論人類下一代語言的可能—2.3符號視角下的科學（領域語言）
本書里的科學主要是以自然科學為例子。某一領域的認知趨於成熟時，意味著領域現象可以得到一致的解釋。此時，我們會去構建理論體系，形成一個的符號結果。今天理論體系的模式主要是公理演繹系統。建立起基本的概念與原理，推演出整個體系。然後基於所建立的理論去描述、解釋領域裡的現象。一個新理論的確立首先就是要能解釋之前理論不能解釋的現象。水星在近日點的進動，實際觀察到的數值與按照牛頓理論計算得到的數值，每100年相差43角秒。為了解釋這個差值，人們假設了一顆水內行星的存在，然而一直不能實際觀察到這顆行星。也有人嘗試調整萬有引力定律，這同樣沒有成功。直到愛因斯坦廣義相對論發表後，按照新理論的計算結果才更吻合實際觀察數值。
解釋一種並未觀察到的現象，即預測一類現象的存在，並且這可被證實，新理論將具備更強的說服力。光線在均勻介質里沿著直線傳播，這是平常的知識。愛因斯坦的廣義相對論認為品質會引起空間的彎曲，品質越大，空間彎曲越大。光線經過彎曲的空間時，光線也會發生偏折，這稱為「引力的透鏡」。經過多年對恆星光線經過太陽或其他巨大品質星球時的觀察與拍攝，光線的偏折得到了證實，廣義相對論也得到普遍的接受。
套用索緒爾的語言觀，可以把這裡的領域理論看作領域語言，把理論的應用：領域現象的解釋，看作言語。後面會講到，公理演繹系統實際並不容易實現，也不能肯定未來公理演繹系統還是科學理論最好的模式。從語言學的角度，並不去假定科學的模式，它的策略、方法等。本書採用收斂性的標準來判斷一個「領域語言」的形成。一個領域的符號使用可以限定在確定範圍的符號及符號用法上，且意義上不會發生衝突，我們就說此領域符號使用上是收斂的。就目前所知，公理化系統仍最接近於這一標準。成熟的公理演繹系統是完備的，這表示系統蘊涵了領域內所有能成立的認知，每一具體的認知可由公理系統派生出的符號與表達式來表示。領域內各種實際現象可由系統產生的表達式與表達式計算做出解釋，在沒有發現反例之前，可以認為系統所帶來的符號使用實現了收斂。即可以不藉助系統以外的符號，使用理論所提供的符號、表達式、操作方式就可以描寫、解釋領域內所知的現象。後面仍以公理演繹系統來討論領域語言的符號組織模式。這樣做的好處是觀點可以更簡單直接地表達，壞處是過於理想化，忽略了真實情形的複雜性。
常識里，一門專業知識里存在很多生僻的術語、習慣性用語，通常也說這形成了一門專業語言，能不能流利地說這種「行話」，是一個人能否進入領域圈子的標誌。可以認為，「專業語言」一詞在理論知識的範圍內對應本節所說的「領域語言」。我們再從另一角度討論領域語言的意義。當人們討論某一問題時，經常會發生爭論，難以避免地陷入混亂。這非常常見。分析起來這有邏輯的原因，但邏輯上的正確最多只是解決過程的問題。更多的原因是參與討論的人所持有的前提的不一致，可控制的爭論應該使用限定範圍的符號及符號使用方式，並對所用符號及方式有一致的理解。如果所爭論的問題是某領域內的一個問題，明確的前提將指向這裡所說的領域語言，並且爭論只是去明確可演繹的過程與結果，消除爭論相對是容易的。其他情況，爭論本身的性質就是不一定有結論的。比如說不存在一個公認的領域語言；或者就是在爭論二種理論路線孰優孰劣；或者所討論的問題是跨領域的，包含問題的更大領域理論並沒有確立，等等。
將科學理論的建立也視為領域語言形成的過程，這不是一種常見的說法，需要進一步解釋。 一個領域的科學理論的建立，根本的意義是對事實進行了概括。 完整的過程涉及多方面的工作：如觀察、系統實驗、分析、歸納、提出假設、進行驗證等。 這些任務不一定與符號的使用直接相關，但它們都同樣重要，甚至更為基礎。另一方面，所有的工作最終是要形成一個結果—理論體系，它實際給出了領域的一個模型。本書把科學的理論與領域語言看作同義的，是從核心的認知必然形成特定的符號結果來說的。一般性的背景就是認知要由符號體現。科學認知追求對廣泛且不同的現象做出解釋。正如通常所提到的，牛頓的理論能夠解釋行星的運動、彗星的軌跡、大海的潮汐以及隨處可見的自由落體運動。科學認知對廣泛現象的解釋，是從盡量簡單的前提出發。牛頓物理學最終的概念、原理只是時間、空間、質點與三大運動定律加萬有引力定律。其中的完備性、經濟性、以至是否雅緻等，是科學上的追求，也是符號使用上的理想，並且這二個方向是分不開的。正如法國化學家拉瓦錫（法語：Antoine-Laurent de Lavoisier，1743.8-1794.5）所說：
「將一門科學的命名法與科學本身分開是不可能的，因為物理科學的每個分支都必須由三件事組成；作為科學對象的一系列事實，代表這些事實的思想，以及表達這些思想的語言……而且，由於思想是通過語言保留和交流的，因此我們必然無法改進任何科學的語言，同時又不改進科學本身；另一方面，如果不改進屬於它的語言或命名法，我們也不能改進一門科學[i]」。
公理化方法與實驗方法被愛因斯坦（Albert Einstein，1879.3—1955.4）認為是近代科學產生的兩個基礎，正是公理化方法的應用帶來了今天科學理論的符號體系。另一說法是：數學的應用與實驗方法是近代科學產生的兩個基礎，數學的應用使得我們可以更簡潔地表示複雜的領域規律。在本書里，二種說法並不矛盾。它們表明了：特定的符號方式才能帶來特定的符號結果，邏輯、數學的發展與應用是促成今天科學的關鍵因素。一個具體領域科學理論重大進展的出現，主要歸功於創建者認知中的新視角的創立或新秩序的發現； 它也可能因發現新事實而得到促進； 或者它可能受益於新的表達方法； 更可能是幾個方面的綜合。不能認為符號系統只是對已定型的認知提供一個表述方式。牛頓在構建經典物理學的過程中創立了他稱為「流數術」的微積分，有了微積分，牛頓物理學裡的速度、加速度、動量、時間、距離這些概念以及它們之間的關係才能得到精確的刻畫與普遍的形式。
數學公式用於表示領域的規律時，所揭示的被認為是變幻現象背後不變的規律。畢達哥拉斯及後世很多哲人相信：數學是種本質的存在，現實只是這種本質存在的現象反映。相信現象背後有某種本質的存在，這不是本書的理解。本書將數學視為一種符號方式，從這種方式應用的有效性來理解它。我們接受F=（Gm1m2）/r²萬有引力定理，因為地球的公轉，月亮繞地球的近似圓周的運動、彗星幾十年一次的到訪等等，可以用公式F=（Gm1m2）/r²以及其他力學公式給出令人滿意的解釋。出現不能解釋的現象，就需要重新反思萬有引力定理，尋找如相對論那樣更具解釋力的理論。
需要對上面所講的內容做一些補充說明。一個領域建立起成熟的理論體系，理論知識也不是領域知識的全部。對於學習者來說，熟悉基礎的事實、實驗的方法與結果、某些技巧、相關的歷史事件，或者一些實物的模型等等，也都是理解所需要的。一個領域的基本規律都是由數學公式表示的，領域語言指由數學建立起來的符號體系，而不是這一符號體系內容的自然語言表示，這時候自然語言的使用仍是不可避免，但其作用只是輔助性的。最後，本書里所講的領域語言不限於自然科學各領域理論這一情形。更多內容我們會在後面講到。
