創造性發現中的“自由發明”

Print This Post

[2020年4月25日網上席勒學會會議 – 美國中美論譠社, 張紹遷 翻譯]

各位:

20 世紀初,著名詩人和哲學家 Paul Valery 在他的”晨誌”中寫下名句: ”世上事端均為浪花泡沫,我更感興趣的是大海“。

這句格言令人震驚,他道出物理學家在一堆枯躁無味公式下面,真正想找的東西,也是詩人在華麗字句下想尋找的感覺。以大海喻深度,它包含事物的主體。但何謂主體?對一般科學家而言,它便是”真相“--如果這個詞有意義的話。但對理論物理學家,藝術家,以及其他創新者來說,真正的真相是事物的精神面,與事物的表相差別很大。在Valery心中,大海才深到可以包容萬物。他接著寫:“一個小浪花是在黑暗大海中形成的,大海與浪花之區別在於前者是永恆的結構,而後者僅是短暫的偶發事件。換言之,正如我目前在研究的,現代理論物理學,它試圖將重力法則與量子力學統一起來。它代表一個整體的組成部分不再互相排斥,而是相互協調。

讓我拿著名物理學家 John Wheeler 在1950年代推出的極妙的比喻為例:他說最具創造力的頭腦通常用比擬法思考。 Wheeler 幻想在極小的空間中,時/空的關系不再是固定的,而會隨量子波動而不停地變化。也就如同一個波浪起伏的海面,從很遠的上空往下看,海面一片平靜。稍近一點看,我們會見到波浪起伏,但海面仍是一個整體。但若是近看,海面是一個咆哮而分散的水體,海浪上升後散開,水珠被甩出然後落下。按照上述比擬,時/空在我們所處的環境中看來平靜,但是在極小極小的尺寸下,它的”泡沫“,便會短暫地,由下列變化,被覺察出來:基本粒子的出現,微蟲洞,甚至整體宇宙群的出現。一如水動力學中的亂流會因水的空隙化而生泡沫,時/空界的亂流也可能經常產生來自“量子空隙”的事物,也便是我們世界日常所見的實物!

上面敘述極具詩意,但它並沒有實質上的正確性。Wheeler 的“量子泡沫”理論已被提出50年了,這個觀念仍在爭辨中。其他有關“量子重力”的理論也發展出來,對不同深度中的時/空作出解釋,由最深層的海洋到最淺層的泡沫。雖然這些學說,諸如弦理論,廻圈量子重力,非交換幾何等等,迄今尚未構成一套連貫的理論,但它們至少可顯示,科學研究是一場多麽大的腦力探險!欲解星空碎片之謎,科學家們必須讓自己擺脫熟知但誤導的世界,而且不能忘記科學的根部,是由其他人類精神學科,諸如藝術,詩詞,音樂,哲學等領域吸取的營養。

再回到 Paul Valery。當我們了解他的背景後,對他的前瞻性的格言便不覺得驚奇了。Valery 對所有事物都好奇,對大科學家們的思維方式尤感興趣。他自己就是個滿懷奇思怪想的人,為了怕失去這些思想,他每天早上寫“晨誌”。在1920年代他曾數度會見愛因斯坦,二人互相欣賞。這位愛開玩笑的相對論之父記得,有一次在巴黎法國學院的公開辯論會上,Valery 和哲學家 Henri Bergson 也均在場。“在討論會上”,愛因斯坦追憶:“Valery 問我曾否曾在半夜起床,將當時想到的創見寫下來。我回答說,關於創見,一人一生只會有一兩個而已”。

當輪到愛因斯坦向另一位詩人 Saint-John Perse 發問,問他如何工作時,詩人的回答令愛因斯坦滿意:“跟您的工作相似,新發現的機制既非邏緝,亦非智慧,它始於幻想的飛躍“。1960年,在他接受諾貝爾文學奬的演說中,Perse 稱它為“共同謎團”。

愛因斯坦後來談及幻想為科學創見的重要因素。在現階段,我們回想起他能憑空發現一些可以用來解釋世界的新概念,都會覺得神奇。愛因斯坦當時已相信單憑經驗,或單憑現有的科學方法,都無法解釋物理學上的很多矛盾。他說:“除非我們能采用“自由發明”的方式,我們無法建立一座科學大廈”。
”自由發明“是純靠數學推理來形成物理觀念,並用之於了解自然現像。

回到 Vallery 詩中泡沫與大海的比喻,在某種程度上,它才是科學文化應追求的目標,而它與當下流行文化確好相反--目前流行填鴨式,將一大堆表格,數字,公式,公約,程序,及誤導的統計數強裝進一群好學的年輕人腦中。一個真正的科學文化,必須能拒絕忽視世上一切圍繞我們,組成我們的事物,不論它們有多怪異。正如偉大的開普勒寫給另一位天文學家信中的話:“我們是這樣子進步的,在夢中摸索,就像一些聰明但幼稚的孩子“。

一如科技史上很多偉人,開普勒也提出他對世界的看法,一種與眾不同的看法。1975年,一位近代哲學家 Paul Feyerabend 發表了他的“反對論”。書中的中心論點,便是傳統的科學方法,不但不是追求知識唯一的靠譜途徑,它如果一旦被嚴格遵守,還會傷害到人的創新和改革的能力。在Feyerabend 眼中,科學是知識界的“無定見主義”者,因為科學思維可來自各方,諸如藝術,文學,詩歌,哲學,甚至神話故事。一位持”無定見主義“的科學家,顯然會比固執的“法律和秩序”主義者更人性化,更能促進科學進步。不過我得申明,我對 Feyerabend 的一些極端說法有所保留,比方他的信徒們所持的“凡事均一樣美好”,“凡事正確度都相等”的理論,會延伸成“文化相對論”,比方說,會將舒伯特的旋律與麥當娜的歌曲,放在同一層次!對每件事物,我們要用智慧來選擇。

問一下那些堅持僅用嚴格科學思維,並排除其他思維者,你們為何忽視,或假裝忽視,科學家們常向神話和幻相求創作力。比方說,所有文化均有創世傳說。諸如欲望,大樹,蛋,水,虛空,混沌等等原型,這些原始但普及的標誌,存在於人們的“集體潛意識”中--抄用一下 Carl Jung 的用語。”原型“一詞為開普勒所創,他在他1606年發表的論文”新星“中說:“幾何圖型遍佈世上,它似乎便是世界原型之一種“。

當然,基礎物理學的大師們很少透露,他們的成就下,是否有哲學底層支撐。事實上,在他們極其嚴謹的思維底層,物理學家們往往藏著一顆富有狂想,不理性的心。Wolfgang Pauli 是一位“知識論”的重要研究者,同時也是量子力學創始人之一。為了追縱人類在懂得理性思考前,是如何建立知識體系的,他懷疑“懷疑論”的本身!

物理學家們在創造新理論時,一定會受到原型理論的影响。按照愛因思坦的說法,理論物理學家不滿意實驗科學家所堅持的規矩,即一切理論必須通過實驗,而且實驗程序必須合乎嚴格的規定,方能成立。其實,理論學家常靠直覺,而這些直覺往往早已成在於人們的“集體潛意識”中。Pauli 曾寫過一本專門討論開普勒的書,書中說到當年“太陽中心論” 與“地球中心論”相爭之際,開普勒支持了前者。其原因之一,便是開普勒與“太陽中心論”主角哥伯尼之間有書信來往。在哥伯尼的信紙上,開普勒見到“三位一體”的標誌,虔誠的基督徒遂傾向於哥伯尼。“三位一體”,正是基督教義的原型。

宇宙學家試圖使用一種幾何模式來形容無盡的空間。好幾種模式都有可能,而不同模式會導至不同結果。在很長一段時間裏,數學家們只知道歐幾里得空間(康徳時代仍然如此,後來我們才發現非歐氏幾何)。此外,人類的先天傾向,也是用歐氏幾何來衡量感觀收到的數據。事實上,我們的生理構造,諸如內耳等等,都是按歐氏幾何設計的。想懂得歐氏假設並非唯一可能的宇宙型態,是須要點智能的。想判斷我們的宇宙是三維的還是十一維的,是有限的還是無限的,是平的還是彎曲的,是單連結還是复連結的,等等,答案都不是顯而易見的,甚至是反直覺的!在這個事例上,肯定是先有觀念,後有經驗

因此,我們必須將愛因思坦所謂的“自由發明”放在發現過程的核心位置。就如詩人 Novalis 所寫:“新理論像釣魚,只有放線於未知水域,你才可能有所捕獲”。

幾十年來,Schiller Institute 在他們舉辦的諸多項目中,一直保持這個任務性的項目,那便是讓大家對如何有效經營未來世界,多想想,多拿點主意。

謝謝各位的聆聽。