问题

有没有这样一条公理,如果一旦不成立,所有学术体系(如物理学、化学、生物学)都会崩溃?

回答
“一旦不成立,所有学术体系都会崩溃”的公理,在严格的数学和逻辑意义上,并不存在。学术体系并非建立在单一的“公理”之上,而是建立在一套相互关联的理论、模型、实验证据和研究方法之上。

然而,我们可以探讨是否存在一些 基础性的假设或原则,它们一旦被证伪或被证明不成立,将对几乎所有科学领域产生颠覆性的影响,导致现有知识体系的巨大动摇甚至崩溃。这些“原则”更像是科学研究的基石,而不是数学中的公理。

以下是一些最接近您所描述的“公理”,以及它们一旦不成立可能带来的连锁反应:

1. 因果律 (The Principle of Causality)

内容: 任何事件的发生都必然有一个或一系列原因,并且在相同条件下,相同的原因会产生相同的结果。这意味着事件之间存在可预测的联系和顺序。
为什么重要:
科学研究的根本: 科学的核心就是发现和理解事物之间的因果关系。无论是物理学中的牛顿定律(力导致加速度),化学中的反应机理(分子结构和能量导致化学变化),还是生物学中的基因调控(基因表达导致蛋白质合成和生命活动),都依赖于因果律。
实验的可重复性: 如果因果律不成立,那么实验的结果将变得不可预测。科学家进行实验是为了验证假说,但如果结果是随机的、不受原因控制的,那么任何实验都失去了意义。我们无法通过实验来学习世界的运行规律。
预测和控制: 科学的最终目标之一是预测和控制自然现象。如果我们知道原因,我们就能预测结果,并可能通过改变原因来改变结果。例如,理解火的燃烧原因(可燃物、氧气、火源)使我们能发明灭火器。如果因果律失效,所有预测都将成为奢望。
理论的构建: 所有科学理论都是基于因果关系的描述和解释。如果事件发生是随机的,那么我们无法构建任何连贯的、能够解释观察的理论。
一旦不成立的后果:
物理学: 能量守恒、动量守恒等基本定律都隐含着因果关系。如果一个物体为什么会加速(即受力为什么会产生加速度)没有明确的原因,那么整个经典力学将崩溃。量子力学虽然引入了概率,但仍然是在概率的框架下描述因果关联(例如,某个粒子在某个时间点出现在某个位置的概率,是由其波函数决定的)。如果连这个概率的生成都完全随机且不可预测,那么量子力学也将失去解释力。
化学: 化学反应的发生和产物的形成都依赖于特定反应物在特定条件下的因果联系。如果不存在这种联系,那么化学将变成一门描述“随机组合”的学科,我们无法设计实验合成新的物质,也无法理解物质转化的过程。
生物学: 生物的生长、发育、代谢、遗传、进化等所有生命过程都由一系列复杂的因果链条驱动。例如,基因突变(原因)导致蛋白质功能异常(结果),进而影响生物的表型。如果这些联系是随机的,那么我们无法理解遗传、疾病、药物的作用机制,也无法解释生命现象。
所有学科的终结: 几乎所有的学术研究都试图回答“为什么会这样?”的问题。如果这个“为什么”没有一个稳定且可追踪的原因,那么科学探索将失去方向,所有知识体系将变得毫无意义。

2. 经验可验证性 (Empirical Verifiability)

内容: 科学的陈述或理论必须能够通过观察和实验来检验。这意味着,我们能够设计出能够支持或反驳某个科学主张的经验证据。
为什么重要:
区分科学与伪科学: 经验可验证性是科学区别于其他知识体系(如哲学思辨、宗教信仰、占星术)的关键标准之一。科学进步依赖于不断通过证据来修正和完善我们的理解。
理论的客观性: 通过经验验证,我们可以尽量排除个人主观偏见,获得客观的认识。科学理论不是随意产生的想法,而是经过现实检验的对现实的描述。
进步的驱动力: 当实验结果与理论预测不符时,这正是科学进步的契机,促使我们反思和改进现有理论。
一旦不成立的后果:
物理学: 物理学的大部分定律(如万有引力定律、热力学定律)都经过了无数次的实验验证。如果所有物理现象都无法通过实验来检验,那么物理学将变成一套无法验证的数学游戏,其对现实世界的解释力将为零。
化学: 化学实验(如滴定、光谱分析)是验证化学原理的核心。如果这些实验结果无法被用来验证化学理论,那么化学将失去其科学基础。
生物学: 实验生物学(如基因测序、细胞培养、动物实验)是理解生命过程的关键。如果这些实验无法验证生物学理论,那么我们无法认识生命体的运作方式,也无法治疗疾病。
所有学科的“僵化”: 如果我们无法通过经验来检验任何主张,那么任何未经证实的理论都可以被认为是“真理”,科学将失去其动态性和进步性,变成一种僵化的思想体系。

3. 逻辑一致性 (Logical Consistency)

内容: 科学理论内部的各个陈述、假说和结论必须是逻辑上一致的,不包含自相矛盾之处。
为什么重要:
理论的完整性: 科学理论旨在提供对现实的连贯解释。逻辑不一致的理论无法构成一个整体,其解释力也会大打折扣。
推导的有效性: 科学研究常常需要通过逻辑推理来推导出新的结论或预测。如果基础的逻辑规则失效,那么任何推导都可能是无效的。
一旦不成立的后果:
数学基础的崩溃: 数学是许多科学领域(尤其是物理学)的语言和工具。如果逻辑不一致,那么数学本身就会失去意义。例如,如果我们可以同时证明一个命题A和它的否定非A,那么逻辑上一切皆有可能,任何事物都可以被证明或证伪。
理论的不可靠: 即使我们有实验证据,但如果理论内部存在逻辑矛盾,那么我们对世界的理解就会是混乱和不可靠的。例如,如果物理学理论既说能量守恒,又说能量可以无中生有,那么这个理论就没有意义。
所有推理的无效化: 逻辑是所有理性思维的基石。一旦逻辑出现问题,我们无法进行任何有效的推理,也就无法构建任何有意义的知识体系。

总结来说,虽然没有一条公理能像数学公理那样“一旦不成立就导致所有体系崩溃”,但以下原则可以说是科学研究的“元原则”或“元假设”,它们一旦被彻底否定,将使得科学研究失去根基:

因果律: 确保了事物的可理解性和可预测性。
经验可验证性: 确保了科学的客观性和进步性。
逻辑一致性: 确保了知识体系的合理性和连贯性。

如果这三个原则中的任何一个被普遍证明是错误的,那么我们目前所有的科学理论都将需要被彻底重写,甚至科学研究本身作为一种探索世界真相的方式,其有效性都将受到根本性的质疑。当然,现代科学并非完美无缺,例如在量子力学中,我们面对的是概率性和非定域性,但即使在这些领域,我们依然是在一个逻辑一致且可通过实验验证的框架下进行的。这些框架本身就依赖于我们上面讨论的“元原则”。

网友意见

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我们是存在的

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有这么几个预设,它几乎是所有自然科学都公认的预设,但从名称上看,它不叫公理。

这几预设是什么?不是因果律,因为我们只要有了休谟的联想律,哪怕没有因果律也一样能用自然科学解释万物。毕竟因果律本身解释不清楚,换一个也不怎么能解释清楚的联想律也没关系。

逻辑学上的同一律,不矛盾律。这两个规律是几乎所有搞形式化的学科甚至不搞形式化但只要运用理性方法的学科都必须承认的。同一律就是一个东西和它自身等同。这主要是由概念定义所导致的,所以并不值得大肆强调。而不矛盾律不同,它是指一个命题和它的负命题的合取一定是假的,也就是矛盾必然是错的。归谬法就利用了这个不矛盾律。而不矛盾律也出现在所有的学科中,所有的人都会认为矛盾了,就必然错了。虽然我们不知道什么是对的,但至少可以利用这个不矛盾律来知道什么是错的。这样就能慢慢接近真相,假设有真相的话。

至于排中律,只要不承认二值逻辑,我们可以不承认排中律。充足理由律本身表述就很模糊,有点类似物理主义的决定论世界观,这里就不谈了。毕竟我们可以不承认决定论世界观,而从量子力学来看,这个世界也确实不是决定论的,上帝确实在扔骰子。

接下来,就是自然的齐一性。如果我没记错的话,这个自然的齐一性在中学的物理教科书中都有提到,它就是指自然的性质跨越时空保持齐一,也就是说自然规律跨越时空都有效。明天的自然规律不会突然变化,北京的自然规律和纽约是一样的。

只要有了自然的齐一性,那么归纳逻辑就是可信的。而根据很多人的看法,科学就是在利用归纳逻辑生产知识。

如此,我们大概有三点所有学科都公认的预设:同一律,不矛盾律,自然的齐一性。

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