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第十九章 制度化的极限:布尔巴基、新数学,与一次可外部核查的失败

发现与发生 · 约 4,869 汉字

判断卡片:新数学改革是发现范式两千五百年来唯一一次在外部世界被大规模核查的机会,而且核查结果与它的预测方向相反:把对象的正确形态更早、更严格地交给学习者,学习并没有更好。本书不主张一因论——师资、教材、推行节奏都在其中;但那个结构性原因是可指认的,而且它正是本编前六章描述的那道工序被推到极限的样子。

一、把光滑化推到逻辑尽头

一九三〇年代起,一群法国数学家以一个虚构的姓氏为笔名,开始重写整个数学。他们的纲领极其彻底:从集合论出发,逐层定义结构,把每一个概念都呈现为逻辑上无缝衔接的演绎。没有历史,没有动机,没有失败,没有一句"当年人们为什么会想到这个"。

这个工程持续了半个多世纪,出了几十卷。在研究与存档的意义上,它是伟大的成就:它把数学的逻辑骨架擦得雪亮,它使二十世纪数学的统一成为可能,它培养了一整代极为出色的数学家。本书对它的价值没有任何贬低。

但从本编的角度看,它是欧几里得那台机器的最终形态——两千三百年后,同一个次序被推到了它逻辑上的尽头:公理是发生链最末端的结晶,而它被摆到了最前端。

用第十八章的话说:这是人类历史上做得最好的一份存储形态。 用第十三章那条判据说:定义摆在第一页,而且第一页之前什么也没有。

二、然后它被下放给了儿童

一九五七年,苏联发射了第一颗人造卫星。西方国家由此产生的震动,很快转化为对中小学数学教育的大规模改革压力:要培养能与之竞争的科学人才,就必须让孩子更早接触"真正的现代数学"。

改革的思路直接来自那套纲领:既然现代数学的正确基础是集合与结构,那么就应当从集合、映射、关系教起,从一开始就使用严格的现代语言,而不是那些"不严格"的旧算术。这场改革通称新数学,在多个国家推行了十来年。

请注意这个推理的形状,它是本书全部论证的靶心:因为这是这门学科正确的形态,所以这是它应当被交出去的形态。

前一句是对的。后一句不跟着前一句成立,而在整场改革中,没有人质疑过这个"所以"。

三、结果

改革失败了,而且失败得公开、大面积、有记录。

孩子们学会了交集、并集、维恩图,会用集合的语言复述定义,却与真实的数量世界失去了联系;基本运算能力下降;家长辅导不了作业;教师自己也常常不理解为什么要这么教。一位数学家在一九七三年写了一本书来抨击它,书名后来成了那场失败的墓志铭——《为什么约翰不会加法》。到七十年代中后期,多数国家退了回去。

必须公正地说:这场失败有多个原因,本书不主张一因论。 师资培训严重不足(教师被要求教一套他们自己刚学会的语言)、教材质量参差、推行过急、家庭无法配合,这些都是真实的、独立的原因,任何一条都足以让一场改革受挫。

但本书要指出那个结构性的原因,而且它可以被单独陈述:新数学把每一个概念赖以发生的粗糙土壤抹得比传统教学更干净,并且把发生链最末端的结晶摆到了最前端。这是一次以"现代""严谨"为名、实则加剧了光滑化的改革。

集合语言本身没有问题,它是一件极好的东西。问题在于它被摆在了那些逼出它的困境之前。第十四章第八条已经写明:集合论最初是康德尔处理三角级数表示唯一性时被迫做出来的东西—— 它是一个技术困境的副产品。一个从来没有遇到过"这些对象怎么才算同一类""这个表示是不是唯一"这类困境的孩子,拿到"集合"这个词,手里就只有一个词。

四、这次核查为什么在本书里分量最重

哲学争论可以无限进行,因为双方的证据都在对方的解释范围之内。编一编二二十四章反复演示的正是这件事。

新数学不一样。它是一次真实的、大规模的、跨国家的、有对照的、结果公开的干预。

而且它的方向是可判决的:· 发现范式的预测:把对象的正确形态更早、更严格地交给学习者,学习会更好。· 本书的预测:把产物磨得越干净、摆得越靠前,接收者越接不住。· 结果:与前者相反,与后者一致。

这是发现范式两千五百年来第一次在外部世界被核查,而且它没通过。

当然,一次自然实验不能证明一个理论,尤其在有多个混杂因素的情况下。本书对它的定位是准确的:它不是本书的证明,它是本书唯一一份规模级的旁证,而它对发现范式是一份反证。 真正的证明要靠可控的、预注册的设计,那在第三十三章。

五、必须挡住的三个误读

这一章最容易被拿去支持三个本书反对的结论,逐条挡住。

误读一:不该教严格的东西。 不是。集合语言、公理化、严格定义都是好东西,而且必须教。问题是次序,不是内容。第三十章会给出的五步环,最后一步恰恰是让定义结晶出来——定义没有被取消,它被挪回了它在发生链中本来的位置:最后,而不是最先。

误读二:孩子只需要具体,不需要抽象。 不是。这个说法把儿童当成一种低配的成人,而且它与第十章那批观察不符——孩子完全有能力进行抽象,只是抽象要从他自己做过的动作上长出来(皮亚杰的反身抽象),而不是从一个别人已经抽完的成品上开始。

误读三:讲授是错的。 不是,而且这是最有害的一条。新数学的失败不能被用来支持任何形式的最小指导教学;恰恰相反,它的失败里有一部分正是教师讲不清楚造成的。本书主张的次序是:学习者先撞到旧办法的边界,然后由教师明确地讲授新结构。第三十二章会完整交代这一立场,包括它在文献里已有的名字,以及那篇著名的批评为什么不适用于本书。

六、一处可核对的证据:一次并非孤例的失败

新数学之所以在本书里分量最重,是因为它可被外部核查。而一次事件容易被归因于特殊情境,所以本节补一件事:同一形状的失败在别处也发生过,而且发生在与数学完全不同的领域。

其一,语文教学中的语法体系。 二十世纪中后期,多国的母语教学曾大规模引入形式化的句法分析(成分划分、句型归类)。理由与新数学几乎逐字相同:这是这门学科正确的分析形态,所以应当教给学生。 结果也相似:学生学会了给句子画结构图,而写作能力没有相应提升;此后多数国家大幅削减了这部分内容。

其二,物理教学中的公理化尝试。 有过若干把力学以严格公理化方式下放给中学生的课程实验,从定义与不变量出发,而不是从落体、斜面、碰撞这些具体现象出发。同样的失败方向:概念的正确形态被摆到了产生它的现象之前。

其三,编程教学中的一段插曲。 早期的编程教育中,曾有过强调"先学正确的结构化方法与形式规范,再写程序"的路线。而实际有效的路线普遍是反过来的: 先让学生写出一个能跑但很糟的程序,撞上维护困难,再引入结构化方法作为解药。

三件事加上新数学,形状一致:把一门学科最成熟的形态,摆在产生它的困境之前,交给还没有那些困境的学习者。

而它们失败的方式也一致:学习者学会了操作那套形态(画结构图、写形式定义、背规范),却没有获得它所解决的那件事的感觉。

这一节不是要给本书凑证据——上述三件事本书都只是概述,没有做过史料工作,而且每一件都有它自己的复杂原因。它的作用是另一件事:说明新数学不是数学教育的一次特殊事故,而是一个可以在多个学科里重复观察到的形状。

而这恰恰引出了编六第三十四章第三节那个开放问题:若这个形状真的跨学科重复出现,那么封写就不只在数学里发生。本书没有证据,只有这几件形状相似的事,故那一节把它写成一个应当被核对的旁证,而不是本书的主张。

七、一处对本书不利的读法

一条关于因果归属的反读,而且它是编三最严厉的一条。

反读是:新数学的失败无法支持本书的判断,因为那次改革的混杂因素太多,任何一条都足以解释失败。

具体地:师资培训严重不足(教师被要求教一套自己刚学会的语言)、教材编写仓促、家庭无法配合(家长辅导不了)、推行速度过快、评价体系没有跟上、社会与政治压力扭曲了目标。这六条里任何一条单独就能让一场改革失败,而它们同时存在。

于是本书那条"结构性原因"就成了一个无法与其余六条分开的第七条。而一个无法被分开的原因,在因果推断上等于没有贡献。

这个反读是对的,本书在正文里已经承认了非一因论,但承认得不够。本节把它承认到底。

第一,本书从这次事件里能得到的,严格说来只有一条:它与本书的预测方向一致,与发现范式的预测方向相反。 方向一致不是因果证据,它只是没有反证。

第二,本书在正文里那句"发现范式两千五百年来第一次在外部世界被核查,而且它没通过",措辞过强,本节予以修正。 准确的说法是:发现范式第一次遇到了一个规模级的、公开记录的、与它的预测方向相反的事件;而这个事件由于混杂因素过多,不能作为对它的核查。

这一处修正是本书在编三里做的最重要的一次自我削弱,而它必须做,因为把一次多因事件说成一次核查,正是本书在编四第二十三章要批评的那种"事后归因"的镜像。

第三,也是本书唯一的补救:真正的核查必须来自可控的设计,而不是来自历史事件。 编六第三十三章那三个实验存在的理由正在于此—— 它们的全部意义,就是把这一章无法承担的那份举证责任接过去。

换句话说:本章是本书最有说服力的一章,也是本书证据最弱的一章;而这两件事之所以同时成立,正因为说服力来自规模,证据力来自控制,而这次事件有前者没有后者。

八、一条从这次失败里得到的诊断

最后从这次记录里提取一条可以复用的诊断,它接回第十三章第三节那个"同一性内卷"。

一门学科在它的存储形态上做得越成功,它就越倾向于把那份形态当成自己的全部,也就越难看见第二份形态的必要。做得最好的那一份,遮蔽力也最强。

用第十二章那套语言:布尔巴基是数学史上封得最严的一个黑箱—— 不是因为它藏了什么,恰恰因为它什么也没藏,它把每一步都写得清清楚楚。它省掉的不是逻辑,是逻辑之外的一切;而正因为逻辑部分做得完美无缺,人们不会觉得那里少了什么。

这一条在编四会以一个更尖锐的形态回来:一件东西被交出去得越顺利,接收者身上被写下的那条规则就越硬。 光滑化做得最好的地方,恰恰是封写发生得最彻底的地方。

编末小结:这道工序为什么在两派视野里都不可见

一、本编做了什么

编三不再争论上游,它只做一件事:把那道工序拆开、给材料、指位置。· 第十三章给了它的名字(回溯性本体化)与三个步骤,以及一条判据:不看它省略了

多少历史,只看它把定义摆在哪里。· 第十四章给了九份材料,得出一条:光滑的程度与被磨掉的路径的长度成正比。· 第十五章指出它最后落地的地方是排版,并给了一个可数的指标: "这个概念是为解

决什么而出现的"这句话在第几段。· 第十六章给了三位当事人的自供,并指出那三份自供本身也被光滑化了——这道工序

不挑内容。· 第十七章立了全书最重要的一道挡板:它是文明的必需,不能被取消;问题只在于存

储的形态被原样当成了习得的形态。· 第十八章把这一处写成了"两份形态",并给了三条判断何时可以合用一份的判据。· 第十九章给了唯一一次外部核查:新数学,发现范式两千五百年来第一次在教室里被

验,而且没通过。

二、它为什么在两派视野里都不可见

现在可以回答本编标题里那个问题了,而且答案由编一编二两编共同提供。

在发现派那里不可见,是因为问句的形状。 编一编末已经证成:六次立法都只问"这个对象从哪来",而当你手上拿着的是一件已经磨光的产物,你能提出的问句只有关于它出身的那一类。你不会去问一颗鹅卵石"你是怎么被接住的",你只会问"你原来是什么形状"。 那道工序不是被否认了,它从来没有进入视野。

在发生派那里不可见,是因为他们赢了另一场。 编二六次反攻,每一次都在证明"上游确实有一段过程",而且证得很好。但证明上游有过程,与追踪产物在下游发生了什么,是两件事。他们把上游拍得越清晰,就越容易以为工作已经做完了。 六位里只有拉图尔与伍尔加换了问句,而他们停在了成品上,且为此换了学科。

于是一个奇特的局面:这道工序每天在每一间教室里运行,两派都不看它,而且不看的理由各不相同。

三、一条把编三与编四接起来的判断

本编所有材料指向一件事,但本编不能给出它的机制,只能给出它的形状:

光滑化做得最好的地方,恰恰是接收出问题最严重的地方。

第十四章:越简短、越不容置疑的定义,压着越长的路径。

第十六章:三份控诉这道工序的自供,本身被压成了四个步骤和一张表。

第十九章:人类做得最好的一份存储形态,下放到教室里造成了最大的一次失败。

三条同向。而它们指向一个反直觉的推论:问题不出在光滑化做得不够好的地方,出在它做得太好的地方。

为什么? 编三答不出。本编能做的全部,是把这个形状摆出来,并指出它需要一个机制来解释——一个不在传递一侧、而在接收一侧的机制。

编四要给的就是这个机制。

四、这一编怎么派生母题

部件一(发现是发生的一个时相):本编第十四章那九条是这一部件的直接材料。九个对象,每一个都能查到它作为过程的那一段,以及它作为产物的那一句;两段之间的差,就是这道工序的作用量。

部件二(争论争的是一份归属错觉):本编第二节给出了这份错觉为何在两侧同时不可见的理由。而第十六章那三份自供提供了一个此前没有的角度:当事人一直知道两个次序不同,他们说了,而且说得很清楚——问题从来不是没人知道,是知道了也进不了那场争论,因为那场争论的问句里没有这一格。

部件三(代价在下一次):本编第三节那条判断是编四的入口。光滑化做得最好的地方接收出问题最严重,这一条在传递一侧无法解释——传递做得越好应该效果越好才对。它必须由接收一侧的某个机制来解释。

本编级可推翻条件:若能找到一个成熟的知识对象,其教学呈现完整保留了逼出它的困境与走通它的路径(土壤与路径均未被磨去),而学习者仍系统性地表现出 "它本来就在那里"的先在感,则本编"光滑化是先在感的来源"这一判断被推翻。这一条与全书级可推翻条件的第一条同形,因为编三正是全书那一条的主要证据编。

德麦国际专著第 76 号 · 王德生《发现与发生》