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曾经网红的一本科普。通读完之后发现，很多人说费脑，其实并不是因为书中有关宇宙物理学和粒子物理学的问题费脑，而在于本书是对哲学史、科学史和物理学说史的一个大综合。如果对基本的哲学史、科学史和现代物理（自牛顿力学到霍金黑洞）的一些基本概念如果比较熟悉的话，就不那么费劲了。如果有人敢尝试去年敝号推介的《为什么佛学是真的》、《逻辑哲学论》这种东西的话，会发现其余各类严肃书类真都不算太费脑。 书分成四个层面，从物质到意义排列。叙述是非常典型的科研逻辑——先说宇宙，就是现象是什么，之后说理解，描述现象的方法模型是什么，再就是本质，规律是什么，然后是复杂联系，即规律的各种复杂情形和例外，最后是关怀，也就是意义是什么。 卡罗尔一开始就论述了此前《为什么佛学是真的》里提到过的核心观点之一，人类思维上普遍都有一种错觉——认为自己感知到的世界是实有并存在的，同时，世界背后是有其目的与意义的。这种错觉实际上到现在为止，依然支持着我们的工作和生活。 而实际上，两千多年前的佛陀已经提出了一种可能性——有可能并没有什么实在，也没有什么真实的意义。此后，人类通过近五百年的时间，用另一种方法——可验证、可重复、可推广的方法——我们称之为科学方法，再次论证了佛陀提出的那种可能性。这个过程，在科学史里就是那几个著名的步骤——都是剥夺和摧毁的性质——哥白尼首先把地球从宇宙中心的位置上剥夺下来，摧毁了人类作为宇宙中心的意义；接着是达尔文把把人类从地球之主的位置上剥夺下来，摧毁了人类作为上帝代言人的意义；然后是牛顿把宇宙从神主导的秩序位置上剥夺下来，摧毁了神的绝对性，宇宙的规律居然可以被人认识和掌握；还没完，接着是哥德尔、海森堡、玻尔们，把物质从坚实不可摧毁的位置上剥夺下来，摧毁了我们对物质的认知；同时期的，还有弗洛伊德，干脆把人类从可以自我认知和控制的位置上剥夺下来，摧毁了我们对自我的信念，就连我们自己，我们也掌控不了。 好玩吧？ 某天早上到单位，突然想起质能方程，想着，能否用最简单的代数和中学物理基础知识就推导出质能方程呢？于是就试了一下。 诗性自然主义的核心贡献，可能就是“叙事”二字。即世界并不是由原子之类的可以度量的物质构成的，世界是由“叙事”构成的，即一个个正在或者已经发生的过程——这在粒子物理学里成了“事件”。叙事还说明了科学发展至今的一个不变模式——不同阶段的范式，都是对既定领域事件的叙述方式，并不意味着谁对谁错。比如亚里士多德的运动理论，与后来伽利略的运动理论，期间的关键差异，是亚里士多德认为任何运动都有一个原因，也就是一个推动者，而且这个链条可以一直递归回去，原因的原因的原因，因此，在亚里士多德的叙事模式中，宇宙将会有一个“第一推动者”；而伽利略则认为运动是不变的，只不过是有干扰力量在改变运动的方式，因此，原因和结果都不重要，因为宇宙是可以一直就这么运动着的——动量守恒（才知道这也是公元10世纪左右一个叫伊本·西那的神人的想法，即运动或者冲力不会消失，只会遇到阻力才停下。）即便伽利略乃至后来的牛顿体系否定了亚里士多德的说法，但这丝毫没有影响我们今天用原因和结果这对范畴来讨论我们的日常事物。因为这些范畴对于它们起作用的领域来讲，是很方便的叙事方法。 除了动量守恒之外，还有一个信息守恒，即宇宙的状态信息——宇宙中所有粒子的位置和变化率（速度），总体在量上也是守恒的，不论当下、过去、未来，都是这样。这就是说，一旦知道了所有粒子在现在的状态信息，就可以预知下一步的宇宙状态。 从伽利略-牛顿到爱因斯坦这条线的角度来看，宇宙是不需要原因的，能知道和了解的只是模式，有了模式就够了。事件发生的原因是什么不重要，重要的是，从现代物理学的叙事角度来看，事件已经罗列在那里，不过是按照一定秩序在呈现。这个排列呈现还是有方向的——时间的方向，即熵增定律，也就是热力学第二定律，现存宇宙在向熵增的方向演化。 那么反过来，广义相对论其实又回归到了亚里士多德的叙事——既然有方向，那么逆方向不就是一切的起点和初始推动吗？确实，那就是大爆炸理论的奇点。这方面的讨论实在是太多了，不用多说。只不过值得关注的是卡罗尔的这点提示——奇点并不意味着一切的起始，毋宁说，奇点是现代物理学理论的边界，即，我们现在的叙事方式的尽头——并不是奇点是宇宙的起点，而是我们当前想象力的极限。 时间方向的未来是什么呢？持续膨胀，加速膨胀，在可计算的1015年后，也就是一百万亿年后，宇宙中最后一颗恒星将熄灭，剩下只有黑洞。继续，到10100年后，也就是著名的一谷歌年之后，宇宙膨胀到只剩下一片冷寂的薄雾。 再进一步，其实所谓的时间先后，就和方向的上下一样，在只不过是在不同的系统中有意义。我们之所以觉得上下有意义，是因为我们生活在地球上。到了宇宙空间中，上下就没有意义了。同样的，我们之所以认为时间有方向，而且现在与过去，乃至与未来之间有巨大的差异，也是因为我们生活在现存的这个宇宙中。 尤其是这个时间的方向问题，去年敝号推荐的罗伟利的《时间的秩序》里也论证过，也只是我们所在的这个宇宙的一种特殊现象。上面说到，时间的方向就是熵增，那么为什么会是熵增呢？回答也很简单，因为过去熵比现在熵低，这么回溯到大爆炸时，有一个最低的熵。那么为什么大爆炸的一瞬间会有那么低的熵呢？这就超出了现存物理学解释范围了，只能说，那是一个特定的状态。这个特定的状态，决定了我们这个宇宙有时间的方向，时间先后会有差别。隐含的意思是，如果是另一个特定状态，就可能是另一个宇宙。 牛顿力学中也有一个经典的论证——取一个单摆，放到真空中摆动，如果放这么一段录像的话，我们是没办法区别录像是正着播放还是倒着播放的——时间对于这个单摆而言是没有先后差异的。那么为什么摊开的鸡蛋就不能回复到原初鸡蛋的样子了呢？也很容易解释，这是在宏观状态下看到的事实。从微观粒子状态来看，构成鸡蛋的所有粒子，在摊开过程中的路径和状态，都是可以回溯的，只不过——唯一的问题，这么回溯重新构成鸡蛋的概率，很小很小而已。也就是说，从微观态来看，粒子的状态实际上还是没有时间先后的差异。 受鼓舞之后，又想着，能不能用最简单代数和基础物理知识证明一下动能定理呢？于是又试了一下。 再进一步，就有点神秘主义了，不过这确实也是现代物理学确证的状态——记忆的问题。有关时间方向的问题，我们可以在实验上承认时间没有差异，不过我们都认为，记忆是真实的，记载着过去我们经历的事件，我们的记忆只能说明过去，而不能觉察到未来。记忆可以证明，过去与现在及未来之间是有巨大差异的，是不均衡的。 卡罗尔指出，即便如此，也不能说明过去的事件就是确定的。因为，从粒子态来讲，我们现在的记忆，实际上仍然是当下宇宙状态，包括我们自己的状态，在当下大脑神经元中的体现。因为我们认为时间是熵增的，所以我们会按照熵增的规律来构建事物的顺序——即，包括脑科学和认知科学也都确证的——人的大脑有构建事实的能力，不论是不是客观真实的，还是纯粹臆想的。从微观粒子状态来讲，过去，当下，未来确实就是均匀分布的，包括我们所认为的，只有未来有各种可能性，实际上那些可能性对于所谓过去的事件，也是存在的，只不过我们感知不到而已。 不论如何否认，人类看待和认知事物，乃至思维模式中，信念belief总是起到一个前置，或者说先验的作用——没有经过特殊训练的人，是不可能不戴有色眼镜看待事物的。说到本质层面，三十多年前第一次读康德，很震惊他举的那个例子——如果一个孩子从出生那天起就被戴上一副红色的眼镜，那么他眼中的世界是个什么样子？康德指的是，人类生来就是通过现有的感官系统认知世界的，所以把世界认知成了我们认为的这个样子，但显然，人类的感官系统是有很多毛病的——佛陀怎么说的，认知心理学怎么说的，演化心理学怎么说的——起码一点，我们只能看到三维的世界。从逻辑上来讲，你不能因为自己只能看到和接触到什么，就硬说那个事物就是什么吧？ 卡罗尔指出，人类绝大多数情况下，都是凭借自己的先验信念在做出决策和判断，而非事实本身。而是实际过程是这样——人们先根据对事物的先验信念，给予事物一个判断，其后，根据行动后的反馈信息，或者事物发展过程中产生的新信息，来修正之前的先验信念，重新给事物一个新的判断。我们称之为学习或实践过程，为什么说实践出真知？并不是说一开始什么都没有，靠实践来产生一切——如果真什么都没有，连先验信念都没有，我们是不会做出任何决策或行动的。实践出真知的核心是，实践是在给我们新的信息，来修正此前对事物的信念，产生新的判断，不断接近事物。 这个过程在数学上，就是概率论里的贝叶斯过程。贝叶斯过程应该是诸多经典数学模型中，最贴近人类思维和认知方式的一种。 他举了个例子说明贝叶斯过程，解开了我心中一直以来对概率论的一个疑问，所以做了个记录，以免看完就忘记。 比如，我有一个先验概率判断，认为异性A对我有兴趣，这个概率大概是60%，那么不感兴趣的可能性就是40%。我根据自己人际交往的经验，认为，A在对我有兴趣的情况下，在路遇我时，向我打招呼的可能性应该很高，75%，也有25%的可能性不理我；反之，如果A对我没兴趣，那么不理我的可能性很高，70%，也有30%的可能性会打招呼。 现在，A遇到我，向我打了个招呼，那么，A喜欢我的可能性有多大？ 这个计算过程，就是典型的贝叶斯过程——前面的题目叙述，实际上是我构建自己信念的过程，而我根据A实际行为来判断A的倾向性，则是一个实践推导过程——典型的概率分析和博弈论思路——从行为结果或目标的倒推过程。 实际上就是一个对喜欢和不感兴趣的可能性赋予权重，取得加权平均概率值的过程。计算过程如下：（60%×75%）÷（（60%×75%）+（40%×30%））=79%。其中，60%和40%叫做我对事件的先验置信度，而75%则是在置信度60%的情况下看到打招呼事件的似然度。79%则是我获得了新信息后更新的置信度。 先验置信度，或者说先入之见，是极其重要的决策变量。从物理学的角度来讲，这叫已经形成的结构。如果要改变先验置信度，需要的是大量信息输入和获取——毫无疑问，这是一个耗费能量的过程——换句话说，为什么说要保持开放心态和信息畅通，这是让我们能够以最小成本和能量耗费来调整我们先验置信度的方式。 当然，想也想得到，最好的让人们始终维持一个信仰的方式，就是阻断信息流通，封闭系统运行。就像我们的信息管控现在做的一样。 贝叶斯是我们认知世界的基本思维模式，反过来，世界向我们展现的模式则是Emergence“涌现”。这个词也是现代物理学的一个贡献，当然，其本身并没有带来新知识，只不过是用意替代一种常见的展现模式。所谓涌现，是指世界给我们呈现的模式，与其本质运作模式之间，存在巨大的差异。举个简单例子，一幅画，在物质层面，无非就是颜料在画布上按照某种秩序的堆积，更深入的，那就是分子和原子的排列；但画整体上给我们呈现的，却是一种体验，或者是美感，或者是画家所想。画从物质层面到给我们呈现的感受这个过程，就是涌现。还比如，霓虹灯，凑近了看，无非是一个个小灯泡在做明灭两个动作，这是物理层面的。但远观一看，涌现给我们的，是一个广告，或者一个招牌。 涌现这个词告诉我们，对于不同世界的层级，有着不同的叙述模式。一片叶子，就是植物细胞给我们的涌现，植物细胞，又是细胞分子给我们的涌现，构成分子的原子，其实也是电子、质子等更微观层级粒子运动的一种涌现。每个层级都有每个层级对应的解释或分析模式，用更加专业的词汇，那就是“相”，物质都有不同的相，相也就是构成物质的微观粒子们不同的组合模式。更关键的地方在于——涌现提示我们，物质背后并没有一个真正实在的物质，一切都只是模式的涌现。 到了量子力学那里，这个观点推进到了更极致的情况——关于万物的理论，其本质只有量子的波函数这个形式存在，一切高山、大海，一切星辰、寰宇，一切微粒浮尘，都不过是方便叙事的模式而已。——想想佛陀的说法。六组慧能有云：世界虚空,能含万物色像,日月星宿,山河大地,泉源溪涧,草木丛林,恶人善人,恶法善法,天堂地狱,一切大海,须弥诸山,总在空中。 所以，物理学中的真实或者客观，与我们日常理解的真实和客观完全是两回事——物理学中说一个事物是真实存在的，意思是指这个事物在特定的有关叙事中不可或缺，它的存在，是因为阐释世界用的模型需要它，而不是因为它独立一切地存在在那里。这与《为什么佛学是真的》里的阐述几乎一模一样——桌子是真实存在的，构成桌子的原子也是存在的，但我们也要知道，桌子的存在并不是因为真有一个叫桌子的本质，一直在那里，因为你把桌子细分下去，会发现并没有桌子这个东西，有的只是原子的不同排列模式。之所以我们认为桌子在，是因为在我们的现在的宏观状态下，桌子是真实的。换个状态，它就可能不存在了。 |
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