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第44章 科学说:我不信先验理性 (2)

第二,相对论否认了牛顿时代的时空观。过去,时间和空间的独立性是不言而喻的,比如在康德那里就成为了人具有某种先天认识形式的证明。而相对论认为,人的时间和空间的概念都是错的。那么人们对先验理性的信心要进一步打折扣了。

以上这些科学发现,无不让人怀疑先验理性到底存不存在。当年的理性主义者、形而上学家们自信满满地追求绝对真理、先验理性,此时看来,他们的自信就没什么道理了。

我们顺便说一下,相对论的发现也正好证明了休谟怀疑论的正确。休谟说,无论我们过去看到多少重复发生的事件,我们也不能确认这事件在未来一定会再次发生。无论太阳升起过多少次,也不能肯定明天太阳一定会再次升起。当时很多人都觉得他是抬杠。

可是在相对论出现之前,全世界范围内的各种科学实验、天文观测和机械生产,在长达一个多世纪的时间里,无数次证明了牛顿力学是正确的。结果呢,有一天,人们发现:哇塞,新的观测数据真的就出现例外了!真的就不符合我们的预测了!这不就是休谟的预言吗?

所以,让我们一起膜拜休谟大人吧!

科学说:人的认识能力有局限

相对论还有一个衍生的结论:我们对整个宇宙的认识有很大局限。

通过发展观测技术,人类有能力看到很远以外的宇宙,比如目前最远大约是120亿光年。但光速是恒定的,120亿光年的意思就是来自那个地方的光得花120亿年才能走到地球。因此我们所看到的120亿光年远的宇宙,只能是它120亿年前的样子。后来它变成什么样,今天什么样,因为它发出的光线还没到地球,我们就不知道了。

换句话说,如果我们想知道从有人类以来,这段时间里宇宙的样子,那我们只能观测到几百万光年范围以内的宇宙。而据推断宇宙可能有几百亿光年大,相比之下,我们能观测到的范围就太小了。而且相对论说任何事物都不能超过光速,所以就算我们采用望远镜之外的手段去观测宇宙,也不可能超过这个极限。

所以,无论我们对宇宙的全貌有什么样的设想,这种设想都不可能得到全面的检验。我们对宇宙的了解只能陷在有限的范围内,只要不推翻相对论,这个局限就没法突破。

更厉害的发现还在后面。

在牛顿的经典物理学里,我们想要了解一个物体的运动状态,必须知道两个东西:物体的位置和动量。

然而物理学家们在研究量子的时候发现一个奇怪的现象。物理学家观测一个电子,越是精确地确定其位置,就越无法确定它的动量,越是想更精确地测量它的动量,就越测量不到它的位置。这并不是因为科学家的观测技术不行,而是由严格的理论决定的。这个规律叫做“海森堡测不准原理”或者“海森堡不确定性原理”。

也就是说,你大可以想象每一个电子在某个瞬间有固定的位置和动量,但这对于人类是没有意义的。人类永远无法知道一个电子的运动状态,也永远无法精确预测电子的运动,只能大略猜测它的运动趋势。

而且,因为我们不能准确预测某个电子下一刻的位置,我们连分辨两个电子的能力都没有。当我们观测两个相同电子的时候,我们只能看到两个电子闪来闪去,我们根本没法知道哪个是哪个。

类似的怪事,还有电子的“波粒二象性”。从传统意义上说,电子不可能既是波又是粒子。然而科学家在实验中发现,电子既能显示波的特性,又能显示粒子的特性,关键看科学家们用什么方法去检测它。用一种方式观测就是波,用另一种方式观测就成了粒子。

这是一个对物理学冲击非常大的学说。我们说了,科学的成就建立在因果律之上,一个原因产生一个结果。因此才产生了机械论和决定论,因此工程师们才敢在纸上写写画画,不用亲自做一遍就能肯定某个工程设计可行还是不可行,因此牛顿力学才能用来指导我们的生活。

然而量子力学说的是什么?在量子级别的世界里,没有决定论,也没有确定的因果律。科学家们对于一个电子的运动状态只能预测出一个概率,只能说大约、可能在哪。物理学成了一门缺乏确定性的学说。

这一下子让整个物理学都变得可疑了。难怪爱因斯坦对这一学说特别反感。在这个问题上,爱因斯坦扮演了顽固派的角色,试图用各种办法来驳倒测不准原理。爱因斯坦说了一句名言:“上帝不掷骰子。”意思是,世界不可能存在真正的随机,一切都是确定的。

然而,这回是爱因斯坦错了。

经过无数的讨论,今天的科学家们普遍接受了海森堡等人的结论。人们相信,在对量子的认识上存在着不可逾越的限制,人类永远无法准确地认识量子。霍金因此说:“上帝不但掷骰子,还把骰子掷到我们看不见的地方去。”说这世界不仅存在随机性,而且人类还无法了解它。

这意味着,人类对这世界的认识能力又受到了进一步的限制,而且只要量子力学不被推翻,这限制就永远无法逾越。那种认为“随着不断的发展,科学终究能解释所有事情”的想法,就变得很幼稚了。

另外,还有一种人类认识能力的局限是由逻辑决定的,更是没法逾越的。

比如“一切事物都是互相影响的”这句话对吗?

这句话永远是对的。因为一旦我们找到一个“不影响任何事物的事物”,当我们观测到它的时候,它就开始对我们产生影响了。所以我们永远找不到这样的东西。所以这个命题是永远正确的。

再比如,无论是历史上还是今天,都有很多宗教信徒号称自己拥有过神秘体验。比如感觉到神灵对自己有所启示,甚至于某种“天人合一”的体验。那么,从科学的角度说,即便我们排除了当事人撒谎、使用迷幻药等原因,科学仍旧不可能承认这种现象,仍旧会认为这些都是幻觉。

因为“幻觉”的定义是什么?定义就来自于经验主义:一个东西我说我看见了,其他人都没看见,那就说我产生“幻觉”了。问题是宗教的神秘体验恰恰是属于个人的,因此就算科学能力再强,只要神秘体验不留下其他痕迹(比如神灵出现后融化了地面之类),那么永远都会符合“幻觉”的定义,永远都不会被科学承认。

再比如“不存在不能被观测到的事物”、“如何确定我的记忆没被修改过”也属于类似的问题。

在这一章里还可以一提的,是弗洛伊德打击了人类对心理学的信心。

弗洛伊德对心理学的最大贡献在于发现了潜意识。而且他认为,潜意识给人的影响非常大,甚至会超过理性。虽然弗洛伊德后来受到了很多批评,但是人们普遍认同潜意识对人的影响非常大。而且潜意识是非理性的,那么使用科学方法的心理学,对潜意识的描述也必然有一定的抽象。既然潜意识对人的影响很大,整个心理学的能力也就因此下降了,那种认为哲学可以归为心理学下属学科的想法也就难以成立了。

其实,哲学家们很早的时候就意识到了人类认识能力的局限。比如休谟认为人类不可能了解因果律。康德认为人类只能认识表象世界,认识不到物自体。逻辑实证主义者则把人类的认识能力局限在符合逻辑实证规则的语言命题内。

所以,科学对人类认识能力的限制给哲学的冲击倒不大,主要是通过科学结论再次佐证了哲学家们的这些结论。

顺便一说,我们可以发现,上述几名哲学家的观点都可以用在解释量子的不确定性上。

刚才说了,科学家永远没法准确观测一个量子的运动状态。

那么在实际的观测效果上,科学家只能承认量子的运动是随机的。因此有人认为量子世界里不存在因果律,这也就验证了休谟的怀疑论。

同时,人类永远不能确认一个量子的运动状态这件事说明,康德所说的物自体是存在的。

从逻辑实证主义的观点看,我们也可以认为,量子的运动状态已经超越了人类语言的描述能力,所以看上去量子的状态是不确定的、缺乏意义的。这个观点下一段还会继续说到。

本章的主要内容都说完了,我们再说点量子力学的其他影响。

那就是彻底打败了机械论和决定论。这对于坚持人有自由意志的学者来说倒是一件好事。

量子的运动状态充满了随机性,那么即便我们的物理能力再强,我们也不可能准确预测一切。或许有人问,量子的随机性是怎么影响现实世界的呢?我们不讨论具体的物理问题,我们可以想象,假如有一个科学家,根据每次观测到的量子的运动状态去控制一台机器,那么这台机器的运动状态自然也是随机的,也是不可预测的了。

还有一种观点认为,量子世界并不是随机的。我们看到量子世界的种种不确定性,是因为我们日常生活里的认识经验以及语言,和微观世界的规则是不匹配的。我们的思维根本就不适合表达那个世界的规律。其实量子世界本身存在因果律,只是我们的思维认识不到。但即便这么设想,在我们这个“表象”世界里,量子运动终究是不可预测的。就算背后有因果律,因为我们永远不能理解这种规律,机械论和决定论对于我们也就没有意义了。

再说点闲篇儿。

量子力学还有一个问题,它和广义相对论是矛盾的。用广义相对论去解释宏观宇宙,用量子力学去解释微观世界,都没什么问题,都有实验佐证。但是这两个理论却对宇宙有着矛盾的解释。这显然有问题,但是科学家们无论是从量子力学还是广义相对论中,都没有找到突破口。科学家们觉得,应该从更高的层次统一这两种理论,比如美国电视剧《生活大爆炸》里的主角Sheldon搞的超弦理论,就是目前非常流行的一套方案。但是今天科学界还在争论中,还没有一个特别合适的说法。

还可以说说爱因斯坦和海森堡。

这两个人有一个共同点,就是他们都和原子弹有关,但都不是原子弹真正的发明者。

很多人误以为爱因斯坦就是原子弹之父,因为人们根据相对论造出了原子弹。喜欢玩电脑游戏的朋友知道,有一款著名的战争游戏就设计成,玩家只要造了“爱因斯坦”就能开发原子弹。实际上,相对论只是从理论上说明了质能转换是可能的,离原子弹还远着呢!爱因斯坦虽然身在美国,但是对原子弹的开发贡献其实很小。

而海森堡则实实在在地开发过原子弹,但是在战争中他站在了纳粹一方。他本来有机会造出原子弹改写历史的,结果由于一些失误,最终失败了。比较好玩的是,二战中的美国人很精,一边打着德国,一边还琢磨着德国的先进科技。美国人专门组织了特种部队,抢在其他盟国之前搜捕德国的著名科学家。结果海森堡等人就是这么被美国抓去的。不过美国也不能强迫人家投靠,

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