科学真的终结了吗?霍金到底是一个物理学家还是一个艺术家?

《科学的终结》这本书是由美国科学记者约翰·霍根(John Horgan)于上个世纪90年代出版的作品,我国在当初已经翻译并引进了。人们对这本书的反响就和它的名字一样让人惊骇,无论在国内外都引来了巨大的声潮,当然都是以斥责和反对居多,毕竟科学怎么可能终结?然而,近30年以后,此书在美国再版,很难想象,一本书如果真的像大家说的那样“大错特错”,怎么会在多年后重版。这本书带给世界的影响是巨大的,在我国,这本书分别入选“改革开放30年最具影响力的300本书”和“新中国60年中国最具影响力的600本书”。
这本书可以算是一个科学人物的采访合集,作者分别在哲学、物理学、生物学、社会学和神经学等几大领域采访了它们的领头人,针对个人学术思想、学科发展、学科有否终结的可能以及整个科学有否可能终结的几个重要问题,作者与他们进行了或深或浅的讨论。在这本书里,作者把很多科学名人描写得非常有意思,足以说明,即使是科学家,也都是一个个可爱的、真实的人,而只要是人,就难免主观,大家都有自己的个性。就好像牛顿虽然那么伟大,但却是一个特别小心眼的人一样,而贝尔虽然发明了电话,可是却到处“偷”人家的成果。
采访了这么多科学家之后,作者发现,科学的发展早已经过了它的黄金年代,现在的科学研究已经有穷途末路的感觉了,不但公众对它的热情在衰减,甚至就连科学家自己,其中就有相当一部分对科学的未来抱有担忧,有一部分人甚至认为科学可能已经“终结”。
在2015年的再版序中,作者总结了自本书初版到2015年近30年间的重要科学发展历程,他仍然认为最初的判断的是正确的,科学和30年前相比,并没有什么太大的进步,它已经“终结”了。
当然作者说的“科学”并不是广义上的科学,主要是指基础科学(纯科学),至于应用科学,作者反倒给予了高度评价,并且认为其发展是非常乐观的。而关于“终结”,也不全是死亡的意思,它主要是指理论科学不可能再次有振奋人心的重大突破,很难再有快速迅猛的发展了。
什么是基础科学呢?基础科学是比较抽象的、描述人们所认识到的事物规律的科学,它涉及到各个科学领域中比较“终极”的问题,比如,世界到底是由什么组成的,宇宙是怎么形成的,地球是怎么形成的,生命是怎么形成的,我们从哪里来到哪里去,宇宙里到底有没有其他生命,人的意识到底是什么等等问题。它研究的是人类最关心的纯理论问题。可以预见到的是,只要人类存在,对这些问题的探究就不会停止,过去人们用宗教来解释这些问题,现在人们用科学来解释这些问题,但是科学对这些问题的解释非常令人失望,尽管人们很早就开始研究这些问题了,但迄今为止,大多数的答案依然是:不知道。
在过去的半个世纪里,虽然科技依然给带给了我们巨大的进步和改变,但是这些科技的发展并不属于基础科学的发展,或者说,科技的发展所依托的理论早已经在几十年前就已经被发现了,我们享受到的物质变革都来源于几十年前的理论发展。现实是,我们的理论早已经进入一个收益边际递减的时期了,在很多问题上,它已经基本停滞了。
这一方面是因为我们的基础科学在过去的三百年来发展迅猛,各个学科已经确立了自己重要的世界架构,比如生物学中的DNA基本研究、天文学中的宇宙一直膨胀、进化学中的天择和人择,物理学中的牛顿力学以及后来将它打败的量子力学等。当各个学科的重要架构都已经建构完毕之后,剩下的工作就是在这个地基上添砖加瓦,将这些已经发现的理论变得更加夯实,而很少再有地基被打破重新塑造的可能。过去几十年的经历确实证明了这一点,人们不断发现更多的理论,做了更多的实验,但其实都是在为前人进行证明和完善。休憩城墙和添砖加瓦是永远不会停止的,但是当地基已经彻底建好以后,这个学科就很难再有巨大的变革和发展了。
当然,在科学建筑中,就像刚才提到的,依然有一些重要的课题历经探讨,却依然没有被解决。如果有一天它们真的被解决了,无疑会为科学带来巨大的变革,可是人们已经为这些问题投入了难以计算的时间和资金,却依然一无所获,人们似乎对真理的追求有一种盲目的自大,那就是相信人类一定可以解决这些问题。如果说,人类其实根本解决不了它们呢?
小说《三体》中解释了两个非常有趣的概念,都非常适合科技是否终结了这个话题。第一个概念是“维度”,第二个概念是“技术爆炸”。“维度”当然不是《三体》发明的概念,“维度”在物理学中一直都有,但是《三体》第一次向大家描绘了维度可能的样子,以及高纬度的科学根本没有办法被低纬度的生命理解这回事。如果说那些没能解决的终极问题,其实远远超过了我们的维度呢?如果我们根本不能理解它们呢?其实“人定胜天”这个理念是可笑的,认为“人类只要依靠技术就一定能够永远进步下去”这个理念同样是可笑的。人类的进步到底是必然还是偶然,这尚且是一个不能定论的事情。
这个想法初听起来让人难以接受,有人会说,过去人们没有科学的时候发展得很慢,自从有了科学以后就突飞猛进得发展起来了,有了科学,我们难道不能说我们以后一定会越来越了解世界吗?我们难道不会一直进步下去吗?科学迅速发展,只是过去三百年间的事情,由于科学突然发展起来,整个世界发生了天翻地覆的变化。然而地球生命史长达几十亿年,人类整个文明满打满算只有五千年,而现代科学是在三百年内才发展起来的,科学确实给人类带来了无与伦比的进步,但是面对整个生命历史,科学带来的进步虽然巨大,但它却很有可能是偶然现象,三百年太短了,它既不能代表科学的出现是发展的必然,也不能预示科学以后必将继续带来持续的进步,它甚至不能说明科学本身将会永不衰竭永远存在下去。因为这三百年的光荣,就断定“终极”必然是因科学可触及的,这个想法是愚蠢的。
《三体》中第二个非常迷人的观点是“技术爆炸”,人类现代科学发展的三百年,就是一次名副其实的“技术爆炸”,人类一下子开始掌握了科学的武器,迅速建构起了科学的基本架构,很多人觉得,虽然我们现在进展缓慢,但我们很快就会迎来第二个“技术爆炸”。但就像刚才所说的,谁知道“技术爆炸”是一个偶然还是必然,谁又敢说它一定会再次出现呢?我们现在面临的科学世界,是一个投入巨大,但产出微小的世界。对于很多理论领域,政府(尤其是美国)对其资助逐年减少,因为面对一个数十年消耗无数金钱但没什么产出且十分可能没什么现实意义的理论,也许把钱转而投入到更多民生领域去切实提高人民的生活水平才是更理智的举措。
在所有基础科学中,物理学应该是人们最寄予厚望的学科了,自从普朗克提出了“量子”这一概念之后,物理学在上世纪前半叶疯狂而匪夷所思地发展起来,玻尔、爱因斯坦、德布罗意、海森堡、薛定谔等等物理学先锋,不断地给物理学添砖加瓦,很快量子物理就彻底打破了人们认识物理甚至世界的方式,大家的科学观和哲学观全部被重塑,人们一致认为物理学已经渐渐涉及到近乎上帝的“终极”了。人们迫切地想要知道上帝到底是怎么掷骰子的,量子到底是怎么一回事,薛定谔的猫到底是活着的还是死的。然而,然而接下来的事,已经很难说明白了。薛定谔的猫成了全宇宙最悲惨的猫(没有之一),人们的理论层出不穷,薛定谔的猫从活着到死了到又活又死到分裂成了两个宇宙的两只猫……这是一个没有尽头的故事。
我们都承认,物理学以及一些与量子理论和相对论等理论相关的科学,应该是最接近上帝的学科了,这些领域的科学家提出的每一条理论,都有可能真的接近了宇宙的真实,但问题是,谁都证明不了这是真的,物理学变成了一场盛大的自说自话的游戏。也许它们有些是真的,也许它们都是真的,但问题是,我们根本没有能力去理解它们。物理学家们为了解释一个人们根本无法理解的理论,又“创造”了(大多是猜想,谁也不知道是不是真的,因为没法证明)无数个更难理解的理论,物理学真正变成玄之又玄的学科,大家都希望能够通过后来的研究去证实这些猜想,但是几十年过去了,实验和证伪工作没什么太大的气色,人们的猜想反而越来越多了。
一百年前,人们说到科学理论,会说科学理论是严谨的、符合逻辑的,一个聪明人只要经过刻苦的学习,可以理解科学并且掌握它,它丰富了一个人的智慧。而现在,即使是最顶尖的科学家,也没法理解并认同彼此的理论。作者在本书中也曾揶揄,过去人们评价某个理论,是靠实验去证明或者证伪,但是现在学者们评价某个理论,却说它“优美”、“精致”,“应该是可靠的”。这简直太不科学了!就连霍金在作者眼里,也是一个拥有“超凡想象力”的人,即使霍金是按照现有理论做出最符合物理学的构想,很多人也接受了他的构想。但是,他依据的理论很多都没有被证明也无法被证伪,而他据此推断出的大多数令人目眩神迷的构想,也同样不能被证明和证伪!
不能被实验证明或者被逻辑证伪的科学还是科学吗?无法说它“正确”却要说它“精致”的科学到底要怎么发展呢?这都是非常值得思考的问题。
这本书出版了30年了,读起来依然令人深思。无论是否赞同作者“科学已经终结”的结论,都应该认真思考一下这本书关于科学的几个重要的思考。其实结论不重要,书中观点引起的思考才重要,我们如果接受科学是漫长历史中异军突起的推动力量,就该接受并思考这个力量有消弱甚至是消亡的一天。我们当然重视在它指导下的科技给我们带来的重要改变,但也要理智接受它有可能并不是万物的终极真理。盲目地相信它和迷信某种超自然力量是同样性质的行为。
最后,科学的发展开始远离人们最初对科学的界定,它越来越多地和哲学以及艺术发生关联。物理学的发展除了让人们深刻思考了人在真理中起到的作用以外,也深深地影响了人们的文艺生活。比如说,在解释薛定谔的猫到底怎么了这个物理现象的时候,曾经有个理论叫作“多世界解释”(Many Worlds Interpretation),这个理论在很多年都没有在学术界引起重视,然而,如果没有它,就没有漫威那好几十个让你掏空了口袋的“平行宇宙”了。