2005-01-26
談人類侷限/科學是否終結
文章論述/科學哲學
請問一個問題,當宇宙一直向外膨脹時,那宇宙的外面是甚麼現象
如宇宙的外面是無時間與空間之現象,那要如何描述呢?
是否可就維度上比較具體可觀察的實例來解說呢? 謝謝!!感恩!!

  在宇宙學(天文學的一個分支,它從整體的角度來研究宇宙的結構與演化),一般的看法是這樣:時空範圍是在宇宙膨脹的過程中,被生成與擴大的,想像一個氣球越吹越大,氣球的內部與表面(時空範圍)就被生成與擴大出來。對於氣球內的智慧生物而言,他們是無法想像氣球外的景象的,也就是說,他們並不能描述氣球之外的「非時空」性質。

  對於物理學家來說,所有的物理陳述都必須包括時間與空間,意思是:涉及時間與空間的描述(涉及到維度概念),才是有「物理意義」的。例如,小明在某個時刻、某個地點,與女朋友玩親親——這個陳述表達了一個明確的物理事件。沒有時間與空間的「東東」是無法以物理方式描述的,其實,這連想像都無法想像(小明在宇宙外面,玩親親?!)

  物理學家無法想像的事情,滿多的。例如,物理理論可能會導出無限大的「解」,物理學家便很難去處理這個。愛因斯坦的廣義相對論,就「跑出」過時空曲率無限大所形成的「奇點」——熟悉的說法是:吞噬萬物、凍結時鐘的「黑洞」——物理學家就發現,我們現有的物理理論在這種「奇點」裡是失效而無法應用。無論是非時空,還是涉及無限大(或無限小)的時空場域,物理學家都敬而遠之(另一方面,物理學家必須想辦法利用數學技巧,去除這種可能導致的無限大/無限小的解)

誠如您所言,是乎人類智能的發展是有其局限性的,那我們現今的科學家
不就像是一群猴子在玩打字機,看看是否能寫出一套莎士比亞全集嗎?

  幾十年前,物理學界出現了科學是否終結的論戰,不乏有大物理學家預言科學即將走到盡頭!譬如霍金(Stephen Hawking,《時間簡史》的作者)表示,我們過不了多久,將得到描述宇宙的最終理論(從大統一理論到超對稱理論,這裡的最終理論可以說就是物理學家心目中的「萬有理論」),那時候科學的崇高使命也完成了。但是,持「科學即將終結」的另一派學者,卻認為科學即將終結的原因,並非是由於我們將得到終極理論,而是因為我們根本得不到終極理論!因為在科技侷限與資金成本的壓力下,科學家做不出更精緻與高能的設備,來驗證與發展出更新的理論。

  至於持「科學並未終結」這一觀點的物理學家,在當代越來愈多。因為進入廿一世紀,我們發現近來還有太多問題沒有解決——夸克的內在結構、對稱破缺、量子重子理論、時間不可逆問題、意識如何可能(用白話來說是指,人的意識是如何形成的,意識=腦神經=靈魂?)等等,都是這個世紀的重大課題。但是,如同上一段持「科學即將終結」觀點的科學家一樣,持「科學並未終結」觀點的科學家有樂觀者也有悲觀者,悲觀的科學家認為,上述幾個問題可能是未來一個世紀內,還無法解決的!

  以「意識如何可能」此問題為例,不少科學家舉出類似於哥德爾不完備定理的「侷限性定理」來說明,總有一些問題是我們(理性)無法證明與追究的!同樣的以「量子重力理論」這個範疇為例,雖然我們有幾個候選理論(超弦理論是大家最常提到的),而且它們具有數學上的優美,但是如何驗證它們的正確性,科學家至今仍然一頭霧水,也就是說,這些理論是否是「空想」,我們一點也不知道。再以「夸克的內在結構」為例,我們以為得到了物質的最基本單位,可是沒想到這個最基本單位還有更基本的單位!是否這種物質可分割的發現會持續下去呢?也就是說,我們什麼時候才會知道與證明:我們「真的」找到的了物質的最小構成單元?

  無論科學是即將終結,還是不終結,我們最後可能會驚覺:我們根本不知道我們「走到了哪裡」!也許我們只是高等的猴子,也許上帝正在竊笑猴子在打莎士比亞名著,這裡的事實與結局可能是,我們永遠不知道我們在打什麼,最後打得出什麼。正因為我們不是上帝,所以我們在懸浮、孤單星球的處境中定位自己,並且還正在發現自己,還在製造問題、努力回答問題。這種處境似乎是既無希望而又有希望,既可往前跨步,又不知道有沒有下一步,既自我肯定又自我悲觀,既自覺渺小又自覺偉大。

  的確,這裡存在著侷限,侷限是我們跳不開身為人類的處境(或者像是物理學家沒有錢建造更大規模的粒子對撞機,以發現物質更基本結構的奧秘)。但是在經歷侷限性的同時,人類也更發現許多現象的多樣性與複雜性,例如當代的複雜性科學或混沌理論,開展了更貼近人類尺度的科學發現,例如當代的電腦科學改變人類的資訊生活。我們要承認,在較大的歷史脈絡裡,我們的確會遭遇侷限或體驗虛無,但是在較小的歷史脈絡中,我們無法否認人類的進步,與這考驗當中,人類心智發展的深化。


延伸閱讀:
〈試談理性認識的侷限〉
http://www.atlas-zone.com/science/part_1/reason/page1.htm
〈導讀《無限探索無限》〉
http://www.atlas-zone.com/science/talk/part_1/science70b.htm
〈蘇格拉底的「我只知道一件事」〉
http://blog.xuite.net/sinner66/blog/6030911