神州五千年縱觀：源遠流長華夏文明 後世不絕活水源泉（二）

【明心網】* 物質與能量的突破

整個科學體系一直到“文藝復興”後將近350多年的時間裏，一直沒有染指人類的生活，而是基本作為一個獨立的體系在發展。然而到了十八世紀末期，西方文明突然發生了翻天覆地的變化，起因就是一個叫瓦特的人發明了蒸汽機。

在瓦特發明蒸汽機以前，所有的紡織廠都是建在山谷裏，利用高山上的水在飛流直下時產生的機械能帶動紡織機的運轉。蒸汽機的發明，是人類第一次掌握了把熱能轉化為機械能，從此紡織廠可以建在都市中。人類的文明也開始從工場手工業向機器大工業轉變，“工業革命”正式開始。1807年，美國人富爾頓把蒸汽機裝在輪船上，結束了航運中的帆船時代。1814年，英國人史蒂芬把蒸汽機裝在火車上，開啟了陸路運輸的新紀元。到十九世紀三、四十年代，蒸汽機已經在歐洲和北美被廣泛采用，這就是所謂的“蒸汽時代。”

1831年，法拉第發現閉合線圈在切割磁力線的時候，會在線圈中產生感生電流，這也是人類第一次掌握了把機械能轉變為電能，宣告了“電氣時代”的到來。

與此同時，西方化學史上也出現了一些劃時代的事件。1808年，英格蘭化學家道爾頓出版了《化學哲學新體系》，提出了原子作為化學反應最小微粒的學說。對於原子之化學屬性的研究又使得蘇聯科學家門捷列夫在1869年2月做出了元素周期表。[19]。

也許我們可以從下面這個簡單的例子來看一看，為什麼物理學和化學上的這些新發現對於人類文明的推進有著劃時代的意義。

人人都知道樹木可以造紙，覺得這是再簡單不過的事情了，不過琢磨一下會發現它背後的原因是很深刻的，這個過程同時涉及到兩個方面：首先人必須認識到構成樹和紙的基本成分都是一樣的，也就是纖維，這是對物質認識的一面；還有就是我們掌握的能量必須可以把樹木歸還成纖維，並按照紙張的纖維排列順序進行排列，就可以生成紙。這個例子基本上還是屬於物理變化，也就是不改變分子的結構，僅僅改變分子的排列程序。如果對物質和能量的掌握更深一步，就是化學變化，改變的是原子的排列程序。比如我們可以用石油制造橡膠、瀝青、塑料等等。

對物質的探索和能量的掌握每當深入一步，人的生活都會發生很大的改變。蒸汽時代和電子時代的到來僅僅是因為人類掌握了一種能量的轉變。化學的發展使人類可以發明合成材料。計算機的發明與其說是科學的進步倒不如說是技術的進步，因為數理邏輯早在十九世紀中葉就由布爾創立，從電子管到晶體管再到集成電路的演變過程只不過是人類認識到了半導體這種物質的特性而已。

* 物理學的飛躍與困境

從二十世紀初開始，物理學出現了一次大飛躍，一群朝氣蓬勃的年輕人開始探索原子以下的微觀世界。愛因斯坦提出了適用於微觀世界的相對論，玻爾畫出了原子的結構圖，普朗克提出了量子力學的觀點，海森堡證明了測不準原理。每一項重大發現都是對成熟的經典物理學理論和時空觀的巨大沖擊。[21]

第一顆原子彈的爆炸不但驗證了愛因斯坦有關物質質量和能量之間的關系方程，更向人展示了微觀世界的巨大能量。然而六十多年已經過去，人類科學在認識物質和掌握能量上的突破卻舉步維艱。設想一下，按照現代科學的認識，構成原子的基本粒子不外乎質子、中子和電子。如果我們有這樣一口大鍋，可以把一切物質熬成“基本粒子粥”，然後再按照我們的需要隨心所欲地排列這些基本粒子，我們就可以點石成金，可以化一切腐朽為神奇，而且就象樹木造紙那樣方便。

當然實際情況絕沒有這麼簡單，僅僅將原子打碎成基本粒子所需要的能量不啻於原子彈的爆炸。這樣大的能量對於只能熟練利用機械能或化學能的人類來說就象是一只螞蟻要舉起一棵大樹一樣。另一方面，人類對於微觀世界粒子之間的作用力和行為特性知之甚少，又怎能隨心所欲地操作和排列那些借助目前最大的顯微鏡也無法看到的粒子呢？

事情到了這裏還遠遠沒有結束。1927年，海森堡發現了“測不準”原理，即微觀粒子的位置和動量不能同時精確測定，因此量子力學就不能不表現出隨機性，即粒子的運動是隨機的：條件相同的情況下，可以有完全不同的結果。該理論推翻了傳統科學和傳統哲學中強調的因果性。接著，玻爾和海森堡又共同研究出了協變原理，即在微觀領域進行觀測的科學家們所觀察到的事物與觀測者觀念和觀測手段有關。這又打破了另一個西方科學的基本信念：存在一個獨立於觀測人之外的客觀世界。[21]

粒子物理學家前不久提出的超弦場論，認為基本粒子的構成是一個弦，長度為1.66*10^-33厘米，如果要拉斷這根弦則需要10^19電子伏特，這種能量相當於一個原子核裂變的100億倍。人類不得不望著這個天文數字般的能量而徒喚奈何了。[21]

* 轉換一種哲學

在十九世紀末，整個的經典物理學——從牛頓的經典力學到麥克斯韋的電磁理論已經相當完善。科學家們認為輝煌的物理學大廈已經竣工，剩下的只有一些修修補補的小工作了。就連被公認的物理學權威開爾文勛爵也在當時的物理學年會上說：“未來的物理學真理，將不得不在小數點後的第六位去尋找了。”

然而二十世紀初，物理學的兩大突破——相對論和量子力學卻打開了一個全新的領域。1905年，愛因斯坦發表了《論動體的電動力學》，第一次提出了相對論的理論。與眾不同的是，在這篇文章中，愛因斯坦沒有引用任何一篇前人的科學文獻，而是完全按照他自己的哲學思想和科學思想創作的。愛因斯坦深受斯賓諾莎和馬赫的哲學思想影響，他自己也多次說過：“與其說我是個物理學家，還不如說我是個哲學家呢”。[18]量子力學的領軍人之一海森堡同時也是一位哲學家，並著有《物理與哲學》一書。威爾杜蘭在《西洋哲學史話》序言中說到：“各種科學都始於哲學，……科學僅能傳授知識，只有哲學才能給以智慧。”可以毫不誇張地說，二十世紀物理學的突破，實際上是哲學的突破。[23]

狹義相對論打破了古老哲學中的絕對時空觀念。速度的變化（觀察者的運動）使時間具備了伸縮性，所謂“現在”的概念並沒有絕對性。例如著名的“雙生子效應”：一個宇航員高速航行若幹年後返回地球，變得比他留在地球上的孿生兄弟年輕了。1915 年，愛因斯坦完成了他的廣義相對論，突破光速極限的時空彎曲甚至可能導致時光倒流，從理論上人們可以走向過去，也可以回到未來。[22]

量子力學則打破了人們認為存在一個“客觀”世界的觀念，讓科學重新變成了“形而上學”。西方科學就是建立在觀測、歸納和驗證的基礎上的，如果第一環節都會因“測不準”而人言人殊、見仁見智，後續的歸納和驗證當然也就徹底失去了基礎。再往下微觀世界發展下去，西方科學已經無路可走了。

* 西方科學弊端和出路

在文藝復興的初期，即使包括象牛頓這樣偉大的科學家也仍然對上帝心存敬畏。就在科學研究到達巔峰的時候，牛頓轉而研究《聖經》，並說：“這最美麗的太陽、行星和彗星的系統，只能從一位智慧的、無所不能的神的計劃與控制中產生出來。”[20]人們也發現自然界原來是如此的和諧和壯麗，其構成之精妙讓人懷疑造物主其實是一位最偉大的數學家。

然而人與自然和諧相處的日子卻隨著科學的發展漸行漸遠了。科學上的輝煌成就沖昏了人類的頭腦，對於自然一知半解的人開始妄自尊大。康德說：“給我物質，我就能用它造出一個宇宙來。”拉普拉斯對拿破侖說：“陛下，我不需要上帝這貨色。” [20]尼采則宣布：“上帝已死”。自然界不是上帝造的，因此我們無須敬畏和愛惜，可以隨意“開發”、“征服”、“改造”，成了許多現代人的理念。而進化論的出現更進一步把人推離了神。

西方科學的一條指導思想是，把被研究的對象從環境中割裂出來，再進行抽象，因此其結果通常是不考慮該對象與環境的互動，也拋棄了操作該對象時對環境的影響。目前我們看到的大氣汙染、溫室效應、厄爾尼諾、濫砍濫伐、水土流失和沙漠化都是現代人類利用這種思想和科學手段去“改造自然”的惡果。

沒有了永恒的造物主，沒有了最終的善惡標準的裁決者，誰擁有能量、誰擁有了權力，誰就可以為所欲為。這樣的思想不僅造成了人類道德上的災難，也造成了生態上的災難。美國科學家萊斯特布朗在他一本著作的扉頁上寫下這樣一句發人深思的話：“我們不是繼承父輩的地球，而是借用了兒孫的地球。”

面對現代科學的困境和弊端，也許我們必須轉換思維，從中國那宏大而深刻的東方哲學體系中去尋求答案了。

（待續）

參考資料：

[19]. 見《科技五千年》第十篇，“明星爭輝的時代”。這裏有一個有趣的事實是：門捷列夫是在做夢中看到了元素周期表，在醒來後把它畫了下來。
[20]. 見《科技五千年》第十五篇，“宇宙來自何方”。
[21]. 見《科技五千年》第十九篇，“七彩光環的災難”。
[22]. 《西方科學的限度與反省》
http://search.minghui.org/mh/articles/1999/7/16/8414.html
[23]. 威爾杜蘭《西洋哲學史話》

（正見網）

發稿：2003年6月8日    更新：2003年8月20日