【新语丝电子文库(www.xys.org)(www.xys2.org)】 ———————————————— “物理学是宽容的” 　　－－读方励之教授的几篇近作有感 何怀宏 　　　　今天看来，茫茫宇宙大千世界比我们想象的，在细节上要复杂得多，而 在整体上却又简单得多；同时人们不无迟疑地接受了那些不久前似乎还很荒谬的 观念。这种现实性逐渐使人感受到一种哲学—科学态度的更张，启迪富有兴味的 思索。方励之先生不仅在理论天体物理学领域很有作为，成就卓著；且近年来经 常在哲学论坛上发表辞锋犀利、见地鲜明的文章。使人读来如春风扑面，为之一 爽。作为一个国际间知名的科学家，他更关心的是带根本性的科学问题，并对其 中的哲学思考倾注了极大的热忱。 　　　　　 　　　　一 　　　　　 　　　　十三世纪，那个号称“天使博士”的托马斯·阿奎那发明了上帝存在的 宇宙学证明——如果一事物在运动，必受到另一事物的推动，那末另一事物又必 定受其他事物推动，最后必然有一个不受其他事物推动的第一推动，这个第一推 动者就是上帝。“第一推动”构成了他的神学体系的基石，这种信仰深深根植于 中世纪的思想和人的行为方式中。四百年后，伟大的牛顿在追溯宇宙万物运动的 初始原因时，也认为这只能是“第一推动”给定的。从此，“第一推动”成了物 理学一个欲弃不能，欲留不成的难题。 　　　　以后的物理学已经对牛顿力学体系做了不少修正，但是如果我们不能回 答“第一推动”究竟是什么，那就等于默认世界之所以这样，是因为“第一推动” 曾是那样。显然，这是不能令人满意的。假定宇宙无限，就可以摆脱“第一推动” 的纠缠吗？未必！宇宙学的发展，越来越多地支持宇宙的有限说；无论从数学或 从物理上都不能完成无限之外没有存在的证明，相反，却存在反例。可见，无限 并非一个免遭“第一推动”的避风港。 　　　　大爆炸学说使人们面临这样一种境地，由于引力，将不可避免地导致宇 宙的开端，宇宙不可避免地具有奇性(物理量无限大但几何点为零)，但是这个大 爆炸的奇点，又是什么给定的呢？ 　　　　“第一推动”之不能为物理学原则所容，是因为它来自超自然，来自上 帝。“第一推动”并没有随着阿奎那鼓吹的“科学是神学的奴仆”被送进博物馆， 现代宇宙学正在努力把它送进去(见方励之：《“第一推动”今昔谈》)。 　　　　宇宙应该自己决定自己，应该是自足(self－contained)的。 　　　　“我们不可能到宇宙创生之前去寻找创生宇宙的原因。因为，‘创生之 前’这个概念本身已经没有意义，特别当创生包含着时间创生含义的时候。 　　　　“另外，我们也不能到宇宙之外去寻找宇宙创生的原因。因为，宇宙这 一概念的意义，就是没有任何东西能存在于其外。”(方励之：《宇宙的创生》) 　　　　　 　　　　破釜沉舟，别无生路，只有建立物理学的“第一推动”，宇宙学的发展 正处于一个极有兴味的时刻，神学和玄学独占的“宇宙创生”，将由物理学取而 代之。 　　　　八十年代初，剑桥学派霍金(W·S·Hawking)等人提供了一个可能的(量 子宇宙学)方案，它体现了这样的观念：宇宙本身就是宇宙创生的原因。初始条 件是宇宙自己决定的(创生“前”虚化时间)；边界条件就是宇宙没有边界(没有 任何东西存在于宇宙之外)。创生之“前”，宇宙之“外”这些概念统统用奥康 (Ockam)剃刀去掉。即不需要任何外加的时空条件，可以求出宇宙的创生解。它 表明，“我们无须上帝，而可以用物理方法来确定‘第一推动’。如果说，‘谁’ 是‘第一推动者’的话，它就是‘无’”。(同上) 　　　　这就是——宇宙创生于无！不可不谓惊世骇俗。 　　　　　 　　　　二 　　　　　 　　　　饶有意味的是，许多基本的物理学原理，都建立在“不存”、“不可能” 的基础上，以全称否定的判断来表达其丰富的内涵。热力学定律就可分别表述为： 不可能存在效率大于1的永动机(第一定律或能量守恒定律)；不可能存在效率等 于1的永动机(第二定律或熵增加定律)；不可能达到绝对零度(第三定律)。爱因 斯坦说过，整个热力学实际上系统地回答了，如果永动机不存在，那么自然规律 应当怎么样。 　　　　宇宙学亦然，人们似乎更关心为什么不存在万有斥力，为什么不存在宇 宙空间弯曲，为什么不存在磁单极，等等。这类从不存在中认知存在的途径更诱 人深入(见方励之：《从不存在中认知存在》)。 　　　　　 　　　 "一个理论禁止得越多，它告诉我们的就越多。”(波普：《无穷的探 索》，中译本第39页) 　　　　　 　　　　霍金的“这个原则把牛顿的‘第一次推动’从物理学中彻底摒除出去。” (见方励之：《宇宙创生的量子理论》)因为最彻底、最强的否定或不存在莫过于 “无”了！ 　　　　“天下万物生于有，有生于无。”这类古老的创世格言，正在受到严密 科学的定量研究，用以规定出它的含义。 　　　　老子曰：“无”就是“道”，“有物混成，先天地生。寂兮寥兮独立而 不改，周行而不殆。可以为天下母。”寂者无声，寥者无形，“大象无形”、 “道常无名”。“道”莫名其妙，但又无所不在，无所不为；法自然之理，行无 为之治。中国先哲向以“闻道”著称，“故常无，欲以观其妙；常有，欲以观其 徼。此两者同出而异名。” 　　　　二千年后，黑格尔说，“无”就是纯粹的“有”，这只是一个指谓上的 区别，是不可言说的。在东方看来，“绝对的原则，一切事物的起源、最后者、 最高者乃是‘无’，……这种‘无’并不是人们通常所说的无或无物，而乃是被 认作远离一切观念、一切对象，——也就是单纯的、自身同一的、无规定的、抽 象的统一。因此，这‘无’同时也是肯定的；这就是我们所叫做的本质。” (《哲学史讲演录》) 　　　　如果说这种议论不过是晦涩的思辨，那么，在科学日益走向一体化的今 天，东方神秘主义受到以严密形式逻辑和实验因果分析“求知”著称的西方学术 之格外垂青，惊叹“道”所具有的多义性和无规定性；从“无”中领悟隽永的暗 示，体会超越的哲理，求得精神上的平衡和满足，又是偶然的吗？“古代与现代 的文明之间，东方与西方的科学之间居然达到了那样紧密而协调的程度”。(见 方励之等编《相对论天体物理的基本概念》前言)这就难怪玻尔以阴阳太极图为 其互补原理的标志；难怪普里高津呼吁与中国自组织传统相结合的新的自然主义； 难怪惠勒因他倡导的“质朴性原理”寻根于“无”而兴奋异常了。 　　　　人们意识到，科学并不是什么预定于外界的宝藏。我们从来不是站在世 界之外，而是在其中通过与其相互作用去认识、改造世界的。重要的是，在世界 这个大舞台上，我们大家既是观众，又是演员(玻尔语)。自然科学不是自然界本 身，而是人和自然关系的一部分，因而也取决于人(海森伯语)。或许，这是最严 峻最深刻的测不准关系。 　　　　因此，抽象地谈论“现象”是没有意义的，除非它已经成为观察到的 “事实”，而所有观察渗透理论，所有事实都与假说有关。严格的说，“现象”、 “事实”是特定时代思想方式和风格的函数，对它们的解释永远是多元的。在黎 明的东方，第谷看到的是日出(地心说)；开普勒看到的却是地平线推移(日心说)。 相对于常识和旧的知识背景，公认是“无”(不可观测)的东西，在新的知识背景 下就可能是“有”(可观测)的事实。知识担架的重物，理论“范式”的深化以及 实验手段的更新，都会使现象范围扩展和延伸而被不断发现，“现象”之有无没 有什么不可逾越的鸿沟。 　　　　直至七十年代，舆论仍以为没有“下落不明的质量”，今天的科学家则 相信宇宙十分之九的质量是由不可视物质贡献的。天体的尺度、结构和演化，乃 至人类的出现，很可能都确定于这些不可视的性质(见方励之：《宇宙中的不可 视物质》)。 　　　　这一切，都是与人类的实践水平相适应的，实践把人的活动凝聚在对象 上，把人的本质体现在理解对象的规定性中。一切关于自然的知识，都是按人的 目的、人的需要选择、观察和思考的“自然”，不论其本身多么完善，都不能够 把对象本质给予我们。这就是“人的思维的最本质和最切近的基础，正是人所引 起的自然界的变化，而不单独是自然界本身；人的智力是按照人如何学会改变自 然界而发展的。”(《马恩选集》第三卷，第551页) 　　　　所以，马克思说，“抽象的、孤立的、与人分离的自然界，对人说来也 是无。”(《一八四四年经济学—哲学手稿》第131页)列宁说，摆脱了一切规定 的抽象自在，即无(见《哲学笔记》第110页)。也就是说，离开了人的实践的自 在之其然，就是没有现实意义的“无”。在这个意义上，无就不是一无所有。 　　　　　 　　　　三 　　　　　 　　　　实在世界毕竟不是柏拉图洞穴所映照的影子。恰恰相反，从古代“万物 原于水”到现代“时空是物质存在的形式”，这些原来纯属“形而上”学的命题 日益为实证科学所讨论。曾几何时，只有上帝才有资格过问的“宇宙的创生”， 现在正“由物理学给出答案”。在自然科学已深入研究的课题中，如果我们还停 留在即使不算肤浅至少也过分古典的水平上，自欺欺人，则未免太可笑了。 　　　　这并不意味着哲学的无能。从思辨式的自然哲学进步到实证的自然科学， 从牛顿的经典阶段进步到相对论量子论的现代阶段，都十分清楚地留下了哲学作 用的痕迹。自伽利略确立了以斜面和望远镜为标志的实验和观测方法，用它是否 能认知我们不可直接接触和看到的东西，不是开始就清楚的。直到上世纪，仍有 人反对研究原子结构，反对研究天体成分，更反对研究宇宙的有限无限，理由是 这些东西不可直观，促使科学家起而驳斥这类观点的根据，是基于这样的哲学： 尽管人不能进入原子，不能穷尽宇宙，但是微观性质和宏观表现之间存在着多方 面的联系，宇宙的整体和局部之间也存在着多方面的联系(见方励之：《从“万 物原于水”到“时空是物质存在的形式”》)。 　　　　就象几何公理并不是建立在“不证自明”上，物理学也不是堆在直观的 基础上。科学深入形而上学的领地，“这是哲学引导自然科学的结果，也是哲学 进步的一个真正标志。”(同上)人类越深刻地理解宇宙，就越要寻找思辨的支点， 寻找哲学的色彩，就越需要形而上的信念和理想鼓舞探索宇宙奥秘的热情和勇气。 科学理论的被接受，不仅在于她提供了简单和美的世界图景，还在于她支持了一 种先进的哲学，进而支持了一种可取的生活方式。这是“科学和人文学科之间的 ‘缺少的环节’，而用不着引进任何只有权威才能保证的永恒哲学。”(弗兰克： 《科学的哲学》，第7页) 　　　　如实地反映、再现自然固然重要，但其对人的价值，与人的关系更重要。 科学的发展取决于社会实践需要的程度，我们置身于自己世界观预设的世界内， 创立科学的自然图景，创立意识形态的文化，将自己对象化于这种科学文化之中， 赋予世界自己的精神，并在创造新世界中体现自己的本质，这“是自然界的真正 复活，是人的实现了的自然主义和自然界的实现了的人本主义。”(马克思： 《一八四四年手稿》第75页) 　　　　“世界是一个整体，人类的文明是一个整体，近代科学就是在这一整体 中繁衍出来的。”(方励之编《物理学和质朴性》编者的话)都象新老实证主义那 样拒斥形而上学，割断与社会实践和文化的千丝万缕的联系，科学势必沦为无价 值的符号、算式，终致僵化、萎缩。科学不能“躲进小楼成一统”，局限在逻辑 规则和静态分析中构造自身的模式。如果不久前人们关心的还只是理论的结构、 还原和证明，那么现在的中心则是作为知识本身，科学发展的合理性和可行性。 是历史学派开辟了这一课题，但其涵义却是整个社会实践和文化所共同关注的。 　　　　好走极端的当代科学哲学家费耶阿本德(P.Feyerabend)直言不讳，科学 家不仅是理论的发明者，而且是事实标准、合理性形式乃至生活方式的发明者。 根本没有一劳永逸的超历史准则，就象没有一劳永逸的“判决性实验”一样。他 的“反对方法”、“怎么都行”，难道不也是一种独特的方法、一种激进的形而 上学吗？费氏语虽偏激，但却不无见地。 　　　　只有忽视或侮辱哲学，才能从哲学的束缚中解放出来，这样的时代过去 了。实证主义、逻辑主义的衰落，历史主义、“形而上学”的复兴，是当代哲学 极富有意义的成果。这当然绝不是煽动大家去找“宇宙之砖”、“世界公式”， 而是强调，缺乏哲学就造就不出爱因斯坦、玻尔；逃避哲学往往使自己沦为反科 学的意识形态的牺牲品。没有批判的哲学，科学会成了过时的形而上学的俘虏。 哲学虽然不能证实和证伪科学，但经常是科学思想的先驱，而一旦神化教条，则 又成为科学进步的桎梏。所以，就特别要提倡大胆的怀疑进取，反对奴仆式的钻 研。 　　　　新的世界观，并非一时兴之所致，而有其更深刻更宏伟的社会历史背景； 科学将有崭新的概念、新的语义、新的标准、新的范式。与莱布尼茨不同，“可 能的世界”并不在上帝的意志，由“最完善的充足理由”所预定；与卡尔纳普也 不同，也不是与现实世界并存的用特殊语言构成的逻辑一致的命题集合……。但 是，有一点是肯定的：没有“形而下”意义的东西，未必没有“形而上”的意义。 　　　　　 　　　　四 　　　　　 　　　　“如入芝兰之室，久而不闻其香”。玻尔早就指出过，我们一方面建立 起与经典物理学不同的定律；另一方面我们观察、测量和陈述时，又要求始终一 致地运用经典的概念，这就是量子论的佯谬。其实又何尝不是宇宙学的佯谬呢？ 语义悖论总是存在的(或许这正是本世纪以来人们对语言的兴趣长盛不衰的原因 吧！)。事实上，从测不准关系开始，我们遇到的就不简单是观测精度问题，而 暴露了物理学定律的局限性，暴露了其基于的经典概念的局限性。 　　　　在普朗克时代，由于引力的量子效应，时间空间的意义就超越了我们迄 今理解的“四方上下”之“宇”(空间)"往古来今”之“宙”(时间)--"我们终于 认识到时间空间概念本身是有适用界限的。”(《宇宙的创生》)小于普朗克时间 (10^-44秒)、普朗克尺度(10^-33厘米)，时空概念就不再普适了；广延性持续性 就不再有效了。有界限的东西，往往是有起源的，时空应起源于没有时空的状态， 我们今天使用的微观、宏观、宇观这些属性都源于那里。当然，如果企图以现行 物理学去讨论它，恐怕只能是一种奢望吧。 　　　　时空的确是坚硬的，但并不是绝对坚硬的。在普朗克时代，时空必定是 多连通的，以致不能简单地规定顺序和位置，时空会发生特殊度规的变异，会出 现特殊的约束和拓扑(见方励之：《时空拓扑》)。 　　　　这就要求转向对时空形式哲学形而上的思考： 　　　　“形而上者谓之道”，“道可道非常道”。日常语言、经典概念有不可 企及的意境。玄学所谓言不尽意、得意忘言的奥妙，禅宗所谓只可意会、不可言 传的顿悟，盖指示此。现代分析哲学的鼻祖维特根斯坦居然也发掘到这种境界， 他不止一次地感叹，语言是我们的界限，确有不可言说的东西，就是神秘的存在； 只有登楼撤梯，最后越过自己通过的命题，才能知道原来那是没有意义的，才能 正确地看世界(见《逻辑哲学论》§5.§6.)。他自以为最成功的地方，连他的追 随者也难以沿袭，这的确不同凡响，意味深长。但是维特根斯坦忘记了，对于不 可言说之物，人们不会永远保持沉默。 　　　　“我固然并不认识它的自在的样子，然而我却认识它的为我的样子，也 就是说，我认识它涉及世界的样子，而我是世界的一个部分。”(康德《形而上 学导论》第148页)康德派定自在之物，为了防止人类理性的僭越，这是他的纯粹 理性界线，是他的形而上学之所以可能，从此为信仰留下地盘。问题是，不可知 论的荒唐并非无知，而在于它对理论的怀疑仍然限于理论本身的立场，是尚未摆 脱自身束缚的自我诘难。如果说不可知论有什么积极意义的话，那就是它是为破 除旧的思维方式而提出的。没有自在之物，不能懂得康德；有了自在之物，又不 能停留于康德；理解自在之物，就意味着超越康德。 　　　　这正是哥德尔(K.Godel)定理的精神实质：一个公理形式系统 (理论体系)，假如它无矛盾和协调，满足一致性，那么系统中必定有某些命题不 可判定；系统的一致性在其内部也不可证明，即不满足完备性。如果一定要判定 那些命题，证明系统的一致，就必须引进新的公理、新的规则。但是扩充了的系 统又会出现新的不可判定和不可证明、新的不完备，除非它可以不一致。 　　　　相对论宇宙学也是不完备的，人们曾经为其奇点大伤脑筋，考虑了引力 的量子效应，就会发现奇点超向模糊了，“奇点不但可以避免，而且宇宙正是从 ‘无’中创生出来的。”(《宇宙创生的量子理论》)量子宇宙学致力于统一宇宙 和基本粒子。就此意义，霍金是对的，“我们在不久的将来就可发现一组完全的、 自洽的、统一的物理相互作用理论，它能描写所有可能的物理观测。”(方励之： 《理论物理学的前景》)哥德尔也是对的，正因为有不完备性，理论就不是封闭 的。它只能从自己的基础出发回答它能提出的问题，当它感到力不从心时，就不 得不寄望于新的假设、新的基础，而这些引进者将破坏原来体系的协调，于是出 现矛盾，产生悖论，终于导致了变革——本世纪初物理学革命、数学革命就是明 证，人类认识不断自我超越的内在动力正在于此。 　　　　牛顿一再声称他不需要任何假设，一再告诫世人当心形而上学。但他自 己既不能抓住头发把自己举起来，也无法排除那个极不光彩的造物主。这不只是 牛顿的悲剧，却说明了一个今天看来并不艰深的道理：绝对的自足是不可能的， 初始的假定总是不可避免的，没有假设，科学则寸步难行。同时禁止不一致和不 完备，“这个要求从来没有一个理论达到过，而且也根本不可能达到。”(《爱 因斯坦文集》第一卷第475页)无论它看起来多么严格，多么协调。 　　　　当然，我们也不必无休止地责怪牛顿，值得庆幸的是，“自从哥德尔定 理出现之后，上帝本身也已经不再是不动的了，他不断地建立起越来越强的系统， 这样上帝就变得更加活跃了。”(皮亚杰《结构主义》第101页)哥德尔不完备性 定理被奉为“人类知识的中心”，的确不是过誉之辞。 　　　　老黑格尔说得好，“‘无’的最高形式，就其为一个独立的原则而言， 可以说就是‘自由’。”(《小逻辑》第193页) 　　　　理论的命运通常是，一开始被当作异端邪说，后来又变成迷信教条。科 学史上，确实不乏空前的杰作，但决无绝后的天书。任何一个既定的人，任何一 个现有的理论，都不可能洞察一切，预言一切；不可能把所有问题解决殆尽，我 们总可以再问一个为什么！站在才华横溢的先辈肩上的后继者，永远有未竟的事 业召唤他们。 　　　　二千年前，屈原曾经这样向天发问：“曰遂古之初，谁传道之？上下未 形，何由考之？……圜则九重，孰营度之？惟兹何功，孰初作之？” 　　　　三百年前，牛顿坚持用自然力去解释被认为是神造化的天体运动，但是 在“第一推动”面前，他退却了。 　　　　四十年前，伽莫夫(G.Gamow)对于大爆炸之所以然，踌躇不前，为了表 达其知难而退的心境，他引用了圣·奥古斯丁《忏悔录》的一段话：“某些人对 上帝创造天地之前说三道四，上帝为那些胆敢追究如此高深命题的人，准备好了 地狱。” 　　　　现代宇宙学并不是在亵渎他们，而“在于它提供了一条路，一条探索宇 宙创生期的可能的路。”(《时空拓扑》)就其大胆和想象来说，是早已超过前人 了！ 　　　　那些胆敢追究如此高深命题的人，并没有下地狱。 　　　　“物理学是宽容的，它从来不准备把什么送进地狱。”(《“第一推动” 今昔谈》) 　　　　　 　　　　(方励之的近作：《“第一推动”今昔谈》，载《自然辩证法通讯》一 九八四年第四期；《宇宙的创生》，载《中国社会科学院研究生院学报》一九八 五年第四期；《从不存在中认知存在》，载《百科知识》一九八三年第五期； 《宇宙创生的量子理论》，载《天文学进展》一九八四年第二期；《宇宙中的不 可视物质》，载《百科知识》一九八四年第九期；《从“万物原于水”到“时空 是物质存在的形式”》，载《哲学研究》一九八二年第六期；《时空拓扑》，载 《百科知识》一九八六年第一期；《理论物理学的前景》，载《百科知识》一九 八一年第一期) ———————————————— 【新语丝电子文库(www.xys.org)(www.xys2.org)】