霍金的世界觀和哲學觀

備註:所有內容節選自得到柴知道解讀的《大設計》

哲學的基礎是什麼？ 也許可以認為哲學的基礎就是人們對現實的理解。人們哲學觀念的改變都伴隨著對世界新的認識。日心說的提出、萬有引力、相對論這些都對人們認識了解真實世界產生了深遠的影響，也進一步影響了哲學的發展。

這也許就是霍金會說「哲學死了。哲學跟不上科學，特別是物理學現代發展的步伐了。在我們探索知識的旅程中，科學家已成為火炬手」的原因。

先簡單講一下哲學中的一個概念「實在論」：無論是哲學家、科學家，還是像我們這樣的普通人，一般都會默認，存在一個真實、客觀的外部世界，這個世界的各種性質是完全確定的，而且不會受到觀察者的影響。這種觀點，在哲學上就叫做「實在論」。舉個例子：我們踢足球的時候，不管誰去觀察，足球都會存在，也可以根據速度、風向算出足球在任意時刻的位置。即便是足球飛出了我們的視線，我們也知道足球肯定在某個我們看不見的地方。但霍金卻認為：量子力學的發展告訴我們，靠這樣的實在論去認識世界是不靠譜的。

舉個例子：量子力學裡面有個著名的「不確定性原理」。根據這個原理，我們永遠無法同時確定一個例子的速度和位置：因為你對粒子位置的測量越精確，那對它速度的測量就越不精確，反過來也一樣，你對它速度的測量越精確，對它位置的測量也就越不精確。這兩個測量誤差的乘積，一定會大於某個常數，所以你按下這頭，就會翹起來另一頭。而且這種「測量誤差」，並不是因為我們測量的技術不夠好，而是因為理論本身的限制，決定了我們不可能得到精確的結果。所以從理論上來說，在量子領域，觀測行為一定會對觀測對象造成干擾，所以我們永遠不能同時精確地確定粒子的位置和速度。

在「實在論」看來，我們的觀察行為，絕不會影響到世界的本質。但根據「不確定性原理」，觀測者和被觀測者之間，不再是隔絕開的，而是密不可分的，主客體之間的界限消失了。你採取不同的測量方法，得到的結果居然不一樣，粒子的位置和速度，已經不再是確定的物理量了，這跟「實在論」的觀點完全是矛盾的。甚至可以說，在你測量之前，粒子壓根就沒有什麼位置和速度。這麼一來，我們還能說粒子是客觀實在的嗎？

所以在霍金看來，量子力學的實驗結果，已經動搖了「實在論」的基礎。不光如此，霍金還從人類認知的角度，分析了「實在論」的問題所在。霍金認為，人類的認知，是受到大腦結構的影響的。我們的大腦相當於一個「透鏡」，會對現實世界進行建模。我們所謂的各種觀測結果，都只是大腦呈現的一個模型而已。

霍金舉了一個眼睛的例子進行說明：人類整個視覺範圍中，真正具有高解析度的部分，只有視網膜中心大約1度的狹窄範圍。我們是怎麼看到正常的、清晰的外部圖像的呢？人的大腦具有強大的運算能力，能對眼睛接受到的信號進行綜合處理，進行一系列的拼接、填充、優化，把二維數據給三維化。

所以霍金認為我們所觀測到的一切，都只是由大腦建立的心理圖像而已，談不上是客觀實在的。針對實在論的缺陷，霍金提出了「依賴模型的實在論」：所有的「客觀實在」，其實都建立在理論模型的基礎之上。我們沒必要去追問一個模型到底是不是真實的，這完全沒有意義，只要這個模型能跟觀測到的數據相符合就行了。這種哲學觀聽起來很滑頭，但實際上，人類對於各種客觀事物的認知，本來就是隨著模型的改變而改變的。即使是同樣的事物，在不同的模型中也會表現展現出完全不同的特徵。

最典型的例子就是：光的波粒二象性。物理學界目前的公認是，光具有「波粒二象性」，它既具有波的性質，又具有粒子的性質。它既是一種波，也是一種粒子。我們無法確定光的本質，只能說在不同的模型中，光會呈現出不同的性質。

這種說法看起來完全違背常識，但卻精準地符合了「依賴模型的實在論」：在不同的模型中，事物所展現出的性質也不同，基於這些模型得到的「現實」，都是真實的。

另一個例子：夸克。科學家們基本已經公認了，夸克是宇宙最基礎的粒子之一。幾個夸克結合在一起，就能組成質子和中子，然後再進一步組合成原子核，這是全世界的中學物理課都會教的知識。

但霍金說，人類根本就看不見夸克，它只是用來解釋原子結構的一個模型而已。而且，夸克這個東西很奇怪，夸克之間存在著一種束縛力，而且這種束縛力會隨著夸克間距離的增加而增加，所以夸克永遠是幾個連在一起的，我們不可能觀察到一個獨立的夸克。所以在夸克這個概念剛剛被提出來的時候，很多科學家都不認可，你想啊，如果我們永遠都無法分離出一個夸克，從理論上都不能觀察獨立的夸克，那我們憑什麼說這個東西是真實存在的呢？

但是到今天，夸克已經被作為基本粒子之一廣為接受了。為什麼？因為夸克模型實在太好用了，根據這個模型所做出的一切預測，基本都是正確的，所以我們就認為，夸克就是一種確確實實存在的真實物體。所以霍金說，這些所謂的實在，其實都是依賴於模型的。

最後是霍金認為最有可能解釋世界本質的理論：M理論。在霍金看來，M 理論，就是目前最接近萬物理論的模型，也是唯一具備成為萬物理論潛力的模型。當然了，霍金也承認，人類對於M 理論的了解還很少，在沒有弄清理論細節之前，我們還不能宣稱M 理論就是人類認知世界的最終模型。

霍金用了一個很精巧的比喻，來描述了目前M 理論的發展狀況。在他看來，M 理論就好像是一張拼圖，我們目前發現的幾種弦理論，就像是把這個拼圖的邊緣部分給拼了起來。但問題是，這塊拼圖的中央，還留著一個巨大的空洞，我們還不知道它的核心區域到底藏著怎樣的秘密。

但即使如此，我們目前也對M 理論有了基礎的了解。比如霍金說，在M 理論中，宇宙時空並不是 4維，而是 11 維的。其中的 3 個空間維和 1 個時間維是展開的，所以我們能感受到，而其他的維度都蜷縮了起來，我們感受不到。但這些維度會影響到弦的震動方式，因此會對宇宙的基本性質產生影響。此外，除了一維的弦以外，M 理論中還有點狀粒子、三維塊狀物，甚至許多更高維度的物體，這都是我們目前所難以想像的。

所以說，根據M 理論所提供的模型，我們眼中的客觀實在，可能又要被顛覆一次。這又再次印證了「依賴模型的實在論」：脫離模型談實在，是沒有意義的。在霍金看來，如果M 理論這樣的理論模型能被觀測所證實，那將是人類在智力上的重大勝利，我們也就可以說，人類終於找到了宇宙背後的「大設計」。

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