85岁的史蒂文·温伯格知道他度过一段令人艳羡的人生。他在最新出版的文集《第三个思想》(Third Thoughts)中告诉我们:“我娶了大学时的恋人。”在他接受荣誉博士学位后的讲话中,他谈起自己在过去30年里所待的这座城市。“正如你们大概能猜到的,我喜欢住在奥斯汀。”他也见证了科学大进步,“我回忆起20世纪60年代早期的宇宙学和基本粒子物理学,那时相互竞争的不同猜想发出刺耳的声音,”他写道,“如今在这两个领域里,我们都有一套广泛接受的理论,被称为‘标准模型’。”他在这儿机敏地忽略了一项事实,他是基本粒子基本模型的主要缔造者之一,他因此荣获1979年的诺贝尔物理学奖。
现在,温伯格是物理学界的元老,是《纽约书评》杂志和《物理评论》的固定作者。他在《第三个思想》序言中希望这本书不会是他的最后一本著作,尽管“精算的现实”(actuarial realities)可能相反。
以他的标准来看,这是一本亲切友好的文集,虽然温伯格仍然不是那种能让你猜测到他的看法的人。这本书里有三篇不同文章是关于人类的太空探索为何是在浪费金钱。但在最后一篇“反对载人太空飞行”中,温伯格在篇首提到他如何试图避免让自己“看上去像在做无用功”。
温伯格在书中所围绕的主题已经让他思考了几十年。他仍然是科学界中还原论的坚定支持者之一,相信在表象的世界之下有一个理论能解释自然的所有计划——只要我们能寻找到。他激烈反对那些暗示科学绝不是与现实的不断偶遇的人,他的这个立场导致他与许多哲学家和历史学家针锋相对。温伯格的上一本著作《解释世界:发现现代科学》(To Explain the World:The Discovery of Modern Science)声称,前科学时代向我们展示:如果我们提出错误的问题,事情会变得非常糟糕;但是,他也主张:从牛顿以来我们基本上一直都循规蹈矩,在科学上先是构建模型,再做实验,最后直抵物质的核心。
在《第三个思想》中,到处都能听到这个持续的声音:在序言里,温伯格形容他的立场是“理性主义者、现实主义者、还原主义者、虔诚的世俗者”。但温伯格的长期听众会在复调旋律中听到新的不和谐音符。为了理解温伯格的观点是如何变化的,从一开始追踪他公开发表的文章会有所帮助。
尽管温伯格对于科学家个人和科学史都感兴趣,但他总是更迅捷地给予科学在人类中的核心角色,而不是给予人类在科学中的核心角色。他第一本面向大众读者的著作《最初三分钟》(The First Three Minutes)主要解释了宇宙起源问题上当时最新的科学共识。然而在关于大爆炸、太初核合成、哈勃膨胀的种种讨论之后,温伯格在最后想象了死亡的宇宙,那时任何人类都不可能幸存。在《最初三分钟》著名的结尾中,他写道:
宇宙越是看似容易理解,越是显得毫无意义。
但即使我们的研究成果中没有令人宽慰的东西,那么研究本身至少称得上是某种慰藉……人类努力认识宇宙的举动,是提升人类生活、减少一些闹剧色彩、赋予一些悲剧恩典的极少数事情之一。
这类表演性的悲观主义言辞已经从温伯格后来的著作中消失,看起来主要是因为温伯格发现读者的反应使人气恼。正如他在第一本随笔集《仰望苍穹:科学反击文化敌手》(Facing Up:Science and Its Cultural Adversaries,2001年)中详述了“毫无意义”那一句:
这个句子让我在读者方面陷入比我写过的其他任何文章都更大的麻烦。但我的用意只是说,如果我们在科学的发现中搜寻人生的某种意义,我们会找不到那种意义。这并不意味着我们无法找到一些赋予人生意义的东西。
换言之,温伯格是名无神论者,而不是狂人。
他的第二本面向大众读者的著作《亚原子粒子的发现》(The Discovery of Subatomic Particles)是一次针对他如今喜欢称为“辉格史观”的早期尝试,“辉格史观”就是在讨论过去时自由插入当前看法的做法。这本书源于温伯格在哈佛大学和德克萨斯大学教授的一门课程,是“吸引之前未接受过任何数学或物理学训练的学生”的尝试,将现代物理学的标准概念编织进关于过往发现的迷人故事里。
温伯格在那时对科学史家和科学哲学家尚未有宿怨。宿怨的首次表露是在《终极理论之梦:科学家寻找终极自然法则》(Dreams of a Final Theory:The Scientist's Search for the Ultimate Laws of Nature)中,这本书和他写过的任何一本书一样,展现了现代理论物理学的目标和自命不凡。它是与哈代的《一位数学家的辩白》(A Mathematician's Apology)和詹姆斯·沃森的《双螺旋》(The Double Helix)并驾齐驱的经典著作,由一位杰出科学家充分表达他的研究动机。但是,哈代和沃森将科学描绘成为个人荣耀的探寻,而温伯格将科学描绘成终极解释(支持所有其他探索的解释)的追寻。
《终极理论之梦》自愿将“终极理论”概念浪漫化,不像是一本学术报告,更像是一份战斗的号令。温伯格强有力地推进他的还原论观点,还原论认为世界的所有不同现象都源自于底部的规律,自然掌握这些现象的秘密。研究“基础”物理的人力求探知这些秘密。科学的其他一切最终都是第二位的,不同意这种等级秩序的任何人理应受到嘲弄和免职,或至少要受到尖锐的叱责。
伴以这些效忠誓言的是讲解的部分,温伯格在这部分通常考虑周到、思维清晰。在一个名叫“反对哲学”的章节里,实用主义的科学家和盛气凌人的学者互相攻击。首先,温伯格观察到:他的科学工作未受到哲学的一点帮助,他熟知的其他任何一位物理学家的工作也没有受助于哲学。他最后注意到:爱因斯坦受到恩斯特·马赫(Ernst Mach)哲学的影响,用时钟和列车来解释相对论。但他最终总结说,哲学对科学的危害多过益处,毕竟,马赫对于可观察现象的坚持导致他拒绝接受原子存在的现实。
有一些人相当了解科学,却仍然质疑科学是否能触及独立于科学发现的社会和历史过程的真理,这些人让温伯格格外生气。他将托马斯·库恩(Thomas Kuhn)称为这类错误想法的鼻祖,也单独拎出安德鲁·皮克林(Andrew Pickering)的1984年著作《构建夸克:粒子物理学的社会学史》(Constructing Quarks:A Sociological History of Particle Physics),该书主张对粒子物理学的社会协商影响了最后的科学结论。温伯格指控皮克林弄错了科学成果的过程:
观察到科学是社会的过程;从而得出结论:最终产物、我们的科学理论也是社会过程的结果,因为社会和历史力量在这个过程中发挥了作用;这完全是逻辑的谬误。一群登山队员可能会争论最佳的登顶路线,这些争论可能受到探险队的历史经验和社会结构的影响;但是,最终他们或找到或找不到最佳登顶路线,当他们抵达顶峰时,他们就知道了(不会有人把一本关于登山的书起个书名叫《构建珠穆朗玛》)。我不能证明科学也是这样,但我身为科学家所经历的每一件事都让我信服:科学是这样的。
对于我们之中怀疑历史和过程确实相关的人而言,这是一段令人沮丧的表述。在一个段落的篇幅中,它从循环论证到诉诸权威(温伯格自身)。而和书中的许多内容一样,最令人沮丧的地方在于:温伯格以糟糕的论证提出了不错的观点。
假定温伯格的主张是正确的,即科学不需要哲学就能继续前进。即使这样,我们仍然能得出不同的哲学结论。即使我们科学家明智看待我们利用的物理实体,将其看作在我们大脑之外、确实存在于那里的挑选之物。这种现实主义立场也许只是一种富有成效的捷径,一种迫使我们自身从我们的模型中期望获得多于我们应当获得的方法。也就是说,现实主义也许不是形而上学的立场,而是方法论的立场,一种扭曲我们想象力的方式,从而将我们推向更高的高度。按照这种收缩论的观点,登山的关键就是倾身迈步,并希望能脚踏实地。
《终极理论之梦》一书有着双重目的,不仅鼓励而且拥护。这本书在1992年出版时,温伯格和其他科学家正在为超导超级对撞机(SSC)游说美国国会。SSC是科学家提议的下一代粒子加速器,将在德克萨斯州的瓦克沙哈契附近建造,该地距离温伯格位于奥斯汀的家只有不到3小时的车程。SSC比后来建造的大型强子对撞机(LHC)大得多,允许的粒子对撞能量是LHC的三倍多,从而提供了更强大的测试物理理论的能力。SSC项目在1993年遭到取消,这件事从那时起就萦绕在温伯格的大部分著作中,其中就包括他近期几篇反对以公共资金资助人类太空旅行的文章。
《仰望苍穹》出版于2001年,书中收录的随笔受到了他为SSC游说经历的影响。“我发觉我偏爱争论,”他在书中序言中表示。温伯格接受了详述其观点的邀请,再三为还原论、辉格史观和客观性摇旗呐喊。在这个过程中,他改善了自己的辩才,但极少改变心意。
在整个20世纪90年代里,温伯格应对所有挑战者,反对“科学发现是人类的建构而不是客观发现”的观点。《仰望苍穹》中的最后一篇“在科学大战中寻求和平”评论了哲学家伊恩·哈金(Ian Hacking)的1999年著作《究竟什么是社会建构?》(The Social Construction of What?)。温伯格在他的文章导言中评论道:“这篇书评大概是我最后一次介入这场辩论,因为对这些议题的看法仍然易受改变的人已经所剩无几了。”
但温伯格进行了最后一次尝试,大胆阐述了哈金确定的温伯格和建构主义者之间的“争执点”。温伯格认为我们发现的东西取决于历史吗?不,只要科学继续取得进步,温伯格就不那么认为。科学是稳定的还是受到极端“范式转移”影响?从牛顿时候起就是稳定的,提下一个问题吧。科学理论是分辨出外部世界的真实还是“仅仅是组织人类经验的人为方式”?就科学而言,它是真实的东西。“我不会宣称自己解开了这样的古代哲学难题,我会争辩说,科学理论具有岩石的那些性质:稳定、独立于社会背景,而正是那些性质使得我们称呼岩石为真实。”
温伯格在书评的最后一段中承认:“我是如下不幸之人中的一员,即阅读大多数哲学家作品都享受不到乐趣,从亚里士多德和阿奎那到现代哲学家都是如此。”考虑到这层因素,温伯格选择如此长久地对抗哲学令人迷惑。但随着新千年的开启,温伯格抛弃了这条死胡同;这对他而言是条死胡同,因为他似乎只会被这些问题惹恼。这是幸运的事,因为他有许多其他的话要说。
超导超级对撞机项目的终止对于美国物理学界是件坏事,但对于史蒂文·温伯格的作者生涯是件好事。失败以某种方式吸引人,而成功就不是这样。SSC会让温伯格品味到那种人性体验,以及我们中大多数人都视为理所当然的各种怒意和懊悔。SSC项目的取消也让他不再需要以一名好斗的活跃分子身份为物理学辩护,允许他以个人身份为自己发声。
《第三个思想》折射出这个逐步的转变。不像他由零星文章组成的文集《仰望苍穹》和《湖畔遐思》(Lake Views)以年代先后顺序排列文章,《第三个思想》依据主题将文章分组:“科学史”“物理学与宇宙学”“公共事务”和“个人事务”。
最后一个部分是个惊喜,给整本书带来新颖的亲切感和更柔和的风格。在“关于科学的写作”中,温伯格将自己的公开作品置于科普史背景中,在介绍他的著作方面比我在这儿提供的任何文字更加优秀。在“科学的手艺、艺术的手艺”部分,温伯格热切地想对科学家和创意艺术家进行比较,比我们的期待更热切。他争论说,两者都受到约束;但它也揭示出,温伯格是一位自封的“文化保守分子”,憎恶大多数现代艺术。就“公共事务”部分而言,温伯格从来就没有羞于涉足政治。虽然《仰望苍穹》一书中占首要地位的是科学论战的文章,包括一篇为世俗锡安主义辩护的随笔。《湖畔遐思》中对现实世界比对宇宙着墨更多,有关于导弹防御、核武器和科研经费的篇目。这一次我们知道:温伯格在奥巴马争取连任时没有投票给他,全球变暖是真实的,而一些税收漏洞(比方说,给大学的捐款)最好保持原样。
但在他的政治看法中,最独创的部分还是要回归到他的“旧日伤口”SSC项目,并将科研经费、公共优先和物理学的未来联系起来。从SSC项目遭到取消算起,几十年已经过去,但一些埋怨流连不去。此前,温伯格责备一些物理学家同行,因为他们在国会上作证反对SSC项目。他最为著名的一位变成敌人的好友是凝聚态物理学家菲利普·安德森,安德森是诺贝尔奖获得者,写有一篇(可以认为是)反还原论的文章《多即不同》(More Is Different)。安德森主张更好的做法是资助众多较小的项目,而不是投入在无比庞大的项目上。但是,温伯格在这件事上考虑了数十载后,确认了一个导致SSC项目衰亡的新反派:载人太空旅行。
温伯格从多个方向抨击了将人类送上太空这件事,但他的核心异议是:此举的成果毫无价值。他写道:“唯一适合载人太空飞行项目的技术就是让人类在太空中存活的技术,而唯一需要这个技术的地方就是载人太空飞行项目本身。”当然,宇航员维修了哈勃太空望远镜(温伯格认为这是一项值得投资的科学壮举),但航天飞机项目没有派上用场。“原本会节省下如此多的钱,与其维修一台哈勃望远镜,我们可以将五六台哈勃望远镜送入轨道,让维修变得没必要。”对于那些会指向人类长期生存问题的人,温伯格同意这个目标,但反对我们首先需要努力创造一块能自供的聚居地。“或许我们应该从南极洲着手。”他冷淡地表示。
在“大科学的危机”中,温伯格将航天飞机与SSC项目联系起来。他回顾了科学家如何建造更庞大的粒子加速器来探索更小的亚原子尺度。但粒子加速器造价昂贵,在为项目拨款的立法者眼中,科学的重要性远远不如立法者的首要目标(譬如为选民寻找工作、削减政府开支)。温伯格相信,是这样的冲突导致SSC项目的破灭:
在德克萨斯州被选中之前,一位参议员告诉我,当时有100位参议员赞成SSC项目;一旦建造地址被选中后,支持人数就会下降到两位。他并没有错得离谱。我们看见,在他们所属的州被从可能的选址名单中排除后,国会的许多议员改变了他们对于SSC的立场。
一旦SSC地址确定为德克萨斯州,温伯格就推测,克林顿政府需要挑选国际空间站(ISS)或对撞机,因为ISS是休斯敦方面控制的,于是“两个项目看上去都像德克萨斯州的项目”,最后,ISS获胜。温伯格争辩说,这大概是因为它让其他人也分享到好处:“国际空间站有很大的优势,它的耗资大约比SSC多了10倍,那么美国宇航局(NASA)就能分发合同,将开发工作放到许多州。或许,如果SSC项目耗资更多的话,它就不会被取消了。”
从与众不同的作者角度,《第三个思想》也许起到“绕场一圈庆祝胜利”的作用。毕竟,2012年时,大型强子对撞机的物理学家发现了一些看上去十分像希格斯玻色子的东西,这种粒子的存在本身是温伯格在1967年里程碑式论文《轻子模型》中引入的理论方案的关键预测。(总之,他尝试在新书的“物理学和宇宙学”部分中解释事情的来龙去脉。)那么考虑到这一点,为什么温伯格对于基础物理学的前景持悲观看法?在“大科学的危机”一文中警告说,希格斯玻色子的确认“会是对当前理论的令人高兴的证实,但它不会指出通往未来更广泛理论的道路”。
悲观看法可能起因于未解决难题的匮乏,也可能起因于未解决难题的持续存在。像许多粒子物理学家一样,温伯格回想到20世纪70年代时总是充满喜爱之情,那时存在着许多尚未解开的难题,也有许多新颖的解答。对于从那时起就在这个领域工作的科学家来说,这项40年前诞生的理论解释了几乎所有高能物理的实验,这个事实代表了某类存在危机。用一句老掉牙的措辞,有许多假设推动物理学“超越标准模型”,但如果理论没有纰漏,那么物理学家找到用武之地就难上加难了。
LHC很可能会继续收集证据来支持标准模型,但它大概不够强大,不足以生成任何意料之外、可能指明前路的结果。然而,从政治角度来说,为更大型加速器游说也许证明是不可能的。温伯格再一次想到了SSC,“我的悲观态度部分上来自于我在八九十年代时试图为另一台大型加速器争取经费的经历。”未来可能没有超大型实验装置,这一可能性导向最终的幽灵,与温伯格在《终极理论之梦》里预想到的结局迥然不同:
在基础物理学中,有些事是不用建造新一代加速器就能完成的。我们会继续寻找罕见过程(rare processes),譬如猜想中的极其缓慢的质子放射衰变。研究中微子性质方面还有许多要做的事。我们从天文学家中获得一些有用的信息。但我不相信:我们能在没有把高能领域前沿向后推的情况下取得重大进展。因此,在下一个10年里,我们也许会见到对自然规律的搜寻逐渐停滞,在我们的有生之年里不会继续。
这种结局不是获得终极解释的结局,而是梦想遭到推迟,是基础物理探索停滞不前的未来。但那会留给我们什么局面?我们有没有接近最终的答案?
在《第三个思想》的所有文章中,初次发表时被物理学家讨论得最多的一篇是“量子力学的困难”,与其说这是因为文章的内容,不如说是因为说出这些话的人。温伯格承认说:“对于量子力学的未来,我不像曾经的那样确信无疑;对量子力学感到最满足的当代物理学家并不赞同彼此对其含义的解读,这是个坏迹象。”然而,一如既往,温伯格引用了大卫·莫民(N.David Mermin)对战后物理学界的嘲弄“闭嘴,赶紧计算!”以此作为对所有纷扰的“合理答复”。当他推测我们当前的量子力学图景可能在哪儿需要修正时,他没有给予哲学家赞成的几种诠释过多希望,而是提出量子力学的方程式或许需要更多项。
在书中的其他地方,温伯格评论了其他推测,从“人择原理”到斯蒂芬·霍金的建议(由温伯格概括)。“人择原理”指出:我们看到的宇宙之所以这个样子,乃是因为我们人类的存在。后者指出:“或许世上没有基础理论,我们将拥有的就是一些近似理论,每种理论在不同情况下有效,在不同情况重叠的地方,理论彼此一致”。至于后者,它是温伯格继续反对的对象(这一点也不让人吃惊)。
在这些文章中,贯穿着一股古怪的张力。温伯格的知识观基本上是保守的,将发现的人类谱系看成从古代延续到如今的一次探求,在书最开始的“科学史”部分中,他坚持科学目标的连续性,将其强调到如同宫廷喜剧。在这个部分中,温伯格将自己塑造为偶然的更大故事的调查员。他在内心中似乎仍然忠于他在《终极理论之梦》和《仰望苍穹》中描述的科学结局的愿景,在那些结局中,做出科学发现的参与者的历史巧合逐渐“像从矿石中去除矿渣一样被提纯撇去”,只剩下提纯后的结果。
然而,考虑到温伯格是粒子物理学标准模型的缔造者之一,很难去严肃对待他的观点。正如温伯格本人在论述科学与艺术的平行关系的文章里所写的,“我们理论家……坐在桌边,相当自由地以我们喜欢的方式创造理论,对象是任何种类的粒子和力,正如一位诗人或一位作曲家自由地把他喜欢的任何文字或音符写到纸上,或者一位画家把他喜欢的任何色彩涂到画布上。”即使更大型的加速器永远未获得资金,看起来人们很可能会继续创造出对自然的新描述,只要我们继续拥有想象力和意志力。
当然,这一点很容易断言。对于我们这些希望科学保持开放的人,我们情愿把科学家描述成独特类型的艺术家,在事实这张事先画好草图的画布上作画。但温伯格想要的不止这些。他一直都奔着不可言说的真相而去。这让温伯格不只是一位杰出又成功的创造家,更是当今的摩西,他站在高高的尼波山,足以瞥见应许之地,只为让他的旅程在它外面终结。
资料来源 The New Atlantis