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漫谈《第一推动》丛书

(2008-06-20 21:09:12)
标签:

第一推动

初始条件

时间简史

宇宙学

霍金

杂谈

分类: 散文·书评·短论

原载《北京青年报》1996723

 

    将要谈论的《第一推动》丛书是一套由当代世界著名的科学家撰写的高级科普著作,问世之后引起了读书界的极度兴趣。

    在《第一推动》丛书第一批的九种中,霍金占了三种,这就是全球畅销、以致因长期居于畅销书排行榜之首而列入吉尼斯世界记录大全的《时间简史》,以《时间简史》为兰本拍摄的同名电视纪录片的文字脚本《时间简史续编》,以及《霍金讲演录》。《时间简史》的销量令人吃惊,据说直到92年,已售出了550万册,相当于全世界每1000人拥有一本。何以如此畅销?

    霍金是一位传奇式的科学英雄,他身患运动神经细胞病,除了大脑正常之外,肢体的运动能力几乎全部丧失。然而就是这样一位高度残疾、整日斜躺在轮椅上、骨瘦如柴的人,却在构画着宇宙创生的伟大历程,这真正令人震惊。

    霍金属于这样的一类科学家,他们敢于仅凭头脑高智力的构思、严密地逻辑运演就对宇宙的构造制定法则。近代科学的开创者们像哥白尼、伽利略、开普勒和牛顿是这样的科学家,现代的理论物理学家也是这样的科学家。开普勒因为发现了行星运动三定律而被称为“天空立法者”。牛顿曾经在他的《原理》之中这样豪迈地写道:“现在,我就来证明宇宙体系的结构”,这种上帝一般的口气,在这类科学家著述和言谈中屡见不鲜,因此,他们的科学工作往往具有令人敬畏的精神力量,对霍金而言,这一点就更加震憾人心。

    霍金充分表现了这类科学家的某种共同品质,他们追求和谐、简单和统一性,追求通过数学方程对宇宙实施理性的控制。象爱因斯坦一样,霍金喜欢音乐,但语言能力很差,不仅发育晚,而且有些口吃,有人将之解释成思维过于敏捷,以至言语跟不上思想的速度;象牛顿一样,霍金的童年时代也喜欢制造机械玩具,喜欢自己制定游戏规则。在这些孩童的游戏行为之中,反映了近代科学的某种精神。

    霍金的三本书以及《原子中的幽灵》、《上帝与新物理学》、《皇帝新脑》、《可怕的对称》,展示的都是当代物理学前沿对于我们宇宙观、世界观所造成的影响,从某种意义上讲,它们既是高级科普,也是哲学著作,正是它深邃的思想性,打动了并未受过专业科学训练的普通读者。

    在本世纪初年物理学革命中诞生的相对论和量子力学,是当代物理学的两大基础理论。当把它们运用到宇宙学领域,就产生了一系列极为激动人心的结论。本世纪二、三十年代的时候,由于红移现象,天文学家已经确认宇宙正在发生整体的膨胀,如果逆着时间的方向向过去走去,宇宙就将越来越小的收缩,最后,必然的结论就是,宇宙在某一个开端处浓缩成一个点,在这个点上,质量、能量、引力和温度都无穷大,出现数学上所谓的奇性。霍金的工作之一就是证明了,在广义相对论的范围内,宇宙有一个奇点是不可避免的。

    霍金的另一重要成就与黑洞有关。黑洞是一种天体,它由于引力太强以致连光线也逃不出来,所以它是完全黑的,我们根本看不见黑洞,但我们可以根据它对周围天体运动的影响来断定它的存在。比喻说,在一次舞会上,男孩子全都穿黑礼服,女孩子穿白衣服,灯光暗下来之后,我们看不见男孩子,但我们依然可以从白衣少女的旋转中,知道男孩子的存在。霍金将量子力学用于黑洞问题,证明了黑洞不全黑,它实际上存在蒸发。

    霍金的这两个重要的工作相结合导致了他的量子宇宙学,它力图从一个新的角度解决宇宙的起点问题。

    如果宇宙的起点是不可避免的,那么进一步的问题就是解释这个起点。物理学家的工作向来可以分为两部分,第一是找出物体随时间变化的运动方程,第二是找出具体问题中的初始条件或者边界条件从而解方程。比如我们只要知道了月亮在某一时刻的位置和速度,就可以根据牛顿运动方程求出它在另一时刻的位置和速度。在这里,方程是唯一的,而初始条件可以是随意的、多样化的。但在宇宙学中,问题有些特别,宇宙只有一个,因而它的初始条件或者边界条件也只有一个,而这个唯一的条件便需要解释:为什么宇宙是这样的而不是别样的?

    有两种有趣的解释。一种是所谓人择原理,它是说,宇宙之所以这样,是因为它若不这样就演化不出我们人类,而没有我们人类,就不会出现对初始条件的追问。这种解释实际上暗含了可能存在许多个宇宙,我们人类只生活在其中一个之中,我们对别的宇宙一无所知。

    霍金的解释与此不同,他希望用宇宙没有边界作为它的边界条件,从而得出一个完全自洽自足的宇宙体系。宇宙是一个完满的整体,它的外面什么也没有。而在这什么也没有之中,宇宙诞生了。霍金建立的是一个从无中创生的宇宙模型。

    霍金的理论只是诸多宇宙创生的方案之一,在物理学界也颇多争论,并非科学定论。但他的探索体现了一种精神,即对完美的追求,对科学理性的自信,他的目的在于将宇宙如何开始这类问题重新纳入科学定律的解释范围之内,不让宗教染指,从而将人类理智的征服力推向极致。这当然是近代科学特有的精神。

    霍金的宇宙玄论在哲学上争议更大,以时间这一最大的哲学秘密为例。霍金自以为在讲述时间的历史,可是时间有历史吗?说时间有历史是什么意思呢?历史本身就是一种时间尺度,说时间的历史无疑是说时间之时间,如果将宇宙理解成时空,那么讲宇宙的历史也有同样的问题。时间在这里并没有得到哲学上的澄清。再比如,霍金们说宇宙的起点之前没有时间,可是一当我们用“起点”、“之前”这样的词汇,时间性不是早已先行在我们的概念框架之中了吗?又怎么能说时间概念失效了呢?

    进一步的问题是,在诸如此类的哲学问题上,科学家是否更有发言权一些?亦或只是一家之言。

 

    在近代科学史上向来有两类不同的科学家,像伽利略、牛顿和爱因斯坦所代表的理论物理学家们,充满着令人敬畏的精神力量,他们的事业的步履在整个宇宙中回响,他们的研究只靠一只笔和一张白纸,高深莫测。但还有一类科学家,他们奔走于高山大川、碧野田间、荒漠戈壁,他们是博物学家、考古学家、地质学家、地理学家,他们以全部的感性生活与自然亲密无间的接触,他们对自然的领悟自有完全不同的一种风格。我觉得他们更贴近生活,更让人亲切。

    《第一推动》丛书几乎全是关于数理科学的,但也有一本《细胞生命的礼赞》出自生命科学家之手。这本书正好让我们领略近代科学的另一传统即博物学传统、有机论传统、生态学传统的风采。

    作者刘易斯·托马斯(封面署名有误)谈论生命现象时的豁达和安祥令人着迷,他似乎不经意地说到生命无处不在,生命充满自律,用不着你操心,事实上你操心也没有用。

    令人拍案叫绝的是他对宇航员返航之后身体检查的批评,他说这种对外星生命的恐惧,暴露了我们时代的某种病态的心理:对生命我们持敌对的态度,对疾病和死亡充满恐惧,其实,他告诉我们,疾病或者是身体的自然反应,或者是无法预测的偶发事件,用不着构造那么庞大的医疗体系来对付。死亡是最古老最基本的生物本能,它根本不是灾难。工业文明正在毒害生命机体,托马斯无疑犀利的揭示了这一点。

    在书的副标题中,他称自己为一个生物学看护者,使我想起了德国哲学家海德格尔的名言:“人不是存在的主人,而是存在的看护者”。译者将Watcher译成“观察者”,但又在文中加了一个非常有意思的注,表明此“观察者”不同于observer。窃以为,译成“看护者”最能传神。

 

    本丛书的翻译绝大多数是由自然科学家搞的,行文处处透露出以汉语进行的人文教育的缺乏(我的意思是说他们也许受过西文的人文教育),西方哲学、历史和文学中的著作或人物的译名就显示了这一点。这也许不只是译者个人的问题,而反映了我们教育体制中存在的科学与人文两种文化之间的隔漠。像《第一推动》这些本来就想打破这种隔漠的书,是应该自身做出榜样来的。人文学家译的请搞自然科学的校一下,自不在话下(丛书在这方面做得很自觉),而自然科学家译的东西,也应该请搞人文的通读一下、润色一下。

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