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上帝与新物理学

时间:2014-02-24 22:44:08  来源:  作者:保罗·戴维斯  [ 下载本书 ]
简介:上帝是什么、存在吗?宇宙何以存在?世界的本质是什么?,,,,诸如此类的问题在本书中将进行深入细致的讨论。《上帝与新物理学》不是谈宗教的书。《上帝与新物理学》谈的是新物理学——从牛顿经典力学到相对论再到量子力学再到大统一理论——对以前的属于宗教的问题产生的影响。《上帝与新物理学》也不是一纯科学的书。《上帝与新物理学》从哲学的角度发问,是关于科学及其广泛含义的书。...
  很多人总喜欢用“正确与错误”的观念来打发科学与宗教的冲突。人们很容易这样想:世上存在着终极的真理,这真理是一种客观的实在,科学和宗教都在探索它。按照这种显然合理的观念来看,“上帝存在吗?”“有超自然的奇迹吗?”“有天地创生这回事吗?”“生命起源于偶然吗?”“宇宙有目的吗?”这一些问题即使我们可能不明白,却都可以用“对”或“不对”来回答。
  人们常常会碰上这样的观点:科学的理论都是近似真正的实在。随着我们的知识进步,理论与现实也会更加吻合。这种看法认为,大自然的“真正的”规律埋藏在观察和实验的数据之中,只有带着灵感进行坚持不懈的研究,才能把规律发掘出来;我们可以期望,到了将来的某一天,正确的规律将会被揭示出来,我们今日的教科书上的规律只是这些真正规律的可信然而却有缺陷的摹本。这,在很多方面就是超引力理论所要达到的目标。超引力理论的支持者预期,他们将会发现一套方程式,将“真正的”规律完整地体现出来。
  然而,并非所有的物理学家都认为谈论“真理”是有意义的。按照这样的观点来看,物理学所研究的根本不是什么真理,而是一些模型,即一些能帮助我们以一种系统的方式把一个观察与另一个观察联系起来的模型。尼耳斯·玻尔就表现出这种所谓的实证论的观点。他说,物理学家只是告诉人们我们能就宇宙了解些什么,而不是告诉我们宇宙如何存在。在第八章里我们说过,量子论已促使很多物理学家宣称,世上根本不存在“客观的”实在。那唯一的实在便是通过我们的观察而揭示出来的实在。假如承认这种观点是正确的,那就不可能说某个理论是“正确的”或“错
  误的”,而只能说某个理论是有用的或不大有用。某个理论有用,就是说它能高度精确地在一个单一的描述式中将范围广泛的多种现象联系起来。这样的观点是与宗教的观点截然相反的,因为宗教徒坚信有一个终极的真理。一般认为,一个宗教的命题不是对的就是错的,而不能象科学命题那样被看作是我们的经验的某种模式。
  物理学家们总是乐于放弃某一个他们所喜爱的理论,以接受一个更好的理论。这显示出宗教与科学在基本思想方法上的差异,正如罗伯特·默顿曾经写道的:“人类的大多数制度都要求人们绝对的信仰,而科学的制度则使怀疑成为一种美德。”当爱因斯坦发现了相对论时,人们意识到,牛顿的有关时空和力学的理论在描述以接近光速运动的物体行为方面是不完备的,于是,牛顿的理论便被取代了。牛顿的理论并不是错的,它只是适用范围有限。狭义相对论是一个更有用的理论(它使牛顿的理论变得只适用于低速运动),它能对高速系统进行更精确的描述。狭义相对论后来又为所谓的广义相对论所取代;而且,没有几个物理学家怀疑,广义相对论将来会被改进。说到某个“最终的”完美无缺的理论不可能再被改进,一些物理学家认为这种理论是无意义的。我们不能想象世上会有一幅完美无缺的图画,或一曲完美无缺的交响乐,同样,也不会有什么完美无缺不可改进的理论。
  科学的方法能够随着新的科学发现而变更,这正代表了科学的伟大力量之一。通过使自己立足于实用而不是真理,科学便将自己与宗教显著区别开来。宗教是以教义和公认智慧为基础的,旨在代表不可变易的真理。尽管宗教教义的枝节问题可以随着时间改变,然而,要信教的人放弃宗教的基本教义去接受实在的一种更为“精确的”模型却是不可想象的。假如基督教会根据新的证据宣布,基督似乎并没有复活,那么,基督教就很难不变得面目全非。一些批评家说,教义僵硬意味着每一个新发现和每一个新观念都可能构成对宗教的威胁,而新的事实和新的观念则是科学的生命。因此,多少年来,科学的发现使得科学与宗教冲突不断。
  尽管宗教是后顾天启真理,而科学则是前瞻新前景和新发现,但宗教和科学这两种人类活动都让参与活动的人感到敬畏,并在他们身上将谦卑和傲慢奇妙地混合起来。所有的伟大科学家都被他们要试图理解的自然界的精巧和优美所感动。每一个新的亚原子粒子,每一个未曾料到的天体都使他们感到惊喜。在构筑他们的理论的过程中,物理学家们频频遵从神秘的优美观念的引导,相信宇宙具有内在的美。这种艺术趣味一次又一次地被证明是富有成果的指导性原理,常常能直接导致新的发现,甚至在乍看之下与观察的事实相悖的情况下也是如此。
  保罗·狄拉克曾写道:
  让方程式优美比让方程式符合实验更重要…因为差异可能是由于未能适当地考虑一些小问题造成的,而这些小问题将会随着理论的发展得到澄清。在我看来,假如一个人在进行研究工作时着眼于让他的方程式优美,假如他真有正常的洞察力,那么他就肯定会获得进步。①
  玻姆用简洁的语言表达了相同的思想:“物理学是洞察力的一种形式,因而也是艺术的一种形式。”②
  爱因斯坦在论述他不相信有一个人格的上帝的同时,又表达了他的赞美之情:“世界富于秩序与和谐,我们只能以谦卑的方式不完全地把握其逻辑的质朴性的美。”
  在物理学家看来,美这一概念的关键是和谐、质朴、对称。我们再来看一段爱因斯坦的话:
  一切科学工作都基于这种信仰,即存在应该具有一个完全和谐的结构。今天,我们比以往任何时候都更没有理由让我们自己人云亦云地放弃这个美妙的信仰。象引力场方程式这样复杂的方程式,只有通过发现一个具有逻辑质朴性的数学条件才能找到。③
  爱因斯坦的这种心情近来得到了惠勒的回应:
  物理定律的美,就是它们所具有的那种难以置信的质朴性…。这一切背后的最终数学机件是什么呢?它肯定是最美的。④
  今天,这种与艺术趣味相通的指导性原理正激励着人们寻求超力。最近,两位倡导超力理论的头面人物在评论超引力数学的进展时指出:“所有的力都来自局部对称性的共同要求,从这里人们便能够瞥见一个能令人得到深刻满足的秩序。”⑤
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