机械论、决定论与线性思维的统治

“现代科学观”是在现代思潮影响下形成的人们对科学的总体认识。这种科学观诞生于近代科学兴起之初的16世纪,成型于18世纪的启蒙运动,经过19、20世纪的辉煌成就,它已经成为我们深信不疑的信念。换言之,机械论、决定论、还原论已经成为贯穿现代科学中的、主流的世界观和方法论。

相关概念

还原论(Reductionism)主张把复杂现象还原为简单现象,把高级运动形式还原为低级运动形式的一种哲学观点。它认为现实生活中的每一种现象都可看成是更低级、更基本的现象的集合体或组成物,因而可以用低级运动形式的规律代替高级运动形式的规律。

从还原论中产生出来的方法论就是对研究对象不断进行拆分,找到其最原始、最简单的状态,化复杂为简单。

决定论(Determinism)认为自然界和人类社会普遍存在客观规律和因果联系。一切事物或人类活动都是先前某种原因和几种原因导致的结果,它们也都是可以根据先前的条件、过程来预测的。

非决定论(Non-determinism)则否认自然界和人类社会普遍存在着客观规律和必然的因果联系,认为事物的发展、变化是由不可预测的、事物内在的“意志”决定的。

机械决定论的发展

机械论(Mechanism)是一种对近代科学发展有着巨大影响的哲学观念。它以孤立的、静止的、片面的观点解释自然界和认识论问题。在它的早期阶段,把自然完全看作一台机器。

开普勒说:“天体是一座时钟。”

笛卡尔说:“自然图景是一种受精确的数学法则支配的完善的机器。”

拉美特利说:“人是机器。”人的意识只是原子运动的一个虚幻的副产品,人与动物只有位置的不同和力量程度的不同,而没有性质上的不同。

牛顿经典力学体系的建立,则使机械论完全臻于成熟。它把整个世界都解释成为一个在运动中的、完全受制于物理学和化学规律的客观存在的体系。1687年,牛顿出版了《自然哲学的数学原理》,不仅建立了经典力学体系,完成了近代自然科学史上的第一次综合,而且逐渐在其广泛传播过程中上升为一种世界观。牛顿用运动定律和万有引力定律解释极其广泛的自然现象,从天体运行、潮汐涨落到物体坠地等,牛顿力学是近代物理学和天文学的基础,也是近代一切机械、建筑、交通等工程技术的理论基础。

牛顿告诉我们这样的道理:我们可以忽略运动着的物体的其他一切情况而只需要知道其位置、质量和速度,并给这些术语下可行的定义;我们把由此得出的引力理论和宇宙规律结合在一起就可以预测诸如行星的轨道、月亮的轨道、潮汐的出现,甚至苹果从树上掉下的速度等各种自然现象的特性。宇宙规律认为一切物体都相互吸引,引力和它们相互之间的距离的平方成反比。[89]

托马斯霍布斯(Thomas Hobbes,1588—1679)是英国政治家、哲学家,继承了培根的唯物主义经验论的观点,但他力图以机械运动原理解释一切——人的情感、欲望,社会的动乱和安宁等,著有《论公民》《论物质》《论政体》《利维坦》《论人》《论社会》等。他同样认为:“生命仅仅表现为肢体的一种机械运动。”他创立了机械唯物主义的完整体系,指出宇宙是所有机械地运动着的广延物体的总和。自然界、宇宙乃至人类社会就是一部巨大的、精确运转着(受数学法则支配、按照机械因果逻辑)的机器。

此后,人们开始用牛顿力学来解释一切,将一切运动形式都看作力学运动形式,将一切自然现象都看作力学现象并加以解释,甚至用牛顿力学解释人类社会,逐步形成了僵化的因果决定论和机械决定论。

拉普拉斯这位18—19世纪机械主义、决定论世界观的典型代表,在《概率论的解析理论》(1812)中说道:“我们必须把宇宙目前的状态看作宇宙过去状态的结果以及以后发生事件的原因。如果有一种智能了解在一定时刻支配着自然界的所有的力,了解组成它的实体各自的位置,如果它还伟大到足以分析所有这些事物,它就能用一个单独的公式概括出宇宙万物的运动,从最大的天体到最小的原子,都毫无例外,而且对于未来,就像对于过去那样,都能一目了然。”[90]所有的事物都具有确定性,未来和过去都可以精确地展现出来。

保尔昂利霍尔巴赫是18世纪法国启蒙思想家,“百科全书派”主要成员之一,著有《自然的体系》《社会的体系》《揭穿了的宗教》等。其中《自然的体系》有“唯物主义的圣经”之称。在《自然的体系》中他说:“宇宙间存在普遍的、必然的因果关系,宇宙本身不过是一条原因和结果的无穷链条。”[91]即自然界没有偶然性。

归根结底,近代科学和实践活动最典型的特点,都是用线性的思维方式看世界,用线性的思维方式分析问题和解决问题,把整体仅仅看作部分之和。

荒诞的终极理论之梦

细说起来,终极理论之梦,早在古希腊哲学家那里,就有这样的梦想。泰勒斯的水是世界的本源;德谟克利特的原子构成了万物等,都是“终极理论”的古代版本。而亚里士多德在《形而上学》中也说:“永恒事物的原理常为最真实原理(它们不仅有时真实),它们无所赖于别的事物以成其实是,反之,它们却是别的事物所由成为实是的原因。所以每一事物之真理与各事物之实是必相符合。显然,世上必有第一原理,而事物既不能有无尽列的原因,原因也不能有无尽数的种类。……极因是一个‘终点’,这终点不为其他什么事物,而其他一切事物却就为了这个目的。”[92]亚里士多德这里的“永恒事物的原理”、“第一原理”、“极因”当然就是被现代科学家们称为“终极理论”的东西。从这里我们看到了终极理论的悠久历史。但是,古人关于终极理论的猜想是基于当时的科学和技术背景,尚有其天真、朴素,甚至有些勇气可嘉的成分。

但是,到20世纪,仍然有一些人继续做终极理论的迷梦,这时的终极理论就不再有多少值得肯定的成分了。少数科学家完全是被科学曾经的胜利冲昏了头脑。或者说,从17、18世纪(启蒙运动)开始,人类完成了从宗教迷信到“科学”迷信的转变,到20世纪,完全确立了一个新的迷信——科学迷信。而“终极理论”已经成为新迷信的典型代表了。

马克斯玻恩(1882—1970),德国理论物理学家,量子力学奠基人之一,因对量子力学的基础性研究尤其是对波函数的统计学诠释,获得1954年的诺贝尔物理学奖。波恩他曾经非常自信地说:“据我们所知,物理学将在6个月之内结束。”他相信,当时所发现的另一个基本粒子——质子——肯定遵从与电子一样的运动方程,这就意味着理论物理学的终结。实际上,包括牛顿、爱因斯坦等在内的众多科学家,心中始终萦绕着一个不灭的梦想——“终极理论”之梦。尽管爱因斯坦本人对量子力学的发展起过重要作用,但他拒绝相信它的真实性。在晚年他用了大部分时间去寻求一个统一理论,当然他没有成功。

斯蒂芬霍金这位勤奋的物理学家,同样是一位终极理论、统一规律的热心追逐者。他的《时间简史》(1988)、《黑洞、婴儿宇宙及其他》(1993)、《果壳中的宇宙》(2001)、《大设计》(和勒纳德穆洛迪诺合著,2010)等,无不透露着他对永恒规律的信念,透露着他对宇宙演化终极规律的不懈追求。当霍金论及“物理学的统一”之时,他满怀信心地说:“在谨慎乐观的基础上,我们可能已经接近于探索自然终极规律的终点。……一个完全的、协调的统一理论只是第一步,我们的目标是完全理解发生在我们周围的事件以及我们自身的存在。”[93]而在《大设计》中,他把M理论(是为“物理的终极理论”而提议的理论,希望能藉由单一个理论来解释所有物质与能源的本质与交互关系)当作“适合万物至理理论的物理学的基本理论”推广开来。当他声称在寻找一种可以解释一切的说法时,就得到了一种万能解释。“根据M理论,我们的宇宙不是唯一的宇宙。相反,M理论预测了许许多多的宇宙都无中生有地创造出来。它们的创生不需要某位超自然存在或者神的介入。这些多重宇宙是物理定律自然地导致的。它们是科学的预测。……这是生命、宇宙和万物的终极问题。”[94]在书的结尾,霍金和穆洛迪诺写道:“M理论是最一般的超对称(supersymmetry)引力理论,基于上述原因,它是描述整个宇宙的万物理论的唯一候选。如果它是有限的,当然还有待证明,M理论作为模型会描绘出一个自创生的宇宙。我们必须是这个宇宙的一部分,因为否则模型就无法自圆其说。”[95]而且,当他发现无法应对哥德尔不完备定理——其绝对地表明了没有一种宇宙数学模型是完备的——的时候,霍金声称,理性的思想也不能完全知道我们的根源。这也让我们想到了那些“只关注眼球”的报纸、杂志、出版社、电台、电视台和电影商等,它们不负责任的行为使一些貌似科学思想得到广泛和大量的传播。

寻找终极理论的梦想继续激励着当代许多高能物理学的研究。在《终极理论之梦》一书中,1979年度诺贝尔物理学奖获得者史蒂芬温伯格说道:“本书讲的是一场伟大的理性的历险,去寻找大自然的终极理论。终极理论的梦想激发了今天许多高能物理学的研究,虽然还不知道那终极理论会是什么样子,也不知道还要过多少年才能找到它,但我们相信已经开始模糊地看到了它的身影。终极理论的想法本身也是一个问题,目前还在激烈争论着,甚至还争论到了国会会堂。高能物理越来越费钱了,它需要公众的支持,部分原因是它负担着解开终极理论的历史使命。”[96]

温伯格相信:“我们总会隐约看到在它们背后的一个终极理论的影子,那个理论将有无限的意义,它的完备与和谐将完全令人满意。我们寻求自然的普遍真理,找到一个理论的时候,我们会试着从更深层的理论推出它,从而证明它、解释它。……它们似乎都源于一个共同的起点,那个能追溯解释的起点,就是我所谓的终极理论。”[97]

理查德罗蒂曾经清楚地告诉我们:一些人所谓的真理,“至多不过是,他们在提出一种解释,解释他们所信奉的东西,解释他们是如何看待事物的”[98]。“真理不是一种哲学家可以对之提出一种重要理论的东西;‘真理’不过是所有我们看作是真的句子所具有的某种性质的名字,这种性质就是其能够使我们成功地得到我们想要的东西,而避免我们所想避免的东西。”[99]“我们的信念和愿望形成了我们的真理的标准。”[100]

温伯格在自己书中说过的一句话特别适合用来描述他自己,“今天,许多人的思想都受着各种荒谬的错误概念的伤害,从不那么有害的占星术之类的迷信到最邪恶的某些意识形态”。[101]在各种荒谬的错误概念中,当然也包括“终极理论”的梦呓。