正文

; 2.工程学

    因果系统是指该系统的输出和内部状态取决于当前和以前的输入值。如果系统除依赖当前和过去的输出值以外，还会依赖于未来的输出值，则该系统为非因果系统（acausal system），而如果只依赖于未来的输出值，则是反因果系统（anticausal system）。

    3.法律

    根据法学理论，要认定被告对犯罪或侵权行为承担责任，必须证明存在法律上的因果关系。在国际商法中，为获得救济，因果关系也是要必须证明的一个关键法律因素。因果关系认定，行为与结果之间有怎样的联系被认为有因果关系？一般采取“条件关系”说，即如果没有前者A行为就不会发生后者B结果，那么A是B的原因。

    例：甲与患有脑动脉瘤的乙因口角发生撕扯，甲把乙头部用力夹于腋下，乙用力挣扎几下后脑血管破裂出血死亡。甲的行为与乙的死亡结果有条件关系（如果甲不夹乙脑袋，乙就不会用力挣扎，当时不至于脑血管破裂死亡），认定有因果关系。关于甲对此结果的责任，还需考虑其主观有没有故意、过失才能最终决定。本案甲的行为与故意杀人、故意伤害不相当，不担故意罪责，若认定有过失，可成立过失致人死亡罪。

    3主观因果律

    在人的意识里，会自然的认为一切事情都是有其原因的，并且这种原因可以被自己理解如果自己不懈的努力。我们现在需要做的是把这种人们意识中的因果关系提取出来，形成可表述的文字体系，也就是人们以理解的因果关系，即主观因果律。

    因果律在我们生活中是一种很普遍的现象，只有可以被因果律解释的事物，人们才可能理解，进而掌握其规律，达到人主观意识参与的目的。如果这个预设被质疑，并且有被证明的可能，那人类世界将出现一次重大的变革，这时需要哲学家们做的工作将变的巨大，至少要让人们在不能完全理解的时候也能得到基本的心里慰藉。

    我们现在认识到的因果关系（causality或）是一个事件（即“因”）和第二个事件（即“果”）之间的作用关系，其中后一事件被认为是前一事件的结果。一般来说，一个事件是很多原因综合产生的结果，而且原因都发生在较早时间点，而该事件又可以成为其他事件的原因。所以因果还可以指一系列因素（因）和一个现象（果）之间的关系。

    原因与结果通常和过程、客体等因素有关；对其因果关系的描述争议很多。在其中我们不妨可以先总结出两个重点，即时间和过程。

    当一个事情发生时，人们在尝试理解时，会自然的追溯在此之前发生了什么，这是人们可理解的，但是人们理解不了在这之后发生的事情对其造成了一种影响，所以人们只能以可理解的因果律来解释眼前发生的一切；同样，当人们在追寻之前发生了什么对其这件事的影响时，也只能以人类可理解的方式推导其过程，所以人类看似严谨的逻辑和推理过程就产生了；这种逻辑和推理只能在符合人的思维下应用，脱开人的理解这一点，一切将变的没有意义，人不能超越其自身在自身之外发展。

    在人类的这种思维下，因果问题变的可描述了，但并没有变的那么简单，依然存在这一些需要人类值得更深入思考的地方，比如一切原因的开端，人们可以用因果来抽象的理解事物，但一个没有开端的因果同样无法让人类理解，因此人类必须对此进行必要的弥补，就有了一系列关于“开端”这个问题的学说和假说。在此问题上大多数人不需要一个答案，但需要能理解，即使这样也并不轻松。人们可以尝试着将问题看的更全面些，一个事物的因果并非只有他看到的，还有很多因素是一个人无法一时完全掌握的，关于局部和整体这个概念人是可以理解的，所以当一件事情发生时，我们可以理解到造成这件事发生的因素是复杂的，并非只有他所看到的简单因素，在此基础上人们就可尝试理解因果关系并非线性关系而更近似于一种包含关系，即结果包含在原因之中。但这种包含是异常复杂的因为因果关系本身就是复杂的。

    自此建立在人类主观上的因果关系至少没有那么多疑惑了，我们可以将其抽象的应用于身边事物。

    第二篇 科学的内在逻辑

    一、科学挑战一切

    如果说科学认可因果律，不如说科学认可被其挑战过之后的现状，并且挑战不会停止。

    1793年夏天，美国费城黄热病肆虐。弗斯医生将病患的体液涂进自己的伤口、眼睛，甚至口服，以证明当时医学界普遍认为的接触传染不是致病原因。1900年，卡罗尔医生主动接受蚊子叮咬，最终死于黄热病，终于证明了伊蚊才是传播黄热病的元凶。

    当科学研究和事件变成过往，它们不仅是科学史，还是文学。人类对自然还非常懵懂时，只能用生命去探索知识、探索发现。不管是极地探险，还是中古时期结束后人类对化学的最初探索，抑或是近代生物医学的发现过程，无不充满着生命的奉献和牺牲。正是先贤的无声探索，奠定了我们正在享用的现代科学的一切。

    科学进步的每一个脚印都会打动人心——氟元素的发现。作为卤族元素个头最小、电负性最大的原子，氟的化学性质超级活跃，几乎能和一切金属非金属剧烈反应，咬烂电极，撕裂容器，没有一种材料耐得住它的腐蚀。qing/fu/suan的毒性尤其可怕，不仅吸入后会摧毁肺脏和软组织，只要接触皮肤，便能以小分子的灵巧身段钻进体内，甚至钻入骨头，破坏神经系统，造成肌肉麻痹和心脏停摆。

    1836年，爱尔兰科学院诺克斯兄弟用浮石做容器，对氟化银和氟化汞进行电解，哥哥差点中毒身亡，弟弟3年卧床不起。1850年比利时化学家鲁耶特出师未捷，因吸入过多氟化氢而去世。

    这种为科学的献身，从来是倒下一个又上去一个。

    法国化学家莫瓦桑挑起了大任，几经磨难惊险，终于一举擒住这个魔鬼元素。1906年他因此夺得法国第一个诺贝尔奖，但两个月后便在巴黎猝然病逝，年仅54岁。

    因化学实验而蒙难的早期科学家数不胜数：万花筒发明者布鲁斯特因化学毒物进入双目而终身备受煎熬；太阳光谱吸收线发现者夫琅禾费因长期研制玻璃透镜铅中毒，39岁英年早逝；碳14的发现者鲁本在实验事故中死于碳酰氯中毒……

    连生物学也暗藏杀机。创立了巴氏消毒法的巴斯德，也是造福于全人类的狂犬疫苗的发明者。狂犬病毒微小到无法分离，只能从疯狗身上提取，年迈的巴斯德和助手们用套索将疯狗从笼中拖出，按倒在试验台上，强力制服它狂躁的挣扎，巴斯德伏下身子口衔一根细玻璃管伸向犬牙交错的狗嘴，吸吮着白沫翻滚的疯狗唾液。

    实验室桌上，总放着一把子弹上膛的左轮手强（qiang）。这不是为失控疯狗准备的，而是为被疯狗咬伤抓伤或被手术刀划伤的同仁准备的。这个冷酷决定是试验小组共同做出的，因为当时狂犬病完全无法救治，会死得异常痛苦。

    后来，疯狂的巴斯德竟决定把狂犬病毒用在自己身上，以试验疫苗的功效。想想也怵然，万一不成功怎么办？恰巧有一个儿童被疯狗咬伤送了过来，巴斯德避免了可能的一难……

    这些科学家的举动，既非上司命令，也没有金钱坐镇其中，只是为了发现物事的真相……或许，只有拥有这种清宁淡定、无功利心的发现渴望，科学，特别是基础科学才能突破一个个关隘，整体提升。

    任何一门科学，基础的发现、创立乃至渐进积累，都可能对世界产生意想不到的作用。

    比如伦琴发现X射线，爱因斯坦发表狭义相对论，量子力学的哥本哈根学派逐渐演绎成军，而薛定谔用波动方程殊途同归，汤姆孙发现电子，沃斯和克里克发现DNA双螺旋，澳本海默提出黑洞概念，卡皮查发现低温物理的超流体，萨拉姆发现核子弱相互作用……这些科学家，当时都只是沉浸在发现的兴高采烈中，从未考虑到它的世俗作用和将带来的巨大经济效益。

    所有这些都不是在遵循因果律而是在一定程度上挑战已知的因果律。

    所以在这个科技进步突飞猛进的时代，我们的确要培养一批真正相信知识就是力量、无功利心的科学家。

    任何文明的发展根本只有一个问题，那就是能不能让这个文明本身进步，让人类因这个文明进步！

    二、近代科学研究

    近代科学（Sce）是建立在一个以人的主观意识下可检验的解释和对客观事物的形式、组织等进行主观预测的有序知识系统，是人为系统化和公式化了的知识。

    根据人对客观事物的理解，人为的将科学划分成了自然科学、社会科学、思维科学、形式科学和交叉学科等几个主要部分。

    1、起源

    科学的最早的起源可以追溯到古代人类文明。他们贡献了数学，天文学和医学，使人类进入了古典时代的自然哲学，从而正式尝试在物质世界的基础上解释事件的自然原因。

    从10世纪到13世纪，科学迈入了一个新的进程，在公元400至1000，随着罗马帝国的灭亡，希腊文明几近荡然无存，侥幸被一些逃亡学者保存在mu/si/lin世界中，后来因希腊作品的复兴和西欧和对yi/si/lan的自然哲学的研究恢复了“自然哲学”，由此逐渐演变为了近代科学。16世纪开始的科学革命转变了科学研究的方式，这样的科学方法很快就起到更大的作用。直到19世纪，许多的机构和专业的科学功能初见端倪，在这个时期完成了“自然哲学”向“自然科学”的转变。

    2、早期发展

    在古代并没有“科学”这个词的准确定义和相关概念。古代人利用有关各种天然化学物质的特性的知识来制造陶器，彩陶，玻璃，肥皂，金属，石灰石膏和防水材料；他们还研究动物生理，解剖学和行为以达到占卜的目的并为他们的占星术研究记录了天文物体的运动。对医学具有浓厚的兴趣。尽管如此，古代人似乎对仅出于收集信息的目的而收集有关自然界的信息几乎没有兴趣，主要只研究具有明显实际应用或与他们的宗教系统有直接关联的科学学科。

    3、古典科学

    在古典时期，没有真正的古代类似现代科学家。取而代之的是，受过良好教育，通常是上流社会的男性个体，只要有时间，就对自然进行各种调查。在他们同时代的哲学家发明或发现“自然”概念之前，倾向于用相同的词语来描述植物的自然“生长方式”，以及例如某个部落崇拜特定神灵的“方式”。由于这个原因，据称这些人是严格意义上的第一批哲学家，也是第一批清楚区分“自然”和“习俗”的人。自然哲学是自然科学的前身。

    4、中世纪科学——东方科学的盛宴

    自公元前221年，地处中国西北的秦征服了其他六国，始建了高度集权的统一中国后，这个东方文明的载体就一直延续着。在西方文明从公元476西罗马帝国彻底崩溃，至公元十六世纪文艺复兴的完成，在这漫长近千年的发展过程中，东方这个古老的国家共产生了八个大一统的历史时期，它们分别是：汉（前206—220）、晋（265—420）、隋（581—618）、唐（618—907）、宋（960—1279）、元（1271—1368）、明（1368—1644）和最后一个也是西方国家最为了解的一个秦体系影响下的大一统时期——清（1644—1911）。在这漫长的历史时期中，这个古老的东方古国展现了它旺盛的生命力，为世界的科学发展做出了不可磨灭的贡献。

    农业：农业文化是这个文明的烙印之一，在当时整个世界上来看，其发展程度是最高的，主要著作有《氾胜之书》、《齐民要术》、《陈旉农书》、《王祯农书》、《农政全书》。

    医学：从《黄帝内经》开始，中医药学发展至今，其主要文献有《神农本草经》、《神农本草经注》、《新修本草》、《经史证类备急本草》、《本草纲目》、《针灸甲乙经》、《铜人腧穴针灸图经》、《十四经发挥》、《脉经》、《肘后方》、《诸病源候论》、《千金方》、《外台秘要》。

    天文学：天文学方面的成就主要包括阴阳历法、天象观测、天文仪器和宇宙论几方面，相关著作有《阴阳历》、《阴阳合历》，汉《太初历》、《四分历》、祖冲之的《大明历》，唐代僧一行的《大衍历》，北宋沈括的《十二气节历》，元代郭守敬的《授时历》，清代的《时宪历》、战国的《天文星占》、《天文》、马王堆帛书《五星占》。

    数学：古称“算学”，当时主要用于解决生活中遇到的实际计算问题，主要著作有：《九章算术》、《周髀算经》、《海岛算经》、《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《缀术》、《五曹算经》、《五经算术》、《张丘建算经》、《缉古算经》。

    科技：陶瓷术、丝织术、造纸术、印刷术、航海术、工程建筑、huo/yao研制，均有大量实物留存至今；

    5、文艺复兴与启蒙运动——早期现代科学的诞生发展

    5.1文艺复兴

    随着西方文艺复兴的到了，科学迎来了一个新的发展阶段，并在此基础上终演变为“近代科学”。

    光学的新发展在文艺复兴初期就发挥了作用，既挑战了长期以来关于感知的形而上学观念，也促进了诸如暗箱照相机和望远镜等技术的改进和发展。在我们现在所知的文艺复兴开始之前，罗杰·培根，维泰罗和约翰·佩克汉姆各自建立了一个因果链上的学术本体，该因果链始于对亚里士多德的个体和普遍形式的感觉，感知和最终认识。开发并研究了后来称为透视主义的视觉模型。由文艺复兴时期的艺术家创作。该理论仅使用亚里士多德的四个原因中的三个：形式，物质和最终原因。

    在十六世纪，哥白尼制定了日心说不同太阳系模型地心说的托勒密的天文学模型。这是基于一个定理，即随着行星的球距运动中心越来越远，行星的轨道周期会更长，他发现这与托勒密的模型不符。

    开普勒（Kepler）等人对“眼睛的唯一功能就是感知”这一概念提出了挑战，并将光学的主要焦点从眼睛转移到了光的传播上。开普勒将眼睛建模为一个充满水的玻璃球，在它的前面开有一个小孔以对入瞳进行建模。他发现从场景的单个点发出的所有光线都在玻璃球体背面的单个点处成像。光学链终止于眼睛后部的视网膜。开普勒因发现开普勒行星运动定律而改进哥白尼的日心模型而闻名。开普勒并没有拒绝亚里斯多德的形而上学，并将他的作品描述为对亚里士多德的追求。

    伽利略（Galileo）创新地利用了实验和数学。然而，在教皇乌尔班八世阻止伽利略写哥白尼体系后，他遭到迫害。伽利略曾使用教皇的论点，并将其放在“关于两个主要世界体系的对话”的作品中，以简朴的口吻表达出来，这极大地冒犯了乌尔班八世。

    在北欧，印刷机的新技术被广泛用于发表许多论点，其中包括一些与当代自然观念大相径庭的论点。勒内·笛卡尔（Rees）和弗朗西斯·培根（Fran）发表了支持非亚里士多德科学的新型哲学观点。笛卡尔强调个人思想，并主张应使用数学而非几何来研究自然。培根强调实验比沉思更为重要。培根进一步质疑亚里士多德关于形式因果和最终因果的概念，并提出了这样一种观念，即科学应该研究“简单”性质（例如热）的定律，而不是假设存在任何特定性质或“形式原因”。对于每种复杂类型的事物，这种新科学开始将自己视为描述了“自然法则”。这种对自然研究的更新方法被认为是机械的。培根还指出，科学应该首先针对实用的发明为了改善整个人类的生活。

    5.2启蒙时代科学

    作为启蒙时代的先驱，艾萨克·牛顿（Isaa）和戈特弗里德·威廉·莱布尼兹（Gottfried Wilhelm Leibniz）成功地开发了一种新的物理学，现在称为古典力学，可以通过实验加以证实并使用数学进行解释（牛顿（on，1687年），《自然哲学》，《数学原理》） 。莱布尼茨也纳入条款从亚里士多德物理学，但是现在新的非目的论的方式使用，例如，“能源”和“潜力”（亚里士多德“现代版本eia“）。这暗示着对象的观点发生了变化：亚里士多德曾指出对象具有可以实现的某些先天目标，现在这些对象被认为没有先天目标。按照弗朗西斯·培根的风格，莱布尼兹假定不同类型事物都按照相同的自然规律进行工作，每种事物都没有特殊的形式或最终原因在此期间，“科学”一词逐渐变得更常用于指代一种类型对某种知识，尤其是自然知识的追求，其含义与旧术语“自然哲学”非常接近。

    在这段时间里，科学的既定目的和价值开始产生财富和发明，从物质主义的意义上讲，人类拥有更多的食物，衣服和其他东西，从而可以改善人类的生活。用培根的话说，“科学的真正合法目标是赋予人类生活以新的发明和财富”，他劝阻科学家们追求无形的哲学或精神观念。

    启蒙运动时期的科学主要由科学团体和学术机构主导，它们已取代大学成为科学研究和发展的中心。社会和学术机构也是科学专业成熟的支柱。另一个重要的发展是科学在越来越多的人群中得到普及。哲学家引导了公众对许多科学理论的关注。

    一些历史学家将18世纪标记为科学史上的枯燥时期;然而，本世纪在医学，数学和物理学的实践中取得了重大进步。生物分类学的发展;对磁和电的新认识;化学作为一门学科的成熟，奠定了现代化学的基础。

    启蒙哲学家选择了科学先驱者的短暂历史（主要是伽利略，博伊尔和牛顿）作为将自然和自然法则的奇异概念应用到当今每个物理和其他社会领域的指导。在这方面，历史的教训和基于它的社会结构可以被抛弃。

    三、量子力学研究

    1、19世纪科学

    十九世纪是科学史上一个特别重要的时期，因为在这个时代，当代现代科学的许多显着特征开始成形，如生命科学和物理科学的转变，精密仪器的频繁使用，“生物学家”、“物理学家”、“科学家”逐渐摆脱“自然哲学”和“自然历史”这类过时的标签，研究自然科学的人的专业化程度提高，导致业余自然主义者的减少，科学家在社会的许多方面，许多国家的经济扩张和工业化中获得了文化权威，大众科学著作和科学期刊的出现。

    主要成就：

    在19世纪初期，约翰·道尔顿（John Dalton）提出了现代原子理论，该理论基于德克利特（Democritus）最初的被称为原子的不可分割粒子的思想。

    约翰·赫歇尔和威廉·惠威尔系统化方法：后者是创造了这个词的科学家。

    查尔斯·达尔文发表《物种起源》时，他将进化论确立为对生物复杂性的普遍解释。他的自然选择理论为物种的起源提供了自然的解释，但是一个世纪之后才被广泛接受。

    守恒定律的提出，能量守恒，动量守恒和质量守恒提出了一个非常稳定的宇宙，有可能是资源的损失小。然而，随着蒸汽机的出现和工业革命的发展，人们越来越认识到，物理学中定义的所有形式的能量都不是同等有用的：它们不具有相同的能量质量。这种认识导致了热力学定律的发展，在该定律中，宇宙的自由能一直在下降：封闭的宇宙的熵随时间增加。

    电磁理论也成立于19世纪，并提出其不能轻易使用牛顿框架来回答新问题。允许原子解构的现象是在19世纪的最后十年发现的：X射线的发现激发了放射性的发现。第二年发现了第一个亚原子粒子，即电子。

    2、20世纪科学

    爱因斯坦的相对论的发展和量子力学导致替代经典力学与包含两个部分描述不同类型的自然事件的新物理。

    同时，发现了原子及其核的结构，从而释放了“原子能”（核能）。1953年发现DNA的分子结构。1964年发现了宇宙微波背景辐射。

    此外，本世纪战争激发了对技术创新的广泛使用，从而引发了运输（汽车和飞机）革命，洲际弹道导单的发展，太空竞赛和核军备竞赛。在本世纪上半叶，抗生素和人造肥料的发展使全球人口增长成为可能。在本世纪下半叶，航天技术的发展使得对天体的其他物体（包括登月载人降落）进行了首次天文学测量。太空望远镜导致了天文学和宇宙学的众多发现。

    在20世纪后期，集成电路的广泛使用与通信卫星的结合引发了信息技术的革命，以及包括智能手机在内的全球互联网和移动计算的兴起。对复杂的因果关系交织在一起的大量系统化和大量数据的需求，导致了系统理论和计算机辅助科学建模领域的兴起，这些领域部分基于亚里士多德范式。

    3、21世纪科学

    随着2012年希格斯玻色子的发现，发现了由粒子物理学标准模型预测的最后一个粒子。2015年，首次观测到了一个世纪前通过广义相对论预测的引力波。

    4、量子理论

    量子（quantum）是现代物理的重要概念。即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。

    量子一词来自拉丁语quantus，意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”，它最早是由德国物理学家普朗克在1900年提出的。在经典物理学中，根据能量均分定理：能量是连续变化的，可以取任意值。19世纪后期，科学家们发现很多物理现象无法用经典理论解释。普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象。

    后来的研究表明，不但能量表现出这种不连续的分离化性质，其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。量子化现象主要表现在微观物理世界。描写微观物理世界的物理理论是量子力学。

    自从普朗克提出量子这一概念以来，经爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森伯、薛定谔、狄拉克、玻恩等人的完善，在20世纪的前半期，初步建立了完整的量子力学理论。绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论。

    1905年，德国物理学家爱因斯坦把量子概念引进光的传播过程，提出“光量子”（光子）的概念，并提出光同时具有波动和粒子的性质，即光的“波粒二象性”。

    20世纪20年代，法国物理学家德布罗意提出“物质波”概念，即一切物质粒子均具备波粒二象性；德国物理学家海森伯等人建立了量子矩阵力学；奥地利物理学家薛定谔建立了量子波动力学。量子理论的发展进入了量子力学阶段。

    1928年，英国物理学家狄拉克完成了矩阵力学和波动力学之间的数学等价证明，对量子力学理论进行了系统的总结，并将两大理论体系——相对论和量子力学成功地结合起来，揭开了量子场论的序幕。量子理论是现代物理学的两大基石之一，为从微观层面理解宏观现象提供了理论基础。

    量子假设的提出有力地冲击了经典物理学，促进物理学进入微观层面，奠基现代物理学。但直到现在，物理学家关于量子力学的一些假设仍然不能被充分地证明，仍有很多需要研究的地方。

    科学反不反因果律

    科学的发展方向不具有必然性

    在以往人们理解的因果律中是存在一个必然的不可改变的结果的，如1+1=2，用人们以往已知的因果律来衡量1+1则必为2，而在科学中是存在1+1可以不等于2的可能的。这种可能的存在使得因果律更像一个“模糊的规范”，而非准确的规则；前者重于意义，而后者重于形式本身。

    在现阶段人类所谓的科学，追求的是一种形式，这就是其局限。其结果即科学成果，虽对整个社会具有巨大意义，但在整个科学研究过程中这种意义并不会被过多考虑。

    不同科学成果之间不具有紧密性

    现代科学发展特别是科学上的重大发现和国计民生中的重大社会问题的解决，常常涉及不同学科的相互交充满和相互渗透。学科交叉逐渐形成一批交叉学科，如化学与物理学的交叉形成了物理化学和化学物理学，化学与生物学的交叉形成了生物化学和化学生物学，物理学与生物学交叉形成了生物物理学等。这些交叉学科的不断发展大大地推动了科学进步，因此学科交叉研究（interdisary research）体现了科学向综合性发展的趋势。科学上的新理论、新发明的产生，新的工程技术的出现，经常是在学科的边缘或交叉点上，重视交叉学科将使科学本身向着更深层次和更高水平发展，这是符合自然界存在的客观规律的。由于现有的学科是人为划分的，而科学问题是客观存在的，根据人们的认识水平，过去只有天文学、地理（地质）、生物、数学、物理、化学六个一级学科；而经过20世纪科学的发展和交叉研究，又逐渐形成了新的交叉学科，如生命科学、材料科学、环境科学等，但即便如此各学科之间的研究成果并不具有必然的因果联系，即使在相同的学科中的不同研究成果也不一定都具有这种因果联系，所以在整个科学的研究成果中因果关系是被动的，而非主动的相互建立。这也在另一个层面上反应了科学自身具有其盲目性，也是其局限性的一种体现。