今天去世的英國物理學家史蒂芬·霍金之所以有很高的公眾知名度,一大原因是他寫了多部「科普+哲學」著作,如《時間簡史》《果殼中的宇宙》《大設計》。在這些內容頗為艱深的暢銷書裡,他在用通俗語言介紹物理學、宇宙學前沿探索的基礎上,闡述了他的一系列哲學觀點,將象牙塔裡的深思帶到了普羅大眾中。
上海交通大學講席教授、科學史與科學文化研究院院長江曉原介紹,霍金的兩個哲學觀點產生了很大的社會影響:一是「不必祈求上帝去點燃宇宙運行的導火索」,二是「依賴模型的實在論」。
推崇「科學決定論」
關於前一個觀點,他的思想發生過很大轉變。
在1988年出版的《時間簡史》中,他用這句話作為結尾:「如果我們發現一個完全理論,它將會是人類理性的終極勝利,因為那時我們才會明白上帝的想法。」這種表述與伽利略、牛頓等物理學家的思想一致:伽利略認為,宇宙這部大書是用數學語言寫成的,而書寫者是上帝;談到讓星球轉動的「第一動力」問題,牛頓說是「上帝踢了一腳」。
然而,在2010年出版的《大設計》一書中,霍金轉向了無神論。他寫道:「不必祈求上帝去點燃宇宙運行的導火索」。因為存在像引力這樣的物理法則,所以宇宙能夠「無中生有」,不再需要「上帝假設」。科學家通過自然主義理論就能解釋宇宙為什麼存在,人類為什麼存在。
江曉原指出,「宇宙是否有設計者、創造者」這個問題,在西方探討、爭論了上千年。那些知名物理學家中,有相信上帝的,也有不相信的。霍金從信轉向不信,本不足為奇,但他作為一位「果殼中的宇宙之王」,通過著書立說闡發自己的觀點,就能引起公眾的關注。在《大設計》中,他推崇法國數學家拉普拉斯提出的「科學決定論」——給定宇宙在某一時間所處的狀態,一套完全的自然法則就充分決定了它的未來和過去。這意味著,宇宙歷史中不會出現一位設計者的超自然作用。
2016年4月12日,史蒂芬·霍金在紐約參加「突破射星」計劃的發布會。新華社 發
「金魚物理學」的啟示
如果根據霍金的無神論表態,認為他是一名唯物主義者,那麼你就錯了。
在《大設計》第三章中,霍金給出了一個著名的「金魚缸論證」:假如魚缸裡的金魚有了像人一樣的智慧,它們透過弧形的魚缸玻璃觀察外面的世界,並構建起了「金魚物理學」。這套理論能夠描述和解釋金魚透過魚缸觀察到的外部世界,還能準確預測外部世界的很多現象,所以是不折不扣的科學理論。但「金魚物理學」與人類物理學有很大差別,如人類看到的直線運動在金魚眼裡很可能是曲線運動。那麼問題來了:哪個物理學理論是正確的?或者說,那個物理學理論更符合客觀規律?
霍金就此發問:「何以得知我們擁有真正的沒被歪曲的實在圖像?」「金魚的實在圖像與我們的不同,然而我們能肯定它們比我們的更不真實嗎?」
他進而指出:「人們可以用任何一種圖像作為宇宙的模型。」因為外部世界的真實性是可疑的,或許真的像影片《黑客帝國》所表現的那樣,外部世界只是Matrix製造的幻象。
因此,他得出一個結論:「不存在與圖像或與理論無關的實在性概念。」他稱自己認同的是「依賴模型的實在論」。對此,他有非常明確的概述:「一個物理理論和世界圖像是一個模型(通常具有數學性質),以及一組將這個模型的元素和觀測連接的規則。」在他看來,「依賴模型的實在論」是所有科學理論的哲學基礎、「一個用以解釋現代科學的框架」。
江曉原表示,霍金認為不需要上帝創造世界,也許被很多人視為他在向唯物主義靠攏,但通過提出「依賴模型的實在論」,他又倒向了唯心主義。不管其哲學立場如何,這位物理學家給出的「金魚缸論證」十分深刻,體現了他對現代科學理論本質的一種洞察。