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2020-03-28 15:38:42聖天使

科學真的能壓倒一切嗎?其實未必,人文環境也很重要

維也納學派的邏輯實證主義是分析哲學的重要組成部分,對於哲學的發展產生深遠的影響。


維也納學派的基本思想就是邏輯實證主義,其思想來源主要是實證主義哲學和邏輯分析哲學。邏輯實證主義認為,科學是系統化、完整化的知識理論體系,是真理形成的思想載體,但是從本質上來講,真理是具有普遍聯繫的不可分割的整體。


維也納學派認為所有的自然科學以外的科學,都是從整體中隔離出來的物理語言,包含着積極的色彩因素,強調客觀環境和獨立意識的作用,努力區分科學和形而上學之間的差距,從而對概念做出具體的澄清。


邏輯實證主義的科學觀是以實用主義為主的科學觀,這種實證主義從根本原則上來講是統一於“經驗證實原則”體系中,這一原則強調的是知識的由來必須通過經驗獲取。任何命題下只有被表述成為可借鑒的經驗才會被證實有意義或者虛偽,否則知識將變得毫無用處。


實證主義論者總是樂於給予,這種情況下的實證論原則總是傾向於使用這種原則來進行表述,哲學家和自然科學家往往固定堅守在相對穩定範圍內,一旦超出這個界限,就如同形而上學給出的形式一般是無意義的。


從邏輯實證主義的角度來看,自然科學不是唯一種類的科學,在某種意義上是一種認識的文化。從邏輯實證主義的思想出發,自然科學是真理的體系,人文科學。


社會科學和精神科學都不是真正意義上的科學,只是作為一種體驗方法。想要成為科學精神存在的助力因素,無論是從理論出發還是科學出發,都會擁有自然科學範圍內的歸屬性。由於科學表現出統一性,真理從本質上來講就是不可分離的,科學的目的是將各種真理以多種形式加以統一,從概念上進行組織,建構一個科學的世界。


邏輯實證主義的局限性

邏輯實證主義的科學觀啟示我們,科學世界在認識上是有意義的世界,但是人文世界是相對無趣的世界。邏輯實證主義的科學觀從某種意義上來講,就是從自然科學中分離出來的區別於其它文化形式的觀念,這種思想具有很強的片面性,但是依然作為重要的視角來向社會陳述哲學,這對於後者推進和深化哲學科學研究具有深遠影響。邏輯實證主義思想忽視了科學對於人文的意義及價值,其局限性表現在以下幾點。


第一,過於重視科學邏輯,嚴重忽略科學產生和發展的人文背景。

邏輯實證主義對於科學做出的理解,是從實用主義出發做出的中心哲學議題,但是所謂的科學理論哲學結構問題本質是探討科學理論概念和邏輯的關係,他們將這種問題簡單歸為邏輯歸納,明確將科學的進步和發展問題簡單歸結為邏輯關係的存在,從先行理論中延伸出來,對於後繼理論給出推導模式,這樣看來,在邏輯實證主義者眼中,這變成了一種超越歷史、永恆不變的科學方法論,這種發展模式顯然和人文、科學和歷史沒有任何關係,受到植根於價值觀念的影響,從某種意義上來講,簡單將科學歸納為“邏輯”是十分膚淺的。




第二,強調科學的實證精神,忽視了人的創新精神。

邏輯實證主義建立者對於實證主義的理解堆積成了觀察陳述和經驗命題的方式,科學方法論是狹隘的邏輯,因此科學不需要也不能夠變成任何具有深層結構的框架體系,這種情況下集合到真的命題更加關乎經驗本身。


科學是一項純粹的客觀事業,是在極度理性的思考下生產出來的產品,和人的思想和精神狀態沒有任何關聯,對於人創造出來的價值也沒有密切的聯繫,這種很明顯的表面事實是科學下的創造性活動,富有創造性和原始性。


第三,強調科學和人文兩個世界的明顯差別,嚴重割裂了科學和人文之間的內在聯繫。

維也納學派的邏輯實證主義強調的是唯一的自然科學,強調只有建立在自然科學上的認識才更加具有意義,以自然科學的眼光來看待整個世界,這種情形下,科學和人類的其它文化活動形成截然相對立的兩個方面,被劃分成科學世界和人文世界,科學世界是單純的客觀世界,屬於理性精神的世界,但是人文世界相對來講就是主觀的世界,帶有人性意識和精神,這層明顯的界限會造成兩者本來存在的內在聯繫被分割。




結語:

維也納學派的邏輯實證主義是以一種務實的態度,從物理主義的視角來統一於整個科學世界中。但是將科學簡單定義為有意義的複合命題,這種思想過於狹隘,割裂了科學世界和人文世界的聯繫,存在一定的局限性。-----(哲學詩畫)



*把火星改造成第二個地球,可能嗎?*


火星,是太陽系中距離地球最近的行星之一。尤其是當人們撥開金星神秘的面紗,失望地發現金星是一顆極度高溫高壓、酸性大氣還有毒的“死星”之後,火星就變得更像一顆溫柔可親的希望之星了。


種種證據顯示,曾經的火星很可能和地球一樣,是個宜居的“天堂”。那是30多億年以前,那時候火星的內部還有活力,外部還有較厚的大氣層,磁場還能保護火星上的一切。曾經的火星表面,很可能有過充沛的液態水甚至汪洋大海。




曾經的火星假想圖。來源:NASA

只是如今,它們都消失了。

火星的內部漸漸冷卻,磁場慢慢消失,大氣層散逸,然後表面的液態水也不能倖免。

火星的表面,最終變成了如今我們看到的這樣:寒冷、乾燥,一片死寂。




如今的火星。來源:NASA

但似乎,改造火星並不是沒有希望,讓火星再一次變得有大氣、有水,似乎並不是沒有可能。

畢竟,近年的許多新發現都是那麼地讓人欣喜:

    2008年,NASA鳳凰號着陸器在火星北極附近的淺層地下挖到了水冰;

    2018年初,NASA火星勘測軌道飛行器(簡稱MRO)在火星中緯地區發現了大量純凈的地下水冰(詳見: );

    2018年7月,歐空局火星快車號探測器的雷達數據表明,火星南極冰下很可能有鹽水湖存在(詳見: )。


水有了,那大氣呢?

現在的火星只有非常稀薄的大氣層,平均表面氣壓只有6 mbar(也就是0.006 bar,或者600 Pa),距離地球表面的1個標準大氣壓(可以近似認為1 bar)的水平還太遙遠。


那如果把火星現有的二氧化碳儲備,甚至含碳儲備全部轉化成二氧化碳氣體,是不是就可以讓火星再次有厚厚的大氣層了呢?火星的氣壓提高了,那火星移民們在室外工作的時候就可以不用穿着厚重的太空服了呀。而且二氧化碳這種溫室氣體可以給火星保溫,讓火星不再繼續冷卻下去,液態水也可以在火星表面穩定存在了。想想是挺美的…


遠到五十年前的卡爾·薩根[1],近到SpaceX的創始人伊隆·馬斯克[2],無數人都這麼想過,也做過大量可行性研究[3]。




1971年,卡爾·薩根曾嘗試計算如果火星的北極冰蓋融化揮發,釋放的二氧化碳能否改變火星的大氣和生態,讓液態水可以穩定存在,當然,那時候的人們對火星南北極冰蓋的儲量認識是非常不足的。來源:參考文獻[1]


然而,2018年8月《自然·科學》雜誌發表的一篇觀點性的文章卻對此不太樂觀: 以人類目前的技術水平,即使把目前火星上所有的含碳儲備全部轉化成二氧化碳氣體,可能也遠遠不足以讓火星達到宜居星球的標準[4]。觀點性文章嚴格說來並不屬於學術論文,這篇文章沿用了前人的研究方法,加入了近20年來多個火星探測器積累的觀測數據,重新梳理了火星上所有可能的二氧化碳來源。


火星上有哪些潛在的二氧化碳儲備呢?

1. 南北兩極

火星和地球的自轉軸傾角相似,因此火星也有着和地球相似的季節變化,有終年冰封的南北極冰蓋,這些冰蓋里就有不少乾冰(固態二氧化碳)儲備。

但是很遺憾,把表面這點冰蓋里的乾冰全部轉化成二氧化碳氣體也只能把火星大氣壓提高2 mbar。

不過,雷達數據顯示,埋藏在火星極區地下還有一些乾冰,這個更多一點,相當於12 mbar。


此外,根據火星目前極區的溫度和壓強推測,水分子中可能絡合二氧化碳分子,全釋放出來的話最多相當於150 mbar,這倒是量挺大的…不過問題是…這只是理論上的估計,實際上根本沒在火星極區發現過水分子中絡合的二氧化碳,就更談不上用了。




火星南北極冰蓋,其中既有水冰,也有乾冰(固態二氧化碳)。來源:NASA


2.火星表層土壤(風化層)

火星的風化層顆粒可以吸附一定的二氧化碳,例如:平均每克玄武岩可以吸附0.002克二氧化碳,每克綠脫石(一種可能出現在火星上的代表性粘土礦物)可以吸附0.005克二氧化碳,每克橙玄玻璃(一種在富含水和二氧化碳的環境下玄武岩高度風化的產物)可以吸附0.015克二氧化碳。




火星上三種可能的代表性礦物吸收二氧化碳能力。改編自:參考文獻[5]


雖然火星全球的風化層厚度變化很大,不同的礦物種類吸附二氧化碳的能力也不同,但反正,如果把這些二氧化碳都弄出來(甭管怎麼弄出來的),滿打滿算估計相當於40 mbar吧。


3.碳酸鹽沉積物

火星的碳酸鹽沉積物,很可能就是火星早期大氣中的二氧化碳進入岩石中反應形成的,也就是說,它們是曾經火星的二氧化碳以另一種形式貯存起來的倉庫。


但火星上目前發現的暴露出來的碳酸鹽礦物區域並不多,合理估計可能只相當於0.25 mbar,滿打滿算也很難超過50 mbar(依然甭管怎麼弄出來)。或許火星地下深處可能還有更多的碳酸鹽沉積物尚未被發現,但一方面目前的技術探測不到,另一方面以目前的技術也難以挖掘和使用。




火星勘測軌道飛行器(MRO)數據繪製的北半球低緯區域的尼利槽溝(Nili Fossae)平原成分圖,這是火星目前暴露出地表的最大的一片富含碳酸鹽礦物的區域。綠色代表富含碳酸鹽的成分,棕色代表富含橄欖岩的砂粒,紫色代表玄武岩。來源:NASA/ JPL/Caltech/JHUAPL/Univ.of Arizona


以上這些統統加起來,也就只有地球大氣壓的10%。

問題是,以目前的技術,這些二氧化碳儲備其實不可能達到百分百的利用率,只有其中一部分可以最終變為二氧化碳氣體釋放到火星大氣中。更重要的是,由於沒有磁場的保護,火星的大氣還在太陽風的轟擊之下不斷向外散逸——一去不回。


把這些因素也算進去之後, 火星的大氣壓應當只能增長到20 mbar,也就是地球大氣壓的2%水平,由此產生的溫室效應升溫最多只有10度,也遠遠不足以讓液態水穩定存在。

也就是說,以人類現有的科技水平,人類如果要移民火星,是不可能自由自在地在戶外活動了。


不過呢,也不用太沮喪,火星移民並不是因此不可能了,我們還是能夠通過建立封閉的火星基地,或者直接住到地下去,讓人類和生物在封閉的環境里建立生態圈,長久地生活下去的。

再說了,封閉的環境更安全,不容易被隕石砸呢。想開點吧….....(來源:科學大院/國家空間科學中心)


參考文獻:

[1] Sagan, C. (1971). The long winter model of Martian biology: A speculation. Icarus, 15(3), 511-514.

[2] Musk, E. (2017). Making humans amulti-planetary species. New Space, 5(2), 46-61.

[3] McKay, C. P., Toon, O. B., & Kasting, J. F.(1991). Making Mars habitable. Nature, 352(6335), 489.

[4] Jakosky,B. M., & Edwards, C. S. (2018). Inventory of CO2 available forterraforming Mars. Nature Astronomy, 2(8), 634.

[5] Zent, A. P., Fanale, F. P. & Postawko, S. E. Carbon dioxide: Adsorption on palagonite and partitioning in the Martian regolith. Icarus 71, 241–249 (1987).



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