學會數理化,再加上一門生物學,就真的走遍天下就不怕

約公元700年,印度人創造了現代使用的阿拉伯數字,將人類認識的世界從一個感性世界導入到一個純粹的數字理性世界;1687年牛頓建立萬有引力和1905年愛因斯坦發表了相對論,將我們認識的世界導入在引力中;1859年,達爾文發表物種起源,進化論解釋我們為何要認識世界;1859年,門捷列夫歸類化學元素週期表,將我們認識的世界分解成63種元素。一次又一次創造與發現,我們認識世界的方式從感性駛向理性,應用數學審視世界的邏輯規律、物理學揭露世界的運行規律、化學判定世界的組成規律、以及生物學呈現了行為規律。

邏輯規律———數學

在兩千年前,有一位數學大家,提出了著名的畢達哥斯拉定理,也就是勾股定理,直角三角形的斜邊的平方等於直角邊的平方之和,從而一舉奠定他在西方數學史上的地位。在不斷地對於數學研究下,他發現這個明晃晃地世界背後全是由數學,或者說是數字決定,例如他發現了聲音與數字的對應關係。因此,他建立了歷史上第一個科學的邪門教派,奉數字為神明,為世界乃至宇宙的運行真理。他就畢達哥斯拉,歷史上第一個科學的瘋子。

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古希臘哲學家、數學家畢達哥斯拉

到今天,我們都明白,數學不可能是世界乃至宇宙的運行規律,但它卻是人類認識瞭解世界宇宙的邏輯規律。沒有數學,也許人類將會一直停留在世界宇宙運行規律的門檻前而一無所獲。人類認識任何一種規律的做法都是從眾多的普通現象中總結出一條,經過反覆的驗證無誤之後,將之上升到規律而推廣。這是一條化繁為簡的路子,適合和人腦的認知的運作方式。人腦不能如現代計算機的深度學習一樣,為了知曉“什麼是貓?”,而儲存千百萬張貓的照片來進行全方位的定義。假如是要如此對待人腦,相信它早就當機罷工了。

在所有的對於世界宇宙運行規律的表達中,唯獨數學可以做到簡潔而美觀,用一個簡單數學式闡述一套需要成百上千頁文字才能敘述解釋的規律。它非常適合人腦對於認識瞭解世界雲中背後的運行規律的要求。除此之外,數學還代表著準確和理性。

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眾所周知,任何的規律背後都是中性的,不帶有任何的情感在內。但是人,這種生物幾乎是以情感為生存依據,據統計人類所作出的解決和選擇,至少有80%是依靠情感做出的。並且在用文字表述一些決定性概念,總是會帶有一定個人的情感色彩在內。這完全不利於人類在科學上的進步和對世界的進一步認識。數學完美的解決了這個問題,從0到無窮,任何一個數字,任何一個數學符號,都不帶有一丁點的人類情感,完全的中立性質。而且,這些數字和符號一經驗證那就代表著正確,那就代表了絕對的理性。

所以,數學是人類認識瞭解宇宙世界的邏輯規律。

運行規律———物理學

從牛頓的萬有引力開始,統領西方科學的亞力士多德的自然哲學觀徹底破滅,自然科學迎坡而上取得勝利的高地。物理學致力於探索宇宙世界背後的運行規律,讓人類自己更加清楚的瞭解生活在一個怎樣的宇宙世界中?這個宇宙世界又是怎樣的運行的?

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偉大物理學家牛頓

從萬有引力到相對論,再到量子理論,每一個理論都在改變我們對宇宙世界,甚至我們周邊的認知。人類只有在物理學的輔助下,才能深入認知整個宇宙世界。

萬有引力,解決了日常生活中面對了一個普通的卻又沒人知曉根本原因的問題,那就是長在樹上的蘋果為何只會向下掉落,不會向上掉落?看似它作用僅在於此,但實際上它塑造了一套全新的世界觀。在萬有引力之前,伽利略、哥白尼等等都提出過太陽中心論的學說,結果都遭受了無情殺戮,其觀點都沒有得到廣泛傳播。而牛頓的萬有引力則不同,他用一個簡單的數學公式,不但征服了當時的科學界,更是征服了宗教,更是贏得平民的敬意,所以他成功了。人類的世界觀從地心說,徹底轉變成日心說。

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相對論和量子理論,則是在比萬有引力更深次的改變人類對於宇宙世界的認知。兩者似乎都是從上帝的角度對整個宇宙世界做出全新的解釋,相對論從時空的角度塑造了一個嶄新的宇宙世界,而量子論則是在微觀角度上闡述了一個更為真實的世界。

組成規律———化學

1869年,在化學的歷史上發生一件震驚人類紀元的事件,俄國化學家門捷列夫按照相對原子質量大小製成了第一份元素週期表。在第一份元素週期表上,總共有63種已知的元素,截至到現在已經增加至118種元素,這些元素就是構成宇宙世界的根基。

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蘇聯發行的一枚紀念門捷列夫的郵票

這些元素又是如何結合成物質的呢?元素之間形成物質依靠的是元素本身的電子得失,化學將此稱之為化合價。元素之間相互結合的過程中,元素外層的電子會因其他元素牽引而發生便宜,形成共用的電子,從而導致原始之間相互契合形成物質。

物質形成之後,相互之間又因為各種相應條件的到達發生反應,這就是我們常見的化學反應,如氫氣和氧氣雖然能夠共存於地球的表層,但是隻要是兩者之間出現火這一反應條件,氫氣和氧氣相互結合生成水,H2+O2=H2O。宇宙世界中的種種物質都是通過此類方式所形成,包括生命體在內。

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總的來說,物質按照化學的反應規律即是否會發生電子的便宜來形成整個宇宙世界,當然不可忽視的一個條件是催化物的存在,沒有足夠的催化物來推動各種物質間發生反應的話,整個宇宙將會顯示特別單調、空洞、乏味的世界,也就別提還有什麼人類了,也就是一些四處遊蕩的原子存在。

行為規律———生物學

亞里士多德在2000多年前提出“目的論”來解釋整個宇宙世界是按照某種目的在運行的,在近現代科學崛起之後,目的論潰敗,宇宙世界背後的規律是中立,沒有任何的情感和意識存在,也就沒有所謂的目的一說了。但是,這僅是對於非生命世界來說是完成成立,因為生命體是有目的,生命的行為都是依靠這個目的來推進的。

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發現遺傳規律的孟德爾

達爾文的進化論和孟德爾遺傳機制相結合,我們就能看到一種忽隱忽現的“目的”存在生命當中。進化論告訴我們,“物競天擇,適者生存”,那麼如何才能達到“適者生存”呢?進化,不斷是自身進化出對於自然環境最適應的特質或行為,可進化又是如何實現的呢?繁衍,進化通過不斷繁衍,將某些適應性的特質或行為遺傳給到後代,使得後代能夠發揮出最大的適應性。當加上遺傳機制之後,我們會發現進化根本原因在基因複製出現錯誤(其他基因出現錯誤原因暫且不論),基因複製錯誤,導致後代所根據基因所構建的生命軀體或者行為發生改變,從而發生適應性的篩選,達到“適者生存”的目的。

如此,我們就發現了生命體的目的---基因的複製,生命體的一切因為都為了族群的基因能夠順利地完成複製,而且是儘可能多的複製。生物學依據生命體的“目的論”將可以對生命體的多數看似迷糊的行為。如此,生物學構建了生物體的行為規律。

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結語

如同建一座摩天大樓一般,深達幾十上百米的地基就是由數學堆積而成,堅硬牢固的牆體就是物理學澆築的,富麗堂皇的內外裝潢就是多樣的化學反應鑄就,匆匆忙忙穿梭於大樓的生命則是生物學所掌控的。科學界彷佛總是一個幻想,那就是發現或者搭建一套“全一統”的科學理論,可以解答所有問題的科學理論,尤其在自然科學理論。今天,終於又離這個目標近了一點點。


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