是否所有重大问题都已解决?是否存在某种标志科学终结的“万物至理”?今天的科学是否已经衰退到只能解答细枝末节的问题、只能修补现有理论的地步?抛开炮制者的用心,对每一个关注科学的人来说,这些都是值得严肃对待的问题。
“科学(尤其是纯科学)已经终结,伟大而又激动人心的科学发现时代已一去不复返”,在世纪之末,约翰·霍根先生作出了这样的断言。
霍根先生之所以如此自信,靠的是他对数十位“明星级”的科学家的采访、数十载科学普及工作中积累的科学知识以及作为职业记者特有的敏锐。在一一将哲学、物理学、宇宙学、生物学、混沌学等近十个学科推向终结之后,霍根先生并不觉得满足,在《科学的终结》的《跋》中,他甚至还把正文中口口声声排除在外的应用科学也一并送进了暮色的黄昏。他坚信,“将来的研究已不会产生多少重大的、或革命性的新发现了,而只有渐增的收益递减。”
考虑到这是一个各种新观念、新理论层出不穷、令人窒息的年代,以及作者仅仅是一个半路出家的科普记者的身份,“科学终结”的观点显得既不合乎潮流又缺乏说服力。然而出人意料的是,在美国,《科学的终结》一经出版就迅即成为畅销书,并引起了包括科学界在内的社会各方面的广泛关注。
可以预料的是,这种关注的大部分是一片斥责之声。科学家们一方面对书的主要论点可能引起的误导忧心忡忡,另一方面则对作者的尖酸刻薄深感不满(这一点,科学界之外的人士亦颇有微词)。著名华裔科学家李政道先生认为此书“是一本坏书”;天体物理学家戴维·舒曼先生,在《科学的终结》一书中被霍根先生封之为“大爆炸理论的吹鼓手”,斥责霍根纯粹在“胡言乱语”;甚至连世界上最为权威的科学期刊之一———《科学》(Science)也专门为此发表了一篇评论,作者戴维·古德斯坦先生(加利福尼亚理工学院的物理学教授)认为《科学的终结》提出了一个重大而且冷酷的主题,并在此基础上公允地评价了这本书。
这本书最早引起国内学者的注意是在去年,著名理论物理学家、中国科学院院士郝柏林先生为此写了一篇评论:《错把极限作终结》(此文被《中国科学报》发表在1997年7月18日头版头条)。在今年,随着中译本的推出,这本书迅速成为学术界的热门话题。
与美国同行相比,中国的科学家们并不显得客气。在《错把极限作终结》一文中,郝柏林先生认为霍根先生一个未明言的目的,“是希望未来的科学史在讲述‘二十世纪末的哀鸣’时,提到他霍尔甘(即霍根,笔者注)的名字。”北京师范大学物理系教授、新中国最早从事相对论研究的科学家之一刘辽先生,则用“狂妄”来形容霍根先生的野心,在涉及到相应的理论物理知识时,刘先生并未吝惜“无知”一词,“不过,这是一本有趣的、略有参照价值的书。”刘先生补充道。
与科学界的深恶痛绝相比,国内哲学界的人士略现宽容。几乎所有的被采访者都首先表示了对这本书的兴趣及对作者敏锐感觉的钦佩。同是中国社会科学院哲学所研究员的董光璧和吴国盛两位先生,都认为作者在科学史上是个外行,因此无论是立论上还是论据上都是成问题的。中国社会科学院哲学所的赵汀阳研究员则引用了物理学家、诺贝尔奖获得者斯蒂文·温伯格先生的评价:“我不完全否定这本书。我明白他为什么这么写,但我不同意他的观点。”
当然,除去惊世骇俗的“终结观点”之外,作者的博学和对科学前沿的熟悉亦给人留下了深刻的印象。《纽约时报》的一篇文章甚至认为:“……《科学的终结》最为成功之处,正在于它对过去15到20年里所取得的重大科学进展所作的提纲挈领的介绍,它可以使你懂得(至少是通俗地懂得)超弦理论、数学的拓扑以及怎样从复杂性中辨别出混沌。”吴国盛先生则为霍根先生对科学前沿的熟悉“格外感到吃惊”,并认为这体现了“美国通才教育的巨大优越性。”
从《科学的终结》引起的关注来看,除了精妙的叙述,作者显然触及到了一些现实而又敏感的问题。本书的中译者称全书纵贯一种“苍凉之气”,足见亦受到了相当的震动。不管赞同还是反对作者的观点,只要关注科学,我们都不得不对这本书作出自己的判读。
在追问科学家们理论的深层问题时,霍根先生察觉到了采访对象与普通人一样的焦虑、恐惧、不安和困惑。这给他一个强烈的刺激:基础科学研究正面临着相当的麻烦。事实如此吗?
刘辽先生并不回避霍根先生提到的关于量子力学与相对论之间的统一难题,并认为这是二十世纪物理学上“最大的乌云”。一般物质场的量子化,是在时空背景之下进行的,而引力场的量子化则牵涉到时空背景自身量子化的问题,“就像一场演出,演员和舞台都要由同一种东西来充当”,刘先生打了个比方,“这在数学上是相当困难的。”而且,相对论和量子力学在本质上是相矛盾的。相对论要求对事件在时空背景之下进行连续的描述,而量子力学对粒子基本特性———跃迁———的描述本身却是间断的。“这个自三四十年代以来就一直困扰物理学家的难题,至今仍未能取得重大突破,但我们也有了一些进展。”刘辽先生介绍说:“近二三十年来,黑洞量子力学、宇宙量子力学的一些进展已经能够让人们看到二者相结合的一些迹像,我们已经能够唯象的、定性的探讨这个问题。”刘先生显得相当乐观,他相信与上个世纪末一样,今天物理学上空的这片“乌云”孕育着一场更加重大的突破,“它的意义也许会超过量子力学和相对论革命。”
对物理学史相当谙熟的董光璧先生对当前理论物理学面临的难题一清二楚,他认为虽然深层的理论没有取得突破性进展,“但这不意味着物理学已经终结,理论的突破是一个从量变到质变的过程,物理学家在很多方面都取得了不小的进步,这些都是质变前的量的积累。”
除了理论本身的困难,霍根先生对基础研究的疑虑还来自另一个方面:社会的政治、经济因素对它的制约。中国人民大学哲学系副教授王鸿生先生显然对此非常认同。在回顾了本世纪诺贝尔物理学奖的获奖情况之后,王先生指出:“自六十年代以来,获诺贝尔物理学奖的越来越多的是从事应用研究的物理学家,这从一个侧面说明当代物理学基础研究越来越复杂、规模越来越大、不确定性因素越来越多的特点。”这种特点决定了基础研究对社会环境的依赖性越来越大,“一旦政府放弃对一个项目的支持,打击是相当明显的。超导对撞机的放弃,便使粒子物理学的进程大大延缓了。”
不过,霍根先生显然夸大了基础研究所面临的问题。并不是每一个领域都感受到了来自理论与资金两方面的压力。著名生物学家、中国科学院院士邹承鲁先生在听完记者的简单介绍之后,立即表示对此“不感兴趣”,他说“对于每隔几年就有一次所谓‘终结’,结果都是‘终结者’因几乎是立即出现的重大突破赧然而退。”在邹先生看来,生物学领域尚有如此之多激动人心的难题需要去研究和探索,在所谓“终结”的问题上花费过多的时间和精力显然得不偿失。霍根先生顽固地认为达尔文的进化论终结了生物学显然只是一种偏见。
霍根先生知识的广博,一个明显的例证是他试图搬用科学的理论来终结科学。他认为相对论限定了速度的范围,量子力学宣告了微观世界的不可确定,混沌理论证明许多宏观复杂现象在消除量子效应之后仍然不可预测,而这些都是科学在发展的过程中,不断给自己套上的“枷锁”。
郝柏林先生在他的书评中用了一连串的排比句来诘问霍根先生,“认识到质点不能超光速运动,不是力学的终结,而是狭义相对论的开始;引力质量和惯性质量不能区分,不是引力理论的终结,而是广义相对论的开始;‘测不准原’原理不是测量技术的终结,而是量子力学的开始。不可数、不可决定、不可计算、不可预言这类概念的明朗化,预示着复杂性的研究成为科学。”郝先生的结论是:“人类每认识到一处带根本性的极限,就是一个新科学方向的开始。”“霍尔甘的失误,就在于错把极限作终结。”
董光璧先生的见解与此不谋而合。他认为霍根先生所列的诸条定理,不是对人类思维的限制,而只是理论的适用范围,“事实上发现理论的界限是一种进步,科学不可能一劳永逸地解决问题,而是在设置界限与打破界限的过程中不断前进。”
刘辽先生并不讨厌“终结”这个词,“对某一具体的物理理论而言,有可能因不断的完善而终结,但对整个物理学来说却绝无这种可能。”刘先生强调。举例来说,经典的电磁理论在麦克斯韦建立起以他的名字命名的方程组之后,在经典的范围内对其的突破基本上是不可能的。因此,“在经典的意义上,电磁学走向终结,但在整个物理学框架内,我们还有量子电磁理论。”刘先生从相对真理与绝对真理的相互关系指出了霍根的错误:“他把相对真理夸大为绝对真理,因此必然导致科学面临厄运的错误结论。”
关于这个问题,赵汀阳先生的解答哲学味道十分浓烈。“追求对世界本源的认识和寻求一个终极的答案,其实是哲学一直在追问的问题,但在现代,这样的追问已经被哲学所抛弃。”赵先生侃侃而谈,“霍根先生之所以得出科学终结的错误结论,是他及许许多多的人把科学目标订得太高。”当然,追问一切根源的野心在近代科学诞生之始已然成为科学的最终目标,但“到今天为止甚至数十年以内,不会有足够的理论能够令我信服追求终极的大统一理论对科学来说是力所能及的。”“不过,这决不是说,人类已经没有任何进步的余地,因为在力所能及的范围之内,科学仍然有许多重大的问题需要解决。”赵先生认为。
反讽的科学,是霍根先生用来描述诸如物理学中“超弦”理论这样的科学理论的词语。按照他的观点,这种科学理论有着复杂的数学推导和思维演绎,但却无法产生能够检验的推论。可以说,他的科学终结论在很大程度上来源于对这种研究方法的不满意,或者说是憎恶。在《科学的终结》第三章“物理学的终结”的末尾,霍根写道:“这些反讽的科学家的争论,根本不可能为实验所证实,只能越来越近似于文学批评中的文字游戏,而他们的物理学会,也将逐渐演变为现代语言学会。”
物理学已经堕落到这种地步了吗?显然不是,刘辽先生和董光璧先生都认为当今的理论物理学并没有脱离实验,一些相当重要的结论均有实验的支持。虽然存在一些尚不能被检验的理论,“但这只是理论研究超前了实验而已。在科学史上这很正常。”董先生如是说。
吴国盛先生则对霍根先生对所谓反讽的科学深不以为然。吴先生认为,按霍根先生的观点,爱因斯坦的相对论是科学史上最为典型的反讽的科学。“当时并没有任何的实验表明需要爱因斯坦的广义相对论,广义相对论在出现之后也并没有马上成为实验检验的对象。最具讽刺意味的是,当年爱丁顿所做的那个有名的判决性实验,被证明是一个错误。”“如果霍根先生能对科学史有所研究的话,他应该不会对反讽的科学抱有如此的敌意。”吴先生认为。
赵汀阳先生的观点与他对科学限度的讨论一脉相承。“对霍根先生所谓反讽的科学研究的那些问题,我倾向于称它们为半哲学问题。因为其中的一些问题不仅现在不能被验证,而且将来也不太可能被验证。”赵先生强调,如果一切理论都需要实验验证而且人能力的扩展能够使一切理论成为检验对象的话,就会有一个危险的结论:有一天人类能够把整个的宇宙当成实验品去验证宇宙起源理论或终极的大统一理论。“这正如一则笑话,假如一个人每天都抱着小牛犊上山,那么当小牛犊长成大牯牛之时,这个人的力气也就大到能把大牯牛也抱上山的地步。事实上,这不可能,人应该有自身的限度。”
王鸿生先生则表示,“反讽的科学”实际上表现出科学与公众越来越远的距离。科学分支越来越细,越来越专,不仅普通公众对某些领域的研究一无所知,即便是相同专业不同分支的学者间亦有同样的感觉。“如果别人对你正在做的事一无所知,而你又对他讳莫如深,他自然会对你正在做的工作表示怀疑。”王先生认为,今天的基础理论研究,要么小到原子的水平,要么远到银河系之外,均不是人们日常生活可感可知的对象,这就需要科学家们拿出更多的时间和精力普及科学,与大众进行交流。“否则,科学研究由于资金和人才的日趋减少而走向终结也不是不可能发生的事。”
正如一位评论家所言,霍根先生的《科学的终结》“为我们打开了一扇新的门户”,但透过这个门户,所能看到的和感受到的更多的取决于你的立场和角度。
吴国盛先生看到的仍是“终结”,但是沿途的景色并不给人萧条和苍凉的感觉,反而有一种新生的愉悦和快感。吴先生把牛顿的物理学和爱因斯坦的相对论都归入“古典科学”的范畴之内,在本质上它们都试图构建一个还原论的、原子论的、决定论的世界图景。这种科学的指导思想是培根所呼喊的:“知识就是力量”,它以取得对自然的支配权和相对其他文化的优势地位为目标。事实上,近现代史表明,科学已经实现了这个目标。但是20世纪后期相继出现的能源危机、生态危机及社会危机都“昭示了古典科技的某种界限”。而“新兴的系统科学、非线性科学,特别是生态科学,向古典科学发起了挑战。”
吴先生认为,新的科学不是传统“古典科学”内理论上的突破,而是一种观念的变革和范式的重建。“整体的观念、非还原的观念、非决定论的观念、复杂性观念、不可逆观念被突出出来,与自然界生命的原则、有机的原则相衔接。”新的科学范式将是一种尊重多元的、多样性的、人性化的科学范式,它并不否定传统的科学精华,而是“寻找旧范式中的革命力量和可以联合的部分”,对这个时代人类生存方式进行反省。
赵汀阳先生则认为,目前已经有多种迹像表明人类社会处于一个尴尬的点上,在这个点之后存在着各种各样的可能性。“霍根先生的敏锐在于他看到了这一尴尬,但却陷入了错误的结论。”赵先生指出,所谓科学的终结当然只是一个神话,但“人类确实面临着一场思想重心的转向,由追求科学的解释逐渐转变到文化的重构”。“所谓文化的重构也就是文化的再文化。”科学技术已经为人类社会积累了足够丰富的财富,当下的主要问题应该是如何去合理的消费这些财富。“这使得人的存在问题,人与人的关系问题凸现出来,”赵先生预测,“下个世纪,人文社会科学将有一个飞速的发展。”文化的重构就是要人们在全球文化碰撞、交叉、融合、重组时能够建立起一些崭新的文化。“不过”,赵先生略一停顿,“这很难讲,如果科学研究又取得一次相对论级别的突破,追求科学解释的狂热仍会继续下去。”
对《科学终结》一书的采访,本打算就事论事地进行,尽可能多地找一些科学家发表看法。但原定的进程出现了变化,而被访学者们的观点又是如此丰富多采,以至无法就事论事地把它们统一起来。因此记者把它写成了话题的形式,当然,话题不都是记者刻意追问的结果,而是从被访者的观点中抽取而成的。
显而易见的是,文中所讨论的话题并非都因这本书而起,也并不会都因这本书而“终结”。这本书只是为有这样一场对话提供了一个契机。如果这篇报道能引起更多人对其中某些话题的关注,它的目的就达到了。