多年以后,我还是忘不了第一次读到刘慈欣短篇小说《朝闻道》时的震撼:
当时地球上包括霍金在内的各个领域最优秀的一批科学家,为了获得终极真理,走上了外星人设置在沙漠上的一个直径五十米沙粒聚合成的半球祭台…… 轮到物理学家们走上真理祭坛。真理祭坛悬浮于无际的黑色太空中,物理学家们看到在遥远的黑色深渊中有一颗金色的星星,它开始小得难以看清,后来由一个亮点渐渐增大,开始具有面积和形状,他们看出那是一个向这里漂来的旋涡星系。星系很快增大,显出它磅礴的气势。距离更近一些后,他们发现星系中的恒星都是数字和符号,它们组成的方程式构成了这金色星海中的一排排波浪。
宇宙大统一模型缓慢而庄严地从物理学家们的上空移过……窥探到宇宙真理的科学家们,最后都被一道强光点燃,变成一个个火球,上升,消失在天空中。
这篇小说潜藏着一个重大思考,科学有尽头吗?科学的发展有终结吗?或者说,人类对宇宙的认识,对生命和意识的认识,对微观世界的认识会有一个尽头吗? 很多人看到这个问题,可能都会一个非常肯定的答案,当然不会有尽头的。
这种非常笃定的认识,也许来自于人们对科学发展史的印象。自近代自然科学诞生以来,科学一直在向前发展,从未停顿过,大量的科学成果,也前所未有地改变了人类生活的面貌。但事实上,在十九世纪末二十世纪初,当时不少物理学家已经产生过这样的想法:他们认为物理学的大厦已经建成,物理学的发展基本上已经完成,人们对物质世界的认识已经达到了终点。物理学剩下的工作只是缝缝补补。
不过后来爱因斯坦的“相对论”、以及量子力学的提出,又让物理学产生了天翻地覆的新进展,这种“物理学终结”的看法被人们嘲笑着丢进了历史的垃圾堆。可是以物理学为代表的基础科学的发展真的会永无止境吗?
这本《科学的终结》的作者约翰霍根在二十世纪九十年代末再次提出类似的观点,他甚至认为不仅物理学可能就要终结,连哲学、宇宙学、进化生物学、社会科学、神经科学、混杂学(霍根自创名词),限度学,科学神学或机械科学……简言之,人类一切重要的科学领域都可能面临终结。
听起来是不是很荒诞,又惊世骇俗?这本书在当时一出版就在欧美科学界乃至一般的科学爱好者当中引起了巨大的争议和反响,在一九九七年被译介进中国之后,同样在知识界激起了波澜。以至于若干年后,在国内曾出过两份颇具影响力的书单,“改革开放30年最具影响力的300本书”“新中国60年中国最具影响力的600本书”都把《科学的终结》收录在内。
在本书里,作者霍根的看法更加悲观,他认为以人类的认识能力和认识条件,可能根本就触碰不到最终真理,科学的进展事实上已经停止了。人类科学的各个领域是有可能终结吗?我们不妨以书中所列的一个领域,物理学为例。
流行于二十世纪八十年代中期的“超弦理论”直到现在都是物理学的最前沿。物理学家们希望该理论能一揽子解决所有最为深刻的奥秘:物质最深层次的奥秘是什么?宇宙是如何来的?它为什么会采取我们所观察到的形式而不是别的形式?上帝在创造宇宙时是否还有别的选择?
超弦理论认为,自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子,而是很小很小的线状的“弦”。弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子,能量与物质是可以转化的。大至星际银河,小至电子,质子,夸克一类的基本粒子都是由这占有二维时空的“能量线”所组成。
在此为基础,超弦理论还有一系列近乎科幻的设想。比如一种弦构成一种宇宙,可能有10的五百次方这个数量级的不同版本的宇宙。而在这个多元宇宙的海洋里,我们现在所能观测到的这个宇宙,只是无垠的宇宙海洋里的一片小泡沫。
但本书作者霍根针对这一理论提出了尖锐地批评,因为超弦理论所假定的这种“弦”粒子,太小太小了——超弦粒子之于质子,就像质子之于太阳系那样小,从某种意义上说,这种弦跟我们的距离甚至比在可视宇宙最边缘的类星体还要远——完全无法被任何可能的实验手段观测到。也就是说超弦理论完全无法被证伪,而证伪正是区分科学与伪科学的最佳标准。而且超弦理论也完全无法做出任何可被验证的预言。
美国《自然》杂志的编辑马多克斯曾指出,如果牛顿的万有引力理论送到今天的一家刊物,确定无疑会被拒绝,因为它太反常了,以至于无法让人相信。但牛顿的公式却以惊人的准确性给出了计算行星运行轨道的方法,它是如此有效以致无从否定。
爱因斯坦关于可弯曲时间和空间的广义相对论,看上去更是古怪,但引力使太阳光线弯曲的预言得到证实后,它得到了广泛的承认。同样,物理学家相信量子力学,并非因为它解释了世界,而在于它以惊人的精度预言了实验结果。理论学家们不断预言新的粒子和现象,实验则不断验证这些预言。
而超弦理论呢?它无法做出可被验证的预言,它所假设的基本粒子小到根本不可能被观测到的地步。 霍根尖锐地指出,超弦理论的出现和大行其道,本身就是物理学停滞甚至终结的体现。因为物理学家们已经无法提出可被检测,可作出准确预言的理论了。
作者在这里提出了一个“反讽的科学”的概念,即那种即使在原则上也不可能由经验所检验或解决的科学。 反讽科学所提供的思想、观点,至多是有意义的,能够引发进一步的争论。但反讽科学并不趋向真理,不能提供可检验的新奇见解,从而也就不会促使科学家们对描述现实的基本理论作出实质性的修改这种“反讽科学”可能只是一些科学家申请科研经费,写出论文,博取社会声誉地位的一种智力游戏。而科学本身是停滞不前的。
弦论就是一种“反讽的科学”。在现代宇宙学领域,像霍金提出的虫洞,婴孩宇宙,无限维的超空间在霍根看来都是“反讽的科学”。而在其他科学领域,这样的反讽科学也大量存在。
需要强调的是,《科学的终结》里所说的科学,并不是指应用科学,而是指那种最纯粹、最崇高的科学,即希望能理解宇宙,理解人类在宇宙中的位置的这类最基本的人类科学。像今天最火的大数据,区块链,人工智能之类的东西,只是原有基础科学的应用而已。
霍根认为,未来科学很可能将不会再有重大的“启示或革命”的预见——不会再有什么对于自然的洞见,能够像日心说、进化论、量子力学、相对论,以及宇宙大爆炸理论那样震撼人心。科学家们可能永远搞不清楚,生命到底是如何在三十亿年前产生的,人类的意识到底是如何运作的,宇宙之外还有什么……
科学界也并不是没有人与霍根有类似的看法。诺贝尔物理学奖得主伊瓦尔贾埃弗曾在2013年指出:“或许,我们已经抵达了科学的结点,或许科学不过是一项有限的事业,尽管源自这一有限事业的发明是无穷的。那么,这就是科学的终结吗?绝大多数科学家对此存而不论,但我却旗帜鲜明地赞同这一点。”
约翰霍根是《科学美国人》杂志的专职撰稿人,他确实具备优秀的记者和作家的素质。这本书绝不是一本枯燥的科学理论书,而是采访了世界上各个领域一流的大科学家,像写《奇点临近》的库兹维尔、霍金、道金斯、波普尔等人。霍根不仅和他们进行了思想上的交锋的碰撞,还极其生动地刻画出他们的音容笑貌、脾气禀性,读来非常生动像小说一般,让我们看到了略显冰冷的科学背后的那一个个个性鲜明的人。
“读这本书,你不必非得同意作者的观点,哪怕你觉得作者预设的观点不能在书中自圆其说也无妨。在新奇的观点下所引出的那些更有新意的关于科学的信息,仍然有其不可替代的价值和生命力。”这可能也是本书最大的价值所在。