部,根据较少数据得出的理论也较适用于一般情况。历史经验表明,随着我们对参数空间的探索越来越深,我们的自然观念随时都可能发生巨大改变。新技术进入参数空间的新领域后,往往会破坏数据与理论之间已 经达成的平衡。

我们对物理参数空间的探索往往是不完整的。我们对温度、压力、粒子速度等参数范围的研究绝不会穷尽,因为研究得越深,物理阻抗越大。我们不可避免地碰到这样的(真实)问题:尚未探明的事物的规则结构与已经探明的事物的结构并不吻合。总的说来,新数据与旧理论不能吻合。(例如,牛顿的理论可以令人惊异地预测出太阳系的现象日(月) 蚀,天体汇 合点,等等但这并不意味着古典物理学不需要根本的修正。)

一般情况下,科学理论是这样形成的:在参数空间的有限区域内发现某种现象的局部规律,然后把它推广到全局。科学理论的论断是不受时空限制的,也不受参数范围的限制。理论科学规定了事物在时间和空间的形态。它并不要求用复杂的统计学知识鉴别出我们在科学中运 用的归纳法是否必有风险。 它并不要求复杂的科学史知识鉴别出我们最担心的事情是否会发生。在我们的理论扩展到参数空间的各个部分时, 很少有哪种理论能历经扩张而依然完整。对 于可观测的自然规律和不可观测的自然结构来说,不同的观测层次会有不同的结果。在每一个复杂的研究阶段,我们好像都会碰到事物的不同秩序和特点。我们在研究自然时发现的东西必然在一定程度上反映了观测技术的特征。我们在自然中发现或找到的东西总是依赖于探索机制。于是,科学史记录了一系列从一个错误跳到另一个错误的事件,但人们犯错时的态度极为认真,对使用的数据极为负责。

甚至在目前已经掌握的全部领域内,极端精确并不预示着实际正确,只表明它在有限范围内是充分的。不论怎样拓展目前已经掌握的有限范围,我们依然不能肯定(甚至不能认为可能)与目前所掌握的全部问题相吻合的理论主体适用于更大的范围。谁都不能断言未来不会

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