引言
楊振寧先生一生對世界有兩個杰出的貢獻:一是和他的學(xué)生兼助手米爾斯在1954年發(fā)現(xiàn)了楊-米爾斯理論;二是和李政道在1956發(fā)現(xiàn)并提出了宇稱不守恒定律,并在1957年因為該理論的發(fā)現(xiàn)拿到了諾貝爾物理學(xué)獎。楊-米爾斯理論沒獲諾獎,所以較少為圈外人了解,但它成為了構(gòu)建粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的基石,后來的許多物理學(xué)諾獎均是在此基礎(chǔ)上取得的成果。宇稱不守恒定律因為諾獎而破圈,成為大家都能津津樂道的楊老的杰出貢獻,但從理論本身成就而言,雖偉大卻小于楊-米爾斯理論。
聞悉楊先生前幾天在北京去世,十分扼腕。他的價值和影響是全人類級別的,遠遠超越了國界。先生走好,后人憑借您的智慧和理論將走的更高更遠。
正文
人類的先賢們曾經(jīng)在兩個領(lǐng)域追求完美——物質(zhì)系統(tǒng)的宇宙和思維系統(tǒng)的邏輯。但文明的進步,卻讓我們不得不面對事實的真相:完美的系統(tǒng)只存在于我們的設(shè)想中。可在同時,我們也發(fā)現(xiàn),正是因為系統(tǒng)的偏差,在宇宙中,使得生命的誕生成為可能;在邏輯上,使得意識的產(chǎn)生成為可能。
宇宙系統(tǒng)的“偏差”——生命誕生
曾經(jīng),我們認為宇宙這一最大的物質(zhì)系統(tǒng)應(yīng)該是完美、對稱、守恒的??蛇@就導(dǎo)致一個問題,如果宇宙是守恒的,那我們這個由物質(zhì)組成的宇宙是如何誕生的?由于守恒,正、反物質(zhì)的總量應(yīng)該相等,經(jīng)過激烈的碰撞堙滅,現(xiàn)在的宇宙應(yīng)該只剩一片光,不應(yīng)該產(chǎn)生星系、星云等各類物質(zhì)。
為了找出其中的原因,科學(xué)家們仔細研究了宇宙中的四大力:引力、電磁力、核力、弱相互作用力,結(jié)果在弱相互作用力中發(fā)現(xiàn)了問題的關(guān)鍵。弱相互作用力影響粒子的衰變,它可以讓一種粒子變成另一種粒子。但是弱相互作用力有個偏好,它只對左手性的物質(zhì)粒子和右手性的反物質(zhì)粒子產(chǎn)生作用(宇稱不守恒)。而后來的研究更近一步發(fā)現(xiàn),弱相互作用力不僅對產(chǎn)生影響的粒子有偏好,它對粒子影響的規(guī)則也有細微差別(cp破壞),簡單來說它更偏愛物質(zhì)。正是這種細微的規(guī)則差別,導(dǎo)致了在宇宙大爆發(fā)的開端,正、反物質(zhì)的堙滅中,物質(zhì)一方以微弱的優(yōu)勢勝出。于是,我們的宇宙變成了現(xiàn)在這個樣子,由物質(zhì)構(gòu)成的星系、星云、各種天體,以及我們的地球。
正是由于宇稱不守恒以及cp破壞,在系統(tǒng)形成的細小偏差,才打破了宇宙因為完美而導(dǎo)致的死寂,讓生命的誕生成為可能。
邏輯系統(tǒng)的“偏差”——意識產(chǎn)生
人類用自身心智建立的“邏輯系統(tǒng)”,也曾被認為應(yīng)該是完美且自洽的——只要基于正確的公理,運用嚴(yán)密的邏輯,我們就能判定一切命題的真假。然而,一位名叫庫爾特·哥德爾的數(shù)學(xué)家,用一個如埃舍爾畫作般精妙的思維實驗,打破了這一幻夢。
哥德爾為了驗證邏輯系統(tǒng)的局限性,做了一個十分有趣的思維實驗。首先,他創(chuàng)造了一個既完備(只能證明所有真命題)又自洽(不產(chǎn)生矛盾)的邏輯系統(tǒng)。然后,他把這個系統(tǒng)內(nèi)的所有符號——邏輯符號(世界通用)和數(shù)學(xué)符號(如“+”、“-”等等),全部數(shù)字化。這時,該系統(tǒng)不僅能判斷數(shù)學(xué)命題(如1+1=2)是真,也能判斷對數(shù)學(xué)命題的描述(如1+1=2是真命題)是真。接下來,哥德爾惡作劇般的做了一件事,他創(chuàng)造了一個數(shù)G(G本身是一個巨大的、確定的正整數(shù)),又寫了個命題:哥德爾數(shù)為G的命題是不可證明的(G在系統(tǒng)內(nèi)不能夠被證明)。
最終,系統(tǒng)的矛盾由此產(chǎn)生:我們假設(shè)G可以被系統(tǒng)證明的??G被證明意味著命題“G在系統(tǒng)內(nèi)不能夠被證明”是假命題??由于哥德爾創(chuàng)造的系統(tǒng)只能證明真命題(前述)??現(xiàn)在系統(tǒng)卻證明了一個假命題??自相矛盾??說明第一步“假設(shè)G可以被系統(tǒng)證明”是錯誤的??得出G不能被系統(tǒng)證明??說明命題“G在系統(tǒng)內(nèi)不能夠被證明”是真命題??但G是確定的正整數(shù)(前述)??邏輯系統(tǒng)的“偏差”終于顯現(xiàn)出來了:命題“G在系統(tǒng)內(nèi)不能被證明”是真命題,但是系統(tǒng)卻沒有能力證明他。
完美的系統(tǒng)像一臺從不出錯的超級計算機,執(zhí)行規(guī)則,卻不需理解規(guī)則。哥德爾寫的這個命題(G在系統(tǒng)內(nèi)不能夠被證明)就是在看似完美的系統(tǒng)上拉開了一條小口子。迫使系統(tǒng)要從更高的角度(元系統(tǒng))來審視自己,這就是自我反思的雛形,讓意識的誕生成為可能。
終話:我們是誰?
在宇宙這個物理系統(tǒng)當(dāng)中,我們發(fā)現(xiàn)了它的不完美,卻是生命產(chǎn)生的開端;在思維這個邏輯系統(tǒng)當(dāng)中,我們發(fā)現(xiàn)了它的不完備,卻是意識產(chǎn)生的開端。追尋至此,我們又可以回到文章開篇人類不得不面對的真相:完美只存在于我們的設(shè)想中。“完美”意味著終結(jié),“偏差”則預(yù)示著開端。
而我們?nèi)祟愓钦驹谶@雙重偏差的交匯點上。我們望眼宇宙,是宇宙在審視自身的造物;我們反思自我,是意識在試圖理解自身的源頭。
究竟何為完美?也許真正的完美并非毫無瑕疵,而是一種能擁抱偏差,于動態(tài)中尋得的平衡。生命的頑強與意識的深邃都在向我們昭示:驅(qū)動系統(tǒng)向前演化的,并非堅不可摧的完美,而是蘊含一切系統(tǒng)中的那細微卻又偉大的偏差。