與師生談科學之弊2：線式因果思維2

走極端難免走火入魔

李：線式因果思維對科學居功甚偉，但凡事莫過頭，更不該走極端。西方科學對線式因果著迷得如此走火入魔，以至於連他們思想深邃的大師也難於倖免。比如，愛因斯坦一方面有清醒的認識：物理學家不得不大大地限制自己：他們必須滿足於只描述經驗所能達到之事中最為簡單者。（…the physicist has to limit himself very severely: he must content himself with describing the most simple events which can be brought within the domain of our experience.）另一方面，他卻為這一信念所囿:儘管現象與其理論原理之間沒有邏輯橋樑，現實現象實際上還是唯一地確定了理論體系，每一個真正深思熟慮之人對此都無法否認，這也正是萊布尼茲如此樂於述說的「先定的和諧」。（Nobody who has really gone deeply into the matter will deny that in practice the world of phenomena uniquely determines the theoretical system, in spite of the fact that there is no logical bridge between phenomena and their theoretical principles; that is what Leibnitz described so happily as a 「pre-established harmony.」以上均引自Ideas and Opinions·Principles of Research）在談到統一場論時，他甚至說：我不喜歡有多個辦法的情況，應該是：只此一法或根本無法。(I do not like it when it can be done this wayor that way. It should be: This way or not at all.)德國歷史學家、諾貝爾文學獎得主蒙森（Theodor Mommsen）說，人人都總在尋根探源，……要理解眼前所發生的，別無他法。(Every one… is always searching for sources … There is no other way to understand the events that take place before your eyes.)其實，一個複雜現象未必只有一個起因，一個複雜問題不會只有一個答案，往往取決於視角（見下圖），探討它們不是「自古華山一條路」，而是「除了靈山別有佛」。

圖中有幾個立方體，黑面朝上還是朝下？答案是否唯一？

學：您能不能舉個例子說明一下這種情況？

李：正有此意。這種線式因果思維的一個極端，是科學地探討「第一因」——宇宙的起源。根據宇宙物理學，宇宙始於大爆炸。宇宙物理學家還進一步研究「宇宙的產生需要什麼條件？」、「產生時的初始狀態是什麼？」等問題。其基礎是相對論——愛因斯坦場方程。我們要問，這些研究的基礎真的那麼值得信賴，適用於整個宇宙？憑什麼認定整個宇宙都會如此聽命於人類發明（或美名曰「發現」）的科學定律？科學方法真的那麼可靠而足以勝任對這種極端的研究？這是不是線式因果邏輯強迫症病重的癥狀？是不是科學病幾近發狂的徵兆？上下四方曰「宇」，往古來今曰「宙」，時間如果是客觀實在，必定是宇宙中的東西。（一批學者認為時間不是客觀實在。比如，邏輯學偉人哥德爾根據他求解愛因斯坦場方程所得的一個特解，即旋轉宇宙，論證了此結論。大哲學家康德也認為時間和空間都不是客觀的，而是先驗主觀的。）無論如何，假如宇宙沒有起點，就不存在起點「之前」；假如有起點，按起點的定義，也沒有起點「之前」的東西。我認為，宇宙的起源，或者是偽問題、毫無意義，或者缺乏根據，無法科學地研究。它只能是信念的對象，其科學研究有兩種情況：①名實不符：儘管宣稱所研究的是整個宇宙，其實只是宇宙的一部分，有人稱之為「總星系」。②自欺欺人：研究結果其實都是在「科學」這個包裝下的「信念解」，這兒信念的一個集中體現是求解時的基本假設，比如霍金的「有限無邊界」假設。

教：佛教也談因果，也有所謂緣起。

李：雖然佛教對因果的強調不亞於科學，但它認為萬事萬物都有無窮無盡、決非簡單線式的因果聯繫，沒有「第一因」。其實，東方的因果思維總的來說都不是線式的。在中世紀伊斯蘭哲學之父金迪（Al-Kindi）的體系中，因果聯繫也是錯綜複雜的。佛教的因果關係也不是線式的，不考慮這類起源問題，它的緣起論談的是依存關係，並非世界本體的起源。何況，佛教主要關注人生，而科學主要針對外部世界。

我想說說超距作用。隨著萬有引力定律的成功，牛頓的追隨者認為引力有瞬時超距作用，他們和笛卡爾的信徒們有過長期的激烈爭論，後者堅持因果律和分析還原方法，堅信傳播都得有物質媒介，不可能瞬時完成，力只能通過媒介而起作用。人們想像出一種無處不在的「以太」，來調和這一矛盾以及光之傳播的矛盾。這個長期廣為接受的「以太」，後來證實是子虛烏有而被淘汰，以太上的「場」這一概念卻存活了下來。隨後，愛因斯坦的相對論再次否定瞬時超距作用：引力乃至任何作用不可能比光速快。然而好景不長，近三十年來對量子糾纏（quantum entanglement）的研究表明，糾纏的粒子對在空間上分開後，彼此之間仍存有一種遠快於光速的「瞬時感應」。「超距作用」這個科學所不喜歡的幽靈再次顯現，至今不知如何消除。

我說這些，並不在乎其中科學理論的此消彼長，而是有兩大目的：①科學偶爾也突破線式因果思維。我覺得，承認瞬時超距作用就是這麼一種突破。②研究宇宙之起源的科學基礎不牢，相對論就是這麼一個基礎。比如，量子糾纏對相對論的反證，遠比當年水星近日點的進動（precession）對牛頓力學的反證直接得多。再如，愛因斯坦場方程中宇宙常數的有無，幾經反覆，至今仍頗具爭議。然而，宇宙物理學還如此自信地以相對論、特別是愛因斯坦場方程為基礎，研究宇宙的起源這一玄之又玄的問題。為什麼？我認為根源在線式因果思維：他們對「第一因」的關注揮之不去，耿耿於懷，「不得不」研究「第一因」。

學：承認瞬時超距作用，為什麼是對線式因果思維的突破？

李：在人們的因果觀念中，前「因」後「果」，「因」總是先於「果」的，不能同時發生，而且，因果之間必有某種聯接、某種作用機制，所以，瞬時超距作用是違背因果律的。

教：為什麼「因」和「果」不能同時發生？比如對於一個控制系統來說，從激勵輸入（「因」）到響應輸出（「果」）並不一定有延時。

李：現實系統從輸入到輸出都有延時，無延時的系統，只是對小延時系統推之極端的數學簡化抽象，不是物理現實。

教：相對論理論上固然漂亮，近年來似乎已開始出現「捉襟見肘」之態。比如，總量如此之大、只有引力效應而從未被觀察到的「暗物質」，是面對反證為了堅持相對論而特設的假設，在提出80年之後的今天，其存在的實證仍相當間接而稀少。我覺得，宇宙物理學界應雙管齊下，既探測「暗物質」，也嘗試證實它不存在。

李：是啊。特設假設的增加，意味著理論的退化，生命力的衰退。「暗物質」的確與當年的「以太」頗有相似之處，有可能同樣是子虛烏有，它似乎比當年面對水星近日點的進動，為了保住牛頓力學而提出的解釋還牽強。不過，我不想討論具體的科學問題，只是舉例說明科學思維和方法並不那麼堅如磐石，不足以作為研究宇宙之起源這種玄乎問題的堅實基礎。研究宇宙的起源，既是線式因果思維作怪，也是無視科學之局限性的一個例子。地址：http://blog.sciencenet.cn/u/XLiblog

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