《上帝擲骰子嗎》-- 自然科學與哲學的殊途同歸

人人都有追求快樂的方式,對我來說,讀萬卷書,行萬里路,看萬部電影,世間之樂莫過于此。

前一段與《蘇菲的世界》相見恨晚,讓我第一次系統(tǒng)性的了解了哲學的大體框架,對千百年來人類對這個世界和我們自己的萬千思考的方法和歷史有了了解,拓展了新的領域和樂趣。哲學是通過思考希望得到真相,而自然科學則是通過實踐來探索奧秘。前者讓人有海闊天空的酣暢感,后者則讓人有以事實為基礎的踏實感。而這兩者到一定深度必然是相通的,從《蘇菲的世界》到《量子物理史話》,就是一個從兩個方向殊途同歸的過程。

20世紀初是個璀璨美好的年代,人類生活真正邁入現(xiàn)代化的這一過程,遠比今天坐享現(xiàn)代化的日子更加令人激動。就像電影《雨果》里描繪的那樣,那個年代誕生了拉近世界的飛機,讓生活加速的汽車,被譽為造夢機器的電影,以及各種各樣激動人心的發(fā)明,一切都生機勃勃。同時,這也是物理學煥發(fā)新生的年代,幾朵烏云讓經典力學的大廈轟然崩塌,拔地而起的量子物理讓幾乎每一個參與者都能創(chuàng)造重大發(fā)現(xiàn)。相比之下,在我們出生后的年代,雖然技術突飛猛進,但理論科學已并無大的進展。

這本《量子物理史話》便是回顧那段光輝歲月的。起初我以為會很難看懂,至少也有《時間簡史》的難度(如果想了解相對論請閱讀《時間簡史》,本書不涉及),事實上它是網帖連載出身,相當親民,大概初中的知識儲備就夠了,作者還煞費苦心地把量子世界里千奇百怪的現(xiàn)象盡力用直觀易懂的事物來比喻,雖然肯定損失了不少嚴謹和準確性,但科普的意義是深遠的。不過畢竟是網帖出身,戲說的廢話有點過多,鼓吹海森堡的矩陣那一段可謂又臭又長,文采也一般,有點理工出身的國產科幻味。

為什么說量子物理和哲學殊途同歸呢?物理學的相當一部分歷史可以歸結于波和粒子之爭。而20世紀揭曉的答案-不確定性原理和波粒二象性告訴我們,我們只能觀測到大自然的樣子,無法知道大自然'本來'是什么,‘本來’是什么是沒有意義的。這和18世紀英國哲學家休謨的經驗主義理論不謀而合,柏拉圖式的“理形世界”(一切事物背后的真相模板)是沒有意義的。

本書的副標題叫“上帝擲骰子嗎”。經典物理包括相對論都告訴我們,這個世界是符合決定論和因果律的,也就是說,只要給定初始條件,就能通過物理定律預測未來走向。尼采說上帝已死,其含義包括上帝最初制定好規(guī)律后就撒手了,愛因斯坦說上帝不擲骰子,告訴我們的也是這一點。然而這種看似天經地義的世界觀,卻被量子論所顛覆了。微觀量子的行為是不可準確預測的,只能用概率描述,上帝原來是擲骰子的。

再如,哥本哈根理論認為觀測行為會使粒子的薛定諤波函數坍縮,薛定諤用一只貓的比喻來譏諷這種理論:“一只受哥本哈根量子論影響的貓,我們觀測它前它是既活又死的,只要看它一眼,它就要么是死要么是活了?!?哥本哈根理論辯解這個觀測行為的本質是我們意識的影響。但意識究竟是什么?物理學家們語焉不詳。哲學家們早就思考這個問題上千年了,笛卡爾的二元論認為意識和物質是宇宙的兩種不同形式的實體,休謨認為意識是人對世界自發(fā)性的感覺,伯克萊認為意識是上帝意志的表現(xiàn),謝林認為物質與意識是同一種“世界精神”的可見與不可見的兩種表現(xiàn),黑格爾認為意識是人類理性的反映,薩特則說意識是每個人各自的選擇…… 如果按唯物主義的說法,意識是由物質以特殊的結構模式組成后產生的,那么可以復制或變換形式的載體本身就不重要,不僅是人腦,算法足夠強大的計算機也可以有意識。如果對意識的定義更加寬泛點,總是指向北邊的指南針和趨光的變形蟲也算有意識。了解不可知論就知道,這個問題是不會有確切答案的。但是自然科學可不允許一個模糊不清的概念起到如此決定性的作用。

在量子世界這個難以用直觀經驗去揣度的領域,想象力是推進進步的有力武器。在書中我們可以看到不少理論具有“科幻”色彩,其中尤以多世界理論為最。雖然多世界理論不能簡單等同于我們在科幻片里看到的平行宇宙之類,但也不得不感嘆,小小的電子把人類逼迫到了用這樣天馬行空的理論來解釋的境地。前一段我看了一個帶有科幻色彩的動漫《命運石之門》,其主要內容是平行世界和時間旅行。在對它的評論中我提出了這樣一個問題:假設宇宙的時空由無數的世界線組成,那么對于在這個世界線的我們來說,周圍的事物自然是客觀存在的,其他世界線的人和事就是夢境一類的東西。然而,對于生活在其他世界線的“我們”來說,也許這個世界線的我們又是夢境了。存在的概念變成了一個主觀的標準,是否可以認為世界線的理論實質上是唯心的?

其實早在中世紀的一個僧侶就提出了解決這類問題的思路:奧卡姆剃刀原理。其理論很簡單,當有多種說法都能解釋一個相同事實時,應該采信假設最少的那個。因為假設越多,也就意味著觀測不到的東西越多,而觀測不到的東西就沒有實際意義。那么作為夢境般的存在,平行世界之間既然是無法觀測的,去嚴肅的討論它是主觀或客觀也就沒有意義了。

我們必須意識到,從小被灌輸的唯物主義決定論,并沒有那么不可動搖。連堅信決定論和因果論的愛因斯坦都在《論科學與宗教》里說:沒有宗教的科學是跛足的,沒有科學的宗教是盲目的。我們應反省事實上禁錮了思想的唯物教條,真正做到“解放思想”,不用怕犯錯誤。在本書里可以看到,愛因斯坦、玻爾、海森堡等等,都出現(xiàn)過重大的錯誤,但這絲毫不妨礙他們成為20世紀最重量級的人物。這也從側面反映出他們也不是神人,他們都是人類探索世界奧秘征途中的沖鋒者。

雖然這本科普讀物民科范濃厚,許多理論的闡述都有失偏頗,但對于我們門外漢來講,仍然是一個激發(fā)對科學和宇宙奧秘興趣的好幫手。如果對嚴謹的量子物理感興趣,可以延伸閱讀《費曼物理講義》。

我一直認為人類是如此的渺小,宇宙有太多我們可能永遠無法理解的秘密,科幻作品也不斷暗示我們和宇宙中可能存在的先進文明存在著不可思議的差距。但是本書告訴我們,統(tǒng)一四種基本力場的萬能理論有行將出爐的跡象,霍金也說“人類可能已經接近探尋終極奧義的終點?!彪m然可能又會出現(xiàn)經典物理黃金時代的“幾朵烏云”推翻一切,但是我對自己的種族還是增添了不少信心。

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