叛逆的思想家完_滑翔常识_滑翔

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科学王国明天为我们预留了什么？（预言）尽管传言如此，但其实预言年12月21日会是世界末日的并不一定是玛雅人科学家。首先，玛雅人并不使用我们的数字和天文系统，对他们来说年12月20日与其他日子并无区别。将它选为末日前的最后一天，其实是我们玄乎其玄的数秘术在作祟。更重要的是，最优秀的玛雅天文学家非常善于通过天文现象做出真正的预测，绝不会被伪科学的疯话蒙骗。相反，这些流言正是西方媒体专为愚昧的大众而造，先投其所好，再添油加醋地大肆传播。不过这番蠢话倒是让我们看到了一群人的思维混乱。他们生活在一个由科技主导的世界，却仍然受到部落式的无知和迷信之摆布。在现代炫耀电子产品，用它们追踪这类“新闻”，实际上与过去的“野蛮人”自豪地把闹钟挂在脖子上是一个道理。有人觉得，想要预测包括世界末日在内的一切事物的渴望，追根究底是一种科学态度的副产品。也就是说这是科学的错，因为它让我们习惯性认为未来于我们已经没有秘密，今天就能知道明天、后天要发生的事。但事情完全不是如此，原因有二。第一个是历史教给我们的，如尼采在《悲剧的诞生》中所述，在近代科学前的古代就存在阿波罗理性精神与狄奥尼索斯本能主义之间的矛盾。只要读一读艾瑞克·多兹的《希腊人与非理性》（TheGreeksandtheIrrational）就能知道，酒神的宴席上聚集的不仅有神与魔鬼，还有祭司、圣人和男女预言家——那群有点疯疯癫癫的人和他们拙劣的预言和占卜，在那时就已如今日一般是一门生意。诗人柯勒律治在《桌边谈话》中年7月2日的一则用一句话——“人类天生可分为柏拉图式和亚里士多德式两类”，简要描述了相同观点。显然，那些蒙骗了第一类人的神话，从苏格拉底的戴蒙开始便已受到第二类人的嘲笑。他们时至今日依然在嘲笑，无法理解居然会有人相信那些无论是古代还是现代的、有关占卜的“低俗小说”。但是若将一切都归咎于古希腊狄奥尼索斯式或柏拉图式的黑暗灵魂，也是不公正的。对于非理性、反科学思维的形成，犹太—基督教传统负有更加不可推卸的责任。它们的神话里充斥着先知、布道者和预言家，每一个都忙着从灵魂深处探查生命或远或近的未来，而毫不提及事后反思。我们需要去解释，而不是使之合法化的这个依然横行于科技社会的、由神圣或渎神的伪预测所构成的谱系，正是出自犹太—基督双重传统。媒体从这个谱系中汲取并“认真地”转述所谓圣人、幻想者、纸牌占卜者、占星者、巫师和治愈术士的预言。至于大众，也“认真地”享用着占卜陷阱的大肆搜刮，把大把钞票扔进赌场、足彩、福彩、抽奖或刮刮乐中。这一切都与科学对未来的测算毫无干系。科学的本质正是它不需对我们悉知未来的狂妄想法负责的第二个原因。实际上，科学预测以可证实、能再现的确切事件为基础。以日食和月食为例，早在古代，阿波罗式或亚里士多德式学者就已经发现了它们的规律，他们配得上初代科学家这个称谓。要做出科学的预测，两个要素必不可少。首先是一个能规范抽象现象的定律，比如牛顿的万有引力定律。其次是确定具体现象的边界条件，比如一个天体在某个特定时刻的位置和速度。正是因为对这两个要素细致而熟练的使用，牛顿物理学得以取得如此惊人的成果。比如，年人们发现，于年、年和年分别出现的三颗彗星实际上是同一颗，也就是现在被称作“哈雷”的那颗彗星，并成功预言了它在年的回归。又如年有人预测了另一颗行星的存在，三年后在所预测的位置果然观测到一颗行星，也就是现在的“海王星”。没有任何预言，包括（甚至、尤其是）卢尔德和法蒂玛圣母所做的那些预言，可以展示出此般对未来的了解，哪怕时隔许久。因此，对于拉普拉斯在《概率哲学论》中宣称“若能了解每一个粒子的位置与速度，原则上就可以精确地知道宇宙的全部过去和未来”，也无须讶异。19世纪的科学实现了这一梦想，并迅速扩展到物理以外的领域。例如生物学，年达尔文发现了自然选择定律，并预测了大彗星兰授粉者的存在。这种昼伏夜出的飞蛾应有30厘米长的喙。达尔文去世21年后的年，人们发现了这种飞蛾，并将其命名为“praedicta”（在拉丁语里有“预测”之意，学名为“马岛长喙天蛾”）。提到科学预测，普通人几乎会自动联想到天气预报，但它与之前提到的那些预测之间存在着有趣的区别。其实上述的科学预测都与20世纪发现的另一个现象——确定性混沌（deterministicchaos）——有所关联。也就是说，存在一个确定性法则，但对于初始条件极端敏感。正如著名的蝴蝶效应，起因的细微差别会使结果产生天翻地覆的改变，此时可预见性理论遭遇了实际的不可预见性。这使得短期的天气预报可以很好地实现，长期的则很难——这个长期指的是四五天的时间。但是，20世纪却发现了许多不仅实际不可预见，理论上也难以预见的现象！尤其是那些直接建立在量子力学上的现象，因为其方程表明，原子、亚原子粒子的运行不过是概率性的。这种情况下，唯一可能的只能是统计类预测。这不意味着人们无法获得成果，但却意味着，只有那些不知所云、满怀憧憬或胆战心惊的人，才会将科学视作无所不能的未来预言工厂。科学并不是那样的，也决不会成为那样。所以说，我们别再奢求不可能，而应满足于科学能做到的：那便已经远远比我们应得的更多了。我们尤其应该问问自己，是否真的想知道所有的未来，甚至包括我们个人或整个人类的终点。詹姆斯·沃森，世界上第二个对自己进行基因测序的人，却对体内潜在的、与诸如阿尔茨海默症之类的老年病相关的基因毫无兴趣，以防毁掉生命的最后几年。显然，他比试图从玛雅人那里知道世界末日何时来临的蠢蛋智慧多了。为了打赢与非理智的迷信以及科学盲之间的战争，我们能做的还有很多，我们的抗争也将持续很长时间。恰如甲壳虫乐队的歌词，“闭上双眼，错解一切所见，这很容易”。比这个难得多的，且对许多人来说根本不可能做到的，是好好地睁开眼睛，尝试去明白所有有能力明白的事。阅读“伟大之书”（工具）哪一个民族或哪一种文明不曾奢望过阐释整个宇宙？可是哪一个民族或者哪一种文明拥有能做到此事的工具？古人不得不满足于诗歌，而在西方思想的曙光中，爱奥尼亚人和埃利亚人尝试创作了数篇长诗，标题都是《论自然》。他们开创的传统被后来的物理学家继承，从恩培多克勒和阿那克萨戈拉到德谟克利特及伊壁鸠鲁，以卢克莱修的《物性论》为高潮。且不论诗人以断章归纳、用吟咏演绎的宏大文学视野，这些诗篇本身也使自然如卡吕普索女神一般神秘，等待着比语言更为敏锐的工具为其揭开面纱。比如天文望远镜，年伽利略用它对准天空，获得了次年发表于《星际信使》中的发现。又如显微镜，罗伯特·胡克通过类似的方式发现了微观世界令人惊叹的秘密，并在年发表于《显微术》。自然，工具可以帮助人的感官突破原本极其有限的感知范围，使之更适合观察宏观和微观世界。然而这些观察结果并不足以描述，也不足以解释观测到的东西。人们往往需要创造一种恰当的思维和语言来支撑、表述它们。最浅显的例子正是“望远镜”和“显微镜”这两个词语本身，它们直接表述了通过工具可以看得很远，或者看到更细微的东西。意大利林琴科学院的两名研究员乔瓦尼·德米西亚尼和约翰内斯·费伯分别于年及年创造了这两个词语，用来替代伽利略使用的“大炮”和“小眼睛”这些不合适的单词。另一个比较深奥的例子则来自17世纪数学的新概念和新成果，主要是笛卡儿的解析几何和莱布尼茨及牛顿的微积分。这些新成果使牛顿得以将伽利略和开普勒的观察和预测整理为一套连贯的力学理论，并在年集结为具有里程碑意义的《自然哲学的数学原理》。此书纲领性的标题向数学语言委以阐释自然思维的任务。这不是个新观点，因为毕达哥拉斯就曾提出自然与数学之间存在本质上的联系。但他认为这种联系不是直接的，而是以音乐作为媒介。音乐中的和声可以用数字关系来表述，而和声又是因物理关系而引起。比如，若两根弦发出的声音相差一个八度，那么其中一根的长度应为另一根的两倍。故而毕达哥拉斯主义的基本比喻均参照音乐，并且歌颂世界和谐或是音乐宇宙。年，伽利略在《试金者》里的一段著名篇章中引入了一个新比喻，它更贴合新科学的精神。这个比喻将数学比作语言，书写下“这本在我们眼前不断打开的伟大之书（我指的是宇宙）”。另一个著名比喻由博尔赫斯写于《巴别塔图书馆》开篇：“宇宙（也有人叫它图书馆）”。两者互为呼应，甚至结构都是相同的。在4个世纪的生命中，武装了技术与数学工具的现代科学得以阅读和理解自然这部伟大书籍，并一直致力于将其完全破译。期间取得了一系列值得纪念的成功：在19世纪以麦克斯韦的电磁学理论和达尔文的进化论为代表；20世纪则见证了爱因斯坦的相对论，海森堡、薛定谔和狄拉克的量子力学，费曼、施温格和朝永振一郎的量子电动力学，格拉肖、萨拉姆与温伯格的电弱统一理论，格娄斯与维尔切克的量子色动力学，沃森与克拉克的DNA双螺旋结构发现，尼伦伯格的基因解码以及柯林斯与文特尔的人类基因组测序。现代科学的全球化程度与细致度如此之深，其技术与文化影响如此之广泛，使得我们甚至可以堂堂正正地将所处的时代定义为“科学时代”。假如在合上这本大书并将其放回书架之前，我们自问还有什么尚待解答，答案也许会是：关于宇宙、生命和意识的起源。三者的宏观程度依次递减。不出所料，这三大问题正是诸宗教最为关心的，它们默契地将其归结为一个统一的“伪注解”：神的干预。说它“伪”是因为其关于“上帝是缘由”的根本性假设无非是“我们无法解释”的另一种说法。如伯特兰·罗素在《数理哲学导论》中指出的，即使“按人的意愿去假设有许多好处，就像相对于诚实工作，偷奸耍滑确实能占得一些便宜”，但对问题的解决毫无意义。因此，科学并不满足，它将持续探索这三大问题的答案，而答案也正日渐浮出水面。宇宙的起源问题正在等待万有理论的最终表述能将相对论宇宙学与量子原子论结合起来。最有力的候选人可能是爱德华·威滕的弦理论。对于生命的起源则没有一个享有同等共识的提案，但存在许多可能的替代方案，这表明问题的解决已日趋成熟。至于意识的起源，神经科学与信息科学的最新成果令我们看到一条漫长却充满希望的道路。面对这些发展，科学家可以继续坚定地喊出镌刻于伟大的数学家大卫·希尔伯特墓碑上的那句格言：“我们应该知道，我们终将知道。”时间之箭悖论（时间）年前，埃里亚的芝诺提出“一支飞行的箭矢不可能处于运动状态”，因为每时每刻它都是静止的。他的这一推论是为了支持他老师巴门尼德关于“时间不存在”的观点。既然缺少可以用来使事物改变的时间，那么变化本身也是不存在的。芝诺的推论在今天看来已经没什么奇特的了，因为电影的诞生，使得这一推论为大众所了解。任谁都知道，电影中什么也没有发生，故事情节早已存在于胶片之中，“甚至时间里”。电影画面只是一种错觉，可以还原为一系列的静态和“共存态”的照片。普通观众不会去弄明白这些事，但哲学家和科学家却不会放过。他们会思考这些事是只发生在电影院还是也存在于影院外的生活中。尤其是他们会怀疑，时间和变化是否真的存在，或者不只是像电影那样的错觉。不过，有一种特定的时间性错觉，是电影无法给予的。那就是将时间的方向往回拨转，也就是让胶片倒转。这无法实现，因为倒播的电影完全是荒谬的。实际上，没有人见过一盘炒蛋变回一个完整的鸡蛋，一杯打翻的牛奶回到杯中，一个跳水运动员从水中跳回跳台，雨水收回云中，老人返老还童，逝者死而复生。显然，世界就是如此运行的。但科学不能满足于这种显然，它想要，也必须知道为什么世界是如此运行的。它特别想要和必须明白的是，时间之箭从何而来，又是如何与它所已知的事物达成一致的，也就是说，时间如何与构成科学知识的物理、化学和生物规则之整体达成统一。尽管从速度到加速度，这些基本概念的规则阐述常与时间有关，但时间之箭的问题远未得到令人满意的解答。不过在探索之路上确实已经有人走了很远，仅仅列举和说明这些答案就需要好几本书的篇幅。较新的一本书是肖恩·卡罗尔的《从永恒到现在》（FromEternityToHere），以下是对它所讲述故事的概述。最初是牛顿物理学。它对少量孤立粒子的运动感兴趣，像是台球，或者太阳系的行星。它们的运动发生于一个特定方向，但若发生在另一个方向也并不矛盾。两个台球相撞的过程或是行星运动的运行轨迹，如果倒序播放，并不会有任何奇怪的地方。换言之，牛顿物理学定律是可逆的，没有规定时间正方向。与时间之箭有关的现象则与牛顿的研究对象完全不同，前者例如热量。尽管时间之箭问题直到年才由天体物理学家亚瑟·爱丁顿正式命名，但早在年鲁道夫·克劳修斯就已首次提出相关阐述。它出现于所谓的热力学第二定律：“热量自动由高温物体传递到低温物体，此过程是不可逆的。”我们可以从水的加热过程直观地感知到什么是热量：加热中水分子的移动速度会加快，直至沸腾时出现湍流现象。年詹姆斯·克拉克·麦克斯韦明确将物体的温度定义为其组成粒子的平均能量，它们的运动速度越快则温度越高。以此类推，可以将一种气体的所有特性都归结为对其构成粒子的行为的统计，人们就会发现热力学其实就是牛顿物理学的延伸，是对大量粒子的研究。特别是年，路德维希·玻尔兹曼利用这一方法，将熵定义为一个宏观系统混乱程度的度量，根据其微观概率分布的对数进行计算。确定了熵的定义，玻尔兹曼就利用它来解释时间之箭。他著名的H定理说明“一个独立系统会自动从低熵状态向高熵状态演化，此过程不可逆”。但约瑟夫·洛施密特在年指出其中的矛盾之处：如果牛顿物理学定律是可逆的，不可能由此推导出一个不可逆的过程，例如熵的增长。为了解决这个问题，玻尔兹曼提出了一个假设，即我们的“宇宙”只是最大熵的多元宇宙中的一个低熵泡。多元宇宙的存在无须辩驳，因为它所朝向的最概然状态便是无序态。而我们的宇宙则被证明存身于许多次涨落中的一个。这些涨落或多或少是有序的，长远来看迟早会发生。至于为什么我们是处在某一低熵态涨落中，这点可以用人择原理来解释：毕竟我们只有在允许生命存在处——就像那些低熵的地方——才能生存下来。玻尔兹曼的理论于19世纪在热力学领域蓬勃发展，而到了20世纪又在宇宙学中得到新的演绎。多元宇宙被解释为量子真空，而我们的宇宙作为它的一种振荡，有两种可能的存在模式：要么是一个宇宙泡，飘浮在真空中；或者是一个子宇宙，与多元宇宙分离开来。无论是哪种方式，都可能是阿兰·古斯于年提出的宇宙暴胀的产物。为了让万物存有意义，我们自然要将真空视作一种最大熵状态。乍看上去这似乎有些矛盾，但罗杰·彭罗斯注意到，自大爆炸发射出那道时间之箭开始，途经银河系结构的形成，之后这些结构又在黑洞中瓦解，最终黑洞也走向烟消云散，在这一过程中，熵值是在不断增加的。实际上在大爆炸附近，宇宙近似于一团热气体，它的熵相当于所有组成粒子的数量，即大约。随着重力的作用和星系的形成，宇宙的熵逐渐集中到超大质量的黑洞上。每个星系的中心位置都有一个黑洞。现在，星系的数量大约是，问题缩小为计算一个黑洞的熵。正如年雅各布·贝肯斯坦的设想与年斯蒂芬·霍金的论证，一个黑洞的熵与其以普朗克面积为单位的表面积成正比。对于一个质量相当于太阳的黑洞，表面积约为个普朗克面积。若黑洞的质量相当于整个宇宙，那这个数字可达约。当前宇宙的熵取决于其中超大质量黑洞熵的平均值，可估计约为。至于真空的熵，则源自导致宇宙加速膨胀的暗能量。年索尔·珀尔马特、布莱恩·施密特与亚当·里斯发现了宇宙正加速膨胀，并因此于年获得诺贝尔物理学奖。对于任何一块真空区域，它的熵等同于具有同等表面积的黑洞的熵。而面积相当于整个可观测宇宙的真空区域，熵约为。可以看到，现在讨论时间，仅仅采用奥古斯丁的《忏悔录》中“如你不问我，我知道，但若你问我，我却无法回答”，或是维特根斯坦的《逻辑哲学》中“世界是由偶然而非事实构成的”这些故弄玄虚的说法已经远远不够了。相反，人们所必需的是坚实的科学知识，而要获得它，没有任何捷径。化学ABC（元素）在古希腊思想的初期，人们还几乎一无所知并因此无法做出任何推测的时候，根据自然哲学家对于复杂物质可简化为一种还是多种简单物质（有各种各样的叫法，例如起源、种子、根或物质）的观点，将他们分为一元论者和多元论者。一元论者中，泰勒斯推崇水，阿那克西美尼选择了气，色诺芬尼以土为源，赫拉克利特则认为火是万物之本。多元论者中，恩培多克勒将上述四者结合起来，并浪漫地想象它们会因爱聚合，因恨分裂。如今，前柏拉图时期的理论令人发笑，但我们仍可以善意地将其视作对更为深入的一些问题的最初探索。两位诺贝尔物理学奖得主埃尔温·薛定谔和维尔纳·海森堡在各自的著作《自然与希腊人》（）及《物理与哲学》（）中，正是这样做的。他们建议将水、土、空气和火看作对液态、固态和气态以及可以传递的能量的比喻。所谓能量，具体来说就是从冰到水，从水到水蒸气的过程中传递的能量。更笼统地说，他们提议将前柏拉图时期这些科学的婴啼之声理解为一种初步而含蓄的肯定，确信将复杂的自然性简化为一种或几种基础物质是有可能实现的。但从这个意义上来说，另一些对更细小的成分进行推测的前柏拉图哲学家的理论，无论从物理角度还是智力角度来看，都更为有趣。特别是毕达哥拉斯的数字和德谟克利特的原子（atomos，这个词的意思是“不可分割的”）。现代科学将物质（matter，来源于mater，即“母亲”；它也让人想到physis，即“自然”一词最初的词源）表述为由不同性质的原子构成，这些原子被由数学术语严格表述的内部物理法则和外部化学法则聚集在一起。这种表述与前柏拉图式表述有两个本质上的区别。首先，元素（element，这个词的词源不详，有人认为是源自腓尼基字母表后半部分的前三个字母el、em和en，就像单词“字母表”[alphabet]是源自前半部分的前两个字母一样）实际上超过种，即使它们的原子都是由三种东西构成的：电子、质子和中子。另外，这四种古代元素无一通过“试炼”。水被证明是由两个氢原子和一个氧原子构成的。土和空气是多种元素的混合，前者主要由氧元素和以二氧化硅形式存在的硅（60%）元素构成，后者主要是氮（78%）和氧（21%）。火则是一个过程而非元素。讽刺的是，其实早在希腊人以前，许多真正的元素就已经被辨识出来，却在很长时间内没有获得像这四大元素一样的认同。最早的有金和铜，早在公元前多年的小亚细亚和另一些亚洲区域，人们就已经将它们提炼出来。然后是铅，公元前年从矿石中熔炼出，千年之后已成为十分常见的材料。还有锡和铁，分别于公元前年和前年在波斯被发现，而在公元前年，小亚细亚地区的人们也发现了它们。当时的炼金术师正在为自己的炼金技术和嬗变的可能性寻求一种基本原理，这五种金属便与银和汞一道，为他们提供了一张元素清单。但无论如何，古代四元素在今天的人文领域依然很受

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