还原论不行了

3．还原论不行了

读了朱清时院士的这一报告，使我立刻联想到英国学者戴维斯著的《上帝与新物理学》中“前言”而有其相似之处，全文如下：

50多年以前，物理科学中发生了奇怪的事。在从事这门科学的人们当中，突然出现了许多有关空间、时间以及有关心与物的全新看法，这些看法稀奇古怪、令人惊讶。只是到了今天，这些看法才开始波及大众。那些使物理学家们好奇并激发了他们灵感的看法现在终于引起了公众的注意。公众在此之前从未想到，人类思想中已经发生了一场大革命，新物理学已经成年了。

20世纪头25年，有两个重大的理论——相对论、量子论——被提出来。20世纪的物理学大部分就是从这两论中生长出来的。但新物理学很快就显示出，它并不仅仅是物理世界的一个更好的模型而已。物理学家们开始意识到，他们的发现要求对实在的最基本方面作出全新的界定。他们于是学着以完全出人意料的、全新的方法来解决问题，而这些方法似乎是违背常识的，它们更接近神秘主义而不是接近唯物主义。

这场革命的成果只是到了现在才有哲学家和神学家来采摘。许多普通的人，在寻找他们生命背后更深一层意义的过程中，也发现他们对世界的信念与新物理学很怕。物理学家的看法甚至心理学家的那些主张是对问题要作整体论研究。

我主讲了若干次关于现代物理学的讲座、讲演，发现人们越来越觉得基础物理学正指引人们重新评价人以及人在宇宙中的地位。宇宙是如何起始的又会如何结束？什么是物质？什么是生命？什么是精神？这些关于存在的深刻问题并不新鲜。新鲜的是，我们现在可能已处在解答这些问题的边缘了。之所以会有这样令人吃惊的前景，是因为近来物理科学出现了某些令人轰动的进展。此处所说的物理科学，不仅是新物理学，而且也有其近亲——新宇宙学。

我们头一次可以对整个宇宙进行统一的描述。宇宙是怎样诞生的？这个谜是最基本而又最令人生畏的科学问题。没有超自然的输入，宇宙能诞生吗？有一古老的看法认为，“无中不可能生有。”量子物理学似乎已在这一论断上打开了一个缺口。物理学家们现在谈论着“自创造的宇宙”，即一个自发地爆发形成的宇宙，像有时在某些高能过程中从不知何处爆出形成的宇宙，像有时在某些高能过程中从不知何处爆出的亚核粒子一样。这种理论的细节是否正确？这个问题并不怎么重要，重要的是，现在有可能为万有的创生设想一个科学的解释了。难道现代物理学已把上帝完全取消了吗？^[1]

本书不是谈论宗教的书。本书谈的是新物理学对以前属于宗教的问题产生的影响。我尤其不想讨论宗教体验或道德问题。但本书也不是一本纯科学的书。本书是关于科学及其广泛含义的书。因而，本书不可避免地必须在这里或那里详细地解释一些技术性问题。但我并不想声称书中所涉及科学的讨论是成系统的，或完整的。读者不必害怕，书中不会有令人心烦的数学或一串串的专门术语来折磨读者。我已尽可能地避免使用技术术语。

本书主要是面向普通读者的，包括无神论读者和宗教教徒读者，这些读者都是以前没有科学知识的。然而，我希望本书也包含有一些具有真正学术价值的材料。我尤其认为，最近的关于宇宙学的工作并没有受到哲学家和神学家的注意。

本书的主题是我所谓的四大存在问题：

为什么大自然的规律是现在这样的？

为什么宇宙是由现在组成它的各种东西所组成的？

这些东西是如何起源的？

宇宙如何获得了组织？

在本书将近结尾时，对这些问题的试探性答案开始显现。这些答案是以物理学家对自然的看法为基础的。这些答案或者全错了，但我相信，物理学确是处在提供这类答案的独特地位上。我认为，与宗教相比，科学能为人指出一条更为确切的通向上帝的道路。或许这样的想法有些古怪。无论正确与否，科学实际上已进展到这一地步，它可以认真地解决从前是属于宗教的问题了。这一事实本身就显示了新物理学的深远影响。

尽管我自始至终地努力摒除我自己的宗教观点。但我对物理学的阐述不可避免地是属于我个人的。

在这篇文章中，重要的几点是：科学在人类20世纪得到了飞速发展，它的研究对象已从过去可以借重实验的自然现象，发展到无法用实验手段来理解宇宙创生之类的问题了，于是人们产生了“为什么大自然的规律是现在这样的？”特别是“宇宙如何获得了组织？”

这是一种可意会而不可言传的东西，比如“夸克”这东西，尽管它是一种特殊形式的物质，是高能电子加速器下出现的东西，是一种真实的自然现象，但是无法作出数学解释，直到今天，就连夸克之父的M．盖尔曼也拿不出一个可信的夸克的数学模型，而只能笼统说，夸克是一种数学构造，离开了数学定义，它就没有任何意义，再说夸克有三种颜色，这更神乎其神了！人眼看不见的东西，却有三种颜色，这不是在说梦话吧？你们讲唯物主义的物理学家难道走到唯心主义——神学——宗教的路上了吗？

但是，这种讲法并非没有道理，我国古老的典籍《易经》也讲，有种莫名其妙的物质是“精气为物，游魂为变，是故知鬼神这情状。”什么样的特殊存在形式的物质是一种精气？什么样的物质本身游魂为变，你到说给俺们听听，鬼神之情状又是怎么样？你说说！看你怎么回答！

这就好像物理尺度在原子核的10^－15夸克一样，你看得见、摸得着吗？

但是夸克究竟不是空话，它是在高能电子加速器下发现的东西，不过这种物质的存在形式不同一般。以致只可意会而无法言传，更不必说为这种物质构建数学构造，离开了数学定义就没有任何意义，而这并是一种不得已而为之的事情，因为在粒子物理中，在某种情况下不得不求助数学模型的帮助，然而直到今天为止，我们还没见到可信的夸克的数学模型，所能看到的是一个苹果示意图，如图3‐3‐1所示。

图3‐3‐1

这个样子，根本谈不上数学模型，因为它好像幼儿园阿姨的教材教法，谈不上任何数学分析，尤其谈不上经受实验的鉴定，不过表示一种理念而已，让人们看来，当代高精尖的物理学已经难以令人理解而走上缘起性空的禅境了。这又怎能怪罪物理学家呢？难道他们喜欢听这种深不可测的禅话吗？或者说欢喜听这种话以表示物理学家的厉害：他们的实验达到了缘起性空的佳境，把唯物主义和唯心主义统一起来了。

根本问题何在？

第一，数学已落后于物理学，它的原因何在，在本书的最后一节中已有论述。

第二，还原论不行了。即使已为实验所证实的东西，却无法解答为什么必须如此。比如物质家族不多不少分三代，却无法解答为什么必须是三代，在本书中也提到了这一点。

在这种文化生态的情况下，现代物理学成为一种特殊形式禅学自然不无原由，借用戴维斯的话来说，“科学实际上已进展到这一步，它可以认真地解决从前属于宗教的问题了。”

如果允许再啰嗦一句，就是今天的问题，不是宗教的力量在推动物理学，而是物理学的深意在影响宗教，上帝的理念并非宗教的专利。它的本质本是大写的“自然”，在这个大写的“自然”面前物理和禅理是混一的，用老子的话说，这叫“同出而异名”，他说的或能就是数学设计，或者这样说：“自然是数学设计的。”

从这一点出开，所以本文题目叫“还原论不行了”。

但是中国的象数学必将成为人类未来的数学和物理学！

【注释】

[1]［英］戴维斯著，徐培译：《上帝与新物理学》，湖南科学技术出版社，2007年。