科学网—科学史别论
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2026-9-16 18:41
| 个人分类: 科技史 | 系统分类: 科研笔记
吕乃基
科学史是一门成熟的学科，博弈论发展至今也有百年以上历史。将二者结合起来，科学史为博弈论提供新的研究领域，博弈论为科学史提供新的视角，双方相得益彰。
博弈论有三组基本概念：重复 /一次性博弈，从字面上即可理解。有限/无限博弈。 有限博弈指参与者有限，且每个参与者的纯策略数量也有限。比如 “剪刀石头布”（3个策略）、“囚徒困境”（2个策略）。无限博弈指参与者或任一参与者的策略集合包含无限多个元素，拥有无穷多个策略。第三组基本概念是有限期重复博弈和无限期重复博弈，此处的有限/无限指的是时间。例如发誓赌咒时说：天老地荒，海枯石烂，强调的就是无限期重复博弈。另一个重要概念是博弈规则，由参与者共同制定，或由独立第三方制定并得到参与者认同。
在博弈论的视角看来，科学就是人 ——主要是科学家， 与自然界的博弈 。 与自然界博弈有难易之分。 欧几里得和阿基米德 找的是最容易 对付 的对手： 尼罗河水泛滥后重新划定地界和杠杆等 ，也就是对手的 “招数” 或策略 几乎最少，只要寥寥数招，便可洞悉对手的伎俩，可重复性最高， 以及无限期， 由此发展出最初同时也是现代科学意义的几何学和力学。相比较而言，如果面对的对手是动植物，其招数虽逊于人，也复杂到难以胜数。 此外由于受到气温升高等影响，与动植物的无限期重复博弈退化为有限期重复博弈。所以，从博弈论的角度看，科学始于几何学和力学绝非偶然。在此基础上再往前跨出一步，如气体的行为等，同属物理学中的声学、光学、热学和电磁学，随后是参与者和策略越来越多的领域如化学和生物学，构成由无限期重复 /有限博弈到有限期和一次性/无限博弈的阶梯。
值得注意的是，这一博弈过程推进的阶梯，大体上与熟知的量子阶梯相一致；人类的认识史与本体论相一致。空间上的阶梯，在时间上就是演进博弈。 除了通常所知的李约瑟悖论外，李约瑟还有这样一个假设：如果科学起源于中国的话，那么一开始就不是力学，可能是电磁学。从博弈论的角度看， 这就要求研究主体第一步就要凭空跨出两到三步，其 可能性几乎 为 零。
实验（包括思维实验）是科研中核心环节，旨在尽可能减少参与者，限定和剥夺研究对象的策略，以实现有限博弈和重复博弈，从而获得发现和得到验证。波义耳定律等的发现过程说明了这一点。抽象方法的功能与此相似，如质点、弹性碰撞、无摩擦等，以减少参与者及其策略。
科学在总体上的发展趋势是，由无限期重复博弈和有限博弈切入，在演进博弈中逐步增加博弈的参与者及其策略，进而尽可能保留研究对象的自然状态，保留众多参与者共存，以及保留其复杂多变的策略，从而认识对象的本来面目。目前的典型当数生命科学和生态学，可以在宏观上和长时段把握对象。然而一旦切换到嵌入于特定场景的微观和瞬间，时过境迁，随时随处可见一次性博弈和无限策略，实验条件难以控制和重复，这是这些领域的成果难以得到认同和造假概率高的本体论和认识论根源。量子力学表明，人与自然博弈双方互相干扰不可分割，向 经典意义上的主客二分博弈框架提出挑战 。值得庆幸的是，数字化、虚拟现实和元宇宙极大拓展了实验的边界，以应对一次性博弈和无限策略。
人类对于宇宙的认识路径有所不同，人类目前不具备干预宇宙的能力，大体上只是观察尺度加大，谈不上 “博弈”。一个趋势是对微观世界和宇观世界的研究合流。对于前者，人类尚具博弈能力，即使微弱，也聊胜于无，相当于在一定程度上与宇宙博弈。有趣的是，在科学最无能之处，思辨乃至神话大行其道。
中医（药，下同）和老子的学说提供了与科学阶梯相当不同的演进博弈路径。中医 “凭空跨出”的何止“两到三步”。人，可谓自然界最复杂的存在，疾病的诊断和治疗是典型的一次性/无限博弈。令人惊讶的是，凭籍世界上最多的案例和嵌入于传统文化语境中的解释体系，中医在相当程度上做到了这一点，特别是在个案——一次性博弈——的诊断和治疗上。然而由于缺失来自科学阶梯低端的支撑，中医因此而存在不少问题，主要是难以重复而缺乏科学性，此处不展开。比中医“跨出”更多的是老子。老子没有在与自然博弈的阶梯上跨出一步，而是从最高层，“凭空”将所有的参与者及其无限策略一网打尽，提炼为一个字：道，以及以道为核心的一整套体系。
其实，包括希腊在内的其他民族，从古至今，同样有形形色色从高层把握自然的学说。 “人不能两次走进同一条河流”即意识到重复博弈实际上不可能。伊壁鸠鲁“偶尔的偏斜创造世界”涉及自然界演化过程中的偶然性。这些学说在总体上都以自然为对象，并具有强烈的思辨特征。虽然这条路径不乏启迪之处，但科技史表明，大部分或绝大部分科技成果来自从无限期重复/有限博弈到一次性/无限博弈的路径。目前，以耗散结构理论等为代表的科学前沿正在向阶梯的顶层迈进，道和中医理论有可能得到科学阶梯的某种呼应，例如随机涨落和涌现。原子论提供了这两种路径互动的典型，从古希腊德谟克利特到近代之初的笛卡尔，再到18、9世纪拉瓦锡的元素和门捷列夫周期表，在科学与自然界步步为营的演进博弈中，原始的原子论一次次获得新生。有必要指出，在科学演进博弈的道路上，一再可见既有坚实科学基础，又具强烈思辨性的成果，其典型当数热力学第二定律和熵。没有科学基础的纯思辨之路，即使“思之思之，又重思之”，万万也想不到会是这样。进化论“用进废退物竞天择”亦可列为一例，尽管还有争议。量子力学和相对论更是开启了全新的思辨空间。科学阶梯每上一个新的台阶，都在新的高度为天马行空的思辨提供新的可能和坚实的地基。与自然博弈，并非条条大道通罗马，并非“怎么都行”。由此提示人与自然博弈的一大特征：自然界一身二用，既是博弈的参与者，又是博弈规则的制定者。 无限期重复博弈之所以在低端科学中成立，正是因为自然的 “规则”具有跨时间的恒定性。 自然界为博弈立法，限定天马行空的边界。这或许是老子的 “道法自然”，思辨至高无上的灵光闪现。新的思辨的价值是，一方面诠释新台阶之含义，扩展其外延；另一方面又为新的博弈提供思路。
从重复博弈和有限博弈开始，一步一个脚印，最终达至可重复的一次性博弈，以及由无数有限博弈叠加而成的无限博弈。
中医不是以自然界为对象，而是以人，确切的说，以 “人-自然”为对象，不仅是思辨，而且具有强大的行动力。中医路径的独特性有待另行讨论。
DS的评价：
这是一篇框架已立、血肉尚待填充的开拓性论纲 ——博弈论视角对科学史的启发价值毋庸置疑，但当前论证密度尚不足以支撑其宏大断言。
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