发布日期：2019-11-14
寻求中道科学
寻求中道科学
发布日期：2020-03-25 12:43
前些年，粒子物理科学家群聚在欧洲粒子物理研究中心，兴建了“大型强子对撞机”，企图模拟宇宙爆炸后诞生的那一瞬间，并寻找宇宙组成的最基本粒子，解开宇宙生成之谜。这项号称人类史上最伟大的实验之一毁誉参半。在粒子物理学家欢呼声的背后，该对撞机启动前，便有人预言，其会造成世界末日的来临，而英国已故物理学家霍金更打赌100美元，认为这项实验，在寻找“上帝粒子”的宇宙构成元素上，将一无所获。笔者预期，这项实验，与其说其将揭开宇宙生成的奥妙，倒不如说它将是科学典范移转的重大分水岭。过去三百年来，物理学的发展从牛顿三大定律，经爱因斯坦的相对论，以至于现今的弦论，其所主宰的科学典范是还原论（reductionism）。还原论认为，只要我们找到宇宙构成的基本粒子以及其运动的定律，我们便可以找到终极理论，解释宇宙所有的现象。大型强子对撞机实验，便是在这样的设想上设计与执行。然而，新兴的复杂科学（complexity science）告诉我们，世界是复杂的，而这些复杂现象与其基本的构成元素无关。例如，水分子与水的性质截然不同。涌现论（emergentism）认为，不仅复杂现象是由基本元素互动后涌现而成，甚至于，物理定律也是构成元素自组织所形成的结果，而非与生俱来。简言之，还原论认为，通过探究宇宙的基本组成分子以及它们的原理，我们可以掌握宇宙；而涌现论认为，宇宙之奥妙在于这些组成分子自组织的原理，因此理解宇宙的奥秘在于发觉现象涌现的定律。举一简单的例子说明两者的差异。假设在一孤岛上有许多车辆在一环岛公路上行驶。刚开始时，有的车辆靠右行驶，而有的车辆靠左行驶，使得交通打结。但是，基于细微的原因，为了大家的便利，最后所有的车辆均会靠同一边行驶，于是驾驶人的自组织行为，使得交通变为顺畅。还原论认为，车辆靠同一边行驶，是因为事先有一定律存在，造成秩序的产生；然而涌现论却认为，秩序的产生是自发的，没有先验的定律存在。显然后者较贴近事实且具说服力。换句话说，所有的物理定律皆为自发的，而非事先存在的。因此，不论大型强子对撞机实验是否能找到“上帝粒子”，其距离找到能解释万事万物的最终原理，还有一段路要走。杨振宁先生极力反对大陆兴建粒子对撞机，或许这是原因之一。笔者因而预期，该实验不会给我们最终的答案，只会提出更多值得探讨的科学问题，而目前世界的科学图像正处于空前的典范移转，我们将面临涌现论的新时代。
再者，目前台湾地区的教育部如火如荼地进行去中国化的革命，以彰显本土意识，然而笔者认为这只会阻碍中华文化未来的发展。中华文化自西方强势科技的入侵，早已被摧残的体无完肤。我们的基础教育，其实只是中文化的西式教育，导致我们对自己的科学传统缺乏了解并失去了信心。但是，反观现今的西方，以希腊哲学为基础的还原论正在或即将遇到瓶颈，而涌现论正可填补此空缺。如前述，前者主张通过探究宇宙的基本组成分子以及它们的原理，我们可以掌握宇宙；而后者认为宇宙之奥妙在于这些组成分子组织的原理，因此理解宇宙的奥秘在于发觉现象涌现的定律。
图1 大型强子对撞机
来源：https://www.hk01.com
图2 计算机仿真的城市涌现
来源：赖世刚、韩昊英，《复杂：城市规划的新观点》，中国建筑工业出版社，2009年
巧合的是，中华文化的道家学说以及印度文化的佛学与涌现论有不谋而合之处，皆认为现象与定律是自发形成的，而非与生俱来的。此外，根据笔者近年来就复杂科学的理解，目前世界先进科学的走向，有些概念与老庄学说有相似的观察，例如庄子《齐物论》中“物化”以及老子《道德经》中“生成”的概念，笔者怀疑皆与涌现的概念有关。因此，笔者深信，如果我们能基于老庄学说以及中国佛学甚至于易经文化，结合涌现论，发展出一套新的科学哲学，以与希腊哲学的还原论互补，未来的科学史将会记载大陆及台湾学者的贡献。然而，去中国化将会摧毁这个可能性。不以客观而忠实的角度发展本土的科学文化，而以意识形态进行“去中国化”或“全盘西化”运动，正是舍本逐末的错误手法。我们不应轻忽了古老文化对宇宙观察深邃的洞察力，应该汲取中西文化的精髓，取长补短，寻求中道科学。
作者简介：赖世刚
目前为同济大学建筑与城市规划学院高峰计划国际PI教授、台北大学特聘教授以及Journal of UrbanManagement主编。他曾在成功大学、美国俄亥俄州立大学和美国伊利诺伊大学香槟分校获得城市规划学士、硕士和博士学位，对于城市、复杂及规划都有深入的理论研究。
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