老子与霍金

(2011-03-09 16:05:33)

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标签： 杂谈

分类： 东西方文化述评

老子与霍金。

人类历史上可能没有哪两个人之间像他们两人一样，相互间没有任何共同之处。他们中的老子，是2500年前骑着青牛从函谷关飘然远去的行走在春秋时代充满战争和变化的中原大地上的皓首白须的智者，从他身后向我们飘来“道生一，一生万物”和“天地万物生于有，有生于无”的苍茫歌声。这歌声，像是来自宇宙深处，又仿佛黄钟大吕，至今在天地间久久回荡。而霍金，是21世纪处在后工业社会重重包围中的宁静的英国剑桥大学校园中经历几十年凝神苦思的学者。与众不同的是，这位学者几乎全身瘫痪，连舌头都不听使唤，但几十年以来，一直以惊人的意志和毅力，顽强地不断叩击上帝为人类所设置的几千年来无数学者无人能够逾越的思想的大门——上帝创世的秘密。这道大门似乎是由重重铁门封锁的万丈鸿沟，无人能够逾越。但现在，霍金在无数前人的艰辛努力的基础上，尤其在牛顿、爱因斯坦和玻尔、海森伯、费恩曼等人的肩膀上，经历艰苦跋涉，似乎是来到了解开这道谜题的钥匙的前面——但很难说，上帝仍然有可能在人类同谜底触手可及的距离内埋伏着又一道“万丈鸿沟”。过去的科学史不乏这样的例子。总之，在人类没最终拿到“上帝的钥匙”之前，什么事情都可能发生。

但老子与霍金之间至少有一点是相同的，那就是，他们都认为，宇宙是从无中产生，宇宙产生的起源是“有生于无”。这一点很让人惊讶，也很耐人寻味。尤其是霍金与爱因斯坦不同。爱因斯坦对古老东方思想的理解相当深刻，并且很推重大乘佛教的思想和世界观。而我们检视霍金的著作和思想，看不到受东方思想影响的一点痕迹。相反，霍金有时候对哲学家的“不着边际”——比如对古希腊有些思想家不接受观测的检验——流露出颇为不屑。在这方面，霍金表现出严格的科学传统与职业操守。但越是这样，霍金与老子之间表现出的“唯一的”共同点就越显得引人注目，越发值得人们深入思考。

《道德经》第一章：“无，名天地之始；有，名万物之母”，“此两者，同出而异名，同谓之玄。玄之又玄，众妙之门”。很显然，在老子看来，道具备有和无两种属性。第二十一章：“孔德之容，惟道是从。道之为物，惟恍惟惚。惚兮恍兮，其中有象；恍兮惚兮，其中有物；窈兮冥兮，其中有精，其精甚真，其中有信”。而第四十章：“天下万物生于有，有生于无”。道是产生天地万物的母体，道就是无，是“恍惚有象、恍惚有物”。这种关于宇宙起源的思想和当中对“有”与“无”的看法，是《道德经》当中关于道的思想的关键。

宇宙为什么从无中产生？无中怎样产生出有？老子这里所说的无是什么意思？能回答出这些问题，就是解开了《道德经》当中最难懂的思想。对形式逻辑来说，这些问题“无解”，形式逻辑无法跨越“有”与“无”之间的深刻鸿沟。在东方文化的传统中，事实上，这也是禅宗开悟和修炼佛法当中最难回答的问题。

在古老东方思想的范畴中，人们之所以难于跨越“有”与“无”之间的深刻鸿沟，原因是受到形式逻辑的束缚。而人们之所以被形式逻辑束缚的原因是人们从错误的、实际上并不真实的“自我”概念的错觉出发观察世界——人们以为“自我”是真实的，因而便认为世界上的其它事物和概念都是真实的，由此认定概念是推理和认识中“不可再分”的单元和基础。这种情形，是造成人们思想陷于片面和僵化的根本原因。在东方文化传统中，克服这种片面和僵化思想的途径是，打碎束缚思想的语言和逻辑“锁链”，从而让自己的思想和人格恢复完全自由的状态，达到头脑与心灵的真正平衡。简单说来，就是让语言和逻辑活动短时间在头脑中“完全止歇”，这就像是在交响乐中，让所有声音在一瞬间完全寂静。这样，人们就能意识到自己内心的喧嚣并非不能停止，从此就会在内心中倾听到真正来自天籁的声音。这种来自天籁的声音，老子称之为“道”，古印度人称之为“梵”，佛家称之为“真如”。

理解这一点，是理解古老东方思想与智慧的关键。可以说，这是古代东方哲学与智慧中珠穆朗玛顶峰真正的“哥德巴赫猜想”。为了攻克这道难题，老子和其他东方思想大师采用的是打碎语言和逻辑锁链的办法。这就是顿悟。

霍金采用的是什么办法呢？

用模型和数学关系来“统一”表观物理世界和观测资料，是西方理论物理研究的基本传统和终极目标。当代理论物理学家的最高理想就是把表观物理世界归结为单一的自然定律——包容并预言宇宙的进程的“唯一合理”的数学模式。

在近现代理论物理探索的进程中，牛顿把日常世界的力学现象综合为牛顿运动方程，爱因斯坦在电磁学的基础上推导出广义相对论，把在地球上起作用的物理定律推广到整个宇宙。但后来，理论物理的推广和综合过程遇到严重障碍。首先是，广义相对论当中包含着宇宙的“奇点”——温度、密度与曲率都无限大。在宇宙的“奇点”中，所有物理定律都会崩溃，这使得人们无法根据广义相对论来推测宇宙的起源。其次，量子世界完全不符合广义相对论，而试图“统一”引力与自然界其它基本力的努力遭遇重大挫折。上世界二三十年代，玻尔发现粒子的“波粒二象性”，海森伯发现量子的“不确定性原理”，四十年代费恩曼发现粒子的“历史求和”的数学关系。这些发现，几乎完全“颠覆了”人类理性对形式逻辑的所有规则。“波粒二象性”指出，粒子有时候呈现粒子特性、有时候呈现波的特性。这使得形式逻辑中的同一律完全不适合亚原子世界。而“不确定性原理”和“费恩曼历史求和”思想成为霍金后来理解宇宙起源的重要基础。

“不确定性原理”由威纳-海森伯发表于1926年。该原理是说，在测量粒子的位置和速度的过程中，人们只能得到对位置的测量越精准，对速度的测量就越模糊；反之亦然。“根据这个原理的重要推论是，不存在空虚的空间的这类东西，因为空虚空间意味着无论是场值还是它的变化率都精确地为零（如果场的变化率不为零，则空间不会保持空虚）”，霍金说。“由于不确定性原理不允许场和变化率都是准确的，所以，空间不可能是绝对的无或空虚”，“它可拥有最低能量的态，称作真空，然而，那个态遭受到所谓的量子颤抖，或者真空涨落——粒子和场不停出现和消失”。霍金解释说，“人们可将真空涨落认为是许多粒子对在某一时间一起出现，相互离开，然而又回到一起，并相互湮没。”霍金认为，最早期的宇宙就是产生于这种真空中的“量子颤抖”。

霍金的这个观点与《道德经》的论述何其相似！这是当代理论物理研究中的“有生于无”。

20世纪四十年代，理查德-费恩曼提出粒子的“历史求和”理论。在双缝实验中，粒子的历史就是粒子从A点到B点采取的路径。费恩曼对干涉条纹如何在双缝实验中产生的问题极为好奇。双缝实验中，粒子被射向带有缝隙的墙，在置于墙后的屏幕上测量粒子结束行程的位置。双缝实验中的粒子在墙后屏幕上产生干涉条纹，是表明粒子具有波的性质的关键证据。就像一名足球手通过墙上的两道缝隙将足球踢到墙后，如果粒子像足球一样是单纯的粒子而不包含波的性质，根据牛顿物理，每个粒子都将独自遵循着一条从源到屏幕的明确定义的唯一的路径，这样，屏幕上粒子的分布就应该像足球手射到墙后的足球的数目，是通过每一道缝隙的粒子的数目之和。但双缝实验中，粒子到达屏幕的数目“少于”通过每一道缝隙的粒子的数目之和，而且，粒子在屏幕上的分布到达单纯粒子行为到达不了的地方，而单纯粒子能到达的地方反而没有到达，从而表现出只有波的性质才会产生的干涉条纹。“看来仿佛是粒子在从源到屏幕的旅途的某处得到了两道缝隙的消息”，霍金说，这与日常生活中事物显示的方式彻底不同，“在日常生活中一个球穿过一道缝隙的途径不受另一道缝隙情形的影响。”费恩曼认为，这意味着“粒子采用连接那两点的每一条可能的路径”，“粒子不仅遵循单独的明确的路径，它取每一条路径，并且同时取这些路径”，因此在两个缝隙的情形发生影响而相互干涉。费恩曼断言，这就是使量子物理有别于牛顿物理的缘由。对此，费恩曼构想出一个数学表述——“费恩曼历史求和”，重现了量子物理的所有定律并经受住了迄今为止所有观测的检验。“费恩曼历史求和”显示出，当人们把粒子的所有路径的波叠加在一起，就得到粒子从A到B的“概率幅度”，而“概率幅度”的平方给出粒子到达B的正确概率。对于大物体而言，“费恩曼历史求和”的结果符合牛顿物理的预言，到达该终点的概率非常接近于1。

海森伯的不确定性原理揭示粒子的位置与速度遵循概率，“费恩曼历史求和”进一步揭示粒子的行为或历史同样是遵循概率。

在当代理论物理的前沿探索中，霍金是根据广义相对论和宇宙早期的微波辐射背景提出宇宙大爆炸假说和宇宙中存在黑洞的代表人物。进入21世纪，霍金对他的大爆炸假说进行稍许修改，提出“暴涨”理论，并力图回答产生宇宙的终极原因和支配宇宙的“统一的”自然定律或数学模型。综合广义相对论和量子论，尤其是综合不确定性原理和“费恩曼历史求和”，霍金这样描述宇宙极早期的产生历史：广义相对论所预言的宇宙的某一时刻处于“奇点”的状态，这使得宇宙的创生过程是一个“量子事件”。霍金说，“如果宇宙的起源是一个量子事件，那么费恩曼的历史求和就应该准确地描述它。”霍金写道，“在这个观点中，宇宙自发出现，以所有可能的方式开始。”这就是说，“量子颤抖”以所有可能的方式开始产生宇宙。宇宙的产生“有点像沸水中蒸汽泡的形成。许多微小气泡出现，然后消失。这些代表膨胀但在其仍然处于微观尺度时坍缩的宇宙，代表可能的另外的宇宙”。然而“其中的有些泡泡会长得足够大，使得它们避免坍缩，以不断增加的速度继续膨胀，而形成我们看到的蒸汽泡”，“这些对应于开始以不断增加的速度膨胀的宇宙——换言之，即是处于暴涨状态的宇宙”。宇宙的暴涨就是相当于一枚硬币大小的宇宙在极短的一瞬间内膨胀到银河系的1000万倍。

霍金的描述告诉人们，即便在极早期的宇宙创生的过程中，宇宙的历史也不是形式逻辑所描绘的从有到有或从A到B的唯一的“简单”路径，而是包含一系列“有”与“无”或生与死的机制相互干涉与渗透的复杂历程。老子说：“无，名天地之始；有，名万物之母”，“此两者，同出而异名，同谓之玄。玄之又玄，众妙之门”。又说：“反者道之动，弱为道之用”。宇宙万物的产生不仅是从有形的某物中产生出另一物，还包括有形的某物向原初点也就是无的回归，包括天地的根本规律对万物的支配。老子还说：“视之不见名曰夷，听之不闻名曰希，抟之不得名曰微。此三者不可致诘，故混而为一。其上不徼，其下不昧，绳绳兮不可名，复归于无物。是谓无状之状，无物之象，是谓惚恍。”在这里，老子明确告诉人们，产生宇宙的道，看不见、听不着、抓不住，幽深莫名，只能归入无物。而这个无物，并非是什么都没有，而是恍惚有物、恍惚无物。据此，恐怕人们很难说霍金对宇宙极早期历史的描绘与《道德经》的论述之间，不存在任何相似或一致之处。

与对宇宙极早期历史的描绘比较，霍金力图构建宇宙的大统一理论——M理论——的努力显得有些窘迫。在《大设计》当中霍金指出，可能没有人说得出M理论的确切含义；而且，宇宙是存在一个终极的包含所有细节的“统一理论”，还是人们永远也不能达到这个理论，这一点，现在还不确定。这就是说，在霍金看来，M理论存在缺陷。如果人们的努力证明不存在包罗万象的“大统一”理论，就是“决定论”和形式逻辑思想在理论物理探索中遭遇的又一重大挫折。

但是无论如何，人类在理论物理前沿探索中所展现出的智慧、技巧与毅力令人叹为观止！当代理论物理的前沿探索把人们在数学领域、技术领域和蕴涵在形式逻辑当中的智慧推向了极致。无论是理论物理探索取得的进展，还是所面临的困难，都具有非凡的意义。或许，正是理论物理探索中取得的进展与所面临困难加在一起，才使得形式逻辑中所蕴涵的人类的辩证法思想和超逻辑理念迸发出耀眼光芒。老子说，“反为道之动，弱为道之用”。任何事物发展到极点，都必然向自己的对立面或相反方向转化。这是《道德经》观察世界的另一种智慧。不知道老子的这个思想是否最终适合理论物理的探索进程？