混沌大学创办人李善友：新理论并不能解决老问题

8月13/14日，李善友教授归国后首次大课《认知革命》在北大百年讲堂登场。与第一天的哲学主题不同，科学成为第二天课程的主题。

善友教授说，很多科学家勤于解谜，在范式转换上却是保守的，对新理论充满怀疑。发现新理论并不解决任何老问题，但可以让老问题变得毫无意义。伟大的创业正是如此，比如乔布斯并没有解决功能手机的键盘问题，可是智能手机出来后，键盘已经变得无关紧要了。

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演讲者|李善友(混沌大学创办人)

昨天整个课程的主基调是讲哲学(看笔记)，我不能保证我讲的都是对的，但我至少做了一个工作，为你在哲学领域开了一道门。今天我们会转到另一个领域，科学。把哲学和科学的基本思脉了解清楚之后，我们才敢说知道how to think。

上午的教材是库恩的《科学革命的结构》，库恩是科学史上非常重要的人物，在库恩之前，大家认为世界有一个终极真实，科学的进步就是逐渐逼近这个真理，所以后出现的科学一定比之前的科学更接近真理。

但是库恩说NO，科学革命的进化不朝向任何目标，后来的范式比之前的范式不是更好，只是不同。科学共同体由同一个科学领域的工作者组成，范式是为这样的团体成员所共有的东西。

一个范式决定了科学进步的管道，在范式里面流淌的内容叫常规科学，任务是在范式的指导之下解谜，有点像痛点。

科学革命是从一个范式管道到另一个范式管道。换句话说，不是科学内容的改变，而是科学下面管道的变化，范式决定了那个管道的走向、粗细、大小。

常规科学家在解谜上是勤奋的，但在范式转换上是保守的，对新的理论充满怀疑。虽然发现新的理论并不解决任何老的问题，但是可以让老的问题变得毫无意义。这句话非常重要。

我们大多数的创业者的工作无非就是解决痛点，但是你会发现有些创业界的革命家并没有解决已有问题，比如乔布斯并没有解决功能手机的键盘问题，他却让这个问题变得无关紧要。

你理解我说什么吗?智能手机出来以后，功能手机以及相关问题全部变得无关紧要了。这是什么境界?

就像福特说:如果你问消费者需要什么，他们一定会说我需要一辆跑得更快的马车。他发明的T型车并没有解决任何马车的问题，但是T型汽车出来之后，马车变得无关紧要了。

在原有的管道之内，你只能做数据、数量的加加减减，而在新的管道之内，你才能取得实质性的增长。可不可以把过去的管道修修补补呢?不但事实上不可能，原则上也不可能。破坏旧范式是得到新发现唯一可行的办法。

如何发现新范式呢?范式是由基石假设组合而成。比如说牛顿的范式有两个基本假设：一个是引力，一个是惯性。范式革命就是基石假设的分离与重组。

21世纪的达尔文——迈尔说了一句话，绝大多数新学说所依据的是早就存在的各个组成部分，只是没有人把它们恰当地组合起来。

比如1838年，达尔文把过度繁殖原理跟流行的生存竞争概念结合起来，成为自然选择学的概论。牛顿把运动跟古老的原子论理念组合起来，得出了“惯性”这个基石假设。

我也希望把这个方法教给你，用这个思维方式去寻找你的第一性原理。如何发现新范式，有三点。

第一，信号。从反常到危机。

第二，破旧。去除错误假设。

第三，立新。提出新假设和新范式。

事实上哥白尼理论并不比托勒密更精确，也没有导致历法上的长进

天文学革命：

新旧范式不能自动转换

范式改变，世界观也随之改变

托勒密认为，地球是宇宙中心，太阳和行星绕地球转，天体做匀速的完美圆周运动。

托勒密提出一个天文学模型：火星怎么绕着地球转呢?他虚设了一个点是A点，A点绕着地球转，火星又绕着A点转，完全是假设出来的两个圈，但是效果极好。

托勒密在预言行星和恒星的位置变化上极为成功，但是这里有一个反常：行星逆行，例如，相对于固定的恒星，火星每晚向东飘移，然后两年后会往西回移，再重新往东。

今天来看很简单，就是火星和地球都绕着太阳转，地球一年绕一周，火星两年绕一周。但是在原来的模型里，托勒密体系无法以简洁方式说明行星逆行现象，天文历法误差越来越大，千年差10天。

正是这种反常告诉哥白尼可能应该寻找新的通道了。哥白尼想，是不是原有的模型错了呢?哥白尼说地球不是宇宙的中心，太阳才是，地球围绕太阳转。

那个时候所有的证据都支持地心说，为什么哥白尼会相信日心说呢?认知组合。

哥白尼放弃了亚里士多德的世界观，他相信新柏拉图主义，把太阳看成是上帝。所以哥白尼天文学说唯一的变化就是所有的行星绕着太阳转，包括地球。但是同托勒密一样，他相信天体做完美圆周运动和匀速运动。

事实上哥白尼理论并不比托勒密更精确，也没有导致历法上的长进，但是哥白尼为新一代天文学家开了一个门，提醒你原有的轨道错了。

开普勒真正地把哥白尼的理论修正出来，保留了哥白尼的日心说假设，终于放弃了完美圆周运动，他说行星绕着太阳做椭圆运动。

为什么?他说我要用数学来解释行星运动。当他设想行星是绕着太阳椭圆运动时，运用了古代希腊数学家的椭圆公式，居然就是行星围绕太阳椭圆运动的公式。太神奇了。

开普勒是不是因为看到了?没有，纯数学演算推算出来的，这是人类思维上的一大造诣啊。各位，不要以为我在给你讲天文学，我在给你这个推演思维方式，所有天文学都是素材而已。

但是，开普勒得到的只是定律，他知道星星怎么运动，却不知道为什么这么运动，之后的牛顿的万有引力才是公理，他知道星星为什么这么运动，所以牛顿更伟大。

牛顿挖得也不深，爱因斯坦的广义相对论证明，万有引力只是假设而已，宇宙是不断膨胀的。最后天文望远镜的确证明宇宙的确是膨胀的。

那么，新范式出现以后，能不能自动从旧范式转到新范式呢?道理上很容易，事实上是不可能。

第谷是天文史上最好的肉眼观察者，但是终身都没有放弃地心说这一基石假设，居然认为太阳绕着地球转，所有其他行星绕着太阳转，成了一个混搭的怪胎。

但是第谷收了一个学生就是开普勒，从天文观察上开普勒远不如老师第谷，可开普勒相信日心说，两个人的科学结构变了，只有这一个差别，造成了科学成就上如此大的差距。我在说什么呢?范式决定事实。一声叹息啊。

每个人生活在一个管道之后，就成为这个管道的囚徒了。你以为是真理永远不变。如果有人提出新管道，几乎所有人都反对，这就是古来圣贤皆寂寞。

库恩给出一个著名的同时富有争议性的解释叫不可通约性。革命之后，新旧思想不但不能兼容，连比较都不能做。范式一改变，世界观也会随之改变。

所以普朗克说：一个新科学的胜利与其说是靠使它的反对者信服，还不如说因为它的反对者终于死光了，而熟悉这个新科学的人成长起来了。

爱因斯坦26岁横空出世，枪挑江湖五大门派，中年之后，居然不能接受新理论了

物理学革命：

伟大如爱因斯坦都有思维遮蔽

何况你我

接下来我要讲一个很重要的人物，到今天为止IQ最高的一个人，爱因斯坦。牛顿开创了经典物理，200年之后爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论。

牛顿经典物理两百多年时间无人能够撼动。19世纪最后一天，欧洲所有顶级的科学家聚集在英伦三岛，当时最有名望的科学家代表英国的开尔文男爵发表了新年祝词：物理大厦已经落成，所剩只是一些装饰工作而已。

在这个演讲的最后，他若有所思地说：动力学美丽而晴朗的天空出现了两朵小乌云。

但就是物理学里这两个反常，带来了物理学两场革命：

第一朵乌云叫以太假设。从亚里士多德到牛顿一直到开尔文都相信空中充斥着以太。以太是一种物质，没有以太就难以解释光是怎么传播的，但是实验根本找不到。一直到1905年，26岁的爱因斯坦去除了以太假设，提出光速不变假设以及波粒二象性。

第二朵乌云是能量的不连续性。原子论里说物质可以分到不可再分的单位是原子。能量是可以分到某一份上吗?还是能量总是连续的?黑体辐射发现，能量分到最后也是一份一份的，这对过去的经典物理连续性给以巨大的打击。直到1905年爱因斯坦提出光量子假设，1927年，海森堡等等提出量子力学方程式。

狭义相对论

爱因斯坦去除了两个基石假设，一个是以太假设，一个是绝对时间和绝对空间的假设。

爱因斯坦认同马赫说的：对一切不能用感官直接感知的东西，都要表示怀疑。很显然，爱因斯坦并没有感知到以太的存在，也没有办法感知时间和空间的存在。

爱因斯坦做过两次伟大的思想实验，第一个思想实验是光速恒定原理。从16岁的时候他就想，如果我用光的速度去追一束光，会是什么样呢?牛顿力学说，光会静止。爱因斯坦认为，光速不变。

第二个是相对性原理，两个相对做匀速直线运动的物体，没有办法判断哪个是运动的，哪个是静止的。

有了光速恒定原理和相对性原理作为假设，“只用高中数学”，就能推导出狭义相对论。牛顿相信绝对时间、绝对空间。但是爱因斯坦认为，速度越快，时间越慢，如果你用光速去追光，时间居然停下来了。牛顿认为质量和能量无关，但是狭义相对论说，质量和能量是一回事。

广义相对论

广义相对论解决了另外一个大坑。牛顿假设太阳对地球造成了万有引力，但是这个引力是怎么传播的呢?像某种“远距离的瞬时神秘作用”。

两百多年以来，只有爱因斯坦注意到这是一个坑。太阳不可能对地球发生这样引力的影响，引力也需要速度啊，为什么没有速度呢?

牛顿认为引力来自于物体的质量，而广义相对论认为不是的，大质量的物体会造成你周围时空场的弯曲。然后，物体在运动的时候，都要找最短距离，如果你弯曲了，最短距离不是直线，而是一个弯的线。

所以太阳让周围的事物弯曲以后，地球假如找最短距离运动，就是弯的。看起来像是被太阳吸引了一样，实际上根本就没有那个引力。空间是由物体造成，我们影响了环境。

1919年，英国天文学家测试，证明爱因斯坦完全说对了。那天英国最大的报纸的标题是《爱因斯坦战胜了牛顿》。

为什么别人没有做到?爱因斯坦之前，洛仑兹和庞加莱都曾经提出过相对论理论的很多成分，但都没有将事情做彻底，因为没有放弃传统的以太概念，没有放弃绝对空间和绝对时间的概念。

牛顿物理学所强加给这两大人物的思维遮蔽性，使得他们纵然有所发现，也难以走出迷宫。

我请问各位，相对论有没有改变牛顿世界观的核心观念?没有。相对论把引力当做工具，并不是真实存在。

与相对论不同，量子力学却把牛顿世界观全部推翻了。爱因斯坦相信客观存在跟我们观察没有关系，而量子力学说你的观察会影响客观存在。

爱因斯坦改变了牛顿理论，但依然信奉或者是禁锢于牛顿的世界观，所以40岁之前的爱因斯坦是牛顿的理论唯一斗争者，40岁之后的爱因斯坦是牛顿世界观独一无二的拥护者。

物理学家玻恩是爱因斯坦的好朋友，他说爱因斯坦已经变得像当年反对他的相对论的老一代科学家一样的人了。爱因斯坦26岁横空出世，枪挑江湖五大门派，等他中年之后，居然不能接受新东西了。

我在说什么?伟大如爱因斯坦，依然走不出自己思维的遮蔽性，何况你我?弱小的无知不是生存的障碍，傲慢才是。也许你应该把这句话写下来裱在你的办公室对面，天天看一下。

达尔文可以说是牛顿之后最重要的一个人

世界观革命：

生物学是新世界观

遗传变异和生存竞争是基石假设

从亚里士多德世界观到牛顿世界观，伴随着从前现代社会到工商业时代。从牛顿世界观到一个新的世界观，是从工商业时代到互联网时代，一定是一个新的东西，正在变化着。

达尔文可以说是牛顿之后最重要的一个人，1809年达尔文出生，1831年开始参加小猎犬号远航，27岁下船，之后大量阅读、大量思考，形成了他的进化论思想。20年之后发表了《物种起源》。

达尔文是如何发现新范式的。交叉学科非常重要，达尔文下船之后，阅读了各种书籍，急剧转向了不可知论，不再是上帝绝对论。

进化论其实主要有两个点，第一物种的数量会随着时间而改变，这句话是跟牛顿的定律是完全不同的视角。然后他发现物种会产生新物种。

上帝不是说物种不变吗?而且每个物种都由相同的个体组成的。但是达尔文发现个体和个体之间的差异性，而且这种变异可以遗传到下一代，就是遗传变异。变异能够产生遗传给下一代的特性，在此基础之上选择才得以进行，这是达尔文进化论的第一个基石。

第二个基石是受马尔萨斯的启发，马尔萨斯说，如果不遭到限制，人口将每隔25年翻一番，或者是按照几何级增长。

达尔文发现了三个事实：

第一，一切物种都具有强大的潜在繁殖能力。如果每个个体都能成功的繁殖，这个种群将是无限大的。

第二，除了较小的年度波动和偶尔发生的较大波动之外，种群一般是稳定的。你发现一个地方的老鼠、狼、蛇的基本数量是稳定的。

第三，自然资源是有限的。

他得到了什么假设呢?生存竞争。资源是有限的，而物种的繁殖是无限的，所以中间一定会有生存竞争。

他整个学说就豁然开朗了。他的假设演绎法从两个假设，一个是遗传变异，第二个是生存竞争，推导出经由自然选择的进化论。

你会觉得没有什么稀奇的，为什么会有世界观的改变呢?达尔文的世界观破除了此前所有的主流世界的主流的基石假设——基督教的神创论，牛顿的决定论、机械论，亚里士多德的目的论和本质论。真是暴风雨一般的力量。