◆ 科學(xué)世界圖景中的人類 ——在芬芳客廳群的講座整理稿 ·萬濤· 各位師友,首先祝大家猴年吉祥。作為一個(gè)科學(xué)愛好者來講科學(xué),其實(shí)是和 我今天所要講的內(nèi)容有沖突的,幸好這不是在做學(xué)術(shù)報(bào)告,我姑妄說之,大伙姑 妄聽之吧。 今天用文字直播的方式,一是本人普通話太爛,二是雖盡量避免用過多的科 學(xué)術(shù)語,但由于主題的限制,里面仍然會(huì)出現(xiàn)不少的專有名詞,用文字方式會(huì)少 些誤解。 近期,兩件事情激起了中國公眾對科技的極大興趣,一件是谷歌的智能圍棋 軟件“阿爾法狗”戰(zhàn)勝了歐洲圍棋冠軍,并將在3月份向近10年來戰(zhàn)績最輝煌的 世界圍棋冠軍李世石發(fā)起挑戰(zhàn),這件事情可以理解,人總是對類人事物充滿興趣, 比如說在動(dòng)物園里,看猴子的總是多過看鱷魚的;另外一件是引力波的發(fā)現(xiàn),我 自己很奇怪,如此艱深專業(yè)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)居然能在國人心中激起如此大的波瀾,我 以前在諸多的“公眾事件”中,對國人的科學(xué)素養(yǎng)在整體上是不抱期待的,氣功、 中醫(yī)、轉(zhuǎn)基因事件等,都不過是喧囂塵世中你方唱罷我登場的荒唐鬧劇。不過, 不管是湊熱鬧也好,為茶余飯后找點(diǎn)談資也罷,能關(guān)注到科技的進(jìn)步,并使之成 為一個(gè)公眾話題,這本身,就是一個(gè)進(jìn)步,“裝高雅總比裝庸俗好”。 但,不裝最好,科學(xué)乃真知,來不得半點(diǎn)的虛假。這句話的意思是,科學(xué)不 是真理,科學(xué)可以有錯(cuò)誤,但其自身有著自我糾錯(cuò)的能力。這句話很熟悉吧?把 科學(xué)換成民主,這句話貌似也成立。民主可以有錯(cuò),但民主有著自我糾錯(cuò)能力。 事實(shí)上,科學(xué)與民主之間,有著微妙的聯(lián)系,真正意義上的科學(xué)創(chuàng)見,很少在極 權(quán)國家出現(xiàn),在極權(quán)國家,一般崇尚不容置疑的真理,比如說真理報(bào),人民日報(bào) 等等,都曾經(jīng)出現(xiàn)了諸多的爆炸性科學(xué)新聞,比如說“斯大林的科學(xué)紅衣主教” 李森科大張旗鼓地宣揚(yáng)的獲得性遺傳,比如說錢學(xué)森對畝產(chǎn)萬斤的鼓吹,對人體 特異功能的狂熱等等。以錢學(xué)森為例,作為卓有建樹的航空專家,在其領(lǐng)域內(nèi), 無人對其成就表示質(zhì)疑,但只要越界,就是笑話百出,著名的“錢學(xué)森之問”, 其實(shí)答案就在其本人身上?,F(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)是一個(gè)極度專業(yè)化與高度協(xié)作化的領(lǐng)域, 任何才智卓越者窮其一生,都未必能在某個(gè)極度細(xì)分領(lǐng)域取得公認(rèn)的成就,遑論 再產(chǎn)生古典時(shí)期的“百科全書式”的博物學(xué)者,如橫跨科學(xué)、藝術(shù)、文學(xué)三界的 達(dá)·芬奇。 但,這也未必就是說,我們不可以有更加廣闊的視野去了解專業(yè)之外的事情, 恰恰相反,作為現(xiàn)代人,我以為,必須具備的一項(xiàng)能力就是掌握相應(yīng)的方法去學(xué) 習(xí)與獲得知識(shí),在此基礎(chǔ)上形成自己的“常識(shí)體系”,能對專業(yè)外的事情有個(gè)相 對準(zhǔn)確的判斷,這即是科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成之道。信息社會(huì)中,我們要獲取知識(shí)并不 難,難的是對信息的全面掌握與篩選加工,碎片化知識(shí),在某種程度上有害無益。 這也是我對這個(gè)講座深有不安的原因之一,因?yàn)槲疑钪约核莆盏?,也只是? 海一粟,眾多精微奧妙之處,遠(yuǎn)在我的視野與能力范圍之外,多少令人震撼甚至 顫栗的人類思維成果,如同珠含蚌中,深潛海底,非經(jīng)大智慧與大努力而不可得。 如能不對大家造成誤導(dǎo),于我已經(jīng)是謝天謝地了,而如能對大家有所裨益,那我 真要額手稱慶了。 好,上面是個(gè)引子,下面進(jìn)入正題。為什么要選這個(gè)題目?本來我是想講 “科學(xué)世界圖景中的自然界”的,后來在做準(zhǔn)備時(shí),覺得力有不逮,科學(xué)的分支 太多,想在短時(shí)間內(nèi)塑造出一個(gè)全景式的科學(xué)圖景,并兼顧到對未來的展望,幾 乎是個(gè)不可能完成的任務(wù)。掙扎了好久,覺得還是先聊聊科學(xué)與人的關(guān)系比較好, 一是容易找到切入點(diǎn),也可能與大家產(chǎn)生共鳴,有更多討論的機(jī)會(huì),二是可以暫 時(shí)回避諸多的技術(shù)細(xì)節(jié),免得講座剛開就陷入到對技術(shù)細(xì)節(jié)的無限糾纏中,那就 很難說下去了。 先說說啥叫科學(xué)吧。有一個(gè)很奇怪的現(xiàn)象是,很多我們耳熟能詳?shù)母拍?,? 實(shí)并沒有公認(rèn)的定義,“科學(xué)”亦如是,在漢語里面經(jīng)過了比較復(fù)雜的演化渠道, 大約由康有為首次提出了比較符合現(xiàn)代科學(xué)(science)概念的解釋。多種定義 我就不細(xì)說了,那是語言學(xué)家與科學(xué)史家的事情。愛因斯坦曾經(jīng)說過:“這個(gè)宇 宙最神奇的地方在于,它是可以被理解的?!笨茖W(xué)即是人類在理解這個(gè)世界時(shí)的 活動(dòng)及所獲得的知識(shí)集合。在下面提到的“科學(xué)”概念,如無特殊說明,一概是 “自然科學(xué)”的簡稱。我選其中一種我自己認(rèn)為比較靠譜的解釋(非定義性的特 征闡述),并對之做出自己的解釋,作為共同的認(rèn)知基礎(chǔ): 對于科學(xué)的核心特征或者說所謂科學(xué)精神,隨著人類的進(jìn)步,有不同的觀點(diǎn), 一般認(rèn)為科學(xué)具有如下特征: 一、理性客觀:一切以客觀事實(shí)的觀察為基礎(chǔ),通??茖W(xué)家會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并控 制各種變因來保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,以及解釋理論的能力。 “陛下,我們的假設(shè)中不需要上帝?!边@是法國大科學(xué)家拉普拉斯面對拿破 侖時(shí)的驕傲話語。確實(shí)有一些科學(xué)家仍會(huì)信仰宗教,但“科學(xué)”本身是理性思維 的結(jié)果。宗教、哲學(xué)與科學(xué),在歷史上曾有交集,不少傳教士都具備(當(dāng)時(shí)條件 下的)優(yōu)秀的科學(xué)素養(yǎng),其中我們所熟知的是,明清兩代,朝廷的職業(yè)天文官就 有若干的傳教士。隨著科學(xué)的發(fā)展,科學(xué)已經(jīng)是完全獨(dú)立的領(lǐng)域,與宗教甚至是 哲學(xué)間已經(jīng)建立起了難以跨越的專業(yè)鴻溝。 需要再說明的是,對“理性客觀”還有個(gè)再定義過程,所有的本質(zhì)主義定義 都會(huì)落入自設(shè)的陷阱,這個(gè)世界存在一個(gè)獨(dú)立于人類認(rèn)知的“真實(shí)存在”嗎?事 實(shí)上不可能,這點(diǎn)接下來會(huì)再次提到。 另一方面,在現(xiàn)代科學(xué)中,存在著大量的先驗(yàn)性公理。比如說我們熟知的歐 幾里德幾何中的平行公理;相對性原理與光速不變原理,構(gòu)成了狹義相對論的理 論基石;量子力學(xué)中的“測不準(zhǔn)原理”,則是整個(gè)量子論體系的發(fā)端。 而對這些無需證明的先驗(yàn)判斷的反動(dòng),又會(huì)促成新的理論體系的建立,比如 說,對平行公理的反動(dòng),促進(jìn)了黎曼幾何和羅巴切夫斯基幾何的誕生,而黎曼幾 何,又在現(xiàn)實(shí)的物理圖景中,神奇地成為廣義相對論的數(shù)學(xué)工具,以此暗示了人 類的純粹理性思維與描述“客觀世界”的物理理論的微妙契合。 對“理性客觀”的再定義過程,就是不斷認(rèn)識(shí)到人類與“客觀世界”的關(guān)系 的過程,理性者,似乎為人類所獨(dú)有,客觀者,大自然之類,并非獨(dú)立于理性之 外,“人類之外,并無世界”,這是一個(gè)引申性判斷,也可以是著名的“人擇原 理”的一種解釋,關(guān)于“人擇原理”,非常有趣,有機(jī)會(huì)再講講。 在自然科學(xué)里面,都或明或暗地隱藏著一個(gè)“觀察者”,這個(gè)觀察者甚至決 定了這個(gè)“世界”的外在表現(xiàn),在量子力學(xué)里面表現(xiàn)得尤其明顯,比如說著名的 薛定諤貓,比如說超距作用,比如說平行宇宙,再比如說我曾經(jīng)在群里提到的: “月亮在你身后時(shí)是彌散于整個(gè)宇宙的,只有當(dāng)你轉(zhuǎn)身看它時(shí),它才坍縮為你可 觀察的月亮”,等等等等,量子力學(xué)建立在測不準(zhǔn)原理基礎(chǔ)上,而又是人類至今 最精確的科學(xué)理論,其種種顛覆性推斷與詮釋可能性,真是奇妙至不可思議。這 也是愛翁的另外一句話了:“這個(gè)世界比你想象的更加奇妙(大意)?!庇浀卯?dāng) 初我高中第一次接觸量子力學(xué)時(shí),真的是擊垮了我的世界觀,用了好長時(shí)間才從 這個(gè)理論對經(jīng)典物理的打擊中恢復(fù)過來,其震撼程度至今記憶猶新。 好吧,對理性客觀就闡述到這里,拋一個(gè)問題:人類有沒有可能是“被觀察 者”?不涉及宗教哈。 二、可證偽:這是來自卡爾·波普爾的觀點(diǎn),人類其實(shí)無法知道一門學(xué)問里 的理論是否一定正確,但若這門學(xué)問有錯(cuò)誤時(shí),人們可以嚴(yán)謹(jǐn)明確地證明這部分 的錯(cuò)誤,那這門學(xué)問就算是合乎科學(xué)的學(xué)問。 可證偽原則是判斷一種學(xué)說是不是屬于(自然)科學(xué)范疇的最重要判定條件。 要看一個(gè)學(xué)說是不是經(jīng)得起考驗(yàn),是不是偽科學(xué),就靠這條了。中醫(yī)理論之所以 不是科學(xué)理論,首先就是這一條通不過。順便說一句,波普爾甚至將“弗洛伊德 心理學(xué)”也劃歸為偽科學(xué)的行列。 他認(rèn)為,這些學(xué)說本身可能有深刻的洞察力,而且他們的學(xué)說有可能是正確 的,只是不具有可證偽性,無法在經(jīng)驗(yàn)上予以檢測,因此無法成為科學(xué)學(xué)說。 中國有很多民間科學(xué)家,弄出了很大的動(dòng)靜,比如說“水變油”,甚至獲得 了國家層面的立項(xiàng),想想真是可氣又可笑?!胺浅5膭?chuàng)見,需要非常的證明”。 你要說這世界上真有蜘蛛俠,那你就需要強(qiáng)證明,而且是可以證偽的,就算你抓 住了一個(gè)蜘蛛俠(強(qiáng)證明),我們還要進(jìn)行在科學(xué)實(shí)驗(yàn)條件下的嚴(yán)格檢驗(yàn),以證 明其不是你好基友冒充的(可證偽)。 好,再拋出一個(gè)問題:據(jù)說嚴(yán)新千里外發(fā)功滅了大興安嶺火災(zāi),我們?nèi)绾巫C 明嚴(yán)新是騙子? 三、存在一個(gè)適用范圍:也就是說科學(xué)不是放之四海而皆準(zhǔn)的絕對真理。例 如:牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的近似描述,高速狀態(tài)下失效。 當(dāng)然,適用范圍本身也是隨著科學(xué)進(jìn)步不斷認(rèn)知其邊界的,以前,物理學(xué)界 認(rèn)為量子理論只是微觀世界的理論,在宏觀世界失效,而現(xiàn)在,物理學(xué)界普遍認(rèn) 同量子力學(xué)是適用范圍更加廣闊的理論,在宇宙起源、現(xiàn)代天文學(xué)中已經(jīng)成為基 礎(chǔ)理論。 不過,出于好奇的天性也好,對“世界本質(zhì)”的無窮追問也好,科學(xué)家們?nèi)? 然努力尋找與探索是否有某種理論可以解釋所有自然現(xiàn)象。在物理學(xué)界,將相對 論與量子力學(xué)合并,從而創(chuàng)設(shè)出大統(tǒng)一理論,是至少從愛因斯坦起就延續(xù)至今的 “野心”。 四、普遍必然性:科學(xué)理論本質(zhì)上來自對實(shí)驗(yàn)的解釋,也必須被實(shí)驗(yàn)所證實(shí), 它必須能夠解釋其適用范圍內(nèi)的已知的所有事實(shí),并對未被實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的結(jié)果做出 前瞻性預(yù)言且得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 這一條其實(shí)是可證偽性的另外一種表述??茖W(xué)理論體系必須是自洽的,其內(nèi) 部不允許有例外情況發(fā)生,只要找到了一只白老鼠,我們就可以說“這世界上的 老鼠都是灰老鼠”這個(gè)判斷是錯(cuò)的。在這種情況下,我們就不得不發(fā)展出新的理 論去解釋為啥有白老鼠的存在。 現(xiàn)代物理的發(fā)展,始終在烏云籠罩下不斷突破,沒有黑體輻射理論的“紫外 災(zāi)難”,沒有邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)和以太漂移學(xué)說之間的矛盾這“兩朵烏云”, 就沒有后來的量子力學(xué)和相對論。 五、在現(xiàn)代物理學(xué)界,最近出現(xiàn)了一種“令人不安且飽受爭議”的看法:我 們正在逼近人類通過科學(xué)能了解所身處世界的絕對極限。歐洲核子研究中心 (CERN)的粒子物理學(xué)家哈利·克里夫在一次演講中表示:“未來幾年,我們可 能會(huì)知道是否能對宇宙了解更多,或許,在漫長的科學(xué)史上,我們將首次遇到無 法回答的問題。而且,更令我們害怕的是,導(dǎo)致我們逼近極限的原因并不是我們 的大腦不夠聰明,或技術(shù)無法滿足,而由物理學(xué)本身所決定?!? 這種不安其實(shí)從19世紀(jì)就已經(jīng)產(chǎn)生,不過當(dāng)時(shí)是通過另外一種態(tài)度表現(xiàn)出來 的,即是認(rèn)為“物理大廈已經(jīng)落成,所剩只是一些修飾工作”。這句話是著名的 開爾文勛爵(開氏溫標(biāo)的創(chuàng)立者)所說,這句話之后,他就提出了兩朵烏云的擔(dān) 憂。雖然這兩朵烏云被相對論和量子力學(xué)暫時(shí)驅(qū)散了,但未來的物理學(xué)家是否還 足夠好運(yùn),能找到解釋這個(gè)世界的根本理論呢? 現(xiàn)代基礎(chǔ)物理學(xué)在某種程度上已經(jīng)走入純粹理性思維的道路,弦論、量子色 動(dòng)力學(xué)、超弦理論、M理論等試圖調(diào)和相對論和量子力學(xué)矛盾的理論體系,似乎 都找不到可以實(shí)驗(yàn)證實(shí)的技術(shù)道路。人類的認(rèn)知極限到了天花板嗎?還是真的到 了人類突破極限,進(jìn)化為“神”的奇點(diǎn)? 科技的發(fā)展,我以為就是一部人類不斷突破與征服所有禁錮的壯闊史書,從 鉆木取火到探索深空,其精神實(shí)質(zhì)從未改變,是人類不斷從被奴役者向自由存在 者的狂飆突進(jìn)運(yùn)動(dòng),這場運(yùn)動(dòng)與我們追求的真善美的生活高度相關(guān),并越來越互 為因果,在科技活動(dòng)中體現(xiàn)的專業(yè)性、協(xié)作性及參與性,其自由思考、不斷質(zhì)疑 的精神,必將融入到未來社會(huì)的方方面面中。說句文藝點(diǎn)的話,科學(xué)是有溫度的, 雖然未來不容樂觀,但還是期待人類更好,在人類被動(dòng)進(jìn)化的道路上,如今出現(xiàn) 了新的曙光,就是通過科技的力量,來實(shí)現(xiàn)人類的自主進(jìn)化,這是人類走向更廣 闊領(lǐng)域的起點(diǎn)。在這個(gè)過程中,開放的心態(tài),打破思維盲點(diǎn)的智慧,勇于探索的 精神,不怕挫折的勇氣將是我們可以依靠的工具。 好了,對“科學(xué)”概念的描述及一些引申思考告一段落。這些話語并不試圖 去解答問題,相反,我自己本人都有越來越多的問號(hào),期待大家一起討論。今天 就講到這里,以后有機(jī)會(huì)再結(jié)合某些具體的科技分支深入探討,謝謝大家。 |
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