本书作者为人类科学、认识之神奇发展及爱因斯坦广义相对论感动、痴迷，凡20载于主流之外不懈思索认识之本质、科学之源流、宇宙之所是等等问题，累积心得著成此书，虽尚有诸多自发而为之痕迹，但苦心孤诣，自成一统。作为独立研修之认识样本，有认识于个体中长成之案例价值。亦可启发无为思进者，及作为相关研究之参考。

现代科学观已经随着人类认识的不断深入发生了深刻的变化。那种认为科学是客观真理的传统观念早已被证明仅只是基于人们日常朴素的感觉与经验。本书结合物理学的发展，用通俗的语言介绍了新旧科学观的转变以及现代科学观的基本内容。

根据现代科学观，由于实验不能绝对验证理论，科学也并不只是关于经验的计算，所以科学不是发现而是构建的，其中必然包含着认识主体的因素。由此，作者提出了二维科学观，认为科学是人与自然界的相互作用。

根据二维科学观，新的理论之所以能够取代旧的理论，并不是因为前者比后者更正确，而是由于新的理论具有更高的认识效率。此外，二维科学观还进一步地认为，科学理论并不是被动和单纯地反映客观世界，而是关于自然界的同构系统，具有一定的主观能动性。这也是为什么一个即便是曾经被实验证实过的理论仍不可避免地会被新的理论所取代的根本原因。

本书集知识性和思想性于一体，一方面可以增加读者关于物理、逻辑、心理、哲学和历史等方面的知识；另一方面又由于书中介绍和提出了一些新的观念，可以激发和培养读者的创新意识与系统的思维能力并开阔眼界。总之，这是一本综合性的科普读物，它为读者揭开了原来罩在科学头顶上的那神秘和威严的面纱，使科学和科学的方法重新融合于日常的生活之中。笔者相信凡是乐于思考和解决问题的人，在阅读本书的过程中都会从各自不同的角度有所获益。

引言 天真的问题

第一章 必要的张力

 一、科学的定义

 二、科学的两维性

 三、科学观的发展概述

 四、科学的发展模式

第二章 科学的开放性

 一、科学与艺术的相通性

 二、科学与艺术的对应性

 三、对象与背景

 四、格式塔转换

 五、两个世界

第三章 自然哲学定律

 一、自然、哲学和定律

 二、多样性与归一性

 三、有限性与无限性

 四、哲学的目的和意义

第四章 有机的宇宙观

 一、空间、能量和物质

 二、空间、空间分布和光速

 三、粒子、势阱和封闭体系

 四、波粒二象性

 五、参量与量纲

 六、宇宙、参量和常数

 七、有机的世界

第五章 二维认识论

 一、自然、人类和科学

 二、理论、实验和认识体

 三、黑箱子与同构系统

 四、一维认识论和二维认识论

 五、认识史上的三次飞跃

 六、自在世界、现象世界和理论世界

 七、普适二象性

第六章 认识的工具

 一、形式逻辑、概率逻辑和构建逻辑

 二、形而上学和辩证法

 三、概念、逻辑和假说

 四、一维认识论的困境与尴尬

 五、认识观与认识效率

 六、归纳法、演绎法和认识模式

 七、本体论、认识论和方法论

第七章 认识的实质

 一、变化守恒定律

 二、实在、真理和科学

 三、宇宙的阶梯

 四、科学、艺术和宗教的分离与融合

 五、认识的主体因素

 六、认识的进步与飞跃

 七、经验与说明

 八、因果关系与目的论

第八章 超越对立

 一、绝对性、相对性和任意性

 二、三种不同层次的思维

 三、理性与知觉

 四、超越对立

 五、局部与整体

结束语

附录1：关于空间是否存在的对话

附录2：关键词汇注释

经典物理和自然主义画派是非常相近的，它们都致力于对外在世界进行绝对客观的描述和摹写，要求完全彻底地从理论(或画面)中排除人的因素。前者提出的口号是“不要假说”，而后者则追求绝对的真实，只是单纯地强调光线和物体在视觉上的逼真效果。有时，在一定的距离之外，我们很难分辨出自然主义的静物油画与照片的区别，它们都是对现实世界在某一局部最为直观的反映。

立体主义画派的创始人是巴勃罗·毕加索(Pabl Picasso，1881—1973)。毕加累是西班牙人，早年在法国学习绘画。由于画是平面的，而绘画的对象却是现实世界中三维立体的实物，因此如果按照传统的方式绘画，其表现力将是非常有限的，我们只能画出物体的一个侧面，然后再通过光线的透视关系表现物体的立体感。尽管毕加索活了90多岁，但他仍被誉为是最年轻的画家。因为，毕加索是一位富有创新精神的画家。为了突破平面对绘画的限制，毕加索把物体从不同的角度分割成数块，然后再根据需要将它们重新组合成像，由此形成了一种独特的艺术风格，即立体画派。这种画改变了以往绘画是运用光线和线条的变化，从某一特定的角度来反映物体的立体视觉效果；而立体画派则是把不同侧面的物体形象用夸张的手法同时放在同一个平面上。毕加索认为这种新的绘画方式具有更为丰富和强烈的表现力，不过作为代价，使画面失去了现实感和自然美，违反了人的视觉逻辑。所以，这种风格的绘画不仅不易为一般的人所欣赏，而且还会给人一种非常牵强的感觉。当然，立体主义画派的绘画，作为艺术品其艺术的价值与魅力是非常高的，因为这种画与现实形成的反差是比较强烈的，富有表现力和创造性。

有一次，毕加索为一位少女作画，他的初稿是用普通的写实手法画的。看过画之后，那位少女感到非常满意，认为画得极为准确和细腻，但毕加索却不以为然，他认为这幅画画得“不像”。于是，毕加索又重新多次反复修改此画，直到最后他终于用立体手法完成了这幅著名的油画——《坐着的女人》(1937)。如图2-3。

这幅画在那位少女来看，已经被改得越来越不像她本人了，以至于到最后她简直就不知道画中的人与她自己究竟还有什么联系。如果告诉她画中的人是别人的话，也许她会觉得好过一些。而毕加索的看法却恰恰相反，他认为只有这样画才能如实而全面地反映出该少女的风貌。实际上，导致毕加索与该少女对这幅画产生分歧的主要原因是由于他们对绘画艺术的结构和认识具有截然不同的观念。

近代物理(狭义相对论和矩阵量子力学)是根据唯象的观点建立的，它们要求在没有具体物理机制的认识平面上来描述现实的多维物理世界。因此，其思维方式是与立体主义画派相类似的。例如，我们曾经分析过，在狭义相对论之前，以太理论遇到了严重的困难，以太理论的困难在于光速在不同的距离上表现出的性质是对立的，光速c时而与光源相关，时而又与空间相关。这就如同从不同的角度来观察一个物体，看到的各种侧面是不同的。比如，观察一个圆柱体，从侧面看是一个长方形，而从正面俯视则又是一个标准的圆形。通常的解决办法是构建一个同构系统，根据该系统的物理机制，将这些对立的现象分别限定在不同的极限情况。从绘画的角度，就是先分别画出某物体在不同角度的侧面图，使得该物体每一个角度的形状都只能出现在一张特定的图上，然后再将这些图有秩序地排列起来。类似于放电影，该物体在我们的视觉中变得旋转起来，在平面上经过时间的延迟使我们看到了物体的全貌。在构建型理论中，连接这些“不同图像”的方法和规则就是物理机制，即关于自然界的同构系统，它可以使我们在不同的极限情况下看到不同的对立现象。而爱因斯坦在建立狭义相对论时所采取的是一种与此截然相反的唯象方法，这种方法和立体主义画派的创作手法颇为相似。他把各种已知的对立现象提升为普适的定律，认为光子相对于所有运动参照系的速度都可以同时是同一个常数c。爱因斯坦的这种做法和毕加索把一个物体的不同侧面放在同一张画面内，是如出一辙的。这就是为什么没有受过正规物理训练的人很难理解和想象狭义相对论的原因，这一点特别是对于那些对“像”或“不像”非常认真的人来说，就更是如此了。

正如我们在前一章中所分析过的，科学是人与自然界的相互作用，是二维的，必须同时包含认识主体和认识客体两种不同的因素；同样，印象派认为绘画艺术也必须兼顾人和自然两方面的因素，只有这样才能获得充分的表现力和较高的欣赏价值。这一画派，既不像自然主义画派那样单纯地“临摹”自然，也不同意抽象主义画派的观点，可以随意地“扭曲”自然，印象派总是力图将人与自然这两方面的因素进行有机的综合并展示在有限的画面上。

比如，中国的写意画实际上就属于印象派的作品，它追求神似而不求形似，只凭单一色彩下的寥寥数笔就把自然山水和花鸟鱼虾画得异常生动并富有浓郁的意境，但在形体上却画得似像而非像。

西方印象画派的油画则非常注重色彩的艺术效果，通过强烈的色彩对比和渲染把画家个人独特的感受和情绪淋漓尽致地表现出来。比如，印象派画家公然要求把人的因素注入他们的绘画之中，他们批判那种认为一定的物质(如水)必须具有固定不变的颜色(如蓝色)的观点。他们认为，物质本身的颜色是可以随时间、环境和心情的变化而不同的，这些差异对于人的视觉是最富有变化和感染力的。例如，黄昏时分，在晚霞的映照下河水可以是粉红色的；而在幽谷之中，潭水又可以是墨绿色的。此外，印象派用非连续的色块组合来描绘现实世界中连续的事物，这在本质上和我们用一系列机械的概念来认识有机的现实世界是完全相同的。

综上所述，我们可以清楚地看到，在科学与艺术之间确实存在着一定的共性和内在的联系：

它们有着共同的起源，都是人类认识的有机组成部分，在本质上都是二维的；它们的价值都在于提供了各种结构使现实世界“变得”和谐与有序；它们在创造这些结构的过程中所运用的各种方法和思维模式也都是一一对应的。P62-64