经济学和物理学的有趣比较
一、古典时代 一、奠基(1600年前后) 16世纪快要结束的时候,佛罗伦萨还是欧洲最大的城市,热那亚垄断着大宗商品的贸易,威尼斯则依靠雇佣军和庞大的船队控制了地中海,尽管处于分裂状态并经常发生战争,但意大利还在享受着最后的繁荣光景,作为欧洲资本主义滥觞,意大利的闪亮,总是和中世纪黑暗的欧洲格格不入。 毫不意外,现代物理学将在这里起源,1589年左右,一个名叫伽利略的大学教授开始偷偷地质疑另一位伟大先贤的理论,两千多年来被奉为圣贤的古希腊哲学家亚里士多德(地位也许可比东方的孔子)断言:自由下落的物体,愈重则下落越快。真的如此吗?伽利略怀疑,如果亚里士多德说的是对的,那么让一个重的物体和一个轻的物体绑在一起下落,重快轻慢,重物将受轻物的拉扯而变慢,轻物将受重物的拉扯而变快,那么它们绑在一起下落的速度,将是介于单独下落的轻重物体之间。可是如果换一种思路,两个物体作为一个整体,应该比单独的任何一个要重,也应该比单独的任何一个下落都快才对。同一个理论推导出了相互矛盾的两个结论,合理的解释是,理论出问题了。两千多年来,从来没有人认真想过,这种悖论意味着什么?人云亦云的世俗,可以将先贤的经典倒背如流,却不能真正用思维和他们对话。伽利略的可贵之处,不仅在于质疑,更在于他一旦想到理论有问题,就决定通过实验来证明一下。那个后来变得非常著名的比萨斜塔铁球下落实验,是否真的发生过,历史学家一直存有疑虑。但伽利略确实是在家里做了很多次实验来证明他的想法。于是在亚里士多德理论坍塌的废墟上,现代物理学发源了,而且甚至一开始就具备了两大分支的雏形:理论物理学和实验物理学。 当现代物理学开始上路的时候,现代经济学(在中国,人们习惯将它叫作西方经济学,以区别以马克思主义理论为基础的政治经济学)也开始呱呱坠地了。基本公认的起源是,法国人蒙克莱田在1615年写出一个小册子,《献给国王和王太后的政治经济学》。这个法国人似乎生性精力旺盛而且富有才华,他曾因在决斗中杀死过别人而逃亡,又最终死于一场小规模的战争,他经过商,当过兵。什么都干,只是偶尔拿出一小部分精力来,思考了一个简单的问题:什么是财富?什么是财富的源泉?他并不知道,这些无意但有意义的思考,开启了一个以后几百年人类思维探索的广泛领域,而他不经意间所使用的研究起点(财富的积累)以及研究对象(整个社会的经济活动),也成为后世经济学的金科玉律。尽管他的小册子本身没有提出令人信服的答案,但是提出一个好的问题就是很不了不起的。这是蒙克莱田的一小步,却是经济学的一大步。 二、黑暗时代(17世纪) 当伽利略和蒙克莱田推开大门以后很久,物理学和经济学的发展都波澜不惊,划时代的大事情还要再过上100年左右才会发生。 伽利略以后,实验的重要性在物理学发展中就再也没有被质疑过。然而另一个问题出现了,人们被过多的观测结果所困扰,到了17世纪60年代,百年以来积攒的实验数据过于庞杂,却没有一个“大一统”的理论能够很好的解释这些数据。上帝似乎是在用复杂得不可思议的规律来引导世界的运行。如果世界是上帝的杰作,上帝应该至少整理一下它。人们倾向于相信,这些杂乱无章的现象之后,一定还会有一个简单明了的“大道理”在掌控一切。于是,法国的笛卡尔认真地思考了运动和力之间的关系,德国的开普勒则潜心研究他的老师第谷留下的观测数据(后者去世太早以至于没能自己亲自研究),荷兰的惠更斯则在考虑钟摆和光的规律(后来爱因斯坦证明它们都是某种振动—波),意大利的玻列利则发现磁石间吸引的力量会随着彼此距离的加大呈某种规律性的衰减。他们正在逐渐接近真理,而他们并不知道,尽管现象杂乱无章,但他们都在不同的方向接近着同一个真理。物理学在看似平静的发展进程之下,即将迎来惊人一跃。 与物理学相比,经济学的发展热闹得多,但问题是,太热闹了。经济学在17世纪迎来了早期两个重要的学派,重商学派和重农学派。从今天的眼光来看,这两个学派的观点都很片面,甚至幼稚,但在当时它们却占据了经济学舞台上最重要的位置。针对蒙克莱田提出的什么是财富、财富从何而来的问题,重商主义的回答说,财富就是金银,获得财富的方式就是尽量开采金银,或者通过出口大于进口的国际贸易从别国输入金银。重农主义则回答说,财富就是物质产品,社会中只有生产环节创造财富,流通环节(也就是商业)不创造财富,在各个经济部门中,只有农业是“真正的生产环节”,所以增加财富的方式就是加强农业生产(有点像中国古代的重农抑商?)。毫不意外,重商主义来自以海洋贸易立国的英国,重农主义则来自以农业立国的法国。两个学派不仅是在学术上争论,更是在相当程度上左右了英法两国的经济政策。其中,重商主义更是余毒未尽,直到19世纪成了英国对中国进行鸦片贸易的重要原因(中国当时对英贸易出口大大超过进口,让英国议会很不爽,终于想到用鸦片贸易来增加出口额)。不管怎样,在这激烈的争论中,经济学快要成熟起来了。 三、古典的大厦建立 物理学的发展史终于等到了惊人一跃,时钟来到1643年,艾萨克?牛顿出生了,作为一个自耕农的后代,在英格兰林肯郡的一个村庄里。毋庸置疑,牛顿出生在正确的时代,前面的笛卡尔为他准备好了数学工具,开普勒积攒了足够的天文观测数据和研究资料,惠更斯做好了力学的基础研究,玻列利几乎找到了引力方程,一切就等某个大师来摘苹果了(或者摘了苹果以后当大师),于是,牛顿来了。牛顿是个解决难题的天才,他先是独立地发展出了微积分(他同时也是数学家!)。然后指出力是改变物体运动的原因,这种改变与物体的质量成反比,与力量的大小成正比,改变的结果就是,物体承受一个叫作加速度的改变量,该改变量是物体速度的一阶微分。以上观点后来被总结成为牛顿三大定律,它不仅定性地分析了物体的运动与力的关系,更是可以定量地计算和预测出物体下一时刻的状态。物理学的迷人魅力一下子散发了出来,原来只要掌握了这些简洁的公式,人也可以像上帝那样预知世界的未来!到这里牛顿已经足够伟大了,但是他居然还能更进一步。1670年左右,牛顿在家乡的苹果树下发现了万有引力的奥秘。一下子,上帝的秘密似乎被人类窥探无遗:原来世间万物运转的轨道就蕴含在牛顿的那个小小公式之中。牛顿三大定律加上万有引力公式,就可以从草稿纸上计算出的日月星辰的运行轨道!世界,似乎不再需要上帝来管理,而仅仅依靠牛顿的公式就可以了。至此,物理学的古典大厦封顶完工了。牛顿死去没多久,很多物理学家倾向于相信,物理学的发展已经接近结束,接下来的工作只是对牛顿的理论大厦做些修修补补的工作。 在经济学中,堪与牛顿比肩的人物也粉墨登场了。除了在各自领域的学术地位,亚当?斯密和艾萨克?牛顿至少有以下几个相似之处,他们都是英国乡下小人物的后代;斯密是遗腹子,牛顿则年幼丧父;两人都家境贫寒;而且两人最后都是终身不娶。这让我们不竟想起了那句中国古话:“故天将降大任于是人也……”1776年,斯密出版自己的传世巨作《国民财富的性质和原因的研究》(被后世简称作《国富论》)之时,他已经是一个颇有名气的伦理学家和哲学家。然而《国富论》的出版则掩盖了他在其他领域取得的所有成就,从此,斯密总是被作为一个经济学家而被人们提及。《国富论》的核心思想在于提出了一种叫作“看不见的手”的机制,斯密认为,看似杂乱无章的经济现象之后,其实存在着一个必然的天赋的规律。那就是,每个人都可以尽管追求自己的幸福和财富最大化,市场的交易会自动达到均衡,使最迫切需要资源的领域取得应得的资源,从而实现社会财富创造的最大化。譬如,填饱肚皮不能指望面包师傅的仁慈,而必须依靠自己的勤劳,获得可资交换的资源。当人人都做如是想法的时候,社会的资源配置就会自动达到最优,即不会生产过多的吃不掉的面包,也不会发生面包过少不够吃的问题,价格的涨跌会引导更多或更少的人(或资源)进出面包行业,最后达到供求平衡,所有的供求缺口都会自动消失,最终所有的行业都会达到适度的规模。这种思想,简言之人人照顾自己,上帝(看不见的手)照看大家。斯密的理论可以说是拳打重农主义,脚踢重商主义,一出世就颠覆了两大学派。斯密的理论中最好的部分就是,一切都在于无为而治,政府最好什么都不做,当市场经济的“守夜人”,这种无为而治(甚至有人研究说斯密受到了庄子的影响)的思想深深地影响了后来欧洲和美国的经济政策,直到一次世界大战。市场自动达到平衡的迷人魅力,后来无数次地被经济事实所证明。遗憾的是,后来的有些政府出于各种各样的目的,修正了斯密之后一位重要经济学家的思想,认为人类的计划能力可以超越市场,达到比市场更加有效率的分配,并依此设计出了一套计划经济体系,结果是将举国上下的生产力和经济决策装入了一个硕大无比的“超级公司”之中,事实已经证明,无论愿望如何,这种“超级公司”的反应速度和分配效率都极其低下。而前面所提的那位重要经济学家,他的名字叫作马克思。不管怎样,斯密的理论的横空出世,标志着古典经济学的大厦,也在斯密和他的追随者的努力下,基本竣工了。 二、晴空乌云 19世纪是牛顿和斯密的理论大显身手的时代。自然科学方方面,发明家们站在牛顿理论的肩膀上,蒸汽机、电报和炸药等重大发明相继问世,人们因此获得了更强大的动力、更有效的通信手段和更具威力的破坏手段。工业革命轰轰烈烈地登上历史舞台,人类在自然面前,第一次变得如此强大。社会科学方面,各主要资本主义国家政府终于接受了斯密的理论,听凭“看不见的手”来调节经济的潮涨潮落,做好“守夜人”的本分,在那个时代,“宏观调控”是一种奇谈怪论,人们普遍相信市场会通过价格涨跌,引导社会资源自发地流向紧缺的部门,“无为而治”的哲学引导一个又一个西方国家走上了富国之路。 然而,当时的人们并没有注意到,经典物理学和古典经济学的晴空万里之中,竟然悄悄飘来几朵乌云。 物理学的研究在牛顿之后,又出现一位承前启后的大家,他的名字叫作麦克斯韦,这是英国为世界贡献的又一位巨匠级的人物。牛顿理论体系留下了一个缺陷,就是对于光学和电磁学的研究不够深入,这不能怪牛顿,他一个人已经做出太多的成果了,更何况牛顿时代的实验数据也不允许他做出什么成果。直到牛顿之后天才的实验物理学家法拉第积累了足够的实验数据,将电和磁相联系的图景展示在世人面前时,剩下的就是等某个数学高手总结出公式来了。于是麦克斯韦登场了,和牛顿、爱因斯坦一样,麦克斯韦既是物理学家,也是数学家。他也恰好是这两位巨匠之间承上启下的人物(这再一次显示数学对于物理学是多么的重要)。他将电磁场理论用简洁、对称、完美的数学形式表示了出来,原来电、磁和光都是本质一样的物质。他预言了电磁波的存在,并计算出电磁波的传播速度等于光速。 就这样,麦克斯韦的电磁学大厦在牛顿理论的一个缺角处矗立起来了,这栋新楼看起来那么完美,但基本与旧的经典物理学大厦结合得很好。只是在几个很小的细节上显得有些扎眼,比如,光速为何成为了一个常数?难道说所有光的速度都是一样的吗?又比如电磁波为什么本质上会与光一样?它们在微观上有什么相似之处?人们本以为这些小小的不和谐会随着理论的完善而弥合,然而人们没有想到。当经典物理学如此完美之时,它的大麻烦也就接踵而至了。 后来,人们用“物理学晴空的两朵乌云”来形容经典物理学所遇到的这两个难题,这样的比喻足以显示出当时人们的心态之轻松:麻烦不大,而且很快就会过去;就像乌云遮不住晴空,而且很快就会飘走。可人们万万没有想到,正是这两朵乌云,压垮了经典物理学的大厦。这两朵乌云分别叫作“以太假设”和“黑体辐射的波长跃进现象”。简单地说,前者是说经典理论要求光的传播必须依赖某种介质,然而一个著名的实验却证实不存在这种介质。后者是说经典理论推导出黑体辐射的波长和能量强度之间的关系公式,也被实验数据无情地颠覆了。两朵乌云都集中在光、电磁的辐射领域,再一次说明麦克斯韦的电磁理论已经部分否定了经典理论体系,只是这种否定不那么彻底,以至于当时的人们无法察觉。 乌云之后是狂风暴雨,19世纪末,伦琴发现了X射线,打开了辐射王国的大门,之后不久居里夫妇提纯出了辐射能力更强的镭,人们不禁想到,很少的一点镭就能源源不断地辐射出这么多的能量,这些能量是从哪里来的?要么能量守恒定律出了问题,要么镭可以把什么东西转化成为能量。20世纪最初的一个十年,经典物理学开始变得漏洞百出,在不断出现的最新实验成果的面前,变得脆弱不堪。经典物理学家一次次尴尬地不知道为什么,整个物理学界士气低迷,甚至有人因为不愿见到经典物理学的大厦崩塌而自杀身亡。 发生在经济学界的故事,甚至比物理学界还要跌宕起伏。斯密之后,经济学颇是繁荣了一阵子,一个个熠熠生辉的名字相继登场:李嘉图、马尔萨斯、萨伊、穆勒、马克思,直到马歇尔。在斯密的《国富论》打开局面以后,这些后世的优秀经济学家渐次地将人类对于社会经济运行的理解发展到了前所未有的地步。其中最重要的发展之一就是,被称作“边际革命”的理论突破。和牛顿的情况相似,斯密打下古典经济学的江山之后,也留下了一个理论上的缺憾。他没有用数学的方式来表达他的经济学理论,这个缺憾直到“边际革命”以后才补齐。 所谓“边际革命”,其实更应该叫做边际效用革命。在经济学中,“效用”是一个很有意思的概念,它从来没有被严格地定义过,但其应用又是如此广泛。可以说,如果将“效用”的概念从经济学中抽取出来,那么现代经济学的大厦将全部坍塌,不留一点矗立的部分。如何理解“效用”呢?简单处理的话,我们可以认为“效用”就是幸福感。经济学认为人类的一切活动都是为了增加自己的幸福感。吃下一个馒头,取得博士学位,或者吸毒,都是为了增加自己的幸福感。经济学将这种量化了的幸福感称为效用,经济学又认为,没有天上掉馅饼的事情,要增加效用,人们必须付出成本,比如花钱购买,或者耗费精力去工作学习。经济学认为,人们会自觉地比较增加的效用(称为边际效用)和付出的成本(称为边际成本)之间的关系,以吃馒头为例,如果每天吃三个馒头,边际效用大,就每天再多买些馒头来吃;边际成本大,就减少每天馒头的购买。直到找到边际成本和边际效用相等的那一点,通过微积分这类数学工具可以严格地证明,在这个点上总效用达到了最大。看似简单的道理,花费了经济学家们半个多世纪的时间来将边际化了的公式和图表引入经济学,并将其数量化成为斯密理论的数学版。 “边际革命”使经济学进入了数理经济学的时代,100多年前当你打开一本经济学的教科书,引入眼帘的将是无穷无尽的文字和论述;而今天的经济学教材中则开满了各式各样的“天窗”,每个天窗里都挂着一副图像或者表格,充满着各式各样的数字和公式。数理经济学的加盟,使得经济学中的理性因素更加浓厚了。 当边际革命还在进行的时候,经济学史上与麦克斯韦堪称比肩的人物马歇尔出现了。这位英国经济学家的最主要著作是1890年出版的《经济学原理》,该书在西方经济学界被公认为划时代的著作,也是继《国富论》之后最伟大的经济学著作。它综合了斯密以来经济学主流的主要成果,并将其提炼成为一种“均衡”理论,认为市场价格决定于供、需双方的力量均衡,犹如剪刀的两翼,是同时起作用的。经济学的核心在寻找那个优美的均衡点,在均衡点上供求双方达到了最大妥协,社会福利也可以得到最大化。这个结论,既符合斯密的“无形的手”可以达到资源配置最优的理论,也发展了斯密的学说,回答了在什么情况下,市场可以达到最优资源配置。在马歇尔的努力下,经济学开始从古典的政治经济学脱胎出来,开始具有与物理学相似的科学性。而世界上第一个经济学系也在他的努力下在剑桥大学成立了。 说到这里,需要插上一句,事实上在马歇尔为古典经济学定鼎之前,古典经济学发生了一次分裂。这次分裂在斯密身后不久就出现了,它来自于李嘉图的劳动价值学说,古典经济学最先发明了这个学说,但是到了后期又开始弃之不用,而是代之以边际效用论。这其中的关键在于,逻辑上如果承认劳动创造价值,那么几乎所有的产品就应当归工人所有,而资本家则成了无偿占有劳动产品的剥削者。边际革命认为劳动、资本的投入、企业家的管理才能以及土地都对产品的生产有贡献,都应该获得报偿,也就符合了西方社会经济运行的基本规范。这次经济学的理论分支,导致了后世社会意识形态的巨大分歧,劳动价值论的这一派,后来被马克思发扬光大,成为社会主义理论的起源;边际革命的那一派,就是前面所说的古典经济学的继续发展,被马克思蔑称为“庸俗经济学”,成为了现代资本主义国家经济学的前身。所以请看,谁说经济学没有用处?这个理论上的小小分歧,导致了20世纪东西方阵营长达40年的冷战,也是蝴蝶效应的另一个翻版吧。 书归正传,就在古典经济学一统江山,大展身手的时候。黑云压城而至,电闪雷鸣之间压垮了经济学两百多年来积累的所有公信力,使经济学家们措手不及。这就是发生于19世纪末20世纪初,愈来愈频繁,愈演愈烈的资本主义经济危机。经济危机带来了古典经济学中无法解释的荒唐事情,牛奶宁肯倒入大海也不卖给人们,工人只想养家糊口却找不到工作,优美的均衡理论告诉人们,一切的过剩、失业都是暂时的,市场会自动地恢复正常,但饥饿的工人们却等不及了。终于,俄国选择了马克思主义,将一切工厂国有化;德国选择了希特勒,通过扩军备战和镇压犹太人来摆脱危机;日本选择侵占中国东北,通过掠夺别国资源来为自己解套。刚刚另立门户不久的经济学,竟然立即面对灭门的威胁。谁来解救经济学?谁来帮人们找到不靠欺凌别人自行摆脱危机的药方?请看下集: 三、拯救者-上 十九世纪的最后一天,欧洲著名的物理学家欢聚一堂,会上由著名的英国物理学家开尔文男爵致辞,在回顾了过去百年物理学理论的巨大进展之后,他欢欣鼓舞的说:物理学的大厦已经落成,所剩只是一些修饰工作。不过他又若有所思地讲到:现在物理学“美丽而晴朗的天空”仍然飘着两朵乌云。可以说,开尔文的前一句话,道出了物理学数百年来的巨大成功。而后一句话,则折射出物理学即将到来的巨大风暴,只不过,限于当时的认知水平,连开尔文本人都没有料到,这不经意的两朵乌云有多么大的颠覆性,事实是,“乌云”并未很快散去,接踵而来的事情却让经典物理学从尴尬变成了难堪,甚至是颜面扫地: 1895年,伦琴发现了X射线。 1896年,贝克勒尔发现了铀元素的放射现象。 1897年,居里夫人和她的丈夫皮埃尔发现了更多的放射性元素:钍、钋、镭。 1897年,J.J.汤姆逊发现了电子。 1899年,卢瑟福发现了元素的嬗变现象。 光是两朵乌云所折射出的经典物理学的缺陷就已经够让人头疼了,后来的这些恶作剧式的实验发现简直就是跟经典理论对着干,经典物理理论无法解释:为什么麦克斯韦那精美的方程推导出来的公式无法解释黑体辐射的实验数据;而“作为波动”的光辐射,又竟然可以不依靠任何介质就传输;更加噩梦般的故事是,质量很小的物质就可以源源不断地辐射出巨大的能量,看起来连能量守恒定律都有了问题。而质量守恒、能量守恒和动量守恒一直是物理学家的圭臬,要是推翻它们,那物理学和占星术还有什么区别! 面对物理学的空前危机,有些对经典理论坚信不疑的物理学家甚至选择自杀来为旧理论殉葬,而更多的物理学家则重新回到最基础的部分,在新的实验事实上重新构筑理论大厦。确实如此,后来发展出量子力学并成功解除了经典物理学在微观世界的困境的普朗克,就曾这样描述过他当时的心态,别说是旧的经典理论,甚至整个宇宙,他都做好了抛弃的准备。 物理学需要一个推倒旧时代的破坏者,但更需要重建新秩序的拯救者,于是他出现了。出乎人们的正常想象,新时代开启的方式近乎无厘头。奇迹发生在1905年,3月18日,瑞士伯尔尼专利局一个小公务员在《物理学年鉴》杂志发表了关于光电效应的一篇文章。要知道,在《物理学年鉴》这样的顶尖学术杂志上,寻常大学讲师若是有机会能够发表一篇文章,可以毕生引以为自豪。而这个殊荣竟然落在了一个小公务员的头上!而他还没有取得博士学位!更神奇的事情发生在后面,这一年中,该小公务员又一连向《物理学年鉴》投了四篇稿,并且全部被发表!而这个神奇的小公务员,就是爱因斯坦。 如果用今天的眼光来看,这五篇论文事实上为三个理论打下了基础:量子力学、狭义相对论和广义相对论。这些成就足以为爱因斯坦赢得三次以上的诺贝尔奖,然而爱因斯坦终生只获得过一次诺贝尔奖,获奖原因也只是他那五篇论文中最不重要的一个发现(如果非要对它们的重要性排序的话),也就是对于光电效应的做出合理解释的那篇论文。究其原因,一是因为诺贝尔奖本身当时也处于草创阶段,还没有现在这么大的名头。二来也是因为诺奖一以贯之的谨慎精神,一定要等理论完全被证实后才肯颁奖,而爱因斯坦的理论当时实在是太超前了,别说证实,甚至几乎没有几个物理学家能够读懂。而等到相对论功成名就时,人们却发现,爱因斯坦的成就竟然不是诺贝尔奖所能衡量的!别的不说,仅仅是在实验中证实了相对论某个方面正确性的物理学家,获得的诺贝尔奖就不下一打,更何况凭着一己之力创立狭义相对论和广义相对论的鼻祖爱因斯坦。也许,不因创立相对论而授予爱因斯坦诺贝尔奖,才是最好的安排。 相对论为宏观世界的运行提供了良好的解释,通过洛仑兹变换,相对论揭示出,任何物体的质量、长度以及时间都会随着它本身的速度变化,速度越大,这种变化越大。当速度很小时(确切地说是相对于光速速度很小,我们平时所见到的绝大多数物理现象的速度都远小于光速,试想光速可是每秒绕地球七圈半的速度啊!),洛仑兹变换显示,爱因斯坦的运动公式近似于牛顿的运动公式,非常近似,简直可以说是相等!于是相对论的美妙之处在于,它不但有力地解释了经典物理学出错的地方,更告诉了人们经典物理学在什么情况下是对的!这种理论上的延续性无疑使得相对论看起来更优美。最后,广义相对论跳出了绝对参照系的窠臼,告诉人们所谓绝对的空间和时间都是不存在的,一切运动的意义都是在于寻找某个参照物而发生的,参照物不必也不可能是静止的,参照物不同,观测的结果也会不同。而能量、质量、时间、空间这些看似完全不同的物理量,其实是可以相互转换的。这种转换的形式之一就是核辐射,由于转换的系数极大(光速的平方),所以只要损失极小的质量,就可以换得极大的能量,这也揭示了镭为什么可以一直不断地发射能量,如果你损失几公斤那么大的质量,你将得到什么呢?猜对了,原子弹爆炸! 相对论的横空出世解决了两朵乌云中的一朵,以太并不存在,光波自己就是传播介质与传播行为的统一体。而另一朵乌云,黑体辐射,则生生逼出了现代物理学的另外一大分支:量子物理学。这里说量子物理学是逼出来,真是一点也不冤枉物理学之中这个让人又爱又恨、欲说还休的一个活宝。 量子力学的产生就极具戏剧性,为了解释黑体辐射的“乌云”,已经有科学家提出了两个不同的公式,在辐射的波长较短时,一个公式能够很好的解释实验现象,在辐射的波长较长时,另一个公式能够很好的解释实验现象。要命的是两套公式是基于相对立的理论基础(辐射波动说和微粒说),可以说它们的关系完全是你死我活、不同戴天。于是前面所说的那位要抛弃世界的普朗克先生登场了。为了解决黑体辐射的难题,普朗克苦心孤诣地研究了6年时间,1900年的10月7日,他终于参破了天机,一朝破壁。答案异常简单,普朗克不再苦苦纠缠两个公式的推导过程,而是借用数学上的插值法,简单地说,普朗克求得了两个公式的“平均值”,凑出了一个新的公式。结果发现,无论长波短波,新的公式都畅通无阻! 然而如果再反过头来看这个公式的物理意义,就会得出令人咋舌的结论。普朗克的辐射公式,明白无误而又顽强的要求,辐射的能量是不连续地传播。换句话说,在普朗克的世界里面,你看到的灯光并不是如绸带一般飘舞而来,而是无数细小的沙粒一样撒过来。这些“沙粒”(用物理学的话叫做量子)无比细小,但无比坚固且不可再分,你的日光灯可以发出三个五个乃至三万亿个量子,但不能发出半个或者三分之一个量子。任何辐射乃至能量传输必须是量子的整数倍。而你所看到的连续的细密的宏观世界,只不过是大量微观量子的堆积。如果说相对论对经典物理学的革命体现为寓破于立、兼收并蓄的话,那么量子力学则是毫不留情地破坏了旧体系,既背叛历史也违反常识,但却依然不断被实验证明,革命性十足。 量子力学拯救了物理学在微观领域的威信,但却没有结下相对论那般良好的人缘。普朗克在“被逼”发现量子后不久,就警告人们要慎用他发现的新公式。这正是科学史上奇怪的现象,理论过于怪异,连创始人都将它打入冷宫。但普朗克还不是惟一一个反对量子论的大家,这个名单上至少还要加上爱因斯坦、汤姆逊、德布罗意,乃至薛定谔。更具讽刺意味的是,他们的反对本身,都不断地完善了量子力学的发展。这个摧而不垮,打而不倒的“理论怪物”居然越长越大,一统微观领域,最终和相对论分庭抗礼了。 1905年,爱因斯坦提出光量子学说,运用普朗克的量子概念成功地解释了光电效应。因此,可以说爱因斯坦也是量子力学的创始人之一。(单枪匹马独创相对论,又参与奠基量子力学。难怪有人怀疑爱因斯坦是外星人啊!)这篇文章也是爱因斯坦在奇迹之年发表的那五篇文章之一,爱因斯坦因此获得了诺贝尔奖,成功地为诺奖争了光。 1913年,玻尔建立以能级(定态)为核心理念的原子模型,成功解释了量子的发射和接收之谜。 1923年,德布罗意提出微观粒子的波粒二象性假说,结束了量子力学的内战状态,物理学的波动派和微粒派开始建立统一战线。 1925年,海森堡提出“测不准原理”,更加表现出量子力学颠覆常识的一面。从理论上而言,你看不出“测不准原理”的推导有任何问题,但它的结论却是如此出其不意:微观粒子并不存在一个客观的、必然的状态(位置或者速度或者动量),从理论上只能导出微观粒子存在于某种状态的概率,你永远不能像计算卫星轨道那样计算出一个电子的轨道,充其量只能得到一堆可能的轨迹,以及这些轨迹的概率。 至此,新的量子力学的大厦已经基本竣工,它相当实用(可以很好地解释实验数据),但面目却太过狰狞,以致很多人都不喜欢它。尤其是量子力学推出“测不准原理”,“不负责任”地将物理学探究未知的使命解脱掉,终于彻底地激怒了爱因斯坦,要知道量子力学在很多地方都与相对论格格不入,要不是它在解释微观现象上屡战屡胜,而相对论又在这方面作为有限的话,爱因斯坦早就革了量子力学的命了。但现在量子力学居然告诉人们,物理学家们发现了一个秘密,那就是对于微观世界他什么也不知道(除了一些概率),而且永远也不会知道更多,那就太过贻笑大方了。爱因斯坦晚年曾致力于“大一统”理论的研究,其目的就是从相对论出发导出微观世界的理论,取代量子力学。但他钻研了二十年也没有成功。量子力学遇挫愈勇,终于成为现代物理学的两大支柱之一。 四、拯救者-下 书接上回,看完了物理学的峰回路转,我们接着来探索发生在经济学的惊天之变。 发生在经济学中的故事完全是物理学的翻版,19世纪末,经济学家们也沉浸在无比的欣慰中:亚当?斯密盖了楼,大卫?李嘉图完善之,边际革命用数学原理将大楼装修地富丽堂皇,稍稍花点时间,让我们来看看这个座鼎盛一时的大厦有多么完美吧! 古典经济学优美的供求均衡理论告诉人们,市场如此完美,以至于任何过剩和短缺都不会长期存在。过剩则价格下跌,将一部分生产者逐出市场,吸引更多的消费者进入;短缺则价格腾跃,将一部分消费者逐出市场,吸引更多而生产者进入。所以,通过价格的信号灯,供给和需求可以“非常聪明”找到那个天然的平衡点。如果再加上福利经济学的分析,这一切更加妙不可言:在完全竞争的市场中,可以证明供给的水平标志着边际成本(生产者成本函数的一阶微分);而需求的水平标志着边际效用(消费者满足程度函数的一阶微分)。供给和需求相交的那个点,正是以上两个“一阶微分”相等的时候。头晕的同志请稍安勿躁,我们只是用了大学一年级上半学期的数学知识而已,直接说出结论吧。在数学上,这是一个极值点,也就是说我们找到了一个最大值。什么最大值呢?就是从全社会而言,用最小的代价(成本函数规定)最大可能满足人们(效用函数规定)的那个最大值。还在头晕么?让我们更加直白一点,就是如果你早上去自由市场买菜,发现今天所有小贩的萝卜都卖一个价钱,也就是供需业已找到了平衡,那么上面的数学公式保证,不再会有其他一个价格,能让所有买菜的人更满意,而卖菜的人赚钱更多了。这里我们已经完成了(相当粗略和通俗地)福利经济学第一定律的推导。仅仅依靠市场自己,不需要所谓宏观调控(现代资本主义国家所做的),也不需要所谓计划调节(以前社会主义国家所做的),整个社会就可以自发达到资源的最优配置。多好啊!进入天堂的代价竟然是,什么都不用做。怪不得几百年来古典经济学稳坐天下,唯市场是尊,而坐待四方朝拜。 然而正当马歇尔、萨伊这些19世纪末的经济学大家仰望着这座雄伟的大厦,赞美不已的时候,这座大厦居然轰然倒塌!让刚才还把经济学当作真理般崇拜的人们目瞪口呆!而摧垮这大厦的,就是发生在20世纪初的全球性经济危机。 1929年的大萧条几乎是无预警的来袭了,由于我们所能接触到的各种宣扬社会主义优越性的书籍都幸灾乐祸地描述过这一事件,所以故事的经过我们都耳熟能详:10月24日,华尔街的股票突然暴跌;随后大量银行破产;很多中产阶级一夜之间变成赤贫;大量工业企业破产;四分之一的美国产业工人失业…… 大萧条不仅是空前的经济危机,也是空前的经济学危机。大萧条无情地让古典经济学闭上了嘴:不论供求理论多么地完美,边际革命多么地科学,但古典经济学就是无法解释,为什么失业的工人想要糊口却找不到工作。按照古典理论,此时劳动力市场上有了过剩的供给,工资水平(价格)应该继续下降,直到所有想工作的人都能工作为止,失业只是短暂的调整过程,而不应该没完没了。然而工人们的肚子已经等不及了,历史的一种解释是,为了转嫁危机,德国转向法西斯主义,日本则加速了侵略中国。资本主义国家的哀鸿遍野似乎是要告诉人们,他们的宿命就是只能通过侵略别人来防止自己被饿死。这个时候凯恩斯出现了,他给出了不同的答案。 约翰?梅纳德?凯恩斯是经济学史上继亚当?斯密之后的又一巨人,其成就也许可以比肩于物理学中的爱因斯坦。事实上,他们之间确实是有几分神似: 他们是同时代的人物。 爱因斯坦拯救了经典物理学,凯恩斯也挽救了古典经济学。 爱因斯坦创立了相对论,在宏观物理方面打造出一个新的完美理论;凯恩斯则直接开创了宏观经济学,以示与过去一个市场一种商品的古典经济学的不同。 作为理论科学家,他们都对现实做出很大胆有悖常识的预言,而且都被实验(经济学叫实证)所证实:比如爱因斯坦的广义相对论三大预言(引力弯曲时空效应、引力红移和引力造成光线偏转)就陆续被天文发现证实。而凯恩斯则提前预见到了德国经济在1920年代的崩溃,并早早卖空了德国马克。当然说句题外话,他预见得有些过于超前了,以至于此后马克还坚挺了很久,差点让他破产,还是靠一个粉丝的借款才度过难关。不过最后,马克还是崩盘了,他赚了一大笔钱。 甚至连他们理论的缺陷,也都是那么相似:相对论在微观物理学中至今无能为力,只能眼看着量子力学酣睡于卧榻之旁;凯恩斯主义则被普遍认为缺乏微观基础,三大理论支柱之一的边际消费倾向递减,后来被微观经济学的研究证实是错误的。有宏观而无微观,爱因斯坦和凯恩斯的理论都难免给人空中楼阁之感。 花开两朵,各表一枝。说完了与爱因斯坦以及相对论的相似之处,我们来近距离接触一下这个拯救了经济学的凯恩斯主义: 凯恩斯从最棘手的问题入手:失业,为什么会有失业?一定是劳动力市场出了什么问题。他断定,在失业的时候,劳动力市场的供求并没有达到均衡,但此时市场的自动平衡器已经被卡住了,不会再自动滑向供求平衡的那个点。是什么卡住了劳动力市场的供求均衡机制呢?凯恩斯认为是总供给和总需求的均衡机制。话说得有些绕口,也就是说,凯恩斯找到了一个“包罗万象”的供给,它是一个国家所有市场的所有商品供给,同理也有这样一个总需求。这一对总供给和总需求是要自发均衡的,但是市场会出现一些问题,导致这一对均衡损害了劳动力市场那对均衡的形成。换句话说,总供给和总需求两口子过家家,却挡住了劳动力市场供给和需求两口子见面,于是失业形成了。 为什么会出现这种互相妨碍的局面呢?还得从总供给和总需求说起,在凯恩斯眼中,总供给是个相对固定的数字,而总需求则有些阴晴不定。总需求包括四大部分:消费、投资、政府支出和净出口。其中只有消费是相对稳定的,其他三个都是上蹿下跳的猴子。而消费和投资随着经济的发展,都会有缩小的趋势(这里说的是占总需求的相对份额,而不是绝对数字),净出口又要看国际市场的脸色,一个国家自己做不了主。因此,如果不去扩大政府支出,那么经济必然会出现储蓄越来越多,投资越来越少,投资少则开工少,开工少则就业少,最终连累工人眼睁睁只好失业。从这个分析中,我们也可以很容易找到摆脱危机的办法,既然总供给动不了,总需求四大金刚中,消费、投资和净出口又不听招呼,那么启动总需求的任务,只能请政府支出勉为其难了。难就难在危机时期经济衰退,税收难免减少,如果此时扩大政府支出,就只能列赤字了。凯恩斯认为,为了国民经济的稳定,政府应该敢于借钱,先摆脱了危机再说。 后面的故事大家也都知道了,美国总统罗斯福上台后采纳了凯恩斯的政策,提出“新政”,要点就是政府借钱搞公共工程,修路修水坝还不是主要目的,关键是让工人可以有活做,有了收入,就会消费和投资,经济也就慢慢开始起色。当然,美国政府今天的巨额债务,也是从开始那个时候欠下的。 凯恩斯主义的登台使经济学焕发出新的生命,不仅如此,经济学家们更凭借凯恩斯主义登堂入室,成为各国政要的座上客,取得了前所未有的地位。以前的古典经济学多少有些清高,因为政策上强调小政府大社会,政府尽量少管闲事,所以也就很少给政府出谋划策,将政府顾问的位子都让给了军事家和外交家们出风头。现在凯恩斯主义则强调宏观调控,而且发展出一套政策分析工具,帮助政策制定者们选择最佳政策,而经济学们也走向了前台,如中世纪的主教一般,恭敬地站在国王身边,以备随时咨询,仿佛只有他们才懂得上帝(真理)的召唤。 然而,正如我们早已知道的,很快暴风雨将再次来袭,不管是物理学还是经济学,统一又将被打破,取而代之的是割据和纷争。 下一集,也是最后一集,我们将进入纷繁的现代理论,敬请期待: 混乱之治-上 大师已经远去,他们留下的丰碑依然气势恢宏。然而,历史的经验一再告诉我们,没有什么真理能够永恒。探索者们还在不懈地叩问,他们问的越多,就会越加困惑,而困惑越多,就会发现已有理论的越不完美。风雨再次来袭,曾经显赫的理论大厦也会从根基渐渐出现裂隙,最后难逃在一场风雨中轰然倒塌的命运。 而一再来临的,只是无穷的混乱……
物理学有一个真理,而且,只有这一个真理,是注定经得住时间考验的。那就是,即使是曾经被认为多么正确和伟大的理论,以后也会被证明为不完美甚至错误。对于经济学来说,这条真理完全适用。所不同的是,经济学说的争吵和纷繁更甚物理学,甚至似乎从来没有产生过一统江湖的“大理论”,即使是亚当?斯密和凯恩斯光芒四射的时代,反对派的声音也分贝不低。在那些众说纷纭的年代,更是充满了无穷无尽的争吵和互不服气。我们即将讨论的现代经济理论,则更是如此。
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