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從霍金的演講談談科學主義的還原論 2009-12-11 20:26:40

歐陽同學轉載了霍金同學的一個很有意思的演講“一切都是註定的嗎”。給我總的印象是霍金認為:大的歷史是決定論性的,而小的無聊的細節可能是隨機的。這個源於霍金同學代表的物理學界的普遍信心,即存在一個簡單的大統一理論,可以描述整個歷史,主要指宇宙發展史,的“粗”線條。霍金甚至認為科學理論可以推出宇宙的初始條件,也就是說初始條件都不是上帝設定的。

 

顯然,霍金同學面對一個自由意志和罪的問題,這是基督教文化薰陶的霍金同學必然的反應。宇宙的歷史如果可以用一個統一理論決定性地確定,在大的趨勢上可以預測未來,那麼人類的歷史是註定的嗎?霍金同學這時不能不借用量子力學的測不準定律來為自由意志開路,否則人類的創造力和法律意識無法得到“物理學式”的科學解釋。也就是說,宇宙的歷史是長程有序的,而人類具體的歷史是短程無序的。或者說,宇宙的歷史是一條由大統一理論描述的確定的包絡曲線,而由於測不準定律,讓實際的包括人類的歷史在這個包絡線的周圍隨機漲落,就像馬克思剩餘價值理論說,價格總是沿着價值上下波動。股票時有漲落的,但長期股價變化趨勢是可以預測的,因此長線投資是可以註定獲得利潤的,嘿嘿。再打個比方,人類的前途是註定光明的,雖然道路有點曲折。

 

其實,霍金的思想和我理解的非線性混沌思想是矛盾的。大家如果記得電影“侏羅紀公園”的話,就應該知道有個著名的說法“紐約一隻蝴蝶輕輕翻動翅膀,引起北京的一場風暴”。片中一個人把一滴水滴在自己的手背上,即使位置幾乎一樣,那滴水流動的方向完全不同。也就是說,對於一個非線性系統,輸入的細微差別就會造成輸出的極大改變。換句話說,長期預報必然失敗。霍金的講法是宇宙長時段的歷史是可以預測的,雖然短時段的歷史比如誰出現在選美雜誌的封面不可預測。這個講法和非線性混沌理論的講法完全相反。

 

那麼,誰更正確呢?我們可以設想一下天氣預報。憑藉大型計算機,我們現在可以預測7天或者10天的天氣。為了更精確的預測,我們可能需要更多的觀測點的溫度、氣壓、風速等信息。如果我們可以在每立方厘米的空間密度上測量這些數據,我們能不能預測一年以後的天氣?我認為不能。第一,天氣預報所用的空氣動力學方程是非線性的偏微分方程。在現有的計算方法中,測量數據的誤差會造成長期預測的很大的誤差。也許,根據大型計算機的計算,一年後的酷暑時節會出現冰天凍地的預測,這個雖然可能,但概率很小。第二,長期的天氣預測,可能一般的空氣動力學模型已經不適用了。比如,數萬年的氣候變遷與太陽和其他行星的狀態,太陽系在銀河系的位置,這些因素都有關係。所以,短期預測可以忽略的變量在長期的預測中可能不能忽略了。這給我們一個啟發,在研究不同時段的物質界的歷史時,需要採用不同的“模型”。

 

那麼存在一個描述整個宇宙歷史的“模型”嗎?這個問題有兩個層面。第一,這個模型是否存在;第二,存在的話,人類能不能知道。愛因斯坦和霍金都斬釘截鐵地說有,那就是統一場論或者大統一理論。哎,我這樣一個水平的人,敢不敢對他們這樣的人說不呢?這就需要一點哲學的思辨了。

 

我們人類是用各種“模型”來處理信息的。我們有各種學科比如物理學、化學、生物學、社會學、經濟學、心理學、法學、政治學、歷史學、哲學和宗教學等等。物理學還分牛頓力學、熱力學統計物理、量子力學、電磁場理論或者電動力學等等。我們用這些不同的模型處理不同的自然和人類現象。那麼存在不存在一個統一的學科可以涵蓋一切自然和社會現象呢?愛因斯坦和霍金同學說存在,那就是物理學。

愛因斯坦或者霍金的觀念從本質上是一種還原論思想,而還原論是科學主義者的最終信念。在我看來這是物理學家的傲慢與偏見。

 

還原論認為一切的人類社會現象都可以歸結為生物現象,一切的生物現象都可以被生化反應解釋,而生物化學反應是化學現象,而一切的化學都是粒子運動的結果,也就是物理現象。在一個嚴格的還原論者看來,我們為什麼沒有把五四運動的發生解釋為陳獨秀或者李大釗腦子中分子原子運動的結果,那是因為我們沒有測量結果,還有就是沒有足夠強大的計算設備。記得拉格朗日的豪言壯語嗎?他說“告訴我宇宙所有粒子的運動狀態,我就可以告訴你宇宙的未來。”愛因斯坦或者霍金同學也是一樣的充滿理想主義,認為“所有的物理學理論可以統一為一個理論,寫在一張餐巾紙上”。我可以想象愛因斯坦的豪情,拿着一張餐巾紙說“這就是造物主的秘密,我把它破解了。”愛因斯坦如果還承認造物主的存在的話,嘿嘿。

 

我提醒大家,這種豪情已經不是科學而是信仰了。起初,牛頓時代的科學家懷着探索上帝造物秘密的好奇,想在大自然中發現上帝的榮耀。牛頓的巨大成功讓物理學家信心倍增,他們以為自己是人類的寵兒,一切的技術成就都源於他們的發現。電磁理論和依託量子理論的半導體理論造就了電子信息技術;核物理成就了核武器和核電站等等。因此,一股科學主義的思潮興起了,認為一切人類觀察世界和自身的知識“模型”都應該建立在物理學“模型”之上。在一個科學技術主導的時代,這是一個頗能迷惑人的巨大謊言。

 

這個還原論信仰是無法證實也是無法證偽的,因為我們不可能測量宇宙每個角落的粒子,我們也沒有可能有足夠的計算能力來處理宇宙整個的信息。如果你研究地球幾年內的變化,你可能不需要測量織女星的數據;但你要研究的是整個宇宙的歷史,你怎麼敢忽略150億光年外的物質?如果宇宙的某個部分和其他部分不相互作用,那麼那還是宇宙的一部分嗎?因此你要研究整個宇宙,整個宇宙150億年的歷史,那麼你需要長時段大範圍的數據,帶入你的“宇宙模型”來處理。這個宇宙模型,如果造物主沒有啟示你,你能知道嗎?

 

當我們不能預測地震的時候,當我們不能知道國慶北京上空的天氣的時候,當我們猜測不透我們朋友的情緒的時候,有人告訴你,150億年前的一個大爆炸,0.000000001秒之後,宇宙膨脹了十萬倍,氫原子產生了,光產生了,你需要用上帝給你的頭腦思考它的可靠性。雖然大爆炸理論支持了聖經的創世記,上帝說:“要有光”,就有了光,但根據我的信念,這不是科學而是神話。神話不需要相信,我們要相信的是神的話。

 

我相信我們觀察世界的眼光需要不同的“模型”,人類文明的歷史不能歸結於物理化學,哲學思想的深邃不能被粒子運動所解釋,宗教信仰的合理性不依賴於科學的檢驗。科學是一個價值中性的知識體系,而信仰是價值體系本身,不能被科學否定和證實。人類文明很長時間沒有現代意義上的科學,但從來離不開善惡標準是非觀念的價值體系。企圖大一統所有人類知識體系的還原論者是科學的狂妄和無知,雖然他們可能是愛因斯坦或者霍金。

 

敢於思考,挑戰權威,是科學精神哦,何況一個科學家越出了他的研究領域就不是專家了。愛因斯坦和霍金在物理學知識上是權威,但在自由意識和人類的罪性上他們不是權威,遠遠不如四世紀的偉大哲學家和神學家奧古斯丁。希望用物理學來解釋人的自由意志和罪性是不會成功的,讓我們懷着謙卑的心承認我們人類是渺小的,我們現在不知道將來也不可能預測未來,但我們相信愛人類的上帝掌管明天,我們就沒有恐懼,滿了盼望。

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