科学探索地球的四条推理规则

岳中琦

伟大的科学家牛顿（Isaac Newton, 1642 – 1727）在1687年发表了专著：《自然哲学之数学原理》（Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica）。这本专著的第一章第一节就提出、定义和规定了物质的“质量（mass）”和它的度量：“物质的量是物质的度量，可由其密度和体积共同求出。”这是一个全新的、划时代的概念。从此，它奠定了现代科技的理论基础：宇宙万物开始有了一个统一的、可度量的、可对比的质量基石。

在这本专著中，牛顿总结、提出了哲学探索自然的四条推理规则（下图）。

在2005年发表的中译本书中，王克迪先生和袁江洋先生给出了这四条推理规则的中文翻译。

规则 I.

寻求自然事物的原因,不得超出真实和足以解释其现象者。

为达此目的，哲学家们说，自然不做徒劳的事，解释多了白费口舌，言简意赅才见真谛；因为自然喜欢简单性，不会响应于多余原因的侈谈。

规则 II.

因此对于相同的自然现象,必须尽可能地寻求相同的原因。

例如人与野兽的呼吸；欧洲与美洲的石头下落；炊事用火的光亮与阳光；地球反光与行星反光。

规则 III.

物体的特性，若其程度既不能增加也不能减少，且在实验所及范围内为所有物体所共有；则应视为一切物体的普遍属性。

因为，物体的特性只能通过实验为我们所了解，我们认为是普适的属性只能是实验上普适的；只能是既不会减少又绝不会消失的。我们当然不会因为梦幻和凭空臆想而放弃实验证据；也不会背弃自然的相似性，这种相似性应是简单的，首尾一致的。我们无法逾越感官而了解物体的广延，也无法由此而深入物体内部；但是，因为我们假设所有物体的广延是可以感知的，所以也把这一属性普遍地赋予所有物体。。。。。。

规则 IV.

在实验哲学中，我们必须将由现象所归纳出的命题视为完全正确的或基本正确的，而不管想像所可能得到的与之相反的种种假说，直到出现了其他的或可排除这些命题、或可使之变得更加精确的现象之时。

我们必须遵守这一规则，使不脱离假说归纳出的结论。

温故知新，我认为，科学探索地球（地震、火山、甲烷天然气、石油、煤等）也应该遵循这四条推理规则。

我们现在还无法进入地球内部，直接观测地球内部物质。我们还是惟有通过在地表能够观测到的现象来认识地球，来建立相关地球理论或假说。因此，这项研究需要推理与归纳。330年前，牛顿总结的上述四条推理规则，依然适用于我们研究地球、建立各种地球理论。从而，它们来帮助、指导、完善我们更进一步、更符合真实地认识、依赖、利用地球。

在地球表面观测到的至少现象包括：生物圈和其物质（动物、植物）和时空变化，大气圈和其物质和时空变化，水圈和其物质（水）和时空变化，地壳和其物质（火成岩、沉积岩、变质岩、矿床、石油、甲烷天然气等）和其地质构造（断裂、褶皱等）和时空变化，陆地与地貌（山地、高原、平原和盆地），海地与地貌（大陆架、山地、平顶山、平地、深沟），地震，火山，滑坡，海啸，地球和其性质（自转、公转、质量、体积和密度），星辰宇宙（真空、太阳、月亮、行星、陨石），密度与温度与压强，重力地电磁场和它们时空变化，固体潮与海潮，物质固液气三种存在状态与性质与相互转化，物质108种元素和变化。

这些众多地表所见、所观测到的现象构成了一个看上去极其复杂的地球和它的系统和演变。但是，“自然喜欢简单性”或“大道至简”，地球更应该喜欢简单性。“道生一，一生二，二生三，三生万物”。这些众多现象应该是“三生万物”之结果。科学探索地球、建立更加符合真实的地球理论应该从“道生一”开始。假设，宇宙大爆炸形成了包括地球在内的太阳系，这就是“道生一”。之后，在太阳、月亮等行星和寒冷真空的外部环境影响下，初始地球开始了漫长的、没有生物的成长、演变和演化，这就是“一生二”。再之后，生物（生命）在地球表面上缓慢地出现和进化了，这就是“二生三”。

更加符合真实地认识地球，就是要把地球内部的这种“一”和/或“二”探索清楚，见到它的“真谛”。如同质量和万有引力，它应该极其简单、长期存在和稳态变化，是可以解释我们在地表所见到的各种现象、万物万事。

2017年6月1日（儿童节）16:25写成于港大602办公室