一位物理学家的“鸡汤”

作者:袁越

一位物理学家的“鸡汤”0英国物理学家戴维·多伊奇

大家听说过“薛定谔的猫”吧?就是那只半死不活、要死要活、不知死活的假想中的猫。量子物理学家薛定谔告诉我们,一只处于量子态的猫可以既是活的又是死的,同时处于“活着”和“死了”的两种状态。

没听明白?先别急着自卑,英国著名物理学家戴维·多伊奇(David Deutsch)同样对这个说法很不爽。为了推翻传统的量子理论,他提出了一个“多重宇宙”假说,并在《无穷的开始》这本书里专门花了一整章的篇幅解释了这个新理论。但我只读了几页便决定跳过去,因为我完全看不懂,不过我还是要向大家推荐这本书,因为这本书其余的17章已经足以改变我的世界观。

虽然读不懂,但我还是要从第11章“多重宇宙”开始讲起,因为这部分内容足以证明作者多伊奇是一位国际顶尖的理论物理学家。网上资料显示,戴维·多伊奇于1953年5月18日出生于以色列的海法,但他很小就跟随家人来到英国,接受了全套的英式教育,最终在牛津大学拿到了理论物理博士学位。他在学术上的最大成就是在“量子计算”领域取得的,被公认为是该领域的奠基人之一,并因此而获得了英国物理学会颁发的狄拉克奖(Dirac Prize),这是理论物理界的最高奖项。目前他正在牛津大学担任访问学者,继续从事量子计算方面的研究。

真正的牛人都是兴趣广泛的人,多伊奇也不例外。幸运的是,他愿意花点时间把自己在其他领域的思考写出来造福人类,于是就有了1997年出版的《真实世界的脉络》(The Fabric of Reality)。他在那本书里用通俗的语言提出了一个涵盖一切的理论体系,可以用来解释现实世界里所发生的事情。熟悉科学史的读者应该都知道,理论物理学家最喜欢干的事情就是寻找万能理论,爱因斯坦后半辈子一直在干这事,可惜没有成功就去世了。

这本书虽然属于科普读物,但对于普通读者而言还是太深奥了,没有一定科学基础的人很难读懂。于是多伊奇又把这个理论的外延向外扩展了一大圈,写出了这本《无穷的开始》(The Beginning of Infinity)。此书的中文标题读起来有点拗口,英文就好懂多了。“无穷”在这里当名词解,多伊奇的意思是说,人这个物种的发展潜力是无穷的,现在只是才刚刚开了个头而已,好戏还在后面呢。

这个充满乐观主义精神的结论很容易被当成某种形式的“心灵鸡汤”,但多伊奇熬制的这碗鸡汤很不一样,不但味道鲜美,而且填满了实实在在的肉。作为一名物理学家,他必须为自己得出的所有结论找到充分的证据,而且要经得起考验,事实证明他一直在这么做,而且做得非常好。

比如,为了证明人类的伟大,多伊奇在这本书的一开头便以一个物理学家独特的眼光描述了人类在宇宙中的状态,批评了反人类中心主义的所谓“平庸原则”,即认为人类在宇宙万物中完全不重要。包括霍金在内的很多学者都持有这个主张,他们相信人类只是(宇宙中的)一堆化学渣滓,侥幸诞生在一个非常适合人类居住的行星上。但多伊奇告诉读者,宇宙绝大部分都是真空,顶多加上一些辐射和暗物质,而像人类所处的行星和恒星这样致密的物质集合是孤立而又罕见的现象,绝对是宇宙中的“奇葩”。除此之外,原始状态的地球生物圈不可能让一个无防护的人活多久,只有通过持续地忽视、伤害、致残和杀死生物个体才有可能维持地球生物圈暂时的稳定。地球之所以成为人类的宜居之地,完全是人类努力的结果,是我们利用自己创造的知识把地球改造成了今天这个样子。

多伊奇所说的人类对大自然的改造和达尔文提出的“适者生存”理论不太一样,达尔文进化论指的是生物适应性,受到很多狭隘因素的限制,适应能力有限。人类则通过创造性地运用解释性知识,获得了改变大自然的强大能力,这种能力只受物理规律限制(比如不能超过光速),不受生物规律的制约,这就是为什么人类迅速统治了地球,将来还会统治宇宙的根本原因。

人类的这一特性是如此重要,以至于多伊奇干脆把人定义为“能够创造解释性知识的实体”,人类社会的飞速进步正是通过“寻求好解释”这个过程来实现的,这个过程相当于我们常说的“科学研究”。

按照多伊奇的定义,科学与非科学之间最大的区别就在于前者寻求的是好解释,后者不是。一个曾经非常流行的观点认为,科学的核心定义是“可检验性”,一个理论必须是可检验的(或者称之为“可证伪的”),才能被称之为科学理论。多伊奇认为这个说法是不准确的,如果一个理论带有多余的特征或者随意性,那么无论它是否具备可证伪性,都不能称之为科学,因为这样的理论属于“坏解释”。

多伊奇通过一个例子解释了两者的差别:古希腊人认为冬天来临是因为神发怒了,现代科学则认为是行星运动的结果,是由牛顿物理学支配的。古希腊人的解释是典型的坏解释,因为那个神话故事的所有细节都可以被替代,其结论不受影响。但牛顿方程式当中任何一个字母都不能被改变,否则就不成立了。也就是说,当一个理论很容易被改变时,实验检验对于纠正错误毫无用处,这样的理论就是坏解释,不是科学。多伊奇之所以反对量子理论,就是因为该理论存在太多模糊之处,量子物理学家为这种模糊性找出了很多理由加以辩解,量子理论本身也因为这种模糊性而拒绝接受批评,属于典型的“坏解释”。事实上,量子理论的模糊性,以及因此而享有的批评豁免权,为无数据称是基于量子理论的伪科学和骗术打开了大门。无数不懂装懂的所谓“后现代主义者”利用这一点,在量子理论中找到了避风港。

多伊奇对此感到非常不爽。他相信好解释是难以改变的,改变任何一个细节都会毁掉整个解释,只有这样的解释才可称之为科学,人类只有通过寻求这样的好解释才能获得进步所需的知识。

接下来一个很自然的问题就是:人类是如何获得新知识的呢?很多人认为人类是通过对大自然的观察而获得知识的,这就是为什么很多老师都喜欢带学生去踏青的原因。多伊奇认为这个非常流行的观点同样是不正确的,因为我们人类对任何东西都不是直接观察的,所有的观察都是理论负载的。一件事情,如果你只盯着它看,结果除了它本身之外你什么也看不到。真正准确的观测都是不直接的,经验主义者关于纯粹的、不依赖理论的观测的看法都是错误的。事实上,要想在观察中取得进步,有赖于我们在观测前就运用很多知识。

既然通过观察得不到知识,那么新知到底是如何得来的呢?多伊奇认为,新知识的获取来自两个过程:创造和纠错。人类运用自己的创造力产生了无数新解释,然后再通过自由的批评机制对这些新解释进行验证,错误的被抛弃,正确的被留下来。但留下来的不等于永远正确,它们还要再继续接受新证据的检验。

从某种意义上说,这就是达尔文自然选择学说的延伸。达尔文认为,大自然产生了各种各样的变异,其中能够更好地适应大自然的变异被保留下来,其余的被淘汰,生物就是这样进化的。多伊奇把这个过程用到了知识的进化上,人脑创造出了各式各样的新想法,然后通过批评机制淘汰坏解释,人类就是这样不断进步的。

上述结论就是这本书的核心。此后多伊奇所做的就是用这个核心理论去检视人类生活的方方面面,在每一个领域逐个验证该理论的正确性。为了鼓励大家去看书,我就不在这里剧透了。我只想说一点,那就是多伊奇让我体会了跨界的魅力。他用一个理论物理学家特有的缜密思维,以及天马行空的想象力,把人类日常生活中很多司空见惯的事情剖析得淋漓尽致,很多地方让人大呼过瘾。

我认为,多伊奇之所以花了这么多时间去分析人类在各个领域的进步过程,其核心目的就是试图解释下面这个事实,那就是为什么人类改变世界的能力从启蒙时代开始突然加速,而且这一加速至今未停。不但如此,这样巨大的转变在人类历史上只发生过一次,人类改变世界的能力在其余漫长的时间里增长缓慢,甚至在很长一段时间里都处于停滞状态。

多伊奇认为,个中原因在于启蒙时代价值观的改变,包括容忍异见、对变化持开放态度、怀疑教条主义和权威等等价值观的革命催生了一整套政治、道德、经济和思想文化的改变,保证了前文所说的“创造”和“纠错”这两套机制都得到了最有效的执行。多伊奇甚至认为启蒙时代创立的这一系列行为准则就是现在被称为“西方”的这一套思想体系的核心要素,欧洲的崛起与此有直接的关系。

源自欧洲的启蒙运动还被分成大陆启蒙运动和英国启蒙运动两种,区别在于前者虽然认识到问题是可以解决的,但没有认识到问题是不可避免的。换句话说,前者是赞成乌托邦的,认为存在一个完美的制度,可以一直延续下去。这种渴望完美的精神状态反而导致了思想上的教条主义,其结果就是政治暴力,1789年的法国大革命以及随后的恐怖统治就是例子。相比之下,后者更加易谬,英国人不但认识到问题是可以解决的,还意识到问题是不可避免的,所以英国人不承认完美的存在,而是永远保持一种开放的心态,从不害怕创新。多伊奇认为这才是真正的乐观主义精神,这种精神承认所有的恶都是知识不足造成的,开放体系的最大功效就是不断地检验和消除错误的知识,只有将这一机制无限地保持下去,启蒙运动才会无限地存在下去,这就是无穷的开始。

这本书是有一定门槛的,读者必须具备大学水平的文理科知识,否则读起来会很费劲。但我非常同意该书中文版腰封上的一句话:关注大师间的交锋,掌握宇宙间的真正奥秘,体验地球上最高水平的讨论带来的兴奋,重塑你的世界观。这本书的阅读过程充满了乐趣,那是一种挑战智力极限的乐趣,其他任何乐趣都无法替代。

〔书目:《无穷的开始——世界进步的本源》,(英)戴维·多伊奇(David Deutsch),王艳红、张韵译,王艳红审校,人民邮电出版社出版〕 达尔文一位鸡汤量子理论物理学家