如果要用一句話來總結(jié)汪濤所建立的第三代科學的觀點，那就是：以測量替代實驗作為科學的兩個基本工具和判斷標準之一（另一個是數(shù)學），從而對科學本身的研究真正達到科學化的程度。
最近，中國疫情處于新的發(fā)展階段，國家出臺的“二十條優(yōu)化措施”基本的思想是科學精準地實現(xiàn)動態(tài)清零。問題在于如何做才能實現(xiàn)科學精準？這需要對科學更深入系統(tǒng)的理解，或者說，對科學本身的理解就需要科學精準，然后才能知道如何科學精準地做任何事情，包括防疫在內(nèi)。一、從統(tǒng)計學與測量學的聯(lián)系與區(qū)別談起
此處我們僅以統(tǒng)計學與測量學的聯(lián)系與區(qū)別，來說明缺乏統(tǒng)一測量學對整個科學造成的重大缺陷是什么。目前有很多學科把統(tǒng)計學簡單理解為就是這個領(lǐng)域的測量學，甚至有很多以統(tǒng)計學為名的學科名稱。例如，人口統(tǒng)計學、藥物統(tǒng)計學、醫(yī)學統(tǒng)計學、生物統(tǒng)計學、森林統(tǒng)計學、勞動統(tǒng)計學、經(jīng)濟統(tǒng)計學等，但統(tǒng)計學與測量學是有本質(zhì)區(qū)別的。如果僅僅從數(shù)理統(tǒng)計學這門數(shù)學來說，它是一個很嚴密的學科體系，甚至于測量學也是大量應用到數(shù)理統(tǒng)計學理論和方法的。但當人們把嚴密的統(tǒng)計學應用于具體的學科領(lǐng)域時，因為沒有測量學作為更基本的指導，就會出現(xiàn)很多誤差甚至錯誤。主要體現(xiàn)在如下方面：
在測量學理論體系里，一切測量都必須以計量基準為基礎。而在統(tǒng)計學實際應用中，統(tǒng)計單位很有可能并不是嚴格的計量基準。以人口統(tǒng)計學為例，當統(tǒng)計出50個人的數(shù)據(jù)時，它與50kg的測量數(shù)據(jù)存在一些本質(zhì)的區(qū)別。50kg的測量數(shù)據(jù)是以kg的計量基準為基礎的，它具有高度的同一性。但作為統(tǒng)計單位的“人”卻不是這樣，人和人有巨大的差異：性別差異（男人、女人等），年齡差異（嬰兒、少年、青年、壯年、老人等），身體狀況差異。統(tǒng)計單位缺乏同一性，就會帶來統(tǒng)計數(shù)據(jù)的誤差。50個人的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其含義隨著統(tǒng)計單位的差異而具有不確定性。當然，隨著統(tǒng)計單位差異性的縮小，統(tǒng)計數(shù)據(jù)與測量數(shù)據(jù)之間的差異也會逐步縮小。例如，通過更精細的分類，可以縮小統(tǒng)計單位的差異性，就可以使統(tǒng)計數(shù)據(jù)更為接近測量數(shù)據(jù)?！?0個30歲身體強壯身高1.7米的中國男人”的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，就遠遠比“50個人”更為接近測量數(shù)據(jù)。如果只是簡單地統(tǒng)計死亡率，是很可能導致誤差的。原因在于不同人、甚至不同時期的人之間是有很大差異的。如果普遍注射了疫苗，并且使用了更好的藥物的奧米克戎流行時的死亡率，與沒有疫苗和新冠藥物的德爾塔流行時的死亡率，肯定不能簡單進行對比。我們就以2021年11月5日，輝瑞公司宣布在臨床試驗中，其新冠口服藥物Paxlovid將新冠肺炎患者的住院或死亡率減少了89%的療效計算，如果原來新冠的死亡率為1%，那么在病毒的毒力完全相同的情況下，普及Paxlovid后的死亡率就應當是大約0.1%。如果實際上的死亡率為0.2%，比原來的1%的確是顯著降低了，但病毒的毒力是下降了還是上升了？應當是上升了，用了藥物，而且還是在普遍接種了疫苗為不同的前提，本來死亡率應當比0.1%還要低得多才對。但因為實際死亡率的確是顯著降低到了原來的5分之1，很多專家就根據(jù)這個數(shù)據(jù)說病毒的毒力下降了，這當然是不合適的。但無論如何，病毒傳播力越來越強是所有各方都沒有疑問的，因為在普遍接種疫苗后居然還有比過去更強的傳播力，那么如果普遍不接種疫苗的話，傳播力只會更強才對。當然，我們不會只根據(jù)某一個因素的測量數(shù)據(jù)就得出最后的結(jié)論，不是說以上數(shù)據(jù)并不能直接支持奧米克戎毒力減弱，就得出結(jié)論說還是要完全堅持原來的防疫措施。因為疫苗和藥物的出現(xiàn)，以及中國現(xiàn)在防疫物資生產(chǎn)能力的完全不同等，都是在最終防疫決策中需要充分考慮的因素。但我們必須對每一個因素的科學認知都要嚴格精準，才能在最后得出科學精準的結(jié)論。kg的計量單位雖然是1kg，但以此為基礎可以獲得比它更小的測量數(shù)據(jù)，1g, 1mg, 1μg, 1ng......其靈敏度和分辨率可以向下延申。但統(tǒng)計單位往往成為最小統(tǒng)計對象。可以有50個人的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但一般不會出現(xiàn)51.382個人的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這就會限制更精細的認知。
3. 相關(guān)關(guān)系的本質(zhì)與因果關(guān)系
以相關(guān)分析為基礎可以發(fā)現(xiàn)相關(guān)關(guān)系，以最小二乘法為基礎可以獲得經(jīng)驗公式。但對它們從科學上到底該如何理解？在統(tǒng)計學范疇里是無法給出有效解決的。相關(guān)關(guān)系并不是因果關(guān)系，這一點人們都知道。既然如此，就不能直接以相關(guān)關(guān)系去進行客觀規(guī)律的解釋。
但事實上，在統(tǒng)計學的框架下，人們還是在找到相關(guān)關(guān)系后，就直接開始講故事了。事實上，相關(guān)關(guān)系就是誤差較大的測量數(shù)據(jù)，“1-相關(guān)系數(shù)”大約就是其相對誤差的大小。因此，90%的相關(guān)系數(shù)，從統(tǒng)計學角度來說是一個非常好的數(shù)據(jù)，但如果知道它就是一個相對誤差為1-90% = 10%的測量數(shù)據(jù)，就不會那么有勇氣去講太多的故事。
目前大量學科體系，包括醫(yī)學其學科基礎就是簡單的統(tǒng)計學，其本身的科學性就是不足的。因此，我們今天迫切需要普及第三代科學方法，從而為今天的人類科學找到新的突破路徑。 哲學范疇的理解：哲學認識論、科學哲學（尤其實驗哲學）、自然辯證法等。
哲學范疇的理解是有很大局限的，就是難以深入到細節(jié)、可操作性不足......總之，缺乏科學研究的優(yōu)點。以往的科學學雖然目的是以科學的方法進行研究，但只能算宏觀科學學，難以深入到科學內(nèi)部。
第三代科學將科學學分為三個大的分支學科：宏觀科學學、微觀科學學和科學史學。
宏觀科學學，它是目前的科學學主要研究內(nèi)容，通過文獻統(tǒng)計等方法研究科技發(fā)展的宏觀狀態(tài)，如論文數(shù)量、科技政策、科技投入、研發(fā)人員數(shù)量、高校排名等。微觀科學學，它是第三代科學新建立的學科，主要研究以數(shù)學和測量兩大工具和標準為基礎的科學內(nèi)在研究方法、學科構(gòu)成規(guī)律、跨學科研發(fā)方法、各學科內(nèi)部的邏輯聯(lián)系和還原關(guān)系、獲得原創(chuàng)性科學思想理論的方法等。微觀科學學基本觀點為：數(shù)學與測量是科學的兩大支柱，是科學認識的基本方法，也是判斷是否為科學的基本標準。一切學科（數(shù)學除外）都必須以數(shù)學為基礎的理論，以統(tǒng)一測量學為基礎的各分支學科的測量學共軛出現(xiàn)來建立（共軛標準）。 
1. 多數(shù)農(nóng)業(yè)文明時代的原始科學：從感覺到測量
原始的認識是一切生物甚至萬事萬物都具備的反映能力。人或動物都可以通過感覺器官對各種認識對象產(chǎn)生反映。但以感覺器官為基礎的認識并不是精確和穩(wěn)定的，導致人們對相同事物的感覺相互間也不能可靠地比較。因此在農(nóng)業(yè)文明時代就出現(xiàn)了很多測量技術(shù)，例如對長度、重量、容積、速度、時間等的測量。
測量是以計量基準為基礎、可比對和可獲得穩(wěn)定數(shù)據(jù)的。人通過自己的視覺可以獲得物體尺寸的知覺信息，但這種信息并不確切、穩(wěn)定和可靠。因此，通過發(fā)展出基于共同認可的長度計量基準，對物體的尺寸進行比對，從而獲得其與計量基準的比例，這個比例就是測量數(shù)據(jù)。最初發(fā)展起來的以測量為基礎的知識，就成為原始的科學。我們也可以把這稱為第零代科學或科學的V0版本。
2. 古希臘的第一代科學：從測量到邏輯和數(shù)學
世界上的多個農(nóng)業(yè)文明發(fā)源地都產(chǎn)生了原始的科學，并且建立了不同的度量衡。中國的秦始皇統(tǒng)一了中國的度量衡，也就是測量的計量基準。通過測量獲得了認識對象的測量數(shù)據(jù)，從而可以獲得認識對象穩(wěn)定，具有精確性的認識。在此基礎上，通過對測量數(shù)據(jù)的總結(jié)，也獲得了很多原始的科學理論。在古埃及等原始科學的基礎上，古希臘智者們從泰勒斯等開始，努力要創(chuàng)造一種理想的科學知識。他們發(fā)現(xiàn)無論是人類的感覺還是測量數(shù)據(jù)都不完美、有誤差。古希臘智者雖然觀點各有不同，但在一個問題上幾乎都是相同的：認為感覺不可靠，批判感覺的欺騙和不可靠是所有古希臘智者一致的習慣。他們在理念的世界里創(chuàng)建了嚴密的邏輯和數(shù)學體系，形成了第一代科學。第一代科學的工具以亞里斯多德的《工具論》為代表，所形成的科學體系以歐幾里德的《幾何原本》為代表。事實上，《幾何原本》本身也是一個認識世界的工具，但因為對感覺的反對甚至恐懼，古希臘人排斥將理想的邏輯和數(shù)學知識真的去應用于對世界的實際認識，盡管他們并不否認第一代科學的理想知識可以應用于實際。這是科學的V1.0版本。
如果只是邏輯和數(shù)學，它們還是都屬于科學的工具，要真正認識現(xiàn)實世界的萬事萬物，不能僅限于理念的邏輯和數(shù)學世界。因此，通過引入實驗、觀察、歸納等新工具，在歐洲文藝復興、尤其英國工業(yè)革命和科學革命，逐步形成了第二代科學。它是在邏輯和數(shù)學的工具的基礎上，增加了實驗等新工具。以這兩個工具為基礎，第二代科學獲得了巨大的成功，使科學的認識方法嚴格應用于天文、物理、化學等領(lǐng)域，并逐步普及到其他各個分支領(lǐng)域，形成了當今數(shù)以千計的學科或?qū)W科群。這是科學的V2.0版本。開創(chuàng)第二代科學的代表人物有伽利略（斜面落體實驗等，將物理學建立在嚴密的實驗方法基礎上）、培根（《新工具》）、弟谷（嚴格精密的天文測量）、開普勒（將數(shù)學與天文測量嚴密結(jié)合）、牛頓（在《自然哲學的數(shù)學原理》里建立公理化的物理學體系）、拉瓦錫（用嚴密的實驗方法解決燃燒的本質(zhì)問題）等。實驗成為科學認識的來源，也是檢驗科學理論的終極標準。
隨著第二代科學方法開拓的領(lǐng)域越來越多，將實驗作為科學兩大工具之一內(nèi)在的問題也越來越明顯。絕大多數(shù)的社會科學領(lǐng)域和相當多的自然科學領(lǐng)域都很難采用實驗方法。其原因有：a．技術(shù)可行性限制。天文學領(lǐng)域很少可以采用實驗方法，因為人類的技術(shù)水平從目前來看連行星都控制不了，更別提恒星和星系了。因此，在最早科學化的天文學領(lǐng)域，事實上是不可能采用實驗方法的，即使從今天人類的科技來看也無法想象星球、星系級別的實驗。b. 成本和代價限制。大多數(shù)社會科學領(lǐng)域如果采用實驗方法，其成本是無法承受的。例如在經(jīng)濟領(lǐng)域要想研究匯率與利率的關(guān)系，是不可能采用實驗方法的。因為這些因素對全社會經(jīng)濟的影響實在是太大了，其實驗成本無法承受。技術(shù)上也難以做到可控。C. 適用性前提限制。采用實驗方法是有基本前提的，就是實驗結(jié)果與認識對象的規(guī)律之間存在一致性。舉例來說，實驗室中的氧氣實驗結(jié)果，應當與自然界的氧氣化學反應結(jié)果具有一致性，這樣實驗結(jié)果就可以被看作是客觀世界的規(guī)律。但是，有很多領(lǐng)域的實驗卻未必如此。例如水利工程的模型仿真實驗，它與現(xiàn)實世界水利工程的規(guī)律未必是絕對一致的，最終還是需要以對現(xiàn)實世界水利工程的測量數(shù)據(jù)為最高標準，模型仿真的實驗結(jié)果科學地位要弱于直接的測量結(jié)果。d. 時間限制。理論上說，我們可以通過實驗方法來檢驗煤炭是否為植物所形成，但這需要的時間實在是太長了，要百萬年乃至上億年時間。如果實驗所需要的時間太長，理論上可能的實驗事實上就無法操作。不要說百萬年，超過10年就已經(jīng)很困難，如果超過100年，事實上作為一種科學研究的方案就很難讓人接受了。e. 其他。其他還有倫理等限制。例如對人類的基因，出于倫理限制就不能輕易去進行實驗。由于以上種種限制，如果把實驗作為科學的工具和標準，那么有大量的科學研究活動，甚至很多學科就很難獲得完備的科學基礎。賈雷德·戴蒙德在其《槍炮、病菌與鋼鐵：人類社會的命運》一書的最后一章詳細討論了歷史學科研究中的這種困惑。這種困惑不僅是在大量社會科學領(lǐng)域存在，而且在天文、氣象、地質(zhì)等學科領(lǐng)域也大量存在。（2） 引起對科學個性化甚至非科學的定義，導致對科學的理解出現(xiàn)偏差和混亂。一方面，實驗是科學的基礎以及判定標準，對此整個科學界基本無人會反對。另一方面，因為實驗方法不能為所有學科建立科學的基礎，但這些學科的學者又不能接受自己是不科學的，也不能因找不到確切的科學基礎就停止研究活動。因此，就通過對科學個性化的定義，將自己勉強納入科學的范疇。例如，熊彼特就對什么是科學進行個性化的定義，以便把經(jīng)濟學納入到科學的范疇中去。庫恩更是提出“范式”的概念，為科學共同體提供了一個更模糊、適用性更廣的存在借口，因此受到無法用實驗為自己找到科學支撐的學科領(lǐng)域廣泛的歡迎。但“范式”這個概念顯然不能成為科學的定義基礎，因為迷信甚至邪教團隊也都有自己的范式。這種不完備、模糊、個性化甚至反科學的定義基礎上發(fā)展的研究，會在不同程度上扭曲或損害科學認識方法的有效性，導致不科學的結(jié)果。對科學的定義必須是在一切學科領(lǐng)域全部統(tǒng)一的，而不能有任何個性化的定義。（3） 導致大量哲學上無意義的、不可能有結(jié)果的爭論。因為對實驗基礎理解上存在的問題，帶來了過去幾百年西方哲學史上的大量爭論。事實上，這些爭論雖然表面上說法各不相同，根源都是由于無法為科學認識找到完備的基礎而產(chǎn)生的。例如此岸與彼岸的關(guān)系，物質(zhì)和意識的關(guān)系，存在與感知的關(guān)系，所有這些關(guān)系都是靠測量建立起來的，沒有對測量深入系統(tǒng)的研究，僅靠哲學思辨怎么可能研究清楚呢？還有歸納的休謨難題等，所有這些問題都是由于對測量沒有科學深入的研究而產(chǎn)生的。這個是科學哲學上存在最大的分歧和爭議問題之一。波普爾否定了實驗的證實性，提出證偽主義。而拉卡托斯否定了實驗的證偽作用，提出了科學研究綱領(lǐng)方法論。實驗的目的，事實上就是為了獲得測量數(shù)據(jù)。測量才是科學完備的兩大工具和標準之一。實驗與測量的關(guān)系是包含的關(guān)系。即實驗是測量的一個子集，它是相對精致、可控性較強的一類測量。測量的核心基礎是計量。測量、實驗、計量的關(guān)系如下：
《實驗、測量與科學》一書，就是系統(tǒng)論述第三代科學的專著。該書有效解決了將測量作為科學兩大基本工具和標準的相關(guān)問題，如對現(xiàn)在所有學科中的測量進行了總結(jié)和理論化，為建立統(tǒng)一測量學打下了基礎，使測量學本身成為完備的科學。科學始于測量，這一觀點學術(shù)界是會普遍認同的?？梢哉f，以往各個哲學爭論的核心問題，其解決的鑰匙都掌握在測量學手里。在每一個學科領(lǐng)域，其實學者們都意識到應當建立自己的測量學基礎。但是，因為沒有一門像數(shù)學一樣，在語言、方法、理論上高度統(tǒng)一的測量學，每一門學科都是該領(lǐng)域的學者們憑自己的有限理解去建立自己領(lǐng)域的測量學。它們在基本學術(shù)概念、測量方法、完備性等方面都存在不同的問題。這使各個學科領(lǐng)域的科學性都不同程度存在缺陷。即使是普遍被人們認為最科學的物理學領(lǐng)域，同樣存在相應的缺陷。例如，并不是所有物理學發(fā)現(xiàn)都來自于實驗（萬有引力主要是靠天文測量發(fā)現(xiàn)），也不是所有物理學理論都是靠實驗來驗證的（廣義相對論主要是靠天文測量驗證）。再如，第二代科學的建立其實并沒有解決古希臘人對感覺缺陷的質(zhì)疑，只是把這個問題給忽略過去了。即使是采用嚴格的儀器和工具進行的測量，也是必然有誤差的，那怎么和古希臘人的理念世界和理想的數(shù)學理論兼容？牛頓認為測量誤差是可以無限減少的，從而可以忽略不計。但在量子力學提出測不準原理后，這個最初曾被忽略掉的問題再也忽略不掉了。這也是量子力學為什么在科學界引起極大震撼的原因所在。其實，測量存在誤差本身就是一個統(tǒng)一測量學的基本公理，不僅微觀領(lǐng)域存在，一切學科領(lǐng)域全都存在。只是在過去，哲學界、科學界沒有實驗與測量學專業(yè)出身的學者來系統(tǒng)地研究這個問題，從而留下了一個巨大的漏洞?？梢哉f，汪濤是科學文明發(fā)展史上第一個真正實驗與測量學專業(yè)出身，從科學學角度研究實驗與測量問題的學者。各學科測量基礎術(shù)語的不統(tǒng)一現(xiàn)狀：軍 事 預警、戰(zhàn)場感知、態(tài)勢感知、偵察、情報第三代科學的核心邏輯并不復雜，其立論基礎也是很容易獲得整個科學共同體認可的。問題只是要真正科學地證明這個結(jié)論，必須要對當代人類所有科學的學科的測量基礎狀況進行全面的考察。為此，汪濤以《中華人民共和國學科分類與代碼》（GBT13745，先后有1992和2009版），《中圖法分類目錄》，《美國國會圖書館分類法》，中國《普通高等學校本科專業(yè)目錄》、《學位授予和人才培養(yǎng)學科目錄》等為學科指南，對人類現(xiàn)存所有幾千個科學的學科進行了全面系統(tǒng)的研究，以此證明了“科學始于測量”，“測量是一切科學的基礎工具和標準”這個應當是全球科學共同體一致認可的基本觀點。并且以此總結(jié)建立了適用于一切學科的統(tǒng)一測量學。汪濤也因此成為通曉當代科學文明所有學科領(lǐng)域的學者。為了展示第三代科學的意義和價值，汪濤選擇了下一代通信、生態(tài)人口、純電動與新能源、糧食，尤其是戰(zhàn)爭與經(jīng)濟學等學科領(lǐng)域，進行第三代科學方法的應用。《超越戰(zhàn)爭論》與《科學經(jīng)濟學原理》兩本專著，可以說完全重建了軍事理論與經(jīng)濟學這兩個學科，使它們達到了與物理學相同的科學化水平。六、第三代科學的優(yōu)點及第三次科學革命展望
第三代科學方法可以并且必須應用于一切學科領(lǐng)域，甚至包括人們現(xiàn)在認為最科學的物理學等領(lǐng)域，從而使所有學科領(lǐng)域真正達到科學的最高要求。因為缺乏嚴格系統(tǒng)的第三代科學方法，在當今幾乎所有學科領(lǐng)域都多多少少存在一定的問題。例如，量子力學之所以存在大量難以解釋的爭論，其原因就在于對測量的基本理解出現(xiàn)問題。從統(tǒng)一測量學的角度來說，一切科學的概念都必須以可測量的方式來進行定義，否則就不是科學的概念。量子力學中的坍縮就不是一個科學的概念，因為它是不可測量的。按照坍縮的定義，只要進行測量了，就一定是坍縮以后的結(jié)果，坍縮的過程、物理機理等是什么，都是不可測量的。它們并不是像過去的中微子或現(xiàn)在的超弦理論那樣，提出相應的概念時，在技術(shù)上極其難以實現(xiàn)測量，而是根據(jù)其概念本身的定義，它在理論上就是不可測量的。一切理論上就不可測量的概念，肯定就不是科學的概念，必須從科學中剔除出去。對量子力學的大量誤解，從根源上說幾乎都是由于這個不科學概念的引入而人為產(chǎn)生的。量子力學的一切爭論和問題，如果它們是一個問題的話，都是屬于測量問題，也只有從測量學角度才能獲得真正的解決。因此，第三代科學方法的普及，必然引發(fā)一場全面的科學革命，其方法具有眾多優(yōu)點：
它不僅可以為社會科學領(lǐng)域找到與物理學一樣的堅實科學基礎，而且也可以為很多自然科學領(lǐng)域建立堅實的科學基礎，包括天文學等最古老的科學，以及地質(zhì)、海洋、氣象、水利等難以應用實驗方法的領(lǐng)域。
2. 在科學研究內(nèi)在品質(zhì)極大提升的同時，極大減少無用的工作量
有了統(tǒng)一測量學，全世界各個領(lǐng)域的學者在各自領(lǐng)域就不需要自己從頭開始摸索，獨立建立自己肯定不完備，并且漏洞缺陷很多的分支測量學。這不僅會使各個學科找到自己堅實的、與物理學完全相同的科學基礎，而且會深刻和廣泛影響幾乎所有的研究過程和研究結(jié)果。同時還會如下的優(yōu)點：
（1）新成果的快速普及。在任何學科領(lǐng)域所獲得的新測量工具、測量方法、任何測量學的新進步，都可以瞬間普及到所有其他學科領(lǐng)域。（2）彌補或糾正現(xiàn)存各個學科中的大量缺陷和錯誤。（3）解決以往難以解決的問題。
跨學科研究是未來科技進步最重要的途徑之一，甚至近幾十年的諾貝爾獎也有約一半是跨學科研究的成果。但跨學科研究的最大困難在于：不同學科之間的融合可以是任意的，在以往難以找到普遍適用的規(guī)律。第三代科學可以為跨學科的研究建立最好的基礎，因為數(shù)學與測量是可以跨一切學科的，有了這兩個最基礎的工具性學科作橋梁，其他任意不同學科間的壁壘就可以大大減少。對于第三代科學來說，任何不同的學科或他們的任意融合，都不過是用統(tǒng)一的第三代科學方法做一道新的作業(yè)題而已。甚至可以說，第三代科學使跨學科研究真正成為一門成熟的科學。
參考文獻：
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