2016年8月26日星期五

【连载十】《达赖喇嘛和西方科学家的对话》 第八章:新物理学和宇宙学




A19971027日至31日,在印度达兰萨拉的达赖喇嘛住所,举行了心智与生命第六次对话。这次对话和第五次对话隔了两年。这是一次怎样的对话?

B:这次对话的主题是“新物理学和宇宙学”。前几次对话都是与心理学和神经科学领域的对话,讨论的是人对自身本质的认识,而这一次对话是与当代物理学的对话,讨论的是人对外界自然本质的认识。

A:这是两个很不一样的科学领域,参加讨论的应该是另一批科学家了。

B:是的。这次对话会的科学协调人是安赫斯特学院的物理学教授阿瑟·查恩茨(Arthur Zajonc)。从他的姓氏可以看出,他是出生于来自东欧的犹太人家庭。
     
查恩茨是一位著作等身的著名物理学家,专业是天体物理学,在欧美多个著名学府和研究机构参与研究,在安赫斯特学院担任过几任物理系主任。他不仅是一位声名卓著的科学家,也对人文学科深感兴趣,特别是对心智与生命领域的神秘现象怀着强烈的探索愿望。在这方面,他很像引领达赖喇嘛进入西方现代科学的物理学家戴维·鲍姆。少年时代的鲍姆在黄昏时分站在山顶看着城市的灯光,从一片灯光中感受到了大自然的神秘,由此开始了毕生对世界本质的追问。查恩茨在1995年出版的著作也名为《捕光:光与心智交织的历史》。

A:  查恩茨现在是“心智与生命研究所”的灵魂人物之一,他就是从这时加入对话的?

B:  是的。1997年的对话会是查恩茨第一次担任对话协调人,以后他担任了心智与生命研究所的主任,投入了大量时间和精力促进现代科学和达赖喇嘛的对话。他极具人格魅力,说话轻声细语但逻辑严谨清晰。他在达赖喇嘛面前表现出的谦卑和达赖喇嘛对他的敬重,是非常感人的景象。
     
除了查恩茨外,另外还有四位物理学家参加对话,这是一个令人印象深刻的物理学家阵容。
     
安东·翟林格(Anton Zeilinger)是奥地利因斯布鲁克大学的物理学教授,是一位世界闻名的量子物理学家,他在2008年获得了英国物理学界的牛顿奖章,表彰他在量子物理学基础方面的理论和实验的开拓性贡献,他的成就成为现在迅速发展中的量子信息学领域的奠基石。翟林格得到过很多重要的国际科学奖,他得的奖可以列出长长的一张表。2005年,他被英国报纸《新政治家》选为“十个可能改变世界的人”之一,他同时被七个国家的科学院聘为研究员。
     
参加对话的另一位物理学家是乔治亚理工学院的戴维·芬克尔斯坦(David Ritz Finkelstein)。他于1929年出生于纽约的犹太人家庭, MIT获得博士学位。他主要研究时空结构的量子理论,在宇宙学研究领域有过重要发现。
      皮埃特·哈特(Piet  Hut)是普林斯顿大学的天体物理学家。他是荷兰人,在荷兰取得物理学博士和天体物理学博士,在普林斯顿大学主持跨学科研究项目。有一颗行星“皮埃特·哈特”就是以他的名字命名,表彰他在行星动力学方面的研究,以及他发起的预防小行星碰撞地球的研究计划。他的跨学科研究涉及广泛的自然科学领域,包括计算机科学、认知心理学和哲学。他是国际天体物理学界相当有名的科学家。
     
作为卓有成就的天体物理学家,哈特的跨学科研究成就斐然,其中最为人知的是巴恩斯-哈特模拟算法,这一计算机算法极大地提高了大数量星体引力运动的计算速度,使得电脑可以计算和处理星系之间碰撞的问题。由于他的专业水准和跨学科研究,他被邀请出席各种会议,包括达沃斯世界经济论坛。
     
最后,乔治·格林斯坦(George Greenstein)是安赫斯特学院的天文学教授。

A:按照前几届心智与生命对话的习惯,每次都会由一个哲学家或科学史家参与。这次出场的是哪位哲学家?

B:这次参与对话的物理学家和天文学家将要探讨时空的本质也从来就是一个哲学问题。在这样的对话中,哲学家是不可缺的。这次参与对话的哲学家是哈佛大学中国历史和哲学教授杜维明先生。杜维明是一位华人学者。查恩茨认为,有一位华人哲学家和史学家参与这次西方现代物理学家和达赖喇嘛的对话,有着特别的意义。
     
根据这次对话的录音,查恩茨在2004年编辑出版了专著《新物理学和宇宙学——与达赖喇嘛的对话》(The New Physics and Cosmology: Dialogues with the Dalai Lama)。


新物理学“新”在哪里?

A:这次对话的主题是新物理学和宇宙学。所谓“新物理学”的“新”指的是什么?

B:查恩茨是一位具有历史感的物理学家。他说,新物理学和宇宙学是指二十世纪发展起来的物理学。从二十世纪初开始,物理学产生了重要的变化,这些变化最终导致人类必须改变对我们身处的宇宙的理解,从根本上颠覆了物理学家们从十九世纪继承而获得的几乎所有经典科学概念。
      二十世纪前的三、四百年,是西方科学取得骄人成就的时代,出现了一大批科学巨人,诸如我们熟知的名字,伽利略、牛顿、哥白尼、开普勒、法拉第、马克斯韦尔等等。他们的时代就是被称之为“科学革命”的时代。与此前中世纪和古代的“自然哲学家”不同,他们建立起一整套从实验、系统观察、理论模式和预测,到最终用实验观察加以验证的科学规范。这套规范使得他们的科学发现不仅具有令人赞叹的预测能力,还具有技术应用的可能性。牛顿的动力学理论应用于复杂的天体现象,能够用地球上物体运动的规律来解释星球的运动,做到了古代希腊哲学家认为不可能实现的事情。光学和电磁理论相结合,对电和磁的作用力发展出场的理论,甚至运用到引力场。到十九世纪末,西方物理学达到如此“完美”的境地,那是一个结构复杂精细但逻辑严密的知识体系,几乎看不出有什么缺陷和疑问。英国数学物理学家开尔文爵士说了一句后来被人引用了无数遍的话,他说,整个宇宙都已经被人类的科学看透了,剩下一些无足轻重的细节尚有待探索,只是在地平线上还有两片乌云。这两片乌云,其中之一是当时的科学家通过实验没有发现宇宙空间中存在的“以太”,另一片乌云是没有发现理论预测的物质在高温下释放的光谱。
     
这两片似乎无关紧要的乌云,其实隐含着十九世纪末物理学知识体系的深重危机。二十世纪初的物理学家已经明白,科学知识体系必须是逻辑内洽的,理论必须经受实验观察的检验。如果实验不能证明理论所作出的预言,那么理论和观察两者之间必有一个是有问题的。科学家很快就意识到,这两片乌云意味着整个物理学的致命问题。从第一片乌云中产生出爱因斯坦的相对论,第二片乌云催生出量子力学。
     
在二十世纪前的三百多年间,由于经典物理学和宇宙学的辉煌成就,使得物理学理论的机械论和唯物主义思想方法统治了西方思想界,包括物理学之外的人文领域,哲学深受物理学的影响,笛卡尔、康德、洛克等大思想家都受到物理学方法的影响。涉及生命的学科也在力求如物理学般的肯定和精确,遗传学、进化论、细胞生物学在逐渐替代“自然历史学”和“有机整体生物学”。心智和意识,传统上被认为是精神或灵性的表现,渐渐地也被认为是机械的宇宙的一部分。到二十世纪初,物理学的思想观念已经成功地占领了周边的科学领域,开始进入有关心智的领域。物理学的机械论“范式”和它的唯物论形而上学开始统治西方思想界。
     
但是,二十世纪开始,量子力学理论和相对论的建立,从根本上改变了人类的宇宙概念。新的观念与经典物理学和宇宙学的理解完全不同。查恩茨说,我们现在仍然在为理解其涵义而苦苦挣扎。物理学和宇宙学的新理论颠覆了以往对物质的简单机械论认识,世界不再是我们从前辈科学家那里学到的情景。更重要的是,量子理论和相对论都给予观察者以一种前所未有的地位。这些科学发展的意义是非常严重的,它改变了人类的时空观念,对物质的本质的认识,以及对宇宙演化的认识。

A:也就是说,当代物理学和宇宙学的意义还有很多有待厘清的问题,这是当代科学中最尖端的领域,只有经过长期专门训练的专业科学家才有能力深入其中。不过,既然连占人类中极少数的物理学家和宇宙学家还在为他们的理论“苦苦挣扎”,像查恩茨、翟林格这样的著名物理学家为什么要和达赖喇嘛讨论现代物理学呢?而且这次对话排出了如此令人肃然起敬的科学家阵容,科学家为什么对和达赖喇嘛对话那么热心?


物理学家为什么来到达兰萨拉?

B:这是一个非常有意思的问题。当然,并非所有科学家都会对这样的对话感兴趣,这涉及科学家本人对本学科性质的认识、对哲学和文化问题的兴趣,甚至个人的性格。但是可以肯定的是,这些参加对话的科学家是怀着极大的热情和期待来到达兰萨拉的。那时从印度首都新德里到达兰萨拉的道路条件还很差,通常需要火车转汽车,或者从德里坐一整天汽车。对话会持续五天,而达兰萨拉的各方面条件相比欧美要差得多。

A: 科学协调人查恩茨对此作了一番解释。他说,达赖喇嘛作为藏民族的精神领
阿瑟·查恩茨
袖,在藏传佛教复杂的哲学、认识论和形而上学方面受过长期严格的训练,熟知浩瀚的佛学经典,是能够向西方科学家展现历史悠久的东方智慧的最佳人选。参加对话的科学家非常急切地想向达赖喇嘛解释现代物理学革命的理论和发现,和他一起来分析其中的哲学意义。虽然佛教没有现代科学理论要求的实验能力,但是佛教持续千年一直在探讨物质的根本性质,也探讨心智的本质,佛学深刻地思索着有关经验、干扰、因果等对象,讨论我们头脑中的概念和理论的作用是什么。物理世界的漫长历史也是佛学探讨的对象,有意思的是,佛学由此得出的有些观点非常接近今天宇宙学的理论。

     
这次对话将有世界一流的现代物理学家和宇宙学家讲解新物理学和宇宙学,并听到达赖喇嘛的思考和评论。科学家们立即发现,尽管达赖喇嘛没有受过正规的物理学教育,却是一位出色的学生。他不仅能够跟上科学家们相当专业的讲解,而且能预测科学家的下一步讲解将往哪儿走,往往提出十分到位的问题。
     
这五天的对话会,每天上午由一位科学家担任主讲,解释量子力学、相对论和当代宇宙学的重要发现。在这过程中,达赖喇嘛会时不时地提出问题,要求更具体的解释。下午是讨论的时间,科学家和达赖喇嘛一起自由地探讨上午主讲内容中的哲学意义。在讨论的过程中,作为哲学家和亚洲历史专家的杜维明帮助这些科学家理解东方文化,起到了东西方文化交流的桥梁作用。

A:前几次对话的主题集中在心智科学和生命科学,相比之下,这次以现代物理学和宇宙学为内容的对话,双方必须克服更大的科学“范式”差异。现代物理学和宇宙学成为当代最尖端的学科,涉及非常复杂的数学工具,即使是现代西方理工科大学的学生,对量子力学和相对论也只能做到浅尝即止。有人甚至认为,离开了数学工具作为工作语言,现代物理学就无法理解,也无法讨论。达赖喇嘛没有受过数学方面的教育,他是怎么和现代物理学家对话的呢?

B:在很大程度上,这取决于科学家们对谈话的期待。这些科学家迫切地想更好地理解现代物理学所呈现的似是而非的矛盾结论,理解那些从经典物理学看来是荒谬的发现。他们想要从达赖喇嘛那里得知古代佛教大师们对物理时空的思辨,想从这些思辨里获得灵感和新的思维方式。为此他们必须让达赖喇嘛了解他们的理论和发现。在自然科学上,越是知识渊博而透彻的大师,越有能力把高深玄奥的知识以深入浅出的方式向普通人讲解。这些参加对话的科学家就是这样的人,而达赖喇嘛经过长年修行,集中注意力的能力很强,能够长时间地高强度用脑,跟着科学家的讲解走,而且不断地提出问题。
     
达赖喇嘛在开幕致辞时说,在佛教中,尤其是大乘佛教中,有一个基本态度就是你应该保持怀疑,即使是对佛陀本人的话,你也最好是取怀疑态度。这是因为怀疑的态度带来疑问,疑问需要答案,需要做研究。所以,佛教更依赖于研究而不是依赖于信仰。达赖喇嘛说,这个态度对于和科学家对话是非常有帮助的。
     
由于达赖喇嘛和科学家都认同这种态度,所以对话是在一种互相敬重然而尊重科学、尊重客观事实的原则下进行。科学家们希望,把西方科学最骄人的成就带到藏传佛教面前,和佛学的哲学洞察力、精细的思维方式结合起来,能够对至今仍然难以理解和把握的现代物理学难题有所启发。对话的双方都没有指望这次对话能最终解决问题,只希望能通过对话更好地认识现代物理学的问题。正像杜维明在对话开始时说的,这是科学家和达赖喇嘛的一次科研合作。

A:以前几次对话都是哲学家开场,这一次呢?

安东·翟林格
B:这一次的物理学家和宇宙学家都是带着哲学问题来对话的,五天对话都是科学家主讲,哲学家杜维明在整个过程中经常插话解释,帮助双方相互理解。
      第一天开场的是著名奥地利实验物理学家安东·翟林格,他向达赖喇嘛介绍量子力学的基本理论和特点。翟林格是当代量子力学实验领域最出色的专家之一,他最出名的是关于量子远距离传输(teleportation)的开拓性实验,即一个量子状态会在远距离外出现另一个同样的量子状态。为了给达赖喇嘛讲解量子力学,他把自己实验室里几套精巧而微型的实验装置带到了达兰萨拉,以便向达赖喇嘛演示量子力学核心的神秘之处。

A:这是什么样的神秘?


光的波粒二像性

B:光的波粒二像性是量子力学中一个著名的神秘性质。光是什么?经典物理学家早就知道,光是一种物质。光是一种什么样的物质呢?量子力学给出的答案却让人大惑不解。光是一种粒子,称之为光子,这是一种非常微小的粒子。但是,量子力学又发现,光是一种电磁波,是变化着的电场和变化着的磁场交替产生的一种波动。
     
翟林格带来了一个小巧的仪器,这是一个微型的双缝实验仪器,这个实验在1802年就由一位英国医生托马斯·杨观察到了。当一束光线通过平板上的两条平行窄缝,就变成两束平行的光线,这两束光线到达另外一块平板,在这平板上出现了明暗相间的条纹。这种明暗条纹称为“干涉条纹”,是两束光线互相干涉而形成的,这是任何波都特有的性质,只有波才有这种干涉条纹,而凡是出现这种干涉条纹的东西,就一定是一种波。

A:是的,现在的理工科大学生都学到过这些物理学知识。

B:但是,科学家又发现,光线照射金属后,有时候能观察到电流出现,而电流是另一种物质,称之为电子。一百年后,1905年,爱因斯坦对这个现象作出了解释,他证明光是一种粒子,这种粒子高速打击金属板,把金属中的电子撞击了出来。爱因斯坦不仅描述了这种图景,而且能做出定量的预测,比如计算出电子受光子撞击后的运动速度。爱因斯坦就是由于这个发现而获得诺贝尔物理学奖。
     
翟林格还带来了另一个实验仪器,一个光子探测仪,那是一个小箱子,箱子里有一块金属板,光线从箱子上的小孔射入箱子,打击金属板。每次一个光子打击金属板,有个喇叭就会发出一个轻微的声音。翟林格向达赖喇嘛演示了这一实验,这个实验演示,光是一种粒子。
在演示了这两个实验后,翟林格说,这是物理学中一个饶有意味的情况,我们对光的理解出现了两个图景,一种图景是波,另一种图景是粒子。这两个图景是矛盾的。物理学家很长时间里想理解这两个不同的图景。

A:就是想把这两种图景合为一个图景,因为逻辑告诉我们,一样东西只可能有一个图景,你要么是这样,要么是那样,不能同时是这样又是那样。

B:是的。翟林格说,物理学家无法把两个图景合并成一个图景,于是只能放弃任何图景。因为两个图景互相冲突但是又都有实验的验证,科学家们最后只能描述现象,描述到一定程度,而不再努力要用一种图景来描述光。
     
达赖喇嘛向翟林格提出了一系列挑战性的问题,为什么光既是波又是粒子的两种图景就不能并列?
     
翟林格又做了一次实验演示,将双缝实验和光子探测仪结合起来,单个光子在穿过双缝以后被光子探测仪捕捉到。被捕捉到的光子,是穿过了双缝中的哪一条缝呢?这是量子力学的又一个神秘问题。
  达赖喇嘛说,一束光也可能是由很多光子组成,波也可能是由很多粒子的运动形成,这不是解释了上面的问题了吗?
    
翟林格回答说,在实验室里,我们可以做到每次只送出一个光子,然后送出第二个,一个一个地送,依次送出成千上万个光子,这些光子仍然能显示出干涉图像,证明它是一种波。可是你却不能说,单个光子是从哪个窄缝里穿过,因为干涉图像必须是穿过了两个窄缝的波互相干涉才能形成的。也就是说,如果将其看成粒子,它只能穿过一个窄缝;如果看成波,它能同时穿过两个窄缝。
     
于是,翟林格指出了量子物理学的一个关键悖论:当光穿过空间的时候,它看起来像是一种波;当光被捕捉到的时候,它又像是粒子。这两种图景在一定条件下都是成立的,有用的。可是当现代物理学用单个光子来做实验的时候,我们就遇到了解释的悖论,两种图景都无法成立了。

A:事实上,两种图景都存在,取决于用什么实验来观察光。


量子力学中观察者的作用

B:是的,这正是丹麦物理学家尼尔斯·玻尔定义光的波粒二像性的思想。玻尔认为光的这两种图景是“互补”的,你用了不同的设备来观察光,于是你得到了不同的图景。光是粒子还是波,这时是由观察者的方法来决定的。也就是说,观察者对自然有很强的影响,这完全超出了经典物理学认为自然是一种客观实在,完全独立于观察者,其本质和观察者无关的观念。
     
达赖喇嘛和翟林格讨论了观察者的方法在多大程度上能决定一种物理现象呈现的图景,最后他们得出结论,所有的波现象,不管是声波还是光波,都伴随着粒子的效应,同样,所有的粒子(电子、原子、分子等等)也都显示出波的效应。事实上并非只有微小的粒子才有波粒两重性,这种两重性没有体积的限制。当物体较大的时候,波的效应变小,但是只要有足够的实验手段,这种波效应总是能够观察到的。也就是说,物理学家现在相信,整个世界是彻底地量子力学的。

A:量子力学还有什么神秘的难解问题?


量子力学中的随机性

B:翟林格提出了又一个量子物理学的重要问题,即随机性问题。这是一个什么问题呢?他解释了量子物理学和经典物理学在这个问题上的根本不同。
     
他以掷骰子为例。每次掷一个骰子,骰子落下,你得到一个数字。这是什么数字,你预先是不知道的,你也不知道为什么这次得到的是这个数字。但是在经典物理学中,你为什么得到这个数字而不是那个数字却是有确定的原因的,你掷出时用的力,掷出的角度,乃至于当时的空气阻力等等,最终使得骰子落下是这个数字。因为你没有所有这些因素的足够信息,所以主观上你不知道结果,但是你知道,必定是这一系列条件决定了这个结果,所以出现了这个数字。你可以清晰地想像骰子的运动过程,你有一个图景来解释结果。每次掷骰子得到的数字是随机的,在经典物理学中被称为主观随机性,也就是说你作为一个主体,这个数字只是对你来说是随机的,这只是因为你不知道所有决定这个数字的因素。
     
但是量子力学对随机事件的解释却不同,称之为客观随机性。数字的随机性不仅是因为实验者主观上不知道,骰子自身也不知道为什么出现这个数字。如果有一个上帝,上帝也不知道。这是在物理学史上第一次提出,对单个事件无法建立一个推导链。
     
达赖喇嘛提问,随机性的定义是否就是说,结果不呈现一个模式(pattern)?

      翟林格回答,是的,但这只对单个事件而言,如果你一遍一遍地重复,在积累了足够多的数据后,模式就出现了。这是一个悖论。总体的模式是有的,但是其中任何一个单独事件都是随机的。
     
达赖喇嘛再问,是不是说单独事件真的是随机的,但积累多了以后,因果关系就出现了,你也可以作出解释了?
     
翟林格回答说,是的,但是不能进行精确的解释,因为单个事件的随机性,我们无法精确预言总体模式,我们只能大概地预言。数量越多,预言得越好。
     
达赖喇嘛对量子物理学提出的随机性问题非常感兴趣。在经过一番讨论后,翟林格转向一个更复杂的涉及两个以上粒子的问题。为此,他先解释了波的震动方向,解释说光波和水波一样,都是横向波。然后他拿出了一块偏振片,指出只有某个震动方向的光波能够通过这块偏振片。他拿出一个装置,有两片偏振片和一个激光发射器。当这两片偏振片的偏振方向平行的时候,激光能够通过两片偏振片,但是如果转动第二片,使得它的偏振方向和第一片不一致,则同样的激光穿过第一片后,不能穿过第二片。

A:这个只有上过物理学课的人能理解了。偏振片就相当于一个有方向性的网筛,只有某个符合一定方向的波能通过这个网筛。激光是一种单一振动方向的光波,这一振动方向符合偏振片的方向,它就能通过,否则就被挡住。

B:对。在作了这一番演示后,翟林格请达赖喇嘛跟他一起做一个思想实验,即在头脑中按照实际情况展开的实验。他说,思想实验在二十世纪物理学中起了重要的作用,因为相对论和量子力学刚开始的时候显得那么奇怪,人们都不知道怎么用实验来验证。他要解释的这个实验是爱因斯坦在1935年的论文中提出的。
     
翟林格解释的思想实验,说明了量子力学中的另一个问题,即非定域性问题。从同一个光源向不同方向释放的两个光子,在通过远远分开的两个不同偏振片的时候,表现出的性质证明,虽然单个光子性质是随机的,却和远处的另一个光子相关。这一现象应该怎么理解呢?打个比方就是,你在这里掷骰子,你的朋友在远处同时掷骰子,虽然每次都是随机的,两人在不同地方却每次都掷出同样的数字。这两个单独的随机事件是相关的(dependent)。
     
达赖喇嘛问,你这里说的相关,这里发生的事情和那里发生的事情相关连,是不是因果意义上的相关?
     
翟林格回答说,这是一个很深的问题,我们至今仍然在争论。有些人试图建立因果模式来解释这种现象。我个人认为这不是因果相关,但这可能只是我个人偏好这个解释。
     
达赖喇嘛问,是不是现代物理学一般来说不接受同时因果性?
    
翟林格回答说,是的,这一点爱因斯坦说得最清楚。他又解释说,上述两个粒子的非定域性相连使得量子物理学家们相信,在某种条件下,两个粒子即使分开很大距离,仍然是处于同一系统中。在很深的意义上,它们并没有真正分开。这好像非常奇怪,但是,如果我们考虑三个粒子,那就显得更奇怪。我们可以考虑更多的粒子,无穷无尽多的粒子。
A:量子物理学所认识的“实在”,不同于经典物理学。这就是所谓“新物理学”之“新”。这些从我们日常经验来说几乎是匪夷所思的物理发现,其哲学意义是什么?


量子实在的哲学意义

B:下午的讨论就集中在翟林格所说的量子物理学发现的哲学意义。查恩茨先请杜维明谈他对量子力学的客观随机性问题。
  杜维明说,当他初次听到客观随机性的时候,他的直觉是希望那不是真的。他希望随机性只是我们知识发展过程中的一个阶段,最终我们会得到更好的有关世界本质的知识,那时随机性就消失了。他说,当他看到翟林格的实验后,他想到,量子物理学的发现对我们理解世界的知识是一种补充。

A:是的,我们都本能地不喜欢世界是随机的。一个失序的世界让我们无所适从。

B:杜维明说,道家有一个经典思想,用语言作为工具来捕捉意义。他说,用语言来理解意义,就像用渔网来捕鱼。渔网并不是鱼,但是,没有经过专业训练的人却往往会把渔网混淆于鱼,把语言、词汇当成了意义。你用来捕鱼的工具,规定了鱼是什么东西,这样使用工具其实是本末倒置了。可是不使用渔网就没法捕到鱼。这是我们手里唯一的工具,我们为了捕到鱼必须使用渔网,于是工具成为我们所做的事情的一部分,语言成为我们企图掌握的意义的一部分。不管我们怎样聪明地使用语言,我们最后捕捉到的意义必定受我们使用的语言的限制和影响。

A:这在中文里更明显。现代科学的体系和知识基本上是泊来品,现在我们的科学知识和哲学知识,科研系统和公共教育,都是按照西方模式翻译模仿的,但是我们使用的是正宗的中文方块字。而方块字是象形文字,是一幅画,每一个字自身是有意思的。几个自身有意思的方块字组合成词,规定了新的意思,但是原有的方块字的意义会顽强地表现出来,所谓“顾名思义”是很难完全消除的。日文为了更准确地拷贝西方词汇的意义,他们翻译的时候,大量使用音译的片假名,而不是在原有的日文中发明新词来对应西方词汇。
B:中文在早期翻译西方书籍的时候,从日文转译,已经采纳了大量日文发明的词汇,但是我们从来不喜欢大量音译,也许是因为我们汉语没有类似日文片假名那样的音译工具,我们不喜欢清一色方块字中夹杂其他东西,所以即使是音译,也要采用方块字来模仿发音。不管捕什么鱼,我们倾向于用我们中文方块字这一种渔网。

A:这就使得我们在理解外来思想的时候,顽强地用中文里原有的意义去套,但是当有些概念找不到合适的中文词的时候,就只能勉强选一个现成的词。现在我们谈论达赖喇嘛和科学家对话,我们使用的“心智”(mind)和“灵性”(spirituality)这两个词就有点勉强。一千多年前佛经大量从印度翻译到中土的时候,很多佛教概念找不到合适的词,只能用方块字音译梵文原词,如把Prajna音译为“般若”。 好在“般若”这两个汉字放在一起看上去莫名其妙,无法“顾名思义”。“色不异空,空不异色”这样的意译,就很容易产生错误的理解。事实上,这也是佛经中常常被人误解的重要概念之一。
  杜维明一开始就指出这个渔网和鱼的问题,很有意思。这是不是和他是华人,第一语言是中文有关?

B:我想他至少比其他西方科学家更深切感受到了语言起的作用。语言是渔网,但是很容易被使用渔网的人误以为就是鱼。

A:  这也就是东土禅宗“不立文字”的本意吧。可是,我们毕竟要通过语言才能沟通,因此又只好“不离文字”,所以禅宗有很多看来莫名其妙的“公案”,试图以此打破学人习惯性的对语言的执着和谬误,来“直指人心”。

B:  杜维明说,量子物理学和经典物理学对“实在之本质”解释的不同,发生在三个层面上,第一是观察者的层面,即人的主观的层面;第二是器具的层面,即用于描述和理解的语言的层面;第三是我们试图理解和概念化的客观现象层面。他在冗长的分析后总结说,在这三个层面中,工具层面是最为关键的。
  然后科学家们也希望听到达赖喇嘛的评论。达赖喇嘛和科学家们一起讨论了量子力学中“参与性观察”,即观察者本身成为被观察的现象的一部分,影响了观察到的结果,这一观念和佛教中“缘起”的思想是什么关系。

A:现代物理学的哲学意义中,另一个特别具有冲击力的是时空观念。


量子物理学的时间和空间

B:第二天坐到“热座”上担任主讲的是物理学家戴维·芬克尔斯坦。和实验物理学家翟林格不同的是,芬克尔斯坦是理论物理学家,他的工具是大脑和纸上的
戴维·芬克尔斯坦
数学推导。他的讲解涉及抽象的概念和推导,有时候相当复杂费解,即使是在座的物理学家也感觉吃力。有
时候他不得不使用数学表达方式,这对于科学家不成问题,反而容易理解,但是他的讲解对象是达赖喇嘛,他不能把自己的专业数学推导都搬出来,使用数学只能点到为止。达赖喇嘛有极强的长时间集中注意力的能力,他跟着芬克尔斯坦的讲解,不时提个问题,有时候他们还会互相开玩笑。芬克尔斯坦在科学家中年龄较大,他比达赖喇嘛还要大六岁。看得出来,达赖喇嘛非常喜欢芬克尔斯坦,对他有种特殊的信赖。
  现代物理学在二十世纪初期出现了两个有关相对论的延伸。一个是爱因斯坦的时间与空间的相对论,第二个是海森堡的“非客观”量子理论及其本体论的相对论。
  爱因斯坦的时空物理学焦点是信号的运动速度。信息从一个系统传送到另一个系统的速度是有限的。他的推导得出了著名的带有根本性的“孪生子悖论”:一对双胞胎可以有不同的年龄,取决于他们在空间中的运动速度。也就是说,时间流逝的快慢,和空间运动的快慢相关。
  海森堡的量子物理学聚焦在实验者对一个本来是孤立的系统所做的观察行动。他发现,一个系统有关另一个系统的信息的完备程度是有限的,这引出了另一个悖论:打开第二条信息通道会中止信息流。
  量子物理学的上述悖论导致对经典逻辑学的修正。我们都知道亚里士多德的逻辑法则同一律:某物是A或非A,不可能A和非A同时成立。在量子物理学中同一律仍然是成立的,即要么是A或者非A,不可能又是A,又是非A。但是,更复杂一点的逻辑分析,比如:“AB或非B”,就等于“AB,或者A和非B”,在经典物理学中是成立的,在量子物理学的预测中却不再成立了。
  作为理论物理学家,芬克尔斯坦要求自己的理论和推导是逻辑严密的,严丝合缝,不能有一点马虎。他的推理是数学的推理,从理论物理学家的数学推理角度来看,推理得到的结论是“自然”的。他指出,人们普遍用老的经典物理学的本体论词汇和语言来表述新的量子物理学,这使得量子理论比实际更奇怪。也就是说,如果你有量子力学的语言和术语,抛弃旧的经典物理学的时空观,那么量子物理学其实并不是那么奇怪而难以理解。

A:这正是杜维明指出的,工具层面对于理解新物理学知识的重要性。

B:在第二天下午的讨论中,杜维明讲解了现代物理学引出的有关知识主体和客体(knower and known)之间出现的新的关系。达赖喇嘛对这个问题也非常感兴趣。他们讨论了知识和自我教化的关系,以及与人的脱离蒙昧的关系。最后达赖喇嘛说,外部知识的发展和人的内在发展之间有肯定的关系。我们显然需要拓展我们对外部世界的知识,我们也需要内在的完善。外部知识的拓展可能是我们内在满足的一个条件。

A:达赖喇嘛在此引导对话科学家从关注外部知识转移到关注知识者自身。


科学知识和人类经验的关系

B:这正是第三天阿瑟·查恩茨主讲的内容。他主讲的题目是科学知识和人类经验之间的关系。他说,二十世纪物理学的发展引起了人类世界观的若干重大改变,量子力学和相对论的一系列发现颠覆了经典物理学的一部分概念。科学和人类主体是什么关系,人们以前认为科学本身是不考虑这样的问题的,但是我们现在要对此提出疑问。在科学中,人类经验被系统地用规整的抽象理论来代替,这些理论被当成现象背后的隐蔽的真实,被当成客观的存在。
  这种理论对自然的系统替换,使得我们在智力上和技术上居于自然之上。科学是一种有关客观实在的知识,人本身是在科学知识外部。查恩茨提出的问题是,是否有可能重新构建科学,使得科学中包括主观经验?这样做有什么好处?
  查恩茨是那种能够用浅显的方式讲解高深问题的科学家。他往往先讲述科学史上人们曾经是怎么认识的,然后提出一个问题,再讲解科学史上人们为此作出的努力,发现了什么,留下了什么疑问,然后进入比较深奥的议题。为了说明科学知识和人类经验的关系,他带来了一个棱镜,给达赖喇嘛演示几个光学实验,让达赖喇嘛看到光线通过棱镜以后的不同颜色。
  达赖喇嘛连连提问,这些颜色是怎么出现的?颜色在什么地方,是在物体上还是在光线里?是否必须穿过棱镜才会出现这样的颜色?棱镜是否必须是三面的?最后问道,这一现象是否就是我们在彩虹中看到的同样现象?
  查恩茨回答:是的。他说,“我在此要说明的是,一开始你看到了现象的模式和规律,然后,你要寻找原因。这是科学分析的两个层面。”
  查恩茨随后又取出一个很小的电灯装置,电池、灯泡和电线。他让围坐在桌边的科学家们和达赖喇嘛手拉手,在端点由达赖喇嘛和查恩茨分别接触电灯装置的两极形成回路,电灯就亮了。然后他说,我在此要问的是,电是什么?我们什么也没看到,没摸到,但是电流通过了我们的身体,灯泡亮了。那么电是什么呢?
  他用这两个浅显的例子来说明人的经验和科学发现的关系。然后开始讲解现代物理学对物质的发现,他从原子讲起,向达赖喇嘛演示了IBM实验室用扫描隧道显微镜得到的单个原子的图像。这让达赖喇嘛很高兴。查恩茨从原子的性质,讲到电子和光子。他解释说,电子有质量,但是没有体积和形状。最后他讲解日常经验所不熟悉的基本粒子的性质。
  在科学讨论中,只要讨论进入原子内部的微观世界,就自然而然地会提出“实在的本质”这样一个问题。现代物理学对微观世界的探索有了很多颠覆性的重大发现,但是涉及实在的终极本质,仍然离不开思辨。科学家们对于佛教的“空”的概念,总是表现出极大的兴趣,这往往是他们最想听达赖喇嘛给他们讲解的。


宏观空间和天体

A:参与这次对话的还有宇宙学家,他们是研究天体和宏观空间的。他们讲了什么?

B:宇宙学家乔治·格林斯坦在第四天主讲宇宙的新景象,介绍了当代宇宙学的基本概念和发现。
  天文学观测能力的极大提高,使得现代天文学家能够看到非常遥远的地方,也就是从我们的角度来看的宇宙边远地区,从而能够研究天体达到前所未有的细节。根据天文学的观测和理论,很多古老的问题被放在了新的思考框架里。这些问题是非常引人入胜却又非常难以回答的。比如:宇宙是无限古老的还是有一个开端的?宇宙是无限广大的还是有一个边缘的?这些是古老的问题,现代天文学发现却使这些问题复活了。各种研究都提出证据,说明在大约100亿到150亿年前,发生了一些至关紧要的事情,不过至今还不能肯定这些事情就构成了宇宙的起源。同样,爱因斯坦关于弯曲空间的思想解决了宇宙没有边界的矛盾,但是现在又有证据支持一个无穷宇宙的模型。
  格林斯坦逐个地讲解了这些令人兴味盎然的问题,介绍了有关大爆炸的理论和宇宙在膨胀的观察证据。
  第四天下午,科学家们和达赖喇嘛讨论了宇宙学研究面对的问题,以及佛教对宇宙起源的思想。
  第五天,天体物理学家皮埃特·哈特讲述了他的研究中一些饶有意味的内容。他一开始就拿出了一张报纸,那是九天前,19971022日的纽约时报,那天,这位天体物理学家正在从纽约飞往新德里的飞机上。这张报纸登载了一张照片,那是哈勃望远镜拍摄到的宇宙中两个星系碰撞的图像。哈特说,多年来他就在研究星系的碰撞问题,他和他的研究团队用电脑模拟了星系碰撞的景象。现在看到哈勃望远镜捕捉到了外太空中真实发生的星系碰撞图像,使他感到万分激动。
  达赖喇嘛问:两个星系碰撞的时候,那些星体是真的互相碰撞了,还是擦身而过,并没有发生真正的碰撞?
  哈特答道:星球并没有真的互相碰撞,因为它们互相之间都隔着遥远的空间。与它们之间相隔的空间相比,它们的体积都极小极小,所以两个星系可以互相穿越而过,并没有发生真正的碰撞,但是星系还是会变型,因为它们会受到互相之间的引力作用。在星体之间的空间还有巨大的气体云,这些气体云会发生真正的碰撞。
  达赖喇嘛问:它们的运动方向会改变吗?
  哈特回答:如果它们高速运动,在星系互相穿越后,星体可能因为受到引力作用而变慢一点点,但是仍然会继续运动。
  达赖喇嘛问他星体的运动会发生什么变化?哈特最后解释说,如果我们要知道它们互相穿越后的状况,我们必须等待几亿年,可是我们大多数人没有这个耐心,所以我们就去问电脑,星系碰撞后发生了什么。于是,哈特向达赖喇嘛介绍了他最为人所知的电脑模拟星体碰撞项目。哈特在大屏幕上逐一播放了由世界上最快的电脑为这个模拟碰撞而产生的图像,这些图像极为壮观,有一种特殊的震撼人心的力量。播放完后,在场的人情不自禁地鼓起掌来。哈特告诉达赖喇嘛,这些图像模拟了四亿年中发生的变化。
  达赖喇嘛问,这个模拟需要数学计算吗?或者是纯粹的想像?
  哈特回答,这涉及大量计算。每一步模拟上百万年,我们计算了每个空间点受到的其他点的引力作用,这个模拟有一万个空间点,每一步我们需要计算一亿个作用力。
  达赖喇嘛评论说,从佛教认识论的角度,我不知道这样的模拟能不能作为一个真正的参考。可以作为真正的参考的是建立在理性基础上的真实知识,然后你可以非常非常有信心事情将以极高的概率如此发生。你的模拟是这样吗?
  哈特回答说,我能说,这个模拟是很好的近似,我们不能保证所有的细节。其中有一些气体云和磁场等,我们还不甚了解。
  达赖喇嘛和科学家们从讨论宇宙空间的性质,渐渐转向科学知识和人类经验之间关系的问题,实在和幻觉之间的互动。古代佛教大师对这个问题有过很深刻的思考,达赖喇嘛对佛教经典了如指掌,科学家们则兴致勃勃地听着达赖喇嘛对“实相”和“虚相”关系的分析。
A:这五天对话是非常难得的,由世界级的实验物理学家、理论物理学家和宇宙学家,再加上东方文化的哲学家,和一位没有经过现代学校教育的佛教高僧一起讨论当代物理学和面临的困惑。科学家们对此感觉如何?


翟林格发出邀请

B:对话临近结束时,翟林格向达赖喇嘛发出了邀请。他说,这次对话对他获益匪浅,但是有很多实验他无法在达兰萨拉为达赖喇嘛演示,这些实验需要昂贵而庞大的设备,只能在奥地利因斯布鲁克大学的实验室里才能做。他想邀请达赖喇嘛合适的时候访问他的实验室,他可以在那里给达赖喇嘛演示现代物理学中一些重要的实验,在实验室里和达赖喇嘛再举行一次对话。
  达赖喇嘛在第二年,1998615日至22日访问了奥地利因斯布鲁克大学的实验物理学研究所,这是心智与生命对话平台的第七次对话。这次对话的科学协调人是实验室的主人安东·翟林格本人,陪同达赖喇嘛访问的只有一位科学家,即阿瑟·查恩茨,翻译仍然是土登晋巴和艾伦·瓦莱斯。
  这次访问和对话的目的,是比较两大智力传统的认识论:即以现代量子物理学为极至的西方科学认识论和以藏传佛教为代表的东方文化认识论。翟林格为达赖喇嘛解说了他的实验室的一些重要实验,包括量子力学的非定域性、光的波粒二像性、光子的远距离传输等。围绕着这些实验,他们讨论了一些有趣的认识论问题:在科学实验中,观察者的作用是什么?意识的作用是什么?我们对世界的解释有最终的限度吗?在自然科学中,认知和经验的基础是什么?
  心智与生命研究所在以后几年里,还要举行以现代物理学为核心内容的对话会,让西方科学家有机会和达赖喇嘛一起探讨实在的本质。四年后,2002年的第十次对话,是上述第六、第七次对话的继续。



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