科學的“金橋”

李興春

科學在字面上的意思就是對萬事萬物的分門別類，但科學真正的含義不僅僅限于此，科學是在對事物分類的基礎上，還要對許多復雜事物進行深層次的綜合、還原、聯(lián)系、統(tǒng)一。

把看起來互不相關的事物溝通、聯(lián)系起來，從而形成一門統(tǒng)一科學的橋梁，就像是一座座科學的“金橋”。科學“金橋”是由萊布尼茨替換原則具體定義的，它是最小作用量原理的核心內容之一。一般表述為：對任何個體x和y，如果對應地有x的每種性質都是y的每種性質，那么不管x和y看起來隔得多么遠，甚至x是“非y”或y是“非x”，我們都可以說x就是y，可以用x處處替換y而不會引起實質性的改變。x和y之間就架起了一座暢通無阻的“金橋”。科學史上有很多座這樣的“金橋”。擇其大者，列舉十座科學的“金橋”。

1、笛卡爾坐標系

這一個例子大家比較熟悉，每個中學生都學過它。它溝通了“數(shù)”和“形”，代數(shù)的方程可以表示成幾何圖形，幾何圖形也可以寫成代數(shù)方程求解，兩者由萊布尼茨替換原則而等同起來，也就聯(lián)系了數(shù)學和幾何學兩大領域。

2、布爾代數(shù)

將邏輯概念、命題符號化，然后像數(shù)字一樣按一定規(guī)則進行運算，最后發(fā)展成為可靠而完備的公理化邏輯體系。布爾代數(shù)按照萊布尼茨替換原則最先溝通了“數(shù)”和“名”(概念、命題、語言等)，把數(shù)學和邏輯學兩大領域聯(lián)系起來。

3、尿素人工合成法

19世紀從無機物人工合成有機物尿素，打破了有機物和無機物之間一度被認為不可逾越的界限。化學家不再需要借助沒有實驗證據(jù)的特殊“生命力論”，就可用無機物在某種條件下處處對有機物進行萊布尼茨替換，初步聯(lián)系了有機化學和無機化學。……