我们个人存在的时间都极为短暂,其间只能探索整个宇宙的小部分。但人类是好奇的族类。我们惊讶,我们寻求答案。生活在这一广阔的、时而亲切时而残酷的世界中,人们仰望浩渺的星空,不断地提出一长串问题:我们怎么能理解我们处于其中的世界呢?宇宙如何运行?什么是实在的本性?所有这一切从何而来?宇宙需要一个造物主吗?我们中的多数人在大部分时间里不为这些问题烦恼,但是我们几乎每个人有时会为这些问题所困扰。(摘自霍金《大设计》)
注:
好奇心是科学追求的原动力,每个人都体会过这样的好奇心,特别是在童年的时候。但是,大部分人的好奇心都慢慢遗失掉了,即使后来从事科学研究,也是当做一种工作(很多时候是无奈、艰辛的工作)。也许会有成就感、喜悦,但是,已经掺杂了太多功利、比较的成分。
真正伟大的科学家都是保持好奇心,保持热情的人。只有这样的人才会一直关心这些最根本的问题,当然也是最艰深的问题(理性也许不能给出答案,所以,意味着努力很可能会失败)。
按照传统,这是些哲学要回答的问题,但哲学已死。哲学跟不上科学,特别是物理学现代发展的步伐。在我们探索知识的旅程中,科学家已成为高擎火炬者。(摘自霍金《大设计》)
注:
霍金在一开始就说“哲学已死”,也许不太明智(太过坦率),引起了许多人的不满和批评。
然而,霍金说的基本是事实,哲学曾经一直在追求最根本问题的答案(所谓形而上)。这种追求的历史上,以若干天才的哲学家为标记(哲学的历史本质上是天才的历史)。到了十八世纪,康德证明了人类依靠理性无法得到形而上问题的答案。
哲学确实没有能力回答形而上的问题(我是谁,从哪里来、到哪里去;生的意义,死的后果),哲学家们转而去研究一些“细枝末节”的问题,是一种无奈,也是一种“明智”。
可以用许多不同方式来表述量子论,但是理查德•费曼给出的表述大概是最直观的。他是一位多姿多彩的人物,在加州理工学院工作,并在街上的脱衣舞厅敲击小鼓。(摘自霍金《大设计》)
注:
理查德•费曼可以说是爱因斯坦时代之后,非常有代表性的天才物理学家(费曼生于1918年,也就是爱因斯坦提出广义相对论大约两年之后。顺便提一下,霍金生于1942,那一年费曼24岁,从普林斯顿大学获得博士学位,接着参加了曼哈顿计划)。
许多物理系的学生把他奉为神一样的人,也许是因为他在理论物理的卓越贡献,以及《费曼物理学讲义》。更多人喜欢他是因为他传奇的人生经历,以及那本幽默的自传(《别闹了,费曼先生》)。
按照费曼的说法,一个系统不仅有一个历史,而且具有每种可能的历史。随着我们寻求答案,我们要仔细地解释费曼的方法,并使用它来探讨这种思想,即宇宙的本身没有单独的历史,甚至也没有悠然独立的存在。这听起来似乎是激进的思想,甚至对于许多物理学家而言也是如此。的确,正如当今科学中的许多概念,它似乎违反常识。但是常识是基于日常经验之上,而非基于通过一些无比美妙的技术被揭示的宇宙之上,这些技术中有一部分使我们得以深入窥探原子或者观测早期宇宙。(摘自霍金《大设计》)
注:
我遇到过许多人,他们声称自己“信仰科学”。可惜,据我观察,他们大多数对科学并没有深刻的认识。有一些知道一点相对论,能够欣赏《星际穿越》,已经算是不错的了。所以,我就常常有这样的疑问:如果大家并不真正了解科学,就宣称相信科学,甚至信仰科学,这是否是一种盲从,甚至是一种迷信?
除了相对论,近一百年来,物理学家们在量子理论方面也有很多的进步和发现。可以说,量子理论对我们的生活影响非常大,然而,我们对它却所知甚少。不仅仅是我们,即使是物理学家,对它依然有太多不理解的部分。尼尔斯·玻尔曾经说过:谁不对量子物理感到困惑,他肯定不懂它。理查德·费曼也跟学生说过:不要问量子力学“为什么”,因为没人知道(应该注意,这是他在课堂上说的,其实是提醒学生他自己也不知道“为什么”,而不是打击学生的好奇心)。
可以通过著名的“单电子双缝干涉”实验来看量子力学的诡异之处(理查德·费曼:双缝实验“包含了量子力学的所有秘密”):
在这个实验中,单电子通过双缝后竟然发生了干涉。在经典力学看来,电子在同一时刻只能通过一条缝,它不可能同时通过两条缝并发生干涉;而且,当科学家试图通过仪器测定电子究竟通过了哪条缝时,干涉就会消失!
现在,比较有名的有“哥本哈根解释”和“平行世界”两种解释,它们都是非常挑战人类对世界的认知的。在霍金的《大设计》这本书中,对这个实验进行了非常深入浅出的解释,如果你对科学感兴趣,推荐你读一下。