《世界觀:現(xiàn)代人必須要懂的科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)史》是美國學(xué)者理查德?德威特撰寫的科學(xué)哲學(xué)著作,2018年由機械工業(yè)出版社出版。作者基于費爾菲爾德大學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗,通過圖表輔助與通俗化表述,系統(tǒng)梳理科學(xué)認知體系的演進歷程。
全書以科學(xué)史為主線,解析人類世界觀從亞里士多德地心說、牛頓經(jīng)典力學(xué)到相對論與量子力學(xué)的變革過程。第一部分探討科學(xué)哲學(xué)基礎(chǔ)命題,包括真理本質(zhì)與實證方法;第二部分分析古代至近代科學(xué)范式轉(zhuǎn)換,聚焦托勒密至伽利略的理論突破;第三部分評述現(xiàn)代科學(xué)對傳統(tǒng)世界觀的沖擊,揭示科學(xué)理論與認知框架的動態(tài)發(fā)展。通過跨學(xué)科視角,闡釋科學(xué)思維如何重構(gòu)人類對世界的理解。
第31章 世界觀:總結(jié)思考
在最后這一章中,我們將整體回顧一下到目前為止的討論,對前幾章中探討的發(fā)現(xiàn)所帶來的某些影響進行思考,并推測一下我們的世界觀可能需要發(fā)生的某些改變。
概述
在本書的開頭,我們探討了亞里士多德世界觀。這個世界觀是一個像拼圖一樣環(huán)環(huán)相扣的觀點體系,其中每塊拼板都可以很好地拼合在一起。宇宙是有意義的。在那個拼圖里,我們感到對所有重要的問題都有了很好的理解,比如宇宙結(jié)構(gòu)、我們在宇宙中的位置、事物如何運轉(zhuǎn)以及為何如此,等等。
我們不僅得以解答有關(guān)這個世界的個別問題,同時對宇宙是什么樣子的,也就是我們所居住的宇宙,也有了一些理解。宇宙是有目的的、有本質(zhì)存在,這個有目的的宇宙之中充滿了為了本質(zhì)的、內(nèi)在的和自然的目標而運轉(zhuǎn)的物體。這個畫面看起來非常完整、清晰,而且正確無誤,因此我們發(fā)現(xiàn)亞里士多德本人都認為對宇宙的理解已經(jīng)非常完整全面了,剩下的只是用一些細節(jié)來填補某些細小的縫隙。通過這些,亞里士多德表達了一個后來每個時代都在重復(fù)的觀點,甚至?xí)r至今日仍是如此。
在亞里士多德世界觀中,一個常見的隱喻是把宇宙當(dāng)作一個有機體,這也是通常在思考我們所居住的宇宙時所用的方法。就像有機體由許多部分組成,這些部分發(fā)揮各自功能來實現(xiàn)其目標,比如心臟負責(zé)抽送血液,消化系統(tǒng)負責(zé)處理食物等,宇宙也被認為是由許多部分組成的,每個部分有其天然的功能和目標。我們理解了,或者說認為理解了,我們居住在怎樣的宇宙中。
在第19~22章,我們探討了從亞里士多德世界觀向牛頓世界觀的轉(zhuǎn)變。我們看到,隨著17世紀新發(fā)現(xiàn)的出現(xiàn),組成亞里士多德世界觀的觀點拼圖不能再維系。這個世界觀中的某些錯誤觀點,比如正圓事實和勻速運動事實,過去看起來是相當(dāng)直接明確的經(jīng)驗事實,然而后來都被證明是錯誤的哲學(xué)性/概念性事實。這一世界觀中的其他一些觀點,比如“地球是宇宙中心”的觀點,雖然有直接觀察結(jié)果和完備的推理作為支撐,但后來仍被證明是錯誤的。
我們看到,在亞里士多德觀點拼圖中,需要摒棄的并不僅是某個位于邊緣位置的觀點拼板。事實上,需要替換的是這個拼圖中的核心拼板,而且隨著核心拼板的更換,整個觀點拼圖實際上已經(jīng)發(fā)生了改變。值得注意的是,亞里士多德世界觀后來被證明在很多方面都是錯誤的。換句話說,并不是亞里士多德世界觀拼圖中的單個觀點拼板被證明是錯誤的,而是亞里士多德世界觀拼圖被證明是一個錯誤的拼圖。宇宙被證明完全不像是亞里士多德世界觀中所認為的樣子。宇宙完全不像是一個有機體。
我們看到,一個與新科學(xué)發(fā)現(xiàn)相一致的新世界觀拼圖替代了亞里士多德世界觀拼圖。這個新世界觀拼圖,也就是牛頓世界觀,似乎非常行之有效。拼圖中的拼板很好地拼合在了一起,宇宙也是有意義的。對一些重要的問題,我們也得到了答案,包括宇宙的結(jié)構(gòu)、事物如何運轉(zhuǎn)等。
我們不僅對關(guān)于宇宙的一些重要問題有了答案,還對我們居住在怎樣的宇宙中有了很好的理解。我們居住在一個機械的宇宙中,其中物體的行為模式在很大程度上是因為作用在這些物體上的外力。我們可以理解這些作用力,并用數(shù)學(xué)定律來精確描述它們。
同樣地,牛頓世界觀也有一個很好的隱喻來總結(jié)我們所居住的宇宙。在牛頓世界觀中,我們開始認為宇宙像一臺機器。我們認為,組成宇宙的物體彼此之間存在相互作用,就像一臺機器的零件之間存在相互作用。就像機器零件是通過推拉其他零件而產(chǎn)生彼此之間的相互作用,我們認為宇宙中的物體也通過這樣一種機械的方式來產(chǎn)生相互作用。在這種“宇宙像機器”的觀點之中,隱含的概念是“物體之間的相互作用是定域的”,也就是一個物體只能對與其有某種關(guān)聯(lián)的物體產(chǎn)生影響。我們認為這些組成部分按照我們所理解的方式共同運轉(zhuǎn),像亞里士多德一樣,我們認為自己幾乎已經(jīng)完全理解了這個世界。
我們大致理解了自己在一個關(guān)于宇宙事物宏偉構(gòu)圖中的位置。我們不再位于宇宙的物理中心,但從另一個角度來說,我們認為自己仍然在造物的中心。根據(jù)通常的觀點,生命是神圣影響力的產(chǎn)物。還有什么別的因素可以解釋在有生命的有機體身上發(fā)現(xiàn)的明顯設(shè)計呢?伴隨這個觀點而來的,自然就是認為人類位于生命的頂端,是特別的存在。
前面這一切在很長一段時間內(nèi)都是行之有效的。然而,隨著新近科學(xué)發(fā)現(xiàn)的出現(xiàn),我們看到相對論和量子理論對“我們居住在怎樣的宇宙中”這一問題產(chǎn)生了深遠影響,而演化論在我們對自己在宇宙中所處位置的認識方面,也產(chǎn)生了同等重要的影響。這些新發(fā)現(xiàn)只需要我們改變舊的牛頓世界觀拼圖中某些外圍拼板嗎?還是就像17世紀的新發(fā)現(xiàn)帶來的巨變一樣,我們不得不因此放棄牛頓世界觀拼圖中的核心部分?接下來,我們將對這些問題進行探討。
對相對論的思考
乍看起來,相對論似乎有非常深遠的影響。相對性的推論,比如對不同的觀察者來說空間和時間可以是不同的,與我們對空間和時間的強烈直覺是矛盾的。同樣地,我們通常認為(而且很堅定地認為)空間和時間是絕對的,即大致上來說,不管在什么地點、對什么人來說,空間和時間都是相同的。
這些關(guān)于空間和時間的觀點(即空間和時間是絕對的),在牛頓的《原理》中可以找到明確的表述。然而,事實上,這個觀點的出現(xiàn)遠早于此。至少追溯到古希臘時期,那時就可以隱約找到“空間和時間是絕對的”觀點。簡言之,絕對空間和絕對時間的概念至少在很久以前就已經(jīng)隱約存在了,而在牛頓世界觀框架里可以找到對這個概念的明確表述。
不過,假設(shè)我們思考一下,在牛頓世界觀的觀點拼圖里,絕對空間和絕對時間更像是核心觀點還是外圍觀點呢?毫無疑問,牛頓本人以及我們大多數(shù)人,通常堅信空間和時間是絕對的。然而,回憶一下我們在第1章中的討論,判斷一個觀點是核心觀點還是外圍觀點,并不是根據(jù)人們對這個觀點的篤信程度。事實上,兩種觀點之間的區(qū)別在于,如果替換這個觀點,也就是拼圖中的一塊拼板,是否會改變整個觀點拼圖。
從這個角度來看,絕對空間和絕對時間的觀點盡管根深蒂固,但并不是核心觀點。在牛頓世界觀的框架里,即使改變了這些觀點,整個觀點拼圖也不會發(fā)生實質(zhì)性變化。替換這些觀點當(dāng)然需要同時替換其他某些觀點,但卻不需要把前面提到的機械論的牛頓世界觀整個替換掉。你可以繼續(xù)認為組成宇宙的物體彼此之間以機械的方式相互作用,這個方式也就是一種可以用定律來精確描述的方式。必須改變的是我們對某些命題的理解,比如事件發(fā)生的地點和時間,但如前所述,整體的牛頓世界觀拼圖多少可以保持不變。簡言之,盡管對空間和時間并不絕對的發(fā)現(xiàn)令人感到意外(實際上我認為是非常出人意料的),但這些事實與機械論的牛頓世界觀拼圖是一致的。
時空曲率以及相對論對重力頗為不同的定義(區(qū)別于牛頓世界觀通常對重力的描述)所帶來的影響,也存在類似的情況。令人驚訝的是,我們發(fā)現(xiàn)時空本身會由于物質(zhì)的存在而受到影響并產(chǎn)生彎曲。同樣令人驚訝的是,我們大多數(shù)人一直認為重力是理所當(dāng)然的,也就是說,現(xiàn)實中重力是一種吸引力的概念,如果從相對論對重力定義的角度來考慮,最多只能作為一種工具主義態(tài)度來保留。
不過,盡管非常出乎意料,但這些發(fā)現(xiàn)和推論并不需要我們摒棄牛頓世界觀拼圖中的核心拼板。也就是說,我們既可以接受時空曲率和相對論對重力的定義,也不需要對機械論的牛頓世界觀拼圖進行全盤的大規(guī)模改變。這并不是說相對論沒有什么重要的影響。即使前面討論的這些影響不需要我們摒棄牛頓世界觀拼圖中的核心拼板,但也絕不是無足輕重的(舉個例子,就像對冰激凌的偏好是一種外圍觀點,相對論的這些影響并不是這樣單純的外圍觀點)。不過,暫時把“相對論迫使我們改變哪些具體觀點”的命題放到一邊,我認為,相對論真正更重要的影響是,它深刻表明了在一些看起來顯而易見的命題上,我們犯了多么嚴重的錯誤?;蛘邠Q句話說,它表明了哲學(xué)性/概念性事實偽裝成顯而易見的經(jīng)驗事實是多么容易。舉個例子,我認識的所有人在了解相對論之前都認為空間和時間對任何人來說都是相同的,而且把這當(dāng)作一個顯而易見的經(jīng)驗事實。大家知道,顯然不會因為某人或某物恰巧在運動,時間就以不同的速度流逝,或者人們衰老的速度就奇跡般地放慢;大家知道,并不會因為某人或某物在運動,空間就被壓縮了,就像在寒冷天氣里的氣球一樣。這些看起來都是那么顯而易見的經(jīng)驗事實。然而,這些事實后來不僅被證明并不是顯而易見的,而且被證明是錯誤的。再思考一下我們的前人關(guān)于正圓事實和勻速運動事實的觀點,并把這些觀點與我們關(guān)于絕對空間和絕對時間的觀點比較一下。我們的前人認為,天體沿正圓軌道勻速運動是顯而易見的經(jīng)驗事實,他們每個人都知道,對任何只有最少量常識的人來說,這也是顯而易見的。但從我們的角度,也就是從一個頗為不同的世界觀出發(fā)來看,人們能對此類觀點如此深信不疑,實在是非常奇怪。大多數(shù)人在第一次了解到正圓事實和勻速運動事實時,反應(yīng)都是:“為什么會有人相信這些?”
不過,現(xiàn)在思考一下我們的后人。在某個時候,他們會用同樣的方式來回看我們的觀點。我們的孫輩和曾孫輩,在回看我們的時候也會納悶,為什么我們會相信諸如“空間和時間對每個人都一樣”的奇怪觀點。
簡言之,我們錯把絕對空間和絕對時間當(dāng)成了經(jīng)驗事實,就像我們的前人錯把沿正圓軌道勻速運動當(dāng)成了經(jīng)驗事實一樣。在這兩個例子里,原本看起來顯而易見的經(jīng)驗事實,后來都被證明是錯誤的哲學(xué)性/概念性事實。我認為,這才是相對論最重要的影響,因為它生動地表明:一個看起來如此像常識、如此顯而易見正確的觀點,是如何被證明是完全錯誤的。這應(yīng)該讓我們更加警惕,對其他看來顯而易見的、不容置疑的事實,我們到底能多確定。
因此,相對論并沒有迫使我們改變自己世界觀中的核心部分,而是讓我們重新思考自己對這個世界的理解有多大把握。
對量子理論的思考
與相對論相比,有關(guān)量子理論的新發(fā)現(xiàn),特別是有關(guān)貝爾定理和阿斯派克特實驗的新發(fā)現(xiàn),其影響很有可能需要使整個牛頓世界觀拼圖發(fā)生重要改變。根據(jù)牛頓世界觀,宇宙被認為像機器一樣運轉(zhuǎn)。我們對于機器的核心認識是零件之間的推拉相互作用——齒輪推動其他齒輪轉(zhuǎn)動、滑輪帶動其他滑輪運轉(zhuǎn),但通常是通過連接帶之類的某種關(guān)聯(lián),而且通常機器的一個零件只會影響與其有接觸的其他零件。宇宙也是如此。我們堅信自己所居住的宇宙之中也有同樣的相互推拉作用。物體和事件同樣以機械的方式影響其他物體和事件,而且這種相互影響是定域的,也就是只有相互之間存在某種關(guān)聯(lián)的物體和事件才能產(chǎn)生相互影響。不過,根據(jù)阿斯派克特實驗所揭示的新量子事實,似乎牛頓世界觀中有關(guān)宇宙的核心觀點已經(jīng)站不住腳。我們也許不理解這怎么可能,但是我們所居住的宇宙中,確實存在事件之間即時、非定域的相互影響,甚至在地理位置相距很遠、顯然不可能具有任何形式的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)的事件之間,也會存在這樣的影響。任何人都不知道宇宙為什么會如此,只知道宇宙就是這樣。
為了便于討論,我將把遠距離事件間的即時影響,也就是阿斯派克特實驗所表明的那種影響稱為“貝爾影響”。請注意,到目前為止已經(jīng)得到證明的貝爾影響,比如阿斯派克特實驗和類似實驗所表明的結(jié)果,都與我們可能會劃分到微觀層面的實體有關(guān),而不是與我們在生活中更容易注意到的日常物體有關(guān)。也就是說,盡管有關(guān)光子、電子和類似實體的即時影響已經(jīng)被確定,但是至今并沒有類似實驗表明,在普通宏觀物體(如書桌、樹木、巖石等)之間存在貝爾影響。那么,有沒有可能這種即時的、非機械的影響僅局限于微觀實體呢?如果確實如此,我們可不可以繼續(xù)堅持“宏觀世界的物體按照牛頓世界觀中機械的方式來運動”的觀點,盡管我們必須摒棄“微觀實體也按照這個規(guī)律進行運動”呢?
這個問題現(xiàn)在還沒有確定的答案。不過,我的直覺是“不可以”。自最初的阿斯派克特實驗以來,物理學(xué)家已經(jīng)成功證明,在實體尺寸更大、距離更遠的情況下,貝爾影響也存在。舉個例子,現(xiàn)在已經(jīng)證明,在兩個大約有高爾夫球那么大的、彼此分離的原子集合之間存在貝爾影響。而其他實驗也已經(jīng)證明,在兩個相距幾英里而不是分布在實驗室兩端的物體之間,也存在貝爾影響。也就是說,在越來越多的實體之間,都已經(jīng)證明有貝爾影響的存在,這些實體尺寸越來越大,相互之間的距離也越來越遠。這個事實正是我們不能把非機械的貝爾影響僅僅局限于世界上小部分實體的原因之一。
促使我們這樣做的另一個原因,來自對歷史的回顧。歷史告訴我們,永遠不要低估科學(xué)家的聰明才智,他們總能另辟蹊徑,得到新的發(fā)現(xiàn)。過去,根本性的新發(fā)現(xiàn)帶來了許多變化,包括理論、技術(shù)和概念等方面,而這些變化在新發(fā)現(xiàn)剛剛出現(xiàn)的時候甚至根本無法想象。我認為,對于我們所居住的宇宙中可以存在貝爾影響的發(fā)現(xiàn),就是這樣一個根本性的重要發(fā)現(xiàn),是那種像雪球一樣的變化?,F(xiàn)在這個雪球還比較小,但是我猜它會變得越來越大,帶來理論、技術(shù)和概念上的變化,關(guān)于這些變化,我們現(xiàn)在幾乎都無法領(lǐng)悟。如果在這一點上我是正確的,那么我們現(xiàn)在所處的時代在很多方面都與17世紀早期非常相似。在那個時候,很多新發(fā)現(xiàn),比如那些與伽利略和望遠鏡有關(guān)的新發(fā)現(xiàn),最終給我們帶來了一種全新的方法來思考我們居住在怎樣的宇宙中。今天,貝爾影響的發(fā)現(xiàn)也迫使我們放棄牛頓世界觀中宇宙是一個機械論的宇宙的觀點。我猜這只是冰山一角,這個發(fā)現(xiàn)會像17世紀的那些發(fā)現(xiàn)一樣,讓我們對自己所居住的宇宙形成非常不同的觀點。
對演化論的思考
相對論和量子理論影響的是我們對自己所居住的宇宙的看法,而演化論則主要影響了我們對自己在宇宙中位置的看法。如果我們?nèi)P接受經(jīng)驗證據(jù)(實際上我認為必須如此),那么演化論中的發(fā)現(xiàn)就要求我們摒棄長期以來所秉持的“人類很特殊”的觀點。我們必須接受人類是一個自然過程而非超自然過程的結(jié)果;人類并不是位于生命體的頂點,而是現(xiàn)存的1000多萬種有機體中的一種,而且從演化論的角度來看,這1000多萬種有機體都具有平等的地位。
就像在17世紀,我們的前人需要面對人類不再位于宇宙物理中心的發(fā)現(xiàn),今天,我們也需要面對人類無論如何都不是宇宙中心的發(fā)現(xiàn)。意識到這一點后,我們就需要對宗教觀點進行反思。然而,這并不是經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)第一次迫使我們進行這樣的反思了。在第20章中,我們討論了牛頓對天體運動的解釋使人們不再需要對這類運動進行超自然解釋,這反過來也需要人們反思先前關(guān)于“上帝”角色的概念(具體來說,是在對天體運動的解釋中上帝所扮演的角色)。然而,當(dāng)時我也提到過,宗教信仰通常是根深蒂固的,17世紀的新發(fā)現(xiàn)迫使人們對上帝的概念進行反思,但并沒有讓人們完全摒棄宗教信仰。我猜未來幾年還會出現(xiàn)這樣的情況。我希望,隨著對演化論影響的理解越來越深入,至少可以出現(xiàn)對傳統(tǒng)宗教信仰的實質(zhì)性反思,不過就像17世紀的情況一樣,我猜這不太可能使人們完全放棄宗教信仰。
對某些基本倫理概念來說,情況也相似。正如在第30章中討論過的,隨著對人類倫理傾向演化起源的理解越來越深刻,我們很可能會對核心倫理概念進行反思。簡言之,我們對人類演化起源的理解迫使我們重新思考自己在宇宙中的位置,而且?guī)缀蹩隙〞仁刮覀冎匦滤伎甲诮毯蛡惱矸矫娴膫鹘y(tǒng)觀點?,F(xiàn)在來預(yù)測到底會產(chǎn)生多大的變化還為時尚早,但是,正如17世紀所發(fā)生的情況,這樣的變化幾乎肯定會出現(xiàn)。就像我前面多次提到的,我們生活在一個令人興奮的時代。
新的觀點并不一定會讓人沮喪,就像達爾文所說的(我在第28章也試圖表達過),這個關(guān)于生命的觀點是非常宏偉的。我們的前人發(fā)展出了新的哲學(xué)性/概念性觀點,這些觀點都值得尊敬,也都與當(dāng)時的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)一致,我相信未來我們也可以做到這些。
隱喻
在結(jié)束本書之前,我還有最后一點要討論。正如前面提到過的,通常伴隨著一個世界觀,都會有一個廣為接受的隱喻或比喻。再來梳理一下:在亞里士多德世界觀中,宇宙被視為一個生物有機體,各部分分別發(fā)揮其作用,從而共同實現(xiàn)天然的目標和目的;在牛頓世界觀中,宇宙被視為一臺機器,各個部分通過推拉與其他部分發(fā)生相互作用,與機器里的零部件彼此發(fā)生相互作用的方式一樣。
這類隱喻既有魅力,又很有用——這一點很容易理解,因為它們提供了一種方便且簡單的方式來總結(jié)對宇宙的整體觀點。不過,新近的這些發(fā)現(xiàn)都有一個有趣的特點,那就是它們所主張的宇宙與我們經(jīng)歷過的任何事物都不一樣。也就是說,阿斯派克特實驗所表明的非定域影響呈現(xiàn)出的宇宙與我們所熟悉的任何事物都不一樣。在這個宇宙中,兩個無論如何都不存在任何聯(lián)系的事物或事件之間可以存在即時的影響,這樣的宇宙完全不同于與某個我們所熟悉的事物相似的宇宙。
請注意,正因如此,新近發(fā)展所主張的宇宙可能是一個無法用任何恰當(dāng)?shù)碾[喻來總結(jié)的宇宙。我們所居住的宇宙可能像一個——好吧,可能與我們所熟悉的任何事物都不像。這是有史以來(至少是有記錄的歷史上)第一次,我們沒有隱喻可以用,而且我們可能已經(jīng)來到了一個分割點,從今往后,我們可能再也無法用一個恰當(dāng)?shù)碾[喻來總結(jié)自己所處的世界了。
即便如此,關(guān)于宇宙的某個概括性觀點還是很有可能出現(xiàn)的。盡管要預(yù)測這個觀點具體是什么還很困難,但我們的子孫很有可能發(fā)展出一個與我們截然不同的宇宙觀。這個宇宙觀的基礎(chǔ)很有可能不僅是我們在本書第三部分中所討論的新發(fā)現(xiàn),還有現(xiàn)在正在發(fā)生的和不久的未來將要發(fā)生的各種發(fā)展。還是那句話,我們生活在一個有趣的時代,請繼續(xù)關(guān)注。
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