雅可布·布洛諾夫斯基
物理科學(xué)的目的之一,是精確地描繪物質(zhì)世界。而20世紀(jì)物理學(xué)的成就之一,卻在于證明了這一目的是不可企及的。
讓我們以人的面孔作為一個(gè)恰當(dāng)?shù)睦?。我聽到一位瞎眼的婦女用手指撫摸著她第一次接觸到的一個(gè)男人的臉,脫口而出:“應(yīng)該說(shuō)他已上了年紀(jì)。顯然,他不是一個(gè)英國(guó)人,他的臉比大部分英國(guó)人更圓。他即使不是東方大陸(Eastern-continental)人,也應(yīng)該是歐洲大陸人。他臉上的皺紋,很可能是痛苦的皺紋。最初我還以為是些傷痕。這不是一張幸福的臉?!?/p>
這是斯蒂芬·波格拉杰維茲(Stephan Borgrajewicz)的面容。他和筆者一樣,出生于波蘭。在波蘭藝術(shù)家菲利克斯·托波爾斯基(Feliks Topolski)看來(lái),他就是圖上描繪的那個(gè)樣子。我們認(rèn)為。這幅圖畫與他本人的面貌并不十分吻合,但卻很好地揭示了這個(gè)人的面部特征;這位藝術(shù)家似乎是靠筆觸在描繪細(xì)節(jié);每一根線條都增強(qiáng)了畫面的藝術(shù)效果,但又決不是最后的完成。我們把這看作是藝術(shù)家的表現(xiàn)手法。
但是,物理學(xué)迄今為止所作的一切表明這是尋求知識(shí)的唯一方法。其實(shí)并沒有絕對(duì)的知識(shí)。那些宣稱有所謂絕對(duì)知識(shí)的人們,無(wú)論他們是科學(xué)家或教條主義者,都只不過(guò)是打開了通向悲劇之門而已。所有信息都是不完備的。我們不能不謙虛從事。這就是人類的狀況,這也正是量子物理學(xué)的涵義。我是說(shuō)它的字面上的涵義。
讓我們通過(guò)電磁波光譜來(lái)察看這張臉。我要提出的問(wèn)題是:借助世界上最好的儀器,甚至,如果可能的話,借助世界上最完美的議器,我們能看到的細(xì)部究竟有多精細(xì)、多準(zhǔn)確呢?
觀察事物的細(xì)部或細(xì)節(jié)并不是非用可見光不可。詹姆斯·克列克·麥克斯韋爾(JamesClerk Maxwell)于1867年指出,光是一種電磁波,他所建立的那些方程式,意味著還有一些別的波存在。從紅色到紫色的可見光僅僅是不可見的輻射范圍內(nèi)的一個(gè)頻帶而已。光線有一套完整的信息排列,從波長(zhǎng)最長(zhǎng)的無(wú)線電波(低頻)到最短的X射線以及其它射線(甚高頻)。我們將這些光線輪流照射在這張人面上。
波長(zhǎng)最長(zhǎng)的不可見波是無(wú)線電波。幾乎早在100年前即1888年,亨利?!ず掌潱℉einrich Hertz)就證明了它的存在,從而證實(shí)了麥克斯韋爾的電磁理論。正因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)最長(zhǎng),它也是最粗糙的射線,用一種工作波長(zhǎng)為幾米的雷達(dá)掃描器來(lái)觀察,你根本就看不見這張臉,除非把這張臉?lè)糯蠛脦坠?,猶如一尊墨西哥的石雕頭像一樣。只有當(dāng)我們縮短波長(zhǎng)時(shí),這尊巨大的頭像的細(xì)節(jié)才會(huì)呈現(xiàn)出來(lái):當(dāng)波長(zhǎng)不到一米時(shí),耳朵現(xiàn)出來(lái)了。當(dāng)無(wú)線電波的實(shí)際波長(zhǎng)僅限于幾個(gè)厘米時(shí),裁們才能看出這尊石像旁那個(gè)人的大致輪廓。
接下來(lái),讓我們通過(guò)一架對(duì)另一種輻射范圍、即波長(zhǎng)不到一毫米的紅外線十分敏感的照相機(jī)來(lái)觀察這張人臉。天文學(xué)家威廉·赫歇耳(Wililam Herschel)于1800年發(fā)現(xiàn)了紅外線,他注意到,當(dāng)他把天文望遠(yuǎn)鏡焦點(diǎn)移至紅光以外時(shí),仍可感受到熱度,這是因?yàn)榧t外線也是一種熱輻射線。照相機(jī)的底片把紅外線以任選的色碼轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?,這張臉上最熱處呈藍(lán)色,最冷處呈紅色或黑色。于是,我們看見了這張臉的大致容貌:眼睛、嘴巴和鼻子——也看到了鼻孔中呼出的熱氣。是的,我們又知道了一些關(guān)于這張人臉的新的情況。但我們所知道的還不是細(xì)節(jié)。
當(dāng)波長(zhǎng)縮至最短的時(shí)候,即縮短至幾百分之一毫米甚至更短的時(shí)候,紅外線漸漸變成可見的紅色光線。我們現(xiàn)在使用的膠卷對(duì)紅外線和可見紅光兩者都很敏感。這時(shí),這張臉頓時(shí)顯得生氣勃勃,這不再是某一個(gè)人,而是我們知道的這個(gè)人:斯蒂芬·波格拉杰維茲。
在白光照射下,肉眼可以看清他臉上的每一個(gè)細(xì)節(jié):纖細(xì)的毫毛,毛孔,這兒一個(gè)疵點(diǎn),那兒一根破裂的脈管,白光是各種波長(zhǎng)的光線的混合,從紅色到橙、黃、綠、藍(lán),最后是紫色,最短的可見光波。從理論上講,通過(guò)短的紫色光波,較之長(zhǎng)的紅色光波,我們可以看到更為精細(xì)入微的細(xì)部,但是,在實(shí)踐上,光的不同組合看起來(lái)作用不大。
那位畫家對(duì)這張臉進(jìn)行了分析,區(qū)別它的種種特征,分離不同色彩,將圖像放大。人們自然要問(wèn):難道科學(xué)家不會(huì)用顯微鏡去分解和分析更為細(xì)微的特征嗎?是的,科學(xué)家應(yīng)該這樣做。但是,我們也應(yīng)該懂得,顯微鏡可以放大圖像,卻不能改進(jìn)這一圖像:細(xì)節(jié)的清晰度是由光的波長(zhǎng)所確定的。事實(shí)上,在任何波長(zhǎng)的光照射下,我們只有用與波長(zhǎng)大致相當(dāng)?shù)奈矬w才可以將一束光線截?cái)?物體太小,就不能留下陰影(也就不會(huì)產(chǎn)生圖像)。
在普通白光照射下,人體皮膚的單個(gè)細(xì)胞要放大200多倍才能分辨出來(lái)。若要分辨得更細(xì),就要用波長(zhǎng)更短的光線才行。這就要用紫外光才行了。紫外光波長(zhǎng)只有萬(wàn)分之一毫米甚至更短——比可見光短十倍或更多。透過(guò)紫外光看去,我們就會(huì)看到一幅幽靈似的瑩光熠熠的景象。通過(guò)紫外顯微鏡可以看到細(xì)胞中的放大了3500倍的染色體。但這里有個(gè)極限:沒有什么光線可以使我們看到染色體內(nèi)的人體基因。
如果我們還想更深入地進(jìn)行觀察,就必須縮短光的波長(zhǎng),直到運(yùn)用X射線。但是,X射線穿透力太強(qiáng),任何物質(zhì)都不能使其聚焦;我們無(wú)法制造一臺(tái)X射線顯微鏡。因此,我們只能滿足于用X射線照射這張臉,得到某種影像。這時(shí)細(xì)部的狀況也就取決于射線的穿透力了。我們可以看到皮膚下面的骨骼——例如,可以看到這個(gè)人的牙齒全掉了,用X射線透視人體,就像1895年威爾赫晦·康拉德·倫琴(Wilhe1m Konrad Rontgen)發(fā)現(xiàn)這種射線一樣立刻使人們興奮不已,因?yàn)槲锢韺W(xué)這時(shí)作出了一種大自然賜與的服務(wù)于醫(yī)學(xué)的發(fā)現(xiàn)。倫琴的這一發(fā)現(xiàn)使他成為一位慈父般的人物,成為于1901年獲得首次諾貝爾獎(jiǎng)金的英雄。
有些時(shí)候,依靠曲折迂回的方法,我們可能僥幸作出更多發(fā)現(xiàn),這就是,推導(dǎo)一種不能直接目睹的排列。X射線不會(huì)使我們看見單個(gè)的原子,因?yàn)樵犹?,即使在如此之短的波長(zhǎng)的光照下,也不能形成影像。然而,人們卻可以描繪晶體中的原子圖形,因?yàn)檫@些原子的分布規(guī)整有序,而X射線的照射將構(gòu)成一個(gè)規(guī)則的波紋模式,從而使人們可以推測(cè)這些擋住了視線的原子的位置。這就是脫氧核糖核酸的螺旋結(jié)構(gòu)中的原子:基因正是這樣。這種方法是馬克斯·馮·勞厄(Max von Laue)于1912年發(fā)明的。這個(gè)獨(dú)創(chuàng)可謂一箭雙雕:因?yàn)檫@第一次證明了原子確實(shí)存在,同時(shí)也第一次證明了X射線是一種電磁波。
我們還可以采用另外一種手段,即使用電子顯微鏡。在電子顯微鏡中,射線是如此集中,以致人們不知道應(yīng)該稱它們?yōu)椴ㄟ€是粒子。電子束打擊在一個(gè)物體上,勾勒出它的輪廓,就像集市上雜耍藝人拋擲飛刀。人們從中看到的最小物體是單個(gè)的釷原子。這是十分引人注目的。不過(guò),這種模糊的形象證明,正如集市上掠過(guò)那位姑娘的飛刀一樣,即使是最堅(jiān)實(shí)的電子也不能勾劃出一個(gè)清晰的輪廓。完整的圖像仍像遙遠(yuǎn)的星辰,渺不可及。
我們現(xiàn)在正面臨著知識(shí)上的佯謬的嚴(yán)重矛盾。年復(fù)一年,人們?cè)O(shè)計(jì)日益精密的儀器,用來(lái)對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行更為精確的觀察。但是,看看這些觀察結(jié)果,我們就會(huì)失望地發(fā)現(xiàn),它們?nèi)匀荒:磺?,而且我們還會(huì)感到它們?nèi)韵駨那澳菢恿钊烁械綋渌访噪x。人們似乎一直在追尋一個(gè)目標(biāo),然而,每當(dāng)人們剛剛瞥見它,它卻又從人們眼前悄然隱去,無(wú)影無(wú)蹤。
人類知識(shí)的這種矛盾不僅僅限于微小的、原子的范疇,恰恰相反,在整個(gè)人類的范圍,在無(wú)限星空這樣的范圍,它也同樣毋庸置疑。讓我談一談在一個(gè)天文臺(tái)中表現(xiàn)出來(lái)的情況吧??枴じダ锏吕锲妗じ咚梗↘arl Friedrich Gauss)在格丁根(Gottingen)的那座天文臺(tái)是大約于1807年建成的。在他的整個(gè)一生中,從那時(shí)起:近200年的大部分時(shí)間里,天文儀器不斷得到改進(jìn)。我們今天所看到的一顆星辰的位置,在當(dāng)時(shí)已被人們多次確定,因此,在我們看來(lái),我們的觀察似乎越來(lái)越趨于精確。但是,當(dāng)我們將各次觀察結(jié)果加以比較時(shí),我們就會(huì)驚奇而懊喪地發(fā)現(xiàn),它們?nèi)匀簧y無(wú)序。人們?cè)?jīng)希望觀察的偏差終會(huì)消失,人們也會(huì)像上帝那樣洞燭幽微的。但是,事實(shí)上,錯(cuò)誤仍無(wú)法從觀察中根除。無(wú)論是觀察群星、原子、人的照片,還是聽某人的講演,都是這樣。
高斯以他那令人驚嘆的、孩子氣的天才意識(shí)到了這一點(diǎn)。直到他80歲高齡與世長(zhǎng)辭時(shí),仍然保持了這種天才。1795年,18歲的高斯進(jìn)入格丁根大學(xué)讀書,其時(shí)他已經(jīng)解決了有關(guān)一系列觀察中固有的誤差的最佳估算問(wèn)題。
當(dāng)一位觀察者在觀察一顆星時(shí),他知道有大量的致誤因素。于是,他閱讀若干觀察記錄,自然希望這顆星的位置的最佳估計(jì)是一個(gè)平均數(shù)——即散布的中心。迄今為止,這一點(diǎn)不言自明。然而,高斯卻要進(jìn)一步研究這種誤差的分布告訴了人們什么。他提出了高斯曲線(the Gaussian curve),使這種離散性可以由這種曲線的偏離或分布來(lái)概括。由此產(chǎn)生了一個(gè)具有深遠(yuǎn)意義的觀點(diǎn):這條曲線標(biāo)明了不確定的區(qū)域。我們不能肯定曲線的中心是否就是那確鑿無(wú)誤的位置。我們只能說(shuō):“它位于不確定的區(qū)域”,而這個(gè)位置可以根據(jù)個(gè)別觀察中所得出的分布情況計(jì)算出來(lái)。
由于具有關(guān)于人類知識(shí)的這種敏銳見地,高斯特別痛恨那種聲稱自己有比觀察更完美的獲取知識(shí)的途徑的哲學(xué)家們。例子甚多,我僅舉其一。碰巧,有一位名叫弗里德里希·黑格爾(Friedrich Hegel)的哲學(xué)家,我必須承認(rèn),我特別不喜歡他。我很高興我具有與比黑格爾更為偉大的高斯相同的深切情感。黑格爾于1800年發(fā)表一篇論文,認(rèn)為:雖然行星的定義自古代世界以來(lái)發(fā)生了變化,但從哲學(xué)意義上講仍然只可能有七個(gè)行星。不僅高斯知道怎樣回答這個(gè)問(wèn)題;早在很久以前,莎士比亞就作了回答。在《李爾王》(King Lear)中有一精彩片段,劇中不是別人,恰恰是那位弄臣對(duì)李爾王說(shuō)道:“北斗七星為什么只有七顆星,這其中必有一個(gè)絕妙的理由?!崩顮柾踝宰髀斆鞯?fù)u了搖頭,說(shuō):“因?yàn)樗鼈儾皇前祟w而是七顆星?!迸嫉溃骸罢牵稽c(diǎn)不錯(cuò),你可以做一個(gè)很好的傻瓜了?!焙诟駹栆彩侨绱?。1801年1月1日,就在這一天,黑格爾的論文墨跡未干,第八顆行星就被發(fā)現(xiàn)了——即小行星“谷神星”(Ceres)。
歷史往往具有諷刺性。高斯曲線的爆炸性威力在于,在他去世之后,人們才發(fā)現(xiàn)世上并沒有什么上帝洞燭幽微的慧眼。謬誤總是與人類知識(shí)的本質(zhì)緊密相連的,具有諷刺意味的是,這一發(fā)現(xiàn)是在格丁根作出的。
在那些古老的大學(xué)城(universitg towns)之間,有著驚人的相似之處。格丁根大學(xué)也和英國(guó)的劍橋或美國(guó)的耶魯一樣——地處偏狹,不當(dāng)通途——除了那一幫教授,無(wú)人涉足這死氣沉沉的地方。而這些教授卻深信這里就是世界的中心。在這里的臘斯克勒爾(theRathskeller)有一句銘文是這樣說(shuō)的:“格丁根之外無(wú)生命”(Extra Gottingam non estvita)。這里的大學(xué)生對(duì)這一警句——或者應(yīng)該稱之為墓志銘——卻并不像教授們那樣認(rèn)真看待。
格丁根大學(xué)的象征是臘斯克勒爾外面的一座赤腳牧鵝姑娘的鑄鐵塑像,每個(gè)學(xué)生在畢業(yè)典禮上都要吻一吻這座塑像。這所大學(xué)是一個(gè)圣地,而到這里來(lái)的學(xué)生并未抱有十分虔誠(chéng)的信念。重要的是這些學(xué)生在學(xué)習(xí)中也如這位赤著雙足、衣衫襤褸的姑娘一樣,并不恭敬順從;在這里,他們不是要崇拜已知之事,而是要對(duì)已知之事提出疑問(wèn)。
猶如每一座大學(xué)城,格丁根的景色也是由縱橫交錯(cuò)的長(zhǎng)長(zhǎng)的人行道組成,教授們午飯后在人行道上漫步,而研究生們?nèi)舯谎袆t會(huì)欣喜若狂。也許,過(guò)去的格丁根從來(lái)就是寧?kù)o而懶散的。這種小型的德國(guó)大學(xué)城的歷史可以追溯到這個(gè)國(guó)家統(tǒng)一之前(格丁根為漢諾威王朝統(tǒng)治者喬治二世(George II)所建),而這又使得這些大學(xué)城帶上了某種地方官僚主義的色彩,甚至在大戰(zhàn)結(jié)束和德皇于1918年退位之后,這些大學(xué)仍然比德國(guó)以外的大學(xué)更加因循守舊。
一條鐵路聯(lián)結(jié)著格丁根和外部世界。從柏林和國(guó)外來(lái)訪的學(xué)者就是沿著這條鐵路來(lái)到格丁根,渴望與這里的人們交流物理學(xué)的突飛猛進(jìn)的各種新觀點(diǎn)。在格丁根,人們戲言,科學(xué)誕生于開往柏林的火車上,因?yàn)樵诨疖嚿?,人們?zhēng)論、反駁,產(chǎn)生新的觀點(diǎn)。而且,人們?cè)诨疖嚿辖邮芴魬?zhàn)。
第一次世界大戰(zhàn)期間,在格丁根,也和在其它任何地方一樣,科學(xué)被相對(duì)論所統(tǒng)治。
1921年,馬克斯·玻恩(Max Born)被任命為物理系主任,他舉辦了一系列研究班,從而使每一個(gè)人都對(duì)原子物理學(xué)發(fā)生了興趣。想到玻恩擔(dān)任系主任時(shí)已年屆40,不免令人驚奇??偟膩?lái)看,物理學(xué)家在他們30歲以前都已完成了他們最杰出的工作(數(shù)學(xué)家甚至更早,生物學(xué)家或許要遲一些)。但是,玻恩有杰出的蘇格拉底式的個(gè)人天賦。他吸引年輕人來(lái)到他身邊,從中得到最優(yōu)秀的分子,他們相互切磋、激烈地爭(zhēng)論著各種觀點(diǎn),這使他成果非凡。在這些享有盛名的濟(jì)濟(jì)人才中,我該選擇誰(shuí)呢?顯然是維納·海森堡(Werner Heisenberg)。他在這里與玻恩一道從事過(guò)卓越的研究工作。當(dāng)歐文·薛定諤公布了一種與海森堡的理論不同的基本粒子物理學(xué)理論之后,這里發(fā)生了激烈的爭(zhēng)論。世界各地的學(xué)者紛至沓來(lái),參加這場(chǎng)爭(zhēng)論。
用這樣一些詞語(yǔ)談?wù)撘粋€(gè)人們?cè)谝股钊遂o時(shí)鉆研的課題,是頗為奇特的。20世紀(jì)20年代的物理學(xué)真是由辯論、研究班、討論和質(zhì)疑構(gòu)成的嗎?是的,過(guò)去是這樣。是的,今天仍然如此。那些曾在這里聚會(huì)、今天仍在實(shí)驗(yàn)室中相遇的人們僅僅用一種數(shù)學(xué)公式就結(jié)束了他們的工作。他們的工作開始于解答概念之謎的企圖。而那些亞原子之謎——即電子和其它粒子之謎——都是一些智慧之謎。
試想一下當(dāng)時(shí)電子給人們帶來(lái)的種種困惑,教授中流傳的嘲弄之辭是(按照大學(xué)的課表安排):在星期一、星期三、星期五,電子像粒子那樣運(yùn)動(dòng),而在星期二、星期四、星期六,電子又像一種波那樣運(yùn)動(dòng)。人們?cè)鯓硬拍軌蚴惯@兩方面并行不悖呢?這兩個(gè)方面,這從大千世界中歸納出的兩個(gè)方面,統(tǒng)一于一個(gè)單獨(dú)的實(shí)體,統(tǒng)一于原子內(nèi)部那“利立浦特”——那《格列佛游記》的微小天地,這怎么辦得到呢?這就是當(dāng)時(shí)人們所思考和爭(zhēng)論的問(wèn)題。
然而,要解決這個(gè)問(wèn)題,需要的不是計(jì)算,而是洞察力和想象力——如果人們喜歡,也可以稱作形而上學(xué)。我至今還記得玻恩多年以后到英國(guó)來(lái)時(shí)說(shuō)過(guò)的一句話,這句話也寫入了他的自傳中。他說(shuō):“我現(xiàn)在確信,理論物理學(xué)是現(xiàn)實(shí)的哲學(xué)。”
馬克斯·玻恩的意思是,物理學(xué)中的這些新觀點(diǎn)恰如一種對(duì)現(xiàn)實(shí)的不同見解。這個(gè)世界并不是不同物質(zhì)的固定而僵硬的排列,因?yàn)檫@個(gè)世界不能與我們的感覺完全分離。它在我們注視之下變化多端,它與我們相互影響,它所包含的知識(shí)必須由我們作出解釋。任何信息交流都要求人們作出某種判斷。電子是粒子嗎?在玻爾描繪的原子模型中,電子就像粒子那樣運(yùn)動(dòng)。但是,德布羅意(de Broglie)于1924年制作了一個(gè)十分出色的波的模型,在這個(gè)模型中,一定整數(shù)量的波圍繞原子核會(huì)合銜接的各個(gè)點(diǎn)就是這些波的軌道。馬克斯·玻恩設(shè)想一長(zhǎng)列電子各自沿著一條曲軸連續(xù)地向前運(yùn)動(dòng),它們共同構(gòu)成一連串高斯曲線,一種概率波。于是,在開往柏林的火車上,在格丁根樹林里教授們散步之時(shí),一種新的觀念開始形成:這就是,無(wú)論世界是由什么樣的基本單位構(gòu)成的,它們都比我們的感官之網(wǎng)所能捕捉到的更微妙,更變幻莫測(cè),更動(dòng)人心魄。
所有這些樹林中的散步和交談,在1927年達(dá)到一個(gè)輝煌的頂峰。那一年初,維納·海森堡重新描繪了電子的特征。他說(shuō),是的,電子是一種粒子,但它是一種包含著有限信息的粒子。就是說(shuō),人們可以確定電子在一定時(shí)刻所處的位置,但卻不能強(qiáng)行規(guī)定電子在開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的具體速度和方向:反之,如果你堅(jiān)持要以一定的速度,從一定方向來(lái)發(fā)射電子:你就不能確定它的起點(diǎn)——自然,也不能確定它的終點(diǎn)。
這聽起來(lái)是一種非常粗略的特征描述。但并非如此。海森堡對(duì)此精確地加以描述,分析十分深刻。從整體上看,電子攜帶的信息有限,例如,電子的速度和位置在量子的容限的制約下互容相讓。這個(gè)思想非常深刻:它不僅是20世紀(jì)的,而且是科學(xué)史上的偉大科學(xué)思想之一。
海森堡把這一觀點(diǎn)稱作“測(cè)不準(zhǔn)原理”。在某種意義上,這是一條顛撲不破的原理。我們知道,我們不能要求世界準(zhǔn)確無(wú)誤。如果一個(gè)物體(例如一張熟悉的面容)在我們認(rèn)識(shí)它以前就與我們的認(rèn)識(shí)毫無(wú)二致,那么,我們就不會(huì)日復(fù)一日地去認(rèn)識(shí)它了。我們辨認(rèn)出同一個(gè)物體,是因?yàn)樗褪峭粋€(gè)物體,但它看上去并非與從前完全相同,而只不過(guò)是非常相似罷了。在辨認(rèn)過(guò)程中,一種判斷形成于——一種容限或不確定區(qū)域。因此,海森堡的這條原理認(rèn)為,沒有一種過(guò)程,不僅僅是原子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,可以確鑿無(wú)誤地加以描述——即容限等于零。這一原理的深刻之處在于,海森堡具體闡明了所能達(dá)到的容限。容限的量度就是馬克斯·普朗克所說(shuō)的量子。在原子世界中,不確定的區(qū)域總是由量子劃定的。
“測(cè)不準(zhǔn)原理”這個(gè)名稱聽起來(lái)不甚入耳。在科學(xué)中或科學(xué)之外,我們并不是不確定的,我們的知識(shí)僅僅局限于某種確定的容限之內(nèi)。因此,我們應(yīng)該稱之為“容限原理”。在兩種意義上,我提議使用這個(gè)名稱:首先是在工程學(xué)的意義上??茖W(xué)不斷進(jìn)步,成為人類上升歷程最為成功的事業(yè),因?yàn)榭茖W(xué)使人們懂得,人與自然、人與人之間的信息交流只能發(fā)生在一定的容限之內(nèi)。其次,我也滿懷熱忱地用這個(gè)詞描繪真實(shí)世界。人類的全部知識(shí)、全部信息只能在容限作用的范圍內(nèi)進(jìn)行交流。無(wú)論是在科學(xué)研究中,還是在文學(xué)、宗教、政治以及任何一種追求某種信仰的思想中,都是如此。格丁根的科學(xué)家們孜孜以求,使“容限原理”日臻完善,卻對(duì)現(xiàn)實(shí)視而不見,不知在他們周圍,容限正無(wú)可挽回地走向衰落,這真是你我一生中見到的巨大悲劇。
歐洲上空,天低云暗。但是,一片陰云籠罩著格丁根已有上百年之久。早在19世紀(jì)初,約翰·弗里德里希·布魯門巴赫(JohnFriedrich Blumenbach)就收集了他曾與之通信交往的歐洲著名人物的顱骨。盡管布魯門巴赫曾應(yīng)用解剖測(cè)量法,試圖對(duì)人類種族進(jìn)行分類,他的工作并不意味著這些顱骨有助于人類的種族區(qū)分,從布魯門巴赫已于1840年去世的時(shí)候起,顱骨的收藏依舊不斷增加,成為種族主義的、泛日耳曼理論的核心,而國(guó)家社會(huì)主義黨在他們奪取政權(quán)之后,大肆推行這一理論。
在希特勒于1933年登臺(tái)后,德國(guó)的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)幾乎在一夜之間被摧殘殆盡。這時(shí),開往柏林的那列火車成了逃竄的象征。歐洲已不再是人們施展奇異想象力(包括科學(xué)想象力)的得天獨(dú)厚的地方了。一種關(guān)于人類文化的完整概念,即關(guān)于人類知識(shí)是個(gè)性化的、可信賴的,是一種處在不確定性邊緣的不斷冒險(xiǎn)的概念,也已銷聲匿跡了。恰如當(dāng)初對(duì)伽利略進(jìn)行審判之后的情形一樣,整個(gè)科學(xué)界都籠罩在沉默之中。那些偉大人物陷入了一個(gè)受到威脅的世界中。他們是馬克斯·玻恩、歐文·薛定諤、阿爾伯特·愛因斯坦、西格蒙德·弗洛依德(Sigmund Freud)、托馬斯·曼(Thomas Mann)、貝托爾特·布萊希特(BertoltBrecht)、阿爾圖羅·托斯卡尼尼(Arturo Toscanini)、布魯諾·瓦爾特(BrunoWalter)、馬爾克·夏加爾(Marc Chagall)、恩利科·費(fèi)米(Enrico Fermi),還有列奧·西拉德——多年之后,他終于來(lái)到美國(guó)加利福尼亞的索爾克研究所(the SalkInsititute)。
測(cè)不準(zhǔn)原理,或用我的話來(lái)說(shuō),容限原理的全部目的就是要最終確定所有的知識(shí)都是有限的。當(dāng)這一理論正在研究制定之時(shí),在希特勒統(tǒng)治下的德國(guó)及其他暴君統(tǒng)治之處,竟然產(chǎn)生一種對(duì)抗性概念:一種荒唐可惡的確定性原理,這真是歷史的嘲弄!當(dāng)人們?cè)趯?lái)回顧20世紀(jì)30年代時(shí),將把這些原理看作一種嚴(yán)重的文化對(duì)抗,即正如我一直試圖闡明的那樣,人類上升的進(jìn)程同專制暴君們相信他們有絕對(duì)確定性的倒退行為,是截然相反的。
我必須對(duì)這些抽象的觀點(diǎn)進(jìn)行具體的闡述。我想通過(guò)一個(gè)人的性格來(lái)說(shuō)明這一點(diǎn)。列奧·西拉德長(zhǎng)期從事于這些觀點(diǎn)的研究,大約在他一生的最后幾年,我曾花了很多個(gè)下午在索爾克研究所與他交談。
列奧·西拉德是匈牙利人,他在德國(guó)度過(guò)了他的大學(xué)時(shí)代。1929年,他發(fā)表了一篇重要的開拓性的論文,論及現(xiàn)在所謂的“信息論”,即知識(shí)、自然與人類的關(guān)系問(wèn)題。但在那時(shí),他已確信希特勒將掌握政權(quán),戰(zhàn)爭(zhēng)是不可避免的。他在房間里準(zhǔn)備了兩只行李箱,到了1933年,他鎖上這兩只行李箱,來(lái)到了英國(guó)。
碰巧,1933年9月,盧瑟福爵士(Lord Ruthorford)在英國(guó)大不列顛協(xié)會(huì)的一次會(huì)議上,就原子能決不可能成為現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題發(fā)了一通議論。列奧·西拉德是這樣一種類型的科學(xué)家,他性情古怪而又富于幽默感,他討厭任何包含“決不”(never)的論斷。特別是當(dāng)這種論斷出自一位著名的同事之口時(shí),他尤其不能容忍。于是,他開始認(rèn)真思考這個(gè)問(wèn)題。他講述了一個(gè)所有了解他的人都可以描述的故事。當(dāng)時(shí),他住在“海濱宮殿飯店”——他總是喜歡住在飯店旅館里。他步行去巴特醫(yī)院上班,正當(dāng)他走到南安普敦路時(shí),因遇上紅燈而止步不前(據(jù)我所知,這個(gè)故事唯有這一部分未必確有其事,我知道西拉德從不會(huì)因紅燈而止步的)。然而,在紅燈轉(zhuǎn)成綠燈之前,他就已經(jīng)意識(shí)到,如果用一個(gè)中子去撞擊一個(gè)原子,原子就會(huì)破裂,一分為二,隨之產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。為此,他寫了一份申請(qǐng)專利的說(shuō)明書,其中就包含了“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”這個(gè)詞,而這項(xiàng)申請(qǐng)于1934年獲準(zhǔn)注冊(cè)。
現(xiàn)在,我們才開始接觸到反映了當(dāng)時(shí)科學(xué)家特征的西拉德個(gè)人性格的一部分,而這樣一種性格,在他身上表現(xiàn)得最清楚、最鮮明。他企圖嚴(yán)守專利秘密。他想要防止科學(xué)被濫用。
事實(shí)上,他把這項(xiàng)專利轉(zhuǎn)讓給了英國(guó)海軍部,因此,這項(xiàng)專利直到戰(zhàn)后才公諸于世。
但是,與此同時(shí),戰(zhàn)爭(zhēng)的威脅越來(lái)越大。核物理學(xué)研究的進(jìn)展與希特勒的進(jìn)軍,竟以人們今天無(wú)從回想的方式并駕齊驅(qū),早在1939年,西拉德就致函約里奧·居里(JoliotCurie),詢問(wèn)人們能否禁止這方面的科研成果的發(fā)表。他曾試圖不讓費(fèi)米公布他的研究成果。最后,在1939年8月,他寫了一封信,由愛因斯坦簽名,呈交美國(guó)總統(tǒng)羅斯福(Roosevelt),信中說(shuō)道(大意):“原子能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)。戰(zhàn)爭(zhēng)不可避免??偨y(tǒng)有責(zé)任決定科學(xué)家對(duì)此應(yīng)如何行事。”
但是,西拉德并未就此止步。當(dāng)1945年歐洲戰(zhàn)爭(zhēng)勝利之時(shí),他意識(shí)到原子彈即將制成,并將投向日本。于是,西拉德在所到之處對(duì)此提出抗議。他寫了一份又一份備忘錄。給羅斯??偨y(tǒng)的一份如石沉大海,因?yàn)檫€未等這份備忘錄送到,總統(tǒng)就與世長(zhǎng)辭了。西拉德一直希望能在日本人民和全世界人民面前公開試驗(yàn)原子彈,以便使日本人了解原子彈的威力,并在生靈涂炭之前就俯首投降。
眾所周知,西拉德失敗了,而且,他所在的科學(xué)家社會(huì)也失敗了。但他已做到一個(gè)正直的人能夠做到的一切。于是,他放棄了物理學(xué),而轉(zhuǎn)向生物學(xué)——這就是他來(lái)到索爾克研究所的原因——并說(shuō)服其他人也這樣做。在過(guò)去50年中,物理學(xué)一直是他們熱心從事的事業(yè),也一直是他們的一項(xiàng)杰作。不過(guò),這時(shí)我們認(rèn)識(shí)到,正如過(guò)去曾經(jīng)專心致志地研究、了解物質(zhì)世界一樣,我們現(xiàn)在也應(yīng)刻不容緩地去潛心研究、了解生命,特別是人的生命。
1945年8月6日上午8時(shí)15分,第一枚原子彈投擲在日本廣島。我從廣島回來(lái)不久,就聽到有人當(dāng)著西拉德的面說(shuō),這是科學(xué)家的悲劇,因?yàn)樗麄兊陌l(fā)明被用來(lái)毀滅生命。西拉德比其他任何人都更有權(quán)利對(duì)此作出回答,他說(shuō):那不是科學(xué)家的悲劇,“那是人類的悲劇”。
人類在兩個(gè)方面陷入困境。一個(gè)是只要目的正當(dāng),可以不擇手段的信條,那種“按紐哲學(xué)”,那種對(duì)災(zāi)難裝聾作啞的意圖,已成為戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器中的惡魔;另一個(gè)是對(duì)人類精神的背叛:那種對(duì)禁錮人們思想的教條的斷然肯定,把一個(gè)民族、一種文明變成一群幽靈——一群屈膝順從的幽靈,一群備受折磨的幽靈。
據(jù)說(shuō),科學(xué)將使人喪失人性,并把他們變成數(shù)字。其實(shí)大謬不然,而且是一個(gè)悲劇性的謬誤。你們自己看看吧。在奧斯維辛(Auschwitz)的集中營(yíng)和焚尸爐,人在這里被變成了數(shù)字。大約有400萬(wàn)人的骨灰拋進(jìn)并填滿了這個(gè)池子。這并不是煤氣之所為。是妄自尊大,是武斷教條,是愚妄無(wú)知,造成了這一切。當(dāng)人們相信他們不經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)就擁有絕對(duì)知識(shí)的時(shí)候,他們就會(huì)這樣行事。這就是人們?cè)谧非笊竦闹R(shí)時(shí)的所作所為。
科學(xué)是知識(shí)的一種富于人性的形式。人類總是處于已知事物的前沿,總是企求所希望的事物??茖W(xué)中的每一個(gè)判斷都富于個(gè)性,都瀕臨失誤。雖然我們難免犯錯(cuò)誤,但是對(duì)于人類所能了解的一切,科學(xué)總是殷勤稱頌。奧利維爾·克倫威爾(Oliver Cromwell)說(shuō)過(guò):“我以基督的同情心懇求你們,想一想吧,你們也可能犯錯(cuò)誤。”
我能作為一名幸存者和見證人站在奧斯維辛的骨灰池邊上,作為一位科學(xué)家,我要感謝我的朋友列奧·西拉德,而作為人類的一員,我要感謝死在奧斯維辛的我的許多家庭成員。
人類不得不為絕對(duì)知識(shí)和絕對(duì)權(quán)力而袪除自己的奢望,不得不彌合按紐命令與人類行為的距離。人類不得不訴諸人心。
(遠(yuǎn)方摘選自《人之上升》雅可布·布洛諾夫斯基著)