纪念霍金逝世一周年 | 从超越时空到认识自己

2018年3月14日,英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一斯蒂夫·霍金去世,享年76岁。 不知不觉中,那个预言人类未来的...

—纪念史蒂芬·霍金逝世一周年—

2018年3月14日,英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一斯蒂夫·霍金去世,享年76岁。

不知不觉中,那个预言人类未来的霍金已经离开我们365天了。

纪念霍金逝世一周年 | 从超越时空到认识自己

霍金曾说过:“我的目标很简单,就是把宇宙整个明白——它为何如此,它为何存在。”宇宙太大,我们太过于渺小,所以我们要探索,要前进,不能简单满足于轻轻步入漫漫长夜,我们要继续发光:这才是重要的,这才是我们作为人的意义所在。

我们能了解这个世界多少?我们能无所不知吗?抑或科学所能解释之事物有其根本界限?倘若有,我们能对物理现实的本质了解多少?这些问题本身及其令人惊讶的结果正是本书的关切点,即探索我们是如何理解宇宙和我们自身的。

纪念霍金逝世一周年 | 从超越时空到认识自己

我们所见的世界只是冰山一角,我们用望远镜、显微镜及其他工具来拓展我们的感知能力,然而即便如此,仍有许多东西是用肉眼看不见的。如同我们的感觉,每种工具也都有其使用范围。自然界仍有许多事物不为我们所知,我们对于这个世界的认知仅仅建立在我们能够测量和分析的那一小部分事实的基础之上。我们用科学来描述我们在自然界中所见和所猜测的事物,因而也必然受限于此,只能说明部分世界。那么不为人类所知的另一部分呢?我们无法下定论。然而,鉴于过去人类探索未知世界的成绩,我们相信,假以时日,当前不为人类所知的事物终将纳入科学叙事之中,未解之谜终将得到破解。但我在书中要说的是,一个时代的不可知物到了下个时代未必仍不可知,但不为人类所知的事物还是会神秘莫测,不可知在所难免。我们虽孜孜以求无涯之知,但我们仍将生活在自然界的奥秘之中。

尽管我们探索自然的效率与日俱增,可无论任何时候,自然世界总有一大部分是未知的,或者更确切地说,是我们未曾注意到的。然而,这种短视却极大地激发了人类的想象力。

纪念霍金逝世一周年 | 从超越时空到认识自己

法国哲学家丰特奈尔(Bernard Le Bovier De Fontenelle)在1686年写道:“我们想要了解更多我们看不见的东西。”伽利略(Galileo)在1609年制作的望远镜几乎无法辨别出土星的光环,而现在的家用望远镜就可以轻易做到这一点。人类所知的世界只是我们所能探测和测量的。我们比伽利略看到的更多,却依然无法洞悉自然的全貌。而且这种限制不仅存在于测量方面,推断物质世界不为人知的空间所需的推论和模型同样需要依赖于现有知识。如果没有数据来指引我们的直觉,那么科学家将施加“相对性”条件,即任何试图就科学试验范围之外的事物做出推断的新理论,都需把握好分寸,做到能重新推导出现有知识。比如,爱因斯坦的广义相对论把引力描述为时空的弯曲,而这种时空弯曲与处于时空中的物质(和能量)有直接联系。相对论将牛顿(Isaac Newton)万有引力理论的适用范围缩小到弱引力场中,也就是说,要把飞船降落在土星上,我们不需要运用爱因斯坦的理论,但要描述黑洞的话,相对论就不可或缺了。

如果世界的大部分对我们来说仍然既看不到又摸不到,那么我们就需要非常小心翼翼地对“现实”这一词语的定义加以推敲。我们要想想是否存在“终极现实”,即一切事物的基础。如果确有其事,我们可否有望完全理解它呢?注意,我不愿把“终极现实”称为上帝,因为大多数宗教认为人类是无法理解上帝的本质的,而且上帝也非科学探究的主题。同样,我也不愿把“终极现实”等同于东方哲学所谓的“超验现实”。“超验现实”处于涅之中,而涅则是通过冥想可以达到的境界。“终极现实”在印度吠檀多哲学中被称为“梵天”,在中国道家思想中则是无所不包的“道”。至少现在,我只考虑物理现实更为具体的本质,这通过科学勤勉的运用就可以推断出来。因此,我们要问问自己,了解现实最根本的本质是不是通过不断延伸科学的边界就够了,或者说,我们对科学能做什么、不能做什么所持的观点是否太过于天真?

或许我们可以换一个角度考虑这个问题:

比如有这样两个人,一个仅仅通过感官了解世界(大多数人都是如此),而另一个则运用仪器拓展对自然的感受范围,这两个人,谁能理直气壮地声称自己对现实的感觉更为真实呢?

后者“看到”了微小的细菌、遥远的银河和亚原子粒子,而前者对这些存在则浑然不觉。很明显,他们“看到”了不同的事物,如果所见即所得,那么他们对世界,或者至少是对物理现实中的自然,会得出全然不同的结论。谁是正确的呢?“谁是正确的”这一问题没什么意义,虽然利用工具的人的确可以更深入看到事物的本质。事实上,如果要对世界的构成看得更清楚,那么在此过程中,对世界及我们自身有更多的感觉正是推动知识边界不断扩充的主要动力之一。丰特奈尔对此深有体会,他写道:“所有的哲学都只是基于两样东西:好奇心的驱使和短浅的目光。”我们所做的多数事情,可以说,都是我们为改善自身目光短浅所做的不同努力。

我们把什么称为“真实的”,取决于我们对现实的探索能有多深入。即便真有真理或终极现实特性,人类所拥有的也不过是我们对现实了解的那部分。出于讨论的目的,让我们暂且认同未来会出现一种绝妙的理论,这一理论依靠取得突破性进展的实验支持,对现实的终极特性可以做出令人惊叹的推断。即使通过探测器,我们对这种现实可得一瞥,我们所能得出的结论也只能是:这一理论部分正确。我们在了解世界时必须仰仗的工具驱动的方法论,对于现实的终极特性不能证实亦不能证伪。为了进一步强化我的观点,必须指出,我们眼中的真实会随着探索自然所采用工具的演变而发展。慢慢地,过去的未解之谜逐一为人所破解。正是由于这个原因,我们所谓的“现实”,事实上处于一刻不停的变化之中。哥伦布(Columbus)眼中以地球为中心的宇宙和牛顿以太阳为中心的宇宙有着极大的区别。而对于如今人类所了解的宇宙,其范围不断扩大,有数十亿旋转着的星系,每个星系都有数十亿颗恒星,牛顿若知道了定会迷惑万分,就算是爱因斯坦,也一定会大惑不解。此时的“现实”,我们称之为“真理”,但彼时可能就并非如此了。

当然,牛顿的运动定律在其适用范围内都可以应用,水总是由氧原子和氢原子构成的,至少是在描述原子的物理与化学进程中,这是一种人性化的方式。但这些都是我们对自然世界长期以来的解读,在其应用范围和概念结构内是有效的。鉴于我们的仪器总在改进,明天的现实必将包含今天尚不为人知的存在,无论它们是天体物理学研究的天体,是基本粒子,还是病毒。更关键的是,随着技术的进步,只要人类还存在,就没有理由认为技术进步会停止,对终极真理的探求,我们无法预知何时才是尽头。终极真理是难以捉摸的,像幽灵般时隐时现。

把人类积累起来的全部知识看作是一座岛屿的组成部分,我把这座岛叫“知识岛”。这里的知识大都是有关科学和技术的,不过知识岛上也有整个人类的文化艺术结晶。知识岛周围是浩瀚的海洋,是尚未深入探索的未知之海,无数个令人神往的秘密隐藏其中。至于这片汪洋是否无边无际,我们以后再谈。至少现在,我们只需想象知识岛的面积是否会随着我们对世界和自身有更多发现而逐渐增长。知识岛面积的增长需要走一条非常不确定的道路,海岸线勾勒出已知与未知的锯齿状边界。而知识岛的面积有时也会缩小,因为一些曾经为人们所认同的观点在有了新发现后便会被摒弃。

知识岛面积的扩大虽令人惊讶,却又是必然的。我们也许会天真地以为人类对世界了解得越多,就离所谓的终点越近,有人把这个终点称为“万物之理”,另一些人把它称作现实的终极特性。继续我们的比喻,知识岛的面积在扩大,与此同时,未知的海岸线也在延长,这条海岸线正是已知与未知的分界线:对世界了解更多,并不意味着离终点越近,所谓终点不过是人们满怀希望的假定罢了。相反,对世界的了解越多,则意味着有更多的问题和秘密在等着我们去解开。知之越多,无知就越明显,我们想要问的问题也就越多。

人们对知识的探求是开放式的追求,是与未知之间永不间断的浪漫。自然世界总有新事物等着我们去发现,无论我们已知多少,仍有很多意料之外的事物存在。还有比知道这一点更鼓舞人心的吗?在我看来,如果探索有涯,且我们最终会抵达那里,那就真是了然无趣,令人失望了。这里可以引用汤姆·斯托帕德(Tom Stoppard,英国剧作家,代表作品《莎翁情史》)在《阿卡迪亚》(Arcadia)一书中的话:“因为有未知,我们才重要。”

——文章摘自《求知简史:从超越时空到认识自己》

(图片:来自网络)

相关推荐

《求知简史:从超越时空到认识自己》曾大为 刘勇军 译重庆出版社 / 45.00元

内容简介:

《求知简史:从超越时空到认识自己》是一部跨越哲学、天文学、物理学等学科的人类认知发展史。

作者用简洁优美而不乏幽默风趣的笔法,展现了从古希腊哲学家到牛顿、开普勒、爱因斯坦等众人是如何拓展我们对于世界的认知:从宇宙的起源及其物理性质,到世界的物质构成及物质特性,从元素说、原子论到日心说、经典力学,再到相对论、量子力学,其范围大至太空小到量子世界,涵盖了奇点、弯曲空间、暗物质、多元宇宙等广泛主题。

【END】

"纪念霍金逝世一周年 | 从超越时空到认识自己"的相关文章

热门关注