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【科学松鼠会】世界真的存在吗?——霍金《大设计》读书笔记

2012-07-04 06:51:13 来源: 南方周末 举报
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【疑问】《生活大爆炸》里,因为试图理顺电影《黑客帝国》的体系,被设定为“聪明无敌”的谢尔顿那颗奇异的大脑当机了。为“世界是真实还是虚拟”这种终极问题伤透脑筋的不是只有谢尔顿一个,古今圣贤多有钻在这个牛角尖里出不来的。电影《楚门的世界》中,楚门的整个生活都是由人一手安排的虚拟人生,我们怎么说服自己,我们生活的世界是真实的、我们自己是真实的?是否有办法证明“真实”这个命题?

解答:真实还是虚幻并不那么重要

要判断我们周围的世界是真实存在还是虚拟的,并不是一件容易的事情。

在哲学上,唯物主义和唯心主义在这个问题上各执一端,争论了很多年。在科学开始发展之前,唯心主义都占据了主流的地位。在东西方都有哲学家提出了外界的事物不过在人的内心的反映,而不是客观的存在:中国儒家心学之集大成者王阳明称“心外无理,心外无物,心外无事”;爱尔兰哲学家乔治·贝克莱主教声称精神之外没有任何存在。尽管现在我们很多人都持有唯物主义的世界观,不可否认的是,这种“心外无物”的说法是很难去证伪的。英国文人塞缪尔·约翰逊博士在友人谈论到贝克莱主教的思想虽然不正确但是无法反驳的时候,用力把脚踢向大石头,并在脚弹回来的时候大声说,“我据此反驳!”但是,这并没有解决争论:约翰逊剧痛的脚趾也还是他头脑对外界的反映——他虽然豁出了脚趾却仍未真正驳斥贝克莱的观念。不过这一行为确实解释了哲学家大卫·休谟(1711-1776)的观点:尽管我们没有合理的理由信仰一个客观的实在,我们也别无选择,只好装作仿佛它是真实的。

进入到信息时代,随着电脑和网络的发展,出现了另外一种对于世界真实性的看法。最典型的就是《黑客帝国》所描述的世界:我们生活在由巨大的电脑虚拟出的世界里(不考虑这样做的可行性和耗费),我们感知的一切不过是超级电脑或有着超高科技的外星人灌输给我们的。生活在“Matrix”里面的我们怎么能知道世界是真实还是虚幻的?

在有些情况下,我们可以通过判断这个世界的规则是不是符合逻辑并且自洽来判断其真实性。掌控世界的超级电脑或者外星人也许并不觉得有必要遵守常识或者逻辑,对他们来说,测试人类对奇怪事情的反应也许会是一个有趣的实验。比如说,他们或许觉得让月亮成为正方体比球体更有趣……假若我们观察到的事物违背我们的常识或逻辑,如果我们不是疯子,那么就可以肯定是这个世界有点什么不对头的地方。

但是如果超级电脑或者外星人给人类灌输的逻辑和常识跟构建的世界是自洽的呢?如果说人类认识的世界里所有的星体都是立方体,我们又从何去知道大地“应该”是球形的呢?

这样的讨论,除了让我们觉得迷茫困惑之外,没有任何的结果。尤其对于科学家来说,没有任何实际意义。

因此,霍金在著作《大设计》的第三章《现实是什么?》里,提出了一个可以绕开世界是真实还是虚幻的观点:依赖模型的现实主义。这个观点指出,我们对世界的认识就是一个模型(一般是数学的模型),追问一个模型是否真实并没有意义,关键在于模型的内容是否能够跟我们对世界的观测相吻合。如果有两个模型都能和观测吻合,那么它们就同样是真实的模型,在我们处理具体问题的时候,就可以根据问题的情况来选择较为方便的模型。

托勒密在约两千年前,根据希腊天文学家的观测和研究成果,将地心学说加以系统化论证。尽管《圣经》里从未清晰地提及过群星环绕地球运动(圣经成书的时候人们还深信大地是平的),后来欧洲的天主教会还是接纳了地心说并将其神圣化,直到“异端”哥白尼在1543年提出日心说之前其地位都未曾动摇(1992年罗马教廷才承认对哥白尼的判决是错误的)。

从依赖模型的现实主义观点出发,地心说和日心说都是我们对周围世界的“真实”认知。在处理太阳系内其他行星运动规律的时候,使用日心说的理论处理起来更为方便,但是当讨论地球上观测的行星位置时,也许使用地心说的理论更为简便。两个模型都能和实际的观测较好地吻合。

依赖模型的现实主义观点也可以解决——或者说绕开——科学间的一个哲学问题。既然我们没办法看到电子和夸克,我们怎么知道它们的存在是真实的呢?因为电子和夸克非常有用,它们可以帮助我们完美地解释观测到的实验现象,所以在考虑相关的物理现象的时候,承认“电子和夸克是真实存在的”要比认为它们是不存在的与观测结果更吻合。如果我们能够构建一个物理模型,不需要电子或夸克也能完美地解释观测结果,那么在这些模型里,电子和夸克就是不存在的概念。

几年前,意大利的蒙扎城出台了一项禁令:禁止在弯曲的鱼缸里养金鱼。这是为了避免金鱼通过弯曲的鱼缸观察到一个扭曲的现实世界——“扭曲的世界”让动物保护主义者们觉得对金鱼来说太残酷。但是,如果弯曲鱼缸里的金鱼科学家足够聪明的话,它应该能够在扭曲的坐标系里面写下描述世界的公式。我们世界里的自由落体运动在金鱼看来是一个曲线运动。它说不定甚至能写下那个弯曲坐标系里描述世界运转的科学规律,并且可以由此对世界的运行作出足够精确的预测。你得承认,“金鱼科学家”总结的科学规律也是一种对现实世界的有效描述,并且,既然金鱼无法离开鱼缸生活在空气里,我们的规律对它来说就是毫无意义的。

而且,我们不知道我们是不是也处在一个弯曲了的宇宙里。从这点上来说,弯曲鱼缸里的金鱼并不比我们的处境更加糟糕。也许我们的科学家们研究总结出来的科学规律在某位异位面的智慧生命眼里也是不够简洁、不够清楚的,但是这些科学规律对于我们来说,则是真实有效的对世界的描述。

按照依赖模型的现实主义的观点,真实还是虚幻并不那么重要,重要的是我们的理论是否可以更好地解释和描述这个世界,是否能与我们周围的现实相吻合。

(本文刊载于《新发现》“解惑”专栏)

来源:(科学松鼠会)

netease 本文来源:南方周末 责任编辑:王晓易_NE0011
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