我是中文母语者,也长期使用英语和德语。正是因为我对中文足够熟悉,我才越来越强烈地意识到:中文当然可以传播科学知识,也可以用来讲解公式、教授方法、训练解题,但如果一个人只依靠中文来形成科学概念,那么他要真正进入现代科学的抽象层,尤其是创造新的科学概念和理论工具,会非常困难。
这里需要首先说明:我所说的“进入科学”,不是读过科学教材,不是完成大学课程,也不是能够使用公式解决问题。我说的是进入科学研究,特别是进入产生原创概念和理论工具的那个层次。
一、科学研究的三个层次
我认为,科学研究至少可以分成三个层次。
第一层,是在既有框架内解决问题。
在这一层,研究者接受现成的概念、理论、公式和研究范式,然后使用它们处理新的对象,求解新的数据,验证新的现象,或者提高已有方法的精度和效率。
纯中文使用者完全可以做到这一点,而且可以做得很好。中文母语者并不缺乏计算能力、逻辑能力或者解决复杂问题的能力。只要理论框架和概念工具已经由别人建立起来,人就可以通过训练掌握它们,并在既有框架内完成非常困难的工作。
第二层,是修改、扩展或者推广既有框架。
研究者不再只是使用现成工具,而是开始改变工具:修正理论的适用范围,推广原有结构,引入新的变量或者关系,发现现有理论中的矛盾,并把原来的理论扩展到更大的范围。
纯中文使用者并非绝对不能达到这一层,但难度已经明显增加。因为这个层次不仅要求使用概念,还要求重新组织概念之间的关系,改变既有理论的内部结构。语言提供抽象容器的能力开始变得重要。
第三层,是创造新的抽象概念、形式语言或者理论工具。
这一层不是在既有地图上找到一条新路,而是创造一种新的地图。它要求研究者建立此前不存在的抽象对象,规定它的基本关系,创造一套能够继续生成问题、推导结论并容纳后续研究的理论体系。
微积分就是这一层的典型例子。在牛顿和莱布尼茨以前,当然已经有人研究瞬时变化、曲线切线、面积和无穷过程,但没有人把这些问题系统地组织为一套可以独立运转、不断扩展的概念工具。牛顿力学在很大程度上是对伽利略、开普勒等人工作的系统综合,而微积分则更接近一种新的理论语言和认知工具的创造。
杨—米尔斯理论很重要,但按照这个区分,它更接近第二层:把已有的阿贝尔规范结构推广到非阿贝尔群,并由此产生新的理论后果。这是一项深刻的理论扩展,却不等于从没有任何概念基础的地方凭空创造整套形式体系。指出这一点并不是否定其价值,而是在区分解决问题、扩展工具与创造工具这三种不同的原创层次。
我的判断是:纯中文使用者可以充分进入第一层;进入第二层会明显困难;进入第三层则接近不可能。
这里的“接近不可能”不是一个已经被逻辑证明的绝对命题。我不能排除未来出现反例,也不能证明一个纯中文使用者在任何条件下都不可能创造新的科学体系。我只能说:在截至目前的现代科学史中,我没有观察到一个清晰的反例。因此,我把它作为一个根据历史现象和语言结构提出的强猜想,而不是不可证伪的断言。
二、科学的第一步,是建立抽象层
科学首先要求人从具体对象中抽离出一个不再依赖具体形象的关系结构。
苹果、石头和行星是具体对象;质量、速度、函数、群、场和维度则不是具体对象。它们不是生活经验中的某件东西,而是通过定义、关系和运算规则建立起来的抽象对象。
科学推理的基本过程是:
具体对象 → 抽象对象 → 形式关系 → 推理和演绎
其中最关键的并不是最后的计算,而是第一步:能不能把具体对象稳定地提升到抽象层。
如果一个概念虽然名义上已经被抽象出来,但使用者每次看到它时,仍然不断被字形、字义和生活经验拉回具体形象,那么这个抽象层就是不稳定的。我把这种现象称为“具象回落”。
一旦发生具象回落,使用者表面上是在运用抽象概念,实际上却可能仍然在借助日常经验中的旧概念理解它。他可以记住定义,可以套用公式,也可以完成考试,但他并没有真正建立一个只由形式关系决定的抽象对象。
如果第一步就没有形成稳定的抽象层,那么后面的演绎能力再强,也只能是在借来的形式框架中运算。严格地说,这还没有进入科学概念的生产层。
三、中文缺少语义中性的容器
中文与英文等字母文字之间最重要的差别,并不只是词汇量、语法结构或者信息密度,而是中文很难提供一种干净的、语义中性的,甚至语义空白的符号容器。
以最简单的表达式为例:
f(x) = y
在这个表达式中,f、x、y本身不需要代表任何具体东西。它们可以分别表示函数、自变量和结果,也可以根据理论需要被重新定义。字母的价值恰恰在于它们可以是空的:它们的意义主要由定义和关系赋予,而不是由自身携带的日常含义决定。
如果完全用汉字替代,我们或许可以写成:
甲作用于乙等于丙
但“甲”“乙”“丙”并不真正中性。它们本来就带有次序、分类、等级和传统用法。它们是相对抽象的汉字,却仍然不是语义空白的符号。使用者看到“甲”,不仅看到一个变量位置,也可能同时接收到它的字形、读音和既有文化含义。
而当一个理论需要几十个变量、函数、算符、变换和层级结构时,这个问题会迅速扩大。字母可以自由组合,可以加上下标、上标、变体和不同字体,可以构成函数名、算符名和形式系统。它们可以在保持低语义负担的同时不断扩展。
汉字却很难做到这一点。现代中文不能为了每一个新概念自由拆分偏旁部首、创造一个完全没有既有含义的新字。即使造出新字,它也很难被输入、印刷、传播和普遍识别。因此,中文通常只能从已有汉字中选取若干字,重新组合成术语。
问题在于,汉字不是字母。字母是低语义负担的构词单位,而汉字通常已经是高语义负担的单位。用已有汉字组合新术语,就意味着新的抽象概念还没有建立,旧的意义已经先进入了大脑。
所以,中文不仅缺少足够多的语义中性符号,而且在形式上也不适合独立承担大规模算符系统和抽象形式语言的建设。
四、数学符号本身就不是纯中文
有人可能会说,中文完全可以讲数学,因为中文教材中同样存在函数、方程、微积分和线性代数。
但这里恰恰需要区分:中文教材中的解释语言是中文,它的形式核心却往往不是中文。
f(x)=y、dx、∫、Σ、lim以及拉丁字母、希腊字母和各种运算符,构成了一套独立于汉语的形式语言。中文教材之所以能够教授现代数学,很大程度上正是因为它把这套非中文的符号系统嵌入了中文。
如果一个人已经认识并使用拉丁字母,能够把x、y、f作为语义中性的变量容器,那么他在最关键的概念层面上已经不再是严格意义上的纯中文使用者。他已经借用了中文之外的符号系统,扩展了自己的抽象能力。
因此,所谓“只用中文也能学习现代科学”,很多时候并不是真正只使用中文。它实际上是:
中文解释语言+西方形式符号+翻译后的科学术语
这三者共同构成了学习媒介。真正值得追问的是:如果把字母、希腊符号、外文概念来源和现代形式语言全部拿掉,只剩下汉字,中文还能否独立建造同等规模的抽象体系?
我的判断是否定的,至少迄今没有观察到成功的例子。
五、汉字的字形会造成具象回落
中文造成的干扰不仅来自语义,还来自字形。
对于熟练的中文母语者,汉字并不是透明符号。一个字的形状、偏旁、结构、声音、意义和长期形成的使用经验会同时进入认知过程。使用者看到的不是一个可以被任意定义的空容器,而是一个已经具有内部结构和意义历史的视觉单位。
例如“微积分”三个字。在数学中,微积分是一套关于极限、变化率、累积和连续结构的形式理论。但中文母语者第一次看到这个词时,很容易把“微”理解为微小,把“积”理解为积累,把“分”理解为分开。
这种解释并非完全错误,甚至可以帮助初学者记忆。然而,正因为它看上去能够解释,这些日常意义反而容易取代严格的数学定义。学习者会产生一种错觉:自己已经通过字面意思理解了概念。
“秩”也是如此。矩阵的秩是由线性无关性、像空间维数等关系定义的形式对象,但“秩”字会使中文使用者联想到秩序、等级和排列。这个联想与数学概念有某种近似,却不是概念本身。
类似的问题还会出现在“群”“环”“域”“场”“流形”“层”“自由度”等术语中。这些词在日常语言中都具有强烈而熟悉的含义。当它们被用于数学和物理时,使用者很容易把抽象定义重新拉回日常形象。
这就是具象回落:概念刚刚被提升到形式层,又被汉字的字形和既有意义拖回形象层。
六、越熟练的中文使用者,干扰未必越小
这种干扰对优秀的中文母语者未必更弱,甚至可能更强。
一个人的中文水平越高,他看到一个汉字时被激活的意义网络通常越丰富。字源、典故、语感、修辞、搭配和文化联想都会自动出现。这在文学、历史和日常表达中是优势,但在建立严格的科学抽象时,却可能成为额外负担。
科学概念要求使用者暂时清空一个词的日常含义,只保留形式定义。可是,汉字越熟悉,越难被清空。
因此,汉字的高信息密度具有两面性。它能够用很少的字符携带大量意义,却也正因为携带的意义太多,难以成为一个干净的抽象容器。
在文学中,多义性可以产生丰富的联想;在科学中,多义性却可能污染概念边界。
七、翻译无法消除概念谱系的断裂
现代科学的主要概念体系产生于欧洲语言、数学符号和学术传统之中。英语、德语和法语虽然也使用有历史含义的词根,但这些科学术语往往是在其自身的思想发展过程中逐渐形成的。
中文接收这些概念时,面对的是翻译问题:必须从已有汉字和已有概念集合中寻找近似对应物。
但原有中文概念集合中并不天然包含现代科学对象。翻译不可能把一个概念形成的全部历史、问题背景、逻辑关系和理论位置完整地压缩进两个或三个汉字。
于是,中文使用者容易把一个陌生的科学概念映射到自己已经熟悉的汉语概念上。他记住了译名,却未必重建了原概念所在的关系网络。
这会形成一种“词汇上的熟悉”和“概念上的陌生”并存的状态。术语越通顺,学习者反而越可能忽略它并不是日常词义的延伸,而是一个必须重新定义的形式对象。
八、历史观察支持的是强猜想,不是绝对证明
我并不是说中文母语者没有能力创造科学,也不是说中国人只能解决简单问题。这里讨论的是:一个只使用中文形成科学概念的人,能否进入第三层科学研究,也就是创造新的抽象对象、形式语言和理论工具。
截至目前,我没有看到一个明确的现代科学史案例,可以证明某位研究者完全依靠纯中文概念系统,创造出了一套开宗立派的现代科学形式体系。
相反,那些进入高层理论研究的中文母语科学家,几乎都掌握英语、德语、法语或者其他外语,也都直接使用拉丁字母、希腊字母和现代数学形式语言。
杨—米尔斯理论不是在一个纯中文环境中形成的。论文以英文发表,合作对象是Robert Mills,研究环境位于美国,所使用的理论谱系、形式语言和学术交流系统都不属于纯中文体系。
这当然不能证明“中文母语者没有原创能力”。它说明的是:一旦中文母语者进入现代科学的高层理论生产,他实际上也已经进入了一个超出中文的概念和符号系统。
所以我的观点不是:
已经证明纯中文使用者绝对不可能创造科学。
而是:
截至目前,我们没有观察到纯中文使用者独立创造第三层现代科学体系的清晰反例。因此,有理由提出一个强猜想:纯中文在结构上极不利于建立现代科学所需要的抽象层。
如果未来出现真正的反例,这个猜想当然应当被修正。但在反例出现之前,不能因为逻辑上存在可能性,就回避已经存在的历史现象和语言结构问题。
九、纯中文更适合传播结果,而不是生产概念
中文可以非常有效地传播已经稳定下来的科学结果。
一旦概念已经被定义,公式已经建立,方法已经标准化,中文完全可以用来解释、教学和推广。学习者也可以通过反复训练,掌握公式的使用方法,并在既有框架中解决复杂问题。
但这并不等于中文适合生产抽象概念。
结果传播与概念创造是两件不同的事。前者要求把确定的知识交给学习者,后者要求在没有现成名称、没有现成结构,甚至没有现成思维路径的情况下,建立新的抽象对象。
纯中文学习者很容易把科学学成一种技术:记住定义,套用公式,完成计算,在规定条件下得到正确答案。他可以熟练,却未必真正进入概念生成的层次。
这并不是因为他的智力不足,而是因为他所使用的语言工具不断把抽象对象重新翻译为日常经验,把形式关系重新压回具象世界。
十、承认中文的限制,才能真正改进科学教育
承认中文在现代科学抽象上的缺陷,并不是否定中文,更不是否定中文母语者。
语言是工具。承认一种工具在某些任务上不合适,不等于否定这件工具的全部价值。中文在文学表达、历史叙述、意象组织和高密度交流方面具有明显优势,但这些优势不会自动转化为建立现代科学形式体系的优势。
真正的问题,是把“中文能够翻译科学”误认为“中文能够独立生产同样的科学抽象”。
如果希望中文母语者真正进入科学研究,科学教育就不应试图把所有概念彻底汉化。更合理的方法是保留原始术语、数学符号、概念谱系和外语接口,让学习者知道一个中文译名只是入口,不是概念本身。
中文可以承担解释层,却不应该被误认为足以单独承担全部概念层和形式层。
拉丁字母、希腊字母和数学符号不是可有可无的书写习惯,而是语义中性容器。学习者一旦掌握它们,就获得了在日常语义之外建立抽象对象的空间。
也正因为如此,现代科学教育真正需要做的,不是证明中文没有缺点,而是主动补足它所缺少的形式容器。
结语
纯中文的问题,不是不能描述科学结果,而是难以提供一个足够干净、足够中性、可以自由定义和无限扩展的抽象空间。
汉字携带的字形、语义和文化经验,使它很难成为完全空白的概念容器。一个新的科学术语刚刚出现,旧的意义就已经进入;一个抽象对象刚刚形成,具象回落就可能随之发生。
而科学的第一步,恰恰是从具象世界中建立一个不依赖具象的抽象层。
因此,我的核心判断是:
纯中文使用者可以在既有科学框架内解决问题,也可能对既有理论进行一定程度的修改和扩展;但要仅依靠中文创造新的抽象概念、形式语言和理论工具,难度接近不可能。
这还不是一个得到绝对证明的结论,而是一个截至目前没有发现明确反例的强猜想。
但没有反例本身就是值得正视的事实。承认这种限制,不会削弱中文;真正阻碍进步的,是拒绝区分语言的文化价值与它作为现代科学抽象工具的能力。
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