第062期:量纲与学科建设(上)
世界充满了未知量纲
量纲乃物理量的单位,世界充满了未知量纲。迄今为止,还有许多物理量没有量纲即没有单位。如病理中疼痛程度就没有单位,疼痛大小的精确测量仍是医学家一筹莫展的事。医生只能定性地问病人,或以谁叫喊的声音大,就确定谁疼痛程度大。再如,辣椒的辣度也没有单位。辣的大小只能定性,无法定量。所以,我们就只能定性地说,四川的辣椒比山西的辣椒辣。然而,到底辣多少就无法准确地评判了。另外,人的酸、甜、苦、涩、香、臭等味觉和嗅觉,同样也都还没有量纲!如何准确地度量、评判和确定它们,就需要相应的量纲或计量单位的建立,这些都是科学研究要探究的范畴。
世界充满了未知量纲,这表明人类认识世界是无限的。人类认识的无限性决定了科学研究的无限性。不论是自然界,还是社会界都还存在着诸多需要研究和开发的量纲。待开发量及其量纲是未来科学研究和探索的重点,也是建立新理论新技术的基础。
人们要想深入研究构成事物各要素之间的定量关系,就必须建立一套逻辑的数学模型,这样我们才可推导产生出新的物理量及其量纲。现在,人文社会科学中已经大量使用逻辑思维的方法,例如,微观经济学就大量采用数学的各种原理建立数学模型,进行定量分析,大大推动了经济学的发展,终于使经济学从定性的宏观经济学发展到了定量的微观经济学。同样,其它人文社会科学的各个学科都要向微观经济学学习,尽快使这些学科从定性走向定量,真正实现科学化。
学科成熟的标志是什么
一门学科成熟与否的判断依据就是看其有无量纲,能否用准确定量的数学式描述。无量纲的知识是定性的,有量纲的知识是定量的。量纲越复杂,反映出构成事物的层次越丰富,标志着科学研究越深入,越成熟。如果一门学科只抓住了事物本质的定性描述,而没有对它的现象做定量的分析测定,那么这门学科还是没有真正成熟。如疼痛就是不精确不成熟的学科,因为疼痛的程度,目前还无定量的描述方法,只能采用定性或半定量的口述分级法和数值分级法。
定性认知是判定研究对象实体是否存在?结构如何?各要素之间具有何种联结等?它往往是认识事物的开始,具有某些相对性与局限性。科学如果只停留在定性认知上,就很难实现对事物规律的全面认识。定性认知不能对特定事件给出严格的描述、解释和说明,而是多以经验描述为基础、以归纳逻辑为核心的方法论系统。它提供的仅仅是一个大致的方向或趋势,其推理缺乏严格的公理化系统的逻辑约束,具有不确定性,缺乏严格的操作或实践规则的约束,易仁者见仁。
任何事物都具有质和量两个方面,是质和量的统一体。因此,对事物的认识既需定性,又需定量。定性关注质变,确定事物的质量特征;定量关注量变,确定事物的数量关系。由于研究目的和对象的差异,在不同研究领域或项目中,定性和定量分析所占的比例各不相同。没有高水平的定性理论,定量研究只不过是盲目的数值游戏。定量分析只有与良好的定性分析结合在一起时才能充分发挥其作用。事实上,有效的理论多是把定性和定量分析合理地结合在一起的。对于任何科研领域来讲,定性和定量是两种相互补充的基本认知方法。例如,化学中的分析化学就是把定性分析和定量分析有机结合的典范。
自然和社会界的一切事物原则上都可以找到与它对应的数学模型。一旦能用数学模型描述事物时,这个事物不但找到了其精确的定量关系式,而且还会建立起新的量纲。从而也就可求算各相关要素间的精确的度量数值,实现了定量化,这才是科学的最高境界。它使人们对事物的认识摆脱了模糊化,实现了精准化。所以说,一门学科只有当它既能定性,又能定量描述时,它才真正走向了成熟。