人類對自然科學的探索是否會因其自身的複雜而走向停滯？

知識 05-30

自然科學發展至今，在人們發現了越來越本質的現象，總結了規律背後的規律的同時，不得不承認的是，自然科學本身已經變得越來越複雜，甚至過於龐大，以至於耗費一個人的一生只能盲人摸象般地看清它的某個局部。前人研究科學的阻礙更多來源於政治宗教等因素，但如今科學正一步步展示自身的遙不可及的複雜，這已經逐漸成為真正的阻力。

在研究領域分化導致科學的寬度無限拓展的同時，是否有一個臨界的不可企及的高度在等著人類？

細節的量變是否已無力支撐起整體的質變，人類是否越來越滿足於瑣碎的成果？

首先，我覺得會的。

以前跟人嚴肅地討論過這樣一個問題：原則上，可以讓一隻狗理解量子力學么？

請不要笑，因為還有一個問題是：原則上，可以讓人理解物質世界的所有細節么？

我自己的想法比較悲觀，人腦雖然精細，但它也是一個複雜度有限的容器，它能承載的智慧也只能是有限的。這一點上人類和狗狗的大腦並沒有本質區別。而目前為止，我們還沒有看到自然科學的上限在哪裡。這樣......很難說世界一定就可以足夠簡單到連我們愚蠢的人類都可以理解。

畢竟從亘古的猿演化誕生出來到現在，人類從來就沒有被大自然指望過需要去理解它的一切。

不過我的第二觀點：雖然人類是愚蠢的，但是真的要把我們的這點小破智商逼到瓶頸，那必然是一個非常非常漫長的過程。比任何人想像的都要慢。

因為雖然開拓新知識需要去學習已有知識，但

1，知識研究跟知識學習的時間消耗是不成比例的。

人類的未知領域像片沙漠，裡頭儘是雜訊和混亂組成的流沙。流沙裡面分布著稀少的金粒，那是知識。知識是有用的，它積累到一定規模後會產生出成體系的科學。但它的積累一點都不容易，需要大量的拓荒者去到無人的沙漠中把它從流沙里一點點地遴選出來。

成批成批的拓荒者會倒在路上；少數幸運的拓荒者能挖出幾顆金粒；偉大的拓荒者能找到金礦，並在金礦里為之不懈奮鬥努力一生最終在書上留下一句話：「XX年XX國科學家XXX證明了XX是對的/不對的。」

學習者獲取這個知識需要多久呢？2秒？3秒？

所有經常會說，你們學的都是人類知識庫的瑰寶，這真是一句大實話。

恩.....學習是吸收別人挖出的金子，但架不住已有知識越來越多呀。那麼請相信第二點

2，創造新知識不需要學習所有的已有知識。

這裡的不需要不光是說不需要去掌握各個學科的知識，而是說連同一學科的大量知識也不需要掌握。牛頓時代的科學家要掌握大量無窮級數，解析幾何的技巧，後來微積分出來了，這些技巧就不用學了。西方數學傳入中國之後，九章算術的算籌學，計數法就沒人用了。內燃機的出現電氣時代的來臨，所有蒸汽機的設計圖紙就變成廢紙了。現在沒有人再關心電子管計算機的優化設計，沒有人會再去修正古巴比倫的天文曆法系統，沒有人在意地心說本輪均輪演算法的誤差分析。

把大量知識堆積起來，堆成一個金字塔，這個金字塔就組成一個成體系的科學。而這個成體系的科學的大量細節，那些堆積在金字塔基座的海量知識，早已淹沒在歷史中。一個有志於將金字塔修得更高的後輩不需要清楚金字塔的每一塊磚，而只需要看清金字塔的大致輪廓，踩著一條主要的被前人反覆踩過的路爬上塔頂，再詳細的學習塔頂附近的一小撮磚塊，他就算站在科學前沿了。

因為本質上科學研究不是要你去重複前人的所有工作，科學研究是一場接力賽。

好吧即使實際上我們只需學習很少部分的必修知識，但也架不住必修知識積累越來越多呢。那麼第三點

3，隨著認識的深化，已有知識的學習會越來越容易。

有句話叫站得高望得遠。當你站在更高的地方的時候，以前那些困擾你的難題會變得一目了然。電磁學剛開始是一個龐雜的學科，堆砌了大量經驗公式和實驗結果，後來電動力學發展完善，發現所有現象被四個偏微分方程全部解釋了。再後來發展出規範理論，發現四個偏微分方程在幾何上也是統一完美的。

頭頂的行星相對於我們肉眼的運動初看起來是很雜亂的。托洛密用了一套複雜的方法將行星運動解釋成一種所有行星繞地球旋轉的複雜系統。後來哥白尼發現如果讓地球繞太陽圓周運動的話公式好像更簡單一些。再後來開普勒發現如果地球繞太陽橢圓運動的話，那方程就無比簡單優美了。再再後來牛頓提出萬有引力，原來橢圓運動的方程都是可以統一推到出來的。這時候再看雜亂的行星運動就一目了然得不行了。

越完善的理論，往往結構越簡單。

這是其一，其二。當一套理論被認識得越來越清晰的時候，教授他也會變得越來越容易。

量子力學剛出來的時候，費曼說：「那些號稱懂了量子力學的人都沒懂量子力學。」現在量子力學只是一門普通的本科課程。

相對論剛出來的時候，號稱全世界只有兩個半人懂。現在相對論已經變成了本科物理的一個章節。

為什麼呢？

因為這些理論的基本假設，數學基礎，符號體系，計算方法乃至世界觀已經建立完全了。

有句話叫：「一代人的歪理邪說，二代人的科學前沿，三代人的常識。」

有時候一些理論不是真的難，只是我們還認識得不夠深入。

4，基礎科學的發展會促進認知輔助工具的進步。

人類的大腦沒有長期穩定地儲存信息的能力，但靠著最原始的化學和符號學，人類發現了書與文字。

人類的大腦無法直觀想像三維以上的幾何，但靠著嚴謹的代數，我們可以算任意維的幾何對象。

人類的大腦不擅長數值計算。於是靠著量子力學，人類又發明了計算機。