赵若舟：简化方法在科学中的应用
现代科技的发展显示着理性的巨大成功，但这种成功也仅是在简单系统和人造系统中取得的。这些系统的共同特点是具有可测量的确定的初始状态，受外界的干扰因素不具偶然性，具有可重复性和唯一确定的末状态。自然系统中天体系统是最常见的简单系统，由于它符合以上条件，因此，物理学首先在天文学中获得了巨大的成功。现在我们不仅可以准确地预报日食、月食这样的天文现象，还可以发射航天器，几年之后，在另一个行星的预定区域着陆。现在，我们的科学技术已经相当发达了，但我们仍无法预测一只蚂蚁的运动路线，无法预测股市行情，无法预测战争的后果，无法预测海啸和地震……我们可以让人造卫星上天，但对于糖尿病、高血压这样的古老的疾病我仍束手无策。我们可以制造最复杂的计算机，但我们造不出一个细胞。
在很多情况下，我仅凭直觉和经验就可以做的很好的事情，用科学和理性方法却无法下手，如：领导工作、思想工作等。理性不是万能的，它的成功仅局限于简单系统和人造系统，盲目地把理性的方法推广到如：社会、生态系统这样复杂系统中是不合理的。
既使在解决简单系统的问题时，数学和物理学都认为它们过于复杂，而要在理论上进一步简化成自然界根本不存在的理想模型。
质点就是一种只有质量，没有形状和体积的理想模型。在研究质点做机械运动时，我还要尽可能使它的外界因素简化，如：空气阻力不计、没有摩擦力的光滑表面运动等。这样我们就可以得到与实际情况近似的结果。
没有任何弹性的刚体、单摆、理想流体、理想气体都是物理学在解决实际问题时，抽象出来的理想模型。这种方法的确十分有效，我们成功解决了这些问题，并且得到了近似程度足够好的结论。
几何学也是如此，没有体积的点，没有宽度的线，并且任何线段都没有弹性，任何几何图形都不会发生形变。我们把这些因素都忽略了，我们成功地解决了各种空间问题，并且在实际情况中，忽略带来的误差却是微不足道的。
数是一个极端理想化和抽象的模型，我们说"1"时，它可以是一个人，也可以是一个国家，可以是一个分子，也可以是一个星球，但我们知道，实际中这些物质都是不可同日而语的。
自然数和实数的那种可以绝对简单的无限累加，在实际情况中也是不存在的。任何量变的积累都会发生质变，这是辩证法给我们的启示，但数学里却没有，这些差别很多情况下不仅是不能忽略的，而且是主要的。
1+1=2，这对于是1升水加1升水等于2升水而言已经是很好的近似了。1升水加1升油等于两升液体，这也是正确的。但如果把1升水和1升酒精倒在一起时，我们会发现，它不够两升，这时候1+1＜2。
1库仑正电荷加1库仑负电荷也不等于2库仑电荷，而是发生了中和，成为0库仑。1牛顿力加1牛顿力也不一定等于2牛顿，这还与力的方向有关，如果这两个1牛顿力正好相反，那就是0牛顿了。现在我们知道像力这样的矢量的相加不能简单算术相加，而要用平行四边形法则。
1+1=2，至少要符合以下条件，才能成立：1、相加的两种信息不会融合或发生其它反应。2、单位相同，1只羊加1群羊绝不等于两只羊。3、短时间内完成。如1只羊加1只羊，如果时间太长，可能都会死。
实际中，我们都是凭经验应用数学，凭经验判断，什么可以相加，而什么不可以。事实上，像自然数或实数那样可以无限累加的信息是没有的。辩证法告诉我们，量变到一定程度都会发生质变。把1万亿升水加在一起，它就不是1万亿升，因为下面的水会由于压力太大，体积缩小。而且，巨大的表面积引起的水的蒸发，每秒钟都会有好几升。
我们把很多铁原子加到一起，它会形成晶粒，而1亿个人加到一起，那就会形成一个国家。单纯用数学研究这些问题就远远不够了。
简化不仅是数学和物理学的主要方法，也是化学的主要方法，在自然界中，纯净物是很少的，所发生的反应也是复杂的，但在化学实验中我们却使用通过各种方法提纯的纯净物。用纯净物做实验我们就很容易找到生成物，以及这些物质相互发生化学反应的过程。这些纯净物除我们的化学工业常常使用外，在自然界中却极为少见。简化成为我们在化学实验中找到因果关系的有效途径。
生物是复杂的巨系统，既使简化我们都会觉得它复杂的我们难以分析。对照、统计成为生物实验的重要方法，用以补偿生物无法简化造成的因果关系的混乱。
简化也发生在工农业生产中，农业生态系统是人工生态系统，它比自然生态系统简单的多，成千上万亩的土地被单一作物覆盖。简化使耕作，收获变得容易操作，有效地提高了农作物的产量，但同时使生态系统本身变得十分脆弱，易受病虫害破坏，易发洪灾、旱灾及水土流失。
工业的简化，使工业不断开采单一原料和产生单一的废物。许多物质在自然状态并不会造成环境污染，但经开采、提纯以后危害就大大增加。自然的铀矿是无害的，但浓缩铀和核废料却容易造成放射性污染。像汞、铬、砷这样的物质都是这样的。
科学在医学中也常用简化的方法，但它的缺点也是显而易见的。纯度很高的西药，服用方便，但毒副作用很大。手术的巨大创伤，也严重影响人的生活质量。医疗不同于修机器，人也同样不是分子细胞的集合体，营养、气候、精神、人际关系和千差万别的遗传因素都会对健康造成影响。可能医生会因一句话不慎，病人因恐惧或愤怒而失去生命。（但你一名话却不可能杀死一个细胞）抛弃现代科学的方法，中医、蒙医、藏医以几千年医疗实践为基础，以传统理论的依据，在内科、慢性疾病的治疗中占有西医无法取代的地位和显著疗效。
科学的这种以控制实验为基础，通过简化模型和数学推理工具来预测事物的因果关系的方法，直到现在仍难以在社会各学科发挥作用，直觉经验归纳及模糊的推测仍在政治、经济、军事、文化、思想领域发挥着主要作用。
剃须刀虽快，不能用来切西瓜。实验和推理的方法虽好，也不能用到所有领域，在认识世界和改造世界中，我们有许多方法，它们都在不同领域中发挥着重要作用。
演绎：数学、物理学的主要方法。其它领域为辅助方法。
归纳：各领域都有应用，历史、生物、地学使用较多。
控制实验：物理学、化学、生物学的主要方法。社会科学一般不使用，因为国家和民族命运是不能做实验的。
直觉：艺术创作的主要方法，其它领域也都有应用。
观察：天文学、地学、生物学的主要方法，其它领域应用较少。
推理和实验是物理学的方法，不一定在其它学科也好用。不同层次的系统有不同的特点，因此，也就有它特定的方法。用费耶阿本德的话来说就是"什么都行"。
作者：赵若舟，系《21世纪人类生存危机报告》作者，人类危机在线http://rlwj.com站长，国学复兴网http://guoxuefx.cn站长
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