人類總是不停地發(fā)問

科學的誕生,始于泰勒斯提出的終極問題 ——“世界的本源是什么”。他給出的答案,讓后人衍生出更多疑問;而新的答案出現(xiàn)后,又會引發(fā)新一輪的追問。如此循環(huán)往復,最終催生了自然哲學與現(xiàn)代科學。

愛因斯坦在《物理學的進化》中,曾對科學有過一段精妙的比喻:“我們試圖理解實在,就像一個人想知道一塊表的內(nèi)部機制。他看到表面和正在走動的表針,甚至聽到嘀嗒聲,但卻打不開表殼。心靈手巧的他可以將機制畫出來,以解釋他觀察到的所有事物,但他永遠無法完全肯定,只有他的圖才能解釋觀察到的東西。他永遠也不能把這幅圖與實際的機制加以比較,甚至無法想象這種比較的可能性或意義?!?/p>

在科學史上,人類曾兩次自以為 “打開了表殼”—— 第一次是亞里士多德的古典物理學與托勒密的天文學體系,第二次是牛頓構(gòu)建的經(jīng)典物理學。但最終的結(jié)果,都只是印證了人類認知的幼稚與自然的深不可測:亞里士多德的古典物理學,被哥白尼掀起的近代科學革命徹底推翻;而牛頓開創(chuàng)的經(jīng)典物理學,則被相對論與量子力學所超越。

哥白尼最初的疑問很樸素:托勒密的宇宙體系是否過于復雜?他堅信天體運行的軌跡,應當符合簡單、優(yōu)美的數(shù)學形式。正是這份對 “簡潔性” 的執(zhí)著,最終戳破了亞里士多德 “完美天球” 的認知神話。在對于 “推車” 的思考中,亞里士多德認為,“力是車子運動的原因”,因為力消失后車子便會停下;而伽利略卻追問,“為什么力消失后,車子沒有立即停下?” 正是這一追問,催生了經(jīng)典力學的基石 —— 慣性定律。

到了 19 世紀,經(jīng)典物理學在數(shù)學的加持下日臻成熟。當時的科學界普遍認為,物理學的大廈已經(jīng)基本建成,后續(xù)的工作不過是 “修修補補”—— 比如把某些物理常數(shù)的數(shù)值小數(shù)點往后多算幾位,僅此而已。普朗克的導師甚至曾勸他:“別學物理了,學點別的吧,物理領(lǐng)域已經(jīng)沒什么新東西了?!?那時的物理學家們,對大自然的態(tài)度早已不是 “單純的好奇”,而是多了幾分 “世間萬物盡在掌握” 的自信。這份自信并非毫無依據(jù):當時幾乎所有的實驗現(xiàn)象與結(jié)果,都能找到對應的理論解釋,且理論與實驗數(shù)據(jù)的吻合度堪稱完美。

不過,就在這 “完美” 的表象之下,熱力學之父開爾文男爵卻提出了擔憂 —— 他將其形容為 “物理學晴朗天空遠處的兩朵小小的烏云”。第一朵烏云,源自邁克爾遜 - 莫雷實驗的困惑:“以太” 真的存在嗎?第二朵烏云,則指向理想黑體輻射問題,為何黑體在不同溫度下發(fā)出的光譜,與理論預測的結(jié)果不一致?沒人能想到,正是這兩朵 “小烏云” 引發(fā)的狂風暴雨,最終沖垮了經(jīng)典物理學的大廈。

20 世紀初,人類首次踏入微觀世界。老一輩物理學家試圖用經(jīng)典力學在宏觀世界的成功經(jīng)驗,探尋原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),卻很快遭遇了難以逾越的困難。直到玻爾、海森堡、狄拉克、泡利這些尚未被 “連續(xù)、確定的經(jīng)典世界觀” 禁錮心靈的年輕人成長起來,微觀世界的真實圖景,才逐漸清晰地展現(xiàn)在世人面前。

海森堡在《物理學與哲學》一書中回顧量子力學的發(fā)展時,當評價波爾應用普朗克的量子假說,根據(jù)氫原子發(fā)射的光譜推出能級公式,解決了盧瑟福原子模型穩(wěn)定性問題時,他寫道: “他的理論開辟了一條新的研究路線…… 從這個時候開始,物理學家才真正學會提出‘正確的問題’;而提出正確的問題,往往等于解決了問題的大半。”

如今,物理學最前沿的研究方向,依然始于一個核心問題:廣義相對論與量子力學無疑都是 20 世紀最成功的物理理論,但兩者之間卻存在深刻的矛盾。人類能否找到一個 “統(tǒng)一理論”,破解這種物理學的 “精神分裂” 局面?

為什么我們總是不停地發(fā)問?因為人類既是問題的解答者,也是問題的創(chuàng)造者。每當我們獲得新知識、找到新答案,本質(zhì)上都是在重塑自己的認知邊界;而認知邊界的重塑,必然會孕育新的不確定性 —— 這些不確定性,自然會轉(zhuǎn)化為新的問題。此外,我們對已有的答案,始終保持著審慎的懷疑,就像愛因斯坦的比喻中所說:人們 “永遠無法完全肯定,只有他的圖才能解釋觀察到的東西”。

因此,人類在不斷提出新問題的同時,也始終在審視已有的答案?!坝钪嬗袥]有邊界?”“拋出的石頭為什么總會落到地面?” 在不同的時代,科學家們都需要以新的認知視角,重新面對這些看似 “古老” 的問題。當經(jīng)典物理學在微觀世界失效、量子力學顛覆傳統(tǒng)觀念后,人們甚至開始質(zhì)疑 “解決問題的方式與能力”:當前的科學體系,能否引領(lǐng)人類接近客觀真理?因果律在微觀世界還值得信賴嗎?人類的智慧,真的能完全理解自然規(guī)律嗎?

無論是提出新問題,還是重審老問題,人類 “不停發(fā)問” 的根源,歸根結(jié)底在于我們是一個充滿好奇心的物種。對未知世界的好奇,驅(qū)使人類在十萬年前走出非洲草原,在五十年前登上月球;也正是這份與生俱來的好奇心,推動著人類不斷發(fā)問,在認知的邊界上,努力想象那些從未被想象過的可能。

回到愛因斯坦的 “鐘表比喻”,或許我們可以這樣補充:即便有一天,人類真的打開了那只 “表的外殼”,看清了其內(nèi)部的運行機制,新的問題依然會隨之而來 —— 科學的探索,永遠沒有終點。

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