第29章
首先,只有在天文学和一些其他情形下,這些规则和定律是显而易见的。然而随着文明的发展,特别是近300年期间,越来越多的规则和定律被发现。這些定律的成功,使得拉普拉斯在19世纪初主张科学的宿命论。他提议只要给定宇宙在某一时刻的结构,由给定的一组定律即能精确地决定它的演化。
拉普拉斯的宿命论在两個方面是不完整的。它沒讲定律应该如何選擇,也沒指定宇宙的初始结构。這些都留给了上帝。上帝会選擇让宇宙如何开始并要服从什么定律,但是一旦开始之后它将不再干涉。事实上,上帝是被限制于19世纪科学不能理解的领域裡。
我們现在知道,拉普拉斯的宿命论的希望,至少在按照他头脑中的方式,是不能实现的。量子力学不确定性原理表明,某些诸如粒子的位置和速度的对偶的量,不能同时以完全的精确度去预言。
量子力学通過一族量子理论来处理這种情形,粒子沒有很好定义的位置和速度,而是由一個波来代表。它们给出了這波随時間演化的定律,在這种意义上,這些量子理论从属于宿命论。這样,如果某一时刻這個波是已知的,便可以将任一时刻的波算出。只是当我們试图按照粒子的位置和速度对波作解释之时,不可预见性的紊乱的要素才出现。但這也许是我們的错误:也许不存在粒子的位置和速度,只有波。只不過是我們企图将波硬套到我們预想的位置和速度的观念之中而己。由此导致的不一致乃是表面上不可预见性的原因。
事实上,我們已经重新将科学的任务定义为发现能使我們在由不确定性原理设定的极限内预言事件的定律。然而,還存在如下問題:宇宙的定律和初始條件是如何及为何选取的?
在本书中,我特别将制约引力的定律突出出来,因为正是引力使宇宙的大尺度结构成形,即使它是四类力中最弱的一种。引力定律和直到相当近代還被坚持的宇宙随時間不变的观念不相协调:引力总是吸引的這一事实意味着,宇宙的演化方式必居其一,要么正在膨胀,要么正在收缩。按照广义相对论,宇宙在過去某一时刻必须有一无限密度的状态,亦即大爆炸,這是時間的有效起始。类似地,如果整個宇宙坍缩,在将来必有另一個无限密度的状态,即大挤压,這是時間的终点。即使整個宇宙不坍缩,在任何坍缩形成黑洞的局部区域裡都会有奇点。這些奇点正是任何落进黑洞的人的時間终点。在大爆炸或其他奇点,所有定律都失效,所以上帝仍然有完全的自由去選擇发生了什么以及宇宙是如何开始的。
当我們将量子力学和广义相对论相结合,似乎产生了以前从未有過的新的可能性:空间和時間一起可以形成一個有限的、四维的沒有奇点或边界的空间,這正如地球的表面,但有更多的维数。看来這种思想能够解释观察到的宇宙的许多特征,诸如它的大尺度一致性,還有像星系、恒星甚至人类等等小尺度的对此均匀性的偏离。它甚至可以說明我們观察到的時間的箭头。但是如果宇宙是完全自足的、沒有奇点或边界、并且由统一理论所完全描述,那么就对上帝作为造物主的作用有深远的含义。
有一次爱因斯坦问道:“在制造宇宙时上帝有多少選擇性?”如果无边界假设是正确的,在選擇初始條件上它就根本沒有自由。当然,它仍有選擇宇宙所服从的定律的自由。然而,实在并沒有那么多的選擇性;很可能只有一個或数目很少的完整的统一理论,它是自治的,并且允许复杂到像能研究宇宙定律和询问上帝本性的人类那样的结构的存在。
即使只存在一個可能的统一理论,那只不過是一组规则或方程。是什么赋予這些方程以生命去制造一個为它们所描述的宇宙?通常建立一個数学模型的科学方法不能回答,为何必须存在一個为此模型所描述的宇宙這样的問題。为何宇宙陷入其存在性的错综复杂之中?是否统一理论是如此之咄咄逼人,以至于其自身之实现成为不可避免?或者它需要一個造物主?若是這样,它還有其他的宇宙效应嗎?又是谁创造了造物主?
迄今,大部分科学家太忙于发展描述宇宙为何物的理论,以至于沒工夫去過问为什么的問題。另一方面,以寻根究底为己任的哲学家不能跟得上科学理论的进步。在18世纪,哲学家将包括科学在内的整個人类知识当作他们的领域,并讨论诸如宇宙有无开初的問題。然而,在19和20世纪,科学变得对哲学家,或除了少数专家以外的任何人而言,過于技术性和数学化了。哲学家如此地缩小他们的质疑的范围,以至于连维特根斯坦——這位本世纪最著名的哲学家都說道:“哲学仅余下的任务是语言分析。”這是从亚裡士多德到康德以来哲学的伟大传统的何等的堕落!
然而,如果我們确实发现了一套完整的理论,它应该在一般的原理上及时让所有人(而不仅仅是少数科学家)所理解。那时,我們所有人,包括哲学家、科学家以及普普通通的人,都能参加为何我們和宇宙存在的問題的讨论。如果我們对此找到了答案,则将是人类理智的最终极的胜利——因为那时我們知道了上帝的精神。
阿尔伯特·爱因斯坦
爱因斯坦和核弹政治的瓜葛是众所周知的:他签署了那封著名的致富兰克林·罗斯福总统的信,說服美国认真考虑他的想法,并且他在战后从事阻止核战争的各项努力。但是,這些不仅仅是一位科学家被拖入政界的孤立行动。事实上,爱因斯坦的一生用他自己的话来說是“踌躇于政治和方程之间。”
爱因斯坦最早从事政治活动是在第一次世界大战,当时他在柏林当教授。由于目睹草菅人命而不胜厌恶,他卷入了反战示威。他拥护国内反抗以及公开鼓励人民拒绝征兵,因而不讨他的同事们喜歡。后来,在战时他又致力于调解和改善国际关系。這也不得人心,而且他的政治态度很快使他难以访问美国,甚至连讲学都有困难。
爱因斯坦第二個伟大的事业是犹太复国主义。虽然他在血统上是犹太人,但他拒绝《圣经》上關於上帝的說法。然而,第一次世界大战之前和期间,他越发看清反犹主义,這导致他逐渐和犹太团体相认同,而后成为一個直言不讳的犹太复国主义的拥护者。再度不受欢迎也未能阻止他发表自己的主张。他的理论一发表就受到攻击,甚至成立了一個反爱因斯坦的组织。有一個人被定罪为教唆他人去谋杀爱因斯坦(只罚了6美金)。但爱因斯坦是冷静的:当一本书以题为《100個反爱因斯坦的作家》出版时,他反驳道:“如果真是我错了的话,那么一個人反对我就足够了!”
1933年,希特勒上台了,爱因斯坦正在美国,他宣布不再回德国。后来纳粹义勇军抄查了他的房子,并沒收了他的银行賬號。一家柏林报纸的头條写道:“来自爱因斯坦的好消息——他不回来了。”面对着纳粹的威胁,爱因斯坦放弃了和平主义,终于忧虑到德国科学家会制造核弹,因而建议美国应该发展自己的核弹。但是,即使在第一枚原子弹爆炸之前,他就曾经公开警告過核战争的危险,并提议对核武器进行国际控制。
贯穿爱因斯坦一生,他致力于和平的努力可能成效甚微——肯定只說服了很少的朋友。然而,他对犹太复国主义事业的口头支持在1952年被及时承认,其时他被推薦为以色列的总统。但他谢绝了。他說他认为自己在政治上太天真。可是,也许其真正的原因却并非如此,再次引用他自己的话:“方程对我而言更重要些,因为政治是为当前,而一個方程却是一种永恒的东西。”
伽利雷·伽利略
伽利略可能比任何其他的人更有资格称为近代科学的奠基人。其与天主教会名闻遐迩的冲突是他哲学的中心事件。這是因为伽利略是作如下论断最早的人之一:人类有望理解世界是怎样运行的,而且我們還能通過观察现实世界来做到這一点。
伽利略很早就相信哥白尼理论(即行星绕太阳公转),但只有当他发现了证据来支持這一学說时,才公开表示支持。他用意大利文写有关哥白尼理论的文章(沒有用普通的学院式拉丁文),并且他的观点很快就广泛地得到大学界之外的支持。這惹怒了亚裡士多德派的教授们,他们联合起来反对他,并极力說服天主教会禁止哥白尼主义。
伽利略为此而担心,他赶到罗马去向天主教权威当面申诉。他争辩道,《圣经》并未试图告诉我們任何關於科学理论的东西,通常都是假定,当《圣经》和常识发生矛盾时,就成为比喻。但是教会害怕這丑闻可能伤害它对新教徒的斗争,所以采取了镇压的手段。1616年,它宣布哥白尼主义是“虚伪的、错误的”,并命令伽利略不准再“保卫或坚持”這一学說。伽利略勉强接受了。
1623年,伽利略的一位长期朋友成为教皇。伽利略立即试图为1616年的判决翻案。他失败了,但他设法获得了准许,在两個前提下写一本叙述亚裡士多德派和哥白尼派理论的书:他不能有倾向,同时要得出结论,人类在任何情况下都无法决定世界是如何运行的,因为上帝会以人类不能想像的方法来达到同样的效果,而人类不能限制上帝的万能。
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