还原论的回归

10.还原论的回归

这篇文章最初是为了回复物理学家戴森在《纽约书评》上发表的一篇文章而作的。几十年来,我一直是戴森的崇拜者,还是作研究生的时候,我就通过读戴森1949年发表在《物理学评论》上的那篇著名论文学习了量子场论。他不仅是一位卓越的理论物理学家,还是一位雄辩的作家,他是《宇宙波澜》(Disturbing the Universe)等书的作者。我们的个人交往很密切,戴森在他的文章中谈到我的工作时说了令人愉快的话,他也是愿意评论各种事情的那种人,从宗教到加速器的建造,可是他的看法却与我的有不同的倾向。

在1995年的文章中戴森攻击了还原论在科学研究中影响。与其他大多数持这种态度的人不同,戴森至少对物理学中还原论的目标进行了公正的描述:“使物理现象的世界还原为一套有限的基本方程。”可是他对这种物理学的价值提出了质疑,而且作为例证,他指出了奥本海默(J.Robert Oppenheimer)科学生涯上的失败。

我不认为这点会受到欢迎。我自己的工作就颇具戴森所称的还原论的风格,而且,如果我不认为这是件有益的事情,我就会去做别的事情。我甚至也不赞同戴森所说的对奥本海默的看法。

因此,我给《纽约书评》的编辑西尔弗斯写信,自我介绍后表示愿意写一篇文章,为受戴森和其他人攻击的还原论辩护。西尔弗斯没有采纳这个建议,可是他提议,我可以写一篇文章,对戴森最初发表他的文章的那本书[1]加以评论。1992年在剑桥大学耶稣学院举行了一个小型会议,哲学家和科学家们会聚一堂讨论还原论,这本书就是那次会议的产物。

我并不认为自己擅长写书评。以前我只写过一次书评,是为《纽约时报》周日图书栏目写的一段相当平淡的书评,后来就再也没有受到过这种邀请。可是我对《纽约书评》有种特殊的好感,特别是对它的作者的卓越、报道范围的广博以及文章篇幅长短自由这几点,因此我决定试写一次书评。

这是我与《纽约书评》联系的开始,这种合作一直持续到现在,本文集中有5篇文章就是为这种合作尽责而写成的。在这种合作之中,最美好的一段时光就是与西尔弗斯一起工作的这段经历。许多编辑在例行加工之外做得很少,而另一些则试图重写你的作品,用他们的话取代你的话。(《科学美国人》的编辑们常常是特别乐于此道。)而与这些形成鲜明对比的是,西尔弗斯对每篇文章都仔细审读,然后用他糟糕的笔迹在稿子的空白处写下几十条明智而又详细的建议,可他从不试图用他自己的想法或风格来代替你的。我无法想像,对于发表在《纽约书评》上的所有文章他是如何都做到这一点的。

依照惯例,大学哲学史课程都是从大约公元前600年小亚细亚的泰勒斯讲起。根据后人的记述,泰勒斯宣讲每种东西都是由水组成的。了解泰勒斯的东西,大学生们从一种他们知道是错误的学说开始他们的哲学研究,这对他们是种有益的经历。

虽然是错误的,可是泰勒斯和他的在苏格拉底(Socrates)之前的继承人却并不就是愚蠢的。在某种程度上他们萌生了这样一种想法,也许能够以一些简单而普遍的原则为基础来对许许多多复杂的事物做出解释:每种东西都是由水组成的,或者每种东西都是由原子组成的,或者每种东西都在流动,或者所有东西都不曾改变,或者无论什么。仅有这种纯粹定性的思想他没能取得什么大的进步。两千多年以后,牛顿终于提出了运动和引力的数学定律,他从而可以解释行星的运动、潮汐和苹果的下落。接着,他在《光学》中预言,总有一天光和化学会通过将“与力学原理相同的推理方法”应用于“自然界最小的粒子”而得到理解。

到19世纪末,在氢原子、碳原子、铁原子等大约90种原子的某些假设的性质的基础上,物理学家和化学家成功地解释了当时所知的与化学和热有关的东西。20世纪20年代,物理学家开始能用一种称为量子力学的新的通用的理论去解释原子的性质以及像放射性和光这样的其他东西的性质。这种理论的基本实体不再是原子本身,而是电子、质子和其他几种甚至比原子更基本的粒子,再加上它们周围的力场,比如像磁铁或电荷周围的这些熟悉的场。

到了20世纪70年代中期,有一点已经变得很清楚,就是这些粒子和所有已知的其他粒子的性质可以理解为是一种相当简单的量子理论,即所谓标准模型的数学结果。标准模型的基本方程并不是处理粒子和场,而是只处理力场;粒子只不过是场的能量包而已。从牛顿时代到我们所处的时代,我们已经看到,我们知道如何去解释的现象的范围在不断地扩大,而用于这些解释的理论在简单性和普遍性方面也在不断地得到改善。

这种风格的科学被恰如其分地称为还原论。在最近的一篇与此有关的文章[2]中,戴森把物理学中的还原论描述为力图“使物理现象的世界还原为一套有限的基本方程”。我可以就正在寻找的是方程还是原理讲些模棱两可的话,可是在我看来似乎是,在这种描述中,戴森相当好地抓住了还原论的本质。他还引用了薛定谔和狄拉克分别于1925年和1927年在量子力学方面的工作,并以此作为“还原论的胜利。化学和物理学的令人迷惑的复杂性被还原为两种形式的代数符号”。

你可能会认为这些杰出的先例会对科学研究的还原论风格激发一种普遍的狂热。实际上远非如此。现在,许多科学上的乱出主意者和一些科学家以嘲笑的口气来谈论还原论,就像后现代主义者谈论现代主义或是史学家谈论辉格党的编史工作一样。1992年,剑桥耶稣学院科学社会学的一个项目的负责人康韦尔(John Cornwell)召集了一些知名的科学家和哲学家,在那里集会讨论还原论。正是在这次专题讨论会上,戴森有个讲话,他在《纽约书评》上发表的那篇雄辩的文章就是在此基础上写成的。这次专题讨论会的论文汇编成了《自然之想像力》(Nature's Imagination)[3]一书,书中还包括诸如下列题目的文章:“数学物理必定是还原论吗?”(Must Mathematical Physics Be Reductionist?)[彭罗斯(Roger Penrose)],“还原的妄自尊大”(Reductive Megalomania)[米奇利(Mary Midgley)],还有“记忆与个人灵魂:反对愚蠢的还原论”(Memory and the Individual Soul:Against Silly Reductionism)[埃德尔曼(Gerald Edelman)]。数学家卡斯蒂(John Casti)发表在《自然》上的该书的一篇书评称这些作者是“戴白帽的好汉”,因为,他们在会上反对像化学家阿特金斯(Peter Atkins)和天文学家巴罗(John Barrow)这样顽固守旧的还原论者。

卡斯蒂是圣菲研究所的研究员,那是非还原论科学的避难所。戴森自我评述说,他对还原论“评价不高”。(此话出自戴森之口,真令人痛心。在量子场论的发展过程中,他扮演了重要的角色,其工作已成为将所有基本粒子物理学还原为标准模型的基础。)到底出了什么错?智慧发展史中的伟大主题之一怎么会变得如此声名狼藉呢?

问题之一是,对还原论究竟是什么这个问题的混淆。我们首先应该分清我喜欢叫做(借用刑法的语言)大的与小的还原论之间的差别。大的还原论(Grand reductionism)就是至今为止我所谈论的东西,即认为由于简单而普遍的定律,自然的一切就是它现有的这种方式(带有初始条件和历史偶然性的某种限制),所有其他科学定律在某种意义上都可以还原为这种定律。小的还原论(Petty reductionism)其学说要平淡得多,认为事物以现行的方式运作是由于其成分的性质决定的:比如,金刚石坚硬是由于组成它的碳原子能整齐地结合在一起。大的与小的还原论[4]常常被混淆,这是因为,许多科学上的还原性的进步是在回答东西是由什么构成的这样的问题时取得的,可是还原论的这一个与另一个却大不相同。

小的还原论不值得激烈地辩论。有时可以通过研究东西的成分来做出解释,可有时却不行。爱因斯坦在解释牛顿的运动学和引力理论时,他就没借助于小的还原论。他的解释并不是基于有关任何东西的成分的某种理论,而是基于一种新的物理原理(即广义相对论),这体现在他的弯曲时空理论中。实际上,在物理学中,小的还原论可能已经走完了它的历程。就好像谈单个“基本”粒子的硬度或者温度或者智力根本就没有意义一样,对粒子是由其他粒子构成的这种叙述也不可能给出一个确切的含义。我们确实在随意地说1个质子是由3个夸克组成的,可是如果非常仔细地注视一个夸克,你就会发现它被夸克、反夸克和其他粒子云围绕着,偶尔地结合成质子;因此,至少在很短的一瞬间我们可以说夸克相当于质子。大的还原论比小的还原论更值得继续辩论下去。

然而,还有另一种几乎没有人注意到的差别,即作为科研课题的还原论与作为自然观的还原论之间的差别。比如,还原论者的观点强调的是,气象以它现有的行为方式运作是由于空气动力学和辐射流等普遍原理(与地球的尺度与轨道这种历史偶然性一样),可是为了预测明天的天气,可能更有用的是考虑冷锋或者雷雨。还原论对天气预报项目或许是或许不是一种好的指导,可是它提供了一种必要的见解,这就是不存在逻辑上不依赖于物理学原理的独立的气象规律。不论气象学家是否能因此而牢记在心,由于空气和水蒸气等物质的性质,冷锋的状况才像现在这样,而又是由于化学和物理学原理,空气和水蒸气的状况也才像它们现在这样。我们不知道自然的终极规律,可是我们知道它们必定不是用冷锋或者雷雨的形式来表达的。

人们可以举下面这个例子来说明还原论者的世界观。把所有的科学原理想像为一张巨幅图上的点,箭头从所有能解释某个原理的其他原理指向该原理。历史的教训是,这些箭头并不是形成独立无关的团块,表示着逻辑上独立的学科,而是彼此间都有联系,而且,如果往回追溯,它们看起来似乎是从同一个源向外发展而来,这个源就是戴森称为“一套有限的基本方程”的自然的终极规律。如果一个概念是受来自这个共同的源的更深处或是更靠近这个源的原理所支配的,我们就说它比另一个概念处于更高或是更深的层次。因此,还原论者把支配空气、水和辐射的通用理论所处的层次看做比有关冷锋或者雷雨的理论所处的层次更深,这并不意味着它们更有用,而只是指后者从原则上可以理解为前者的数学结果。还原论者的物理学课题是探索所有解释的共同之源。

就我所能说的,戴森的目标完全是指作为一种研究课题的还原论,而不是指作为一种世界观的还原论。他遗憾的是,爱因斯坦和(在晚年生涯中的)奥本海默对像黑洞这种令人激动的事情不感兴趣,而且他把这归咎于他们相信“一个严肃的理论物理学家唯一值得注意的问题就是物理学中基本方程的发现”。这是一种相当温和的批评。戴森并非是质疑基本方程发现的价值(他怎么会呢?),而只是告诉我们,在物理学中还有像黑洞这种需要考虑的其他事情。这就像禁酒主义者反对杜松子酒一样,因为,杜松子酒虽然好,却分散了人们对橙汁的注意。而且戴森把爱因斯坦和奥本海默作为威胁还原论的感召力的例子,这一点是否完全正确,我也没有把握。

我还记得做研究生时到普林斯顿高等研究院参加一些专题讨论会,当时戴森是那里的教授,奥本海默是所长,我总是坐在后面一言不发,而奥本海默总是坐在前排,无论是什么专题,他总是和发言人进行详细的学术对话。他看起来当然是对物理学中所发生的每件事都很有兴趣,而不仅仅是对还原论的前沿问题。实际上,即使是在20世纪20年代和30年代,奥本海默在做他最出色的工作之时,他在发现基本方程方面所做的事也远少于对现成的理论的结果进行计算的工作。到我遇到奥本海默时,他自己的研究生涯已相当出色地结束了,而且我可以相信,他甚至会用戴森批评中所用的方式来说明他所做的工作;可我猜测,真实情况可能是,他只是因太有名望,也太忙碌而无暇顾及研究工作。

爱因斯坦则是另一种情况。他从来就没有像奥本海默那样对待过其他人的物理学研究。迈克耳孙和莫雷(Edward Morley)特别的实验结果常被描述为导致狭义相对论产生的决定性的启示,可是几年前物理学家兼历史学家霍尔顿指出,爱因斯坦并没有受到这一实验的多大影响。我认为爱因斯坦反对黑洞并不是因为他发现黑洞不像我和其他许多人那样觉得它们特别有趣,而更准确的原因是由于它们使他所钟爱的广义相对论暗示出一种非完备性。直到20世纪20年代,还原论风格的物理学被爱因斯坦运用得极其漂亮,他以为基础研究的适当课题会仍然是他年轻时所做的那些,即引力和电磁学,而且他力图坚持这种意向,这并没有大错。他变得狭隘了,无休止地追求将引力与电磁学统一起来这种错误的目标,而与宇宙线、基本粒子和量子场论方面这些最终导致标准模型这种统一的激动人心的工作隔离开来。他真正的错误是我们每个人都会面对的:他老了。

对还原论的许多非难实际上只是针对将还原论作为研究课题的这一种。一个很好的例子是道德哲学家米奇利所做的评论。在以耶稣学院专题讨论会为基础出版的文集中,她在文章中指出:“比如,像‘最后在星期天,乔治被批准从监狱回家’这种事例怎样叙述呢?物理学语言如何表达‘星期天’或‘回家’或‘批准’或‘监狱’或‘最后’或者甚至是‘乔治’?”如果有物理学家力图将物理学用于这种目的,这种批评就会给他们留下深刻印象,可我对此一无所知。

不止是监狱、民众和雷雨过于复杂[如在这个专题讨论会上由阿特金斯与哲学家保罗·丘奇兰德(Paul Churchland)和帕特里夏·丘奇兰德(Patricia Churchland)所强调的],使我们难以通过跟踪组成它们的基本粒子的运动来预测它们的行为。这也是个什么东西能使我们感兴趣的问题。此处用专业术语讲就是“突现”。随着我们处理的系统越来越复杂,我们发现,从其中突现出来的现象比从计算机打印输出的描述系统中每个粒子运动的大量计算结果更为有趣得多。思想是从复杂动物的生物学中突现出来的一种现象,就像生命是从复杂分子的化学中突现出来的一种现象一样。我们对乔治从监狱中释放出来是否会高兴这样的事感兴趣的方式与我们对他的神经细胞感兴趣的方式不一样,而且我们对他的神经细胞感兴趣的方式与我们对组成它们的电子、质子和中子感兴趣的方式也不一样。可是像思想和生命这些现象确实是突现了。它们遵守的规则并不是独立的真理,而是遵循更深一层的科学真理;除了所定义的历史偶然性不能被解释之外,乔治和他的朋友们的神经系统所引申的东西完全归因于宏观物理学和化学的原理,而这又完全归因于基本粒子的标准模型的原理。

帮助我们理解乔治本人的并不是排除其他类型的理解而全用还原论的世界观。科学的每个领域都是通过表述和检验这两方面的概括来运作的,有时还会授予这种概括以原理或者定律为其名称的这种荣誉。得克萨斯大学图书馆有35本书名为《化学原理》(Principles of Chemistry)的书,有18本书名为《心理学原理》(Principles of Psychology)的书。可是没有只基于自身而不需要还原地从电子和原子核的性质来解释的化学原理,而且同样地,也没有可以不需要通过对人脑的研究而最终能被理解的独立的心理学原理,而这些最终必定是在物理学和化学的基础上来理解的。尽管柏格森(Henri Bergson)和韦德(Darth Vader)不认可,但并不什么存在生命力。这是由还原论提供的极宝贵的反面教训。

我猜测米奇利可能会反驳说,她不知道有没有一个认为存在独立的心理学原理的反还原论的哲学家。也许不会这样,尽管我们的许多公民仍然认为乔治之所以会如此这般行为是因为他的灵魂是由那些与支配粒子或者雷电的规律毫不相干的规律所支配的。姑且听其便吧。实际上我怀疑,米奇利带有大的还原论的世界观,却又坚持“不忠实地如此记录下来”。

无论如何,米奇利在搜寻还原论的可怕的例子时,她不得不深入到某些特殊的方向。她的目标之一是斯金纳(B.F.Skinner),他是近期的大行为主义者和信鸽主教练。米奇利讨厌斯金纳我能理解,因为斯金纳拒绝在他的工作中谈论意识问题。可她为什么在批评还原论时要以他为例呢?我没料到斯金纳思考过很多诸如进化生物学或神经病学这样的科学,在这些科学中可能为心理学原理提供了还原论解释。我总是认为斯金纳的问题并不是还原论,而是实证主义,后者的教条是,科学应该关注的是像行为这样的可以直接观察到的东西。实证主义一般会与还原论分道扬镳;比如,在20世纪初期,实证主义就使得颇有影响的维也纳物理学家兼哲学家马赫具有排斥原子的思想,因为它们不能被直接观察到。

也许我确实知道米奇利为什么会选择斯金纳作为还原论的反派角色。在斯金纳的见解中排除了意识,而意识对还原论提出了最大的挑战。很难明了普通的科学方法怎么能应用于意识,因为意识是种不通过感觉就能直接知道的东西。

在耶稣学院,阿特金斯出色地为还原论进行了面对面的激烈争辩。我非常欣赏他的这些话:“对还原论深信不疑的科学家享有处于知识巅峰的特权,他们比任何同时代的人对真理的认识都更进一步。”让他们见鬼去吧,彼得!可是在我看来,阿特金斯对围绕意识的一些问题还不十分敏感。我不明白,除了乔治之外的任何人怎么能知道乔治是如何感觉的。而另一方面,我会乐于相信至少从原则上我们总有一天能够还原地解释乔治的所有行为,包括他所说的他是如何感觉的,而且我也会乐于相信意识将成为出现在这种解释中的突现的更高层次的概念之一。

在他们这次专题讨论会的文章中,对于神经学家埃德尔曼和萨克斯(Oliver Sacks)的报告,我认为他们过多地假设了在有关大脑的新思想中隐含了反还原论的东西。在与托诺尼(Giulio Tononi)合写的文章中,埃德尔曼描述了他的“神经元组选择理论”,按照这种理论,大脑并不是按照预先设定的程序运作,而是按照在生物体生活过程中经过一种自然选择的进化来运作的。在那本文集的另一篇文章中他论述道:

这种还原论使启蒙运动的思想家们注定要被从现代神经学和现代物理学这二者中突现出来的证据驳倒。我已经论证了不能只用分子的、场论的或者心理学的术语来解释一个人。把个人行为的理论还原为一种分子相互作用的理论是绝对愚蠢的……即使举出还原论在物理学、化学和分子生物学中的成功,可是一旦专门用于与心智有关的问题上,它就变成了愚蠢的还原论。

埃德尔曼是位非常卓越的科学家,而且他的“神经达尔文论”是心智理论方面的一个伟大的进步;可是他在讨论科学世界观的基础的时候,一种是经历了几百万年产生了与生俱来的精神运作系统的自然选择,或是一种经过几百万年选择进程、然后在出生后又继续了几十年的自然选择,我看不出这二者之间的重大差别。神经达尔文论排除了一些基于与人工智能相类似的心智的还原理论,可是没有排除其他十足的还原论智能观的期望。

埃德尔曼说人不能还原为分子相互作用,他所说的与植物学家或者气象学家所说的玫瑰或者雷雨不能还原为分子相互作用有什么不同呢(除了在程度上的差别之外)?对像大脑或者玫瑰或者雷雨这些极大地受历史限制的复杂系统,去追求还原论的研究程序,这可能是也可能不是愚蠢的。永远都不愚蠢的是还原论提供的见解,那就是,除了历史的偶然性之外,由于物理学的基本原理,这些东西最终会以它们所存在的那种方式而存在。

一段时间之前,彭罗斯从他成功的数学物理研究上偶然地去思考有关心智的问题。与在他以前的著作中一样,在耶稣学院的专题讨论会上他论述道:“经典[即量子之前的]物理学似乎不能解释像意识这样的深奥而神秘的现象。”我猜测埃德尔曼与彭罗斯观点一致是因为他发现了经典物理学的决定论与还原论不是同一类。决定论从逻辑上与还原论不同,可这两种学说有趋同的倾向,这是因为还原论的解释目标与决定论的预言思想是联系在一起的;我们通过它们做出成功预言的能力来检验我们的解释。在埃德尔曼作为反驳还原论的启蒙运动思想而提到现代物理学(即量子力学)时,他的意思必定就是这样的。

当然,每件事情都处于量子力学的底部;问题是量子力学是否会直接出现在心智的理论之中,而不只是出现在像化学这种作为心智理论基础的更深层次的理论上。关于这一点,埃德尔曼和彭罗斯也许是正确的,可我却怀疑它。恰恰就是那些能用量子之前的经典力学作近似描述的系统,它们对初始条件的极度敏感使得它们的行为对所有实际效果都不可预测。在量子力学中,一些孤立系统是受一个方程(薛定谔方程)支配的,严格地讲,它的一些解完全是决定论的,从来不会混淆。由海森伯发现的粒子在位置与速度中的著名的不确定性在孤立系统中不会出现;只有当我们让这样一个系统与一个测量仪器相互作用时,这些不确定性才会出现。

对还原论,特别是对大的还原论所持的见解出现一些对立,这存在另一个原因。这种见解去掉了信仰上帝的许多传统的促动因素。在科学史上,比如,这对大的还原论事件之一尤其适用:最初达尔文和华莱士把生物进化解释为遗传和自然选择的结果;接着20世纪的生物学家把遗传解释为基因和变异的结果;然后克里克(Francis Crick)和沃森(James Watson)把基因机理解释为DNA分子结构的结果,借助于足够大的计算机,DNA分子结构可以解释为薛定谔方程的一个解。哈维尔(Václav Havel)把科学对宗教信仰的侵蚀描述为他自己对许多科学保持异议的一个原因。在1987年的一篇文章[5]里,他抱怨说,现代科学“只是作为虚构,消灭的甚至是我们的自然界最深处的基础;它消灭了上帝并使其宝座成了空位。”然后是去年,在一次被广为引用的讲话中,他补充说:“我们对宇宙的了解比我们的祖先了解的要多得难以估量,可是似乎越来越明朗的是,他们知道的是比我们知道的更为本质的东西,有些东西避开了我们的视线。”[6]

另一方面,由于同样的原因,一些人被还原论科学所吸引。这是一个古老的故事。泰勒斯的海洋没有海神的房间。在古希腊时期,礼拜仪式的领导人伊壁鸠鲁(Epicurus)接纳了德谟克利特的原子论,并以此作为对付奥林匹斯山神信仰的对策。米奇利论述说,科学家常常受这种动机的驱使而从事他们的工作,我认为她是绝对正确的。当然,这与还原论观点是否正确的问题没什么关系。而且,由于实际上它是正确的,我们最好都学会与之相处。

我很高兴地承认,科学的世界观也存在一种局限。科学或许能告诉我们如何去解释或者去获得我们重视的东西,可是它永远也无法告诉我们应该重视什么。道德上的或是美学的陈述绝对不是那种适合用对或错来说的东西。我认为米奇利会同意,可我不能肯定阿特金斯是否会同意,而且,当然许多其他人是不会同意的。据英国媒体报道,爱丁堡的主教最近提出,由于人与生俱来就有私通的意向,因此教会不应该谴责此事。不论你怎么看待私通,从遗传学来吸取道德教训,这完全是一个不根据前提的推理。当里根提出由于科学还不能判定胎儿是否还活着,所以应该禁止堕胎时,他犯了同样愚蠢的错误。无论科学家发现生命的确定可能会多么方便,而且,也无论怀孕到何种程度一个胎儿可能开始符合那种定义,我们认定受精卵能否完全生成一个新人的价值问题完全是一种有待讨论的个人的道德标准问题。(并不是说在关于堕胎的辩论中这是唯一的问题,或者甚至这都不是激励反对堕胎的人的一个必要的问题。)科学甚至不能证明科学本身;正如由推理和实验向我们展现出来的那样,探索世界的结果是道德的而不是科学的。

在耶稣学院的专题讨论会上,似乎没有与会者提出还原论所面临的真正紧迫的问题:它是否值得为它花费?一些研究(比如医学和化学的许多研究)是为实用目的而进行的,或是为了用于其他领域。一些(比如,还是医学,特别是精神病学和心理学,人类进化)是出于对我们自身本性的兴趣。其中一些所处理的东西(比如,还是心智,黑洞、超导体)是那么不可思议并给人留下深刻的印象,以至于我们忍不住会力图去理解它们。我们之所以做一些研究,是因为我们猜测我们所研究的这些现象(比如,还是超导体、湍流,动物种群中的性别比例)将会存在数学上优美的解释。所有这些类型的研究都与能使我们更靠近还原论的目标所进行的研究(找到位于所有解释之链起点处的自然规律)竞争研究基金。

科学所面临的问题并不是(像在耶稣学院专题讨论会上似乎多数人所认为的那样)还原论的使命会迫使科学的其他领域处于危险境地。我们之中只要对探索自然规律感兴趣的任何人,都不会怀疑其他研究动机的合理性。(我猜测,最终我也会感到对癌症或者心脏病的研究比其他事情都更为重要。)问题是,包括某些科学家在内的一些人否认探索自然的终极规律有其独特的价值,这种价值是在决定如何资助研究时也应该考虑到的。

目前,探索终极解释主要是在基本粒子物理学中进行。可是基本粒子方面的研究已经变得非常昂贵,这是因为在高能加速器的粒子碰撞中比在我们周围的日常生活中能更清楚地揭示自然规律。在此处宇宙学也是重要的。正如巴罗在专题讨论会上提醒大家的,为了理解这个世界,我们需要了解的不仅是自然规律,还有初始条件。一些理论家期望,初始条件可能最终能从自然规律推导而来,可是我们离那个目标还有很长的路要走。宇宙学研究也非常昂贵,需要像哈勃空间望远镜、宇宙背景探测器(COBE)和X射线天体物理观测台(AXAF)这样的搭载人造卫星到地球大气层之上的观测设备。

由于预算的原因,这种研究在美国逐渐趋于中断。超导超级对撞机工程的下马,部分是根据这类研究最好在现有实验室进行或是通过国际合作来进行的这种理由;同样是这个扼杀了超级对撞机的国会接着就削减了对其余几个国家实验室的研究的资助,而且目前,国会已表现出没有多大热情去与欧洲合作,在日内瓦附近共同建造下一个大型加速器(即大型强子对撞机)。

在关于这些资助决定的辩论中,一些重要的角色曾经是而且现在仍然是由包括反对在基本粒子物理学上开支的一些物理学家在内的科学家担任的。这些科学家采取这种态度,部分是因为他们希望看到这些钱能花在他们自己的研究领域,可是当由超级对撞机下马所节省下来的基金被纳入到普通预算之中时,他们的希望却落了空。可是同时也在起作用的是对科学中还原论传统极其缺乏鉴赏力,在我们的时代,这种传统就表现在基本粒子和场物理学之中。能由像会聚在耶稣学院的这些有才华的人来讨论还原论,这是件好事,可是我希望他们的讨论能更加切中肯綮。

[1]Nature's ImaginationThe Frontiers of Scientific Vision,ed.John Cornwell,with an introduction by Freeman Dyson(Oxford:Oxford University Press,1995).

[2]Freeman Dyson,“The Scientist as Rebel,”The New York Review of Books,May 25,1995,pp.31-33.

[3]这本书还收有关于数学的基础和其他一些主题的文章,我在这里不打算讨论那些,因为我想集中讨论自然科学中的还原论。

[4]大的与小的还原论或多或少与进化论生物学家迈尔在他的文章“还原论的局限”(The Limists of Reductionism)中所称的“理论还原论”与“解释还原论”相类似,这篇文章发表在《自然》(1987年)第331卷第475页。

[5]“PoliticsandConscience,”in Václav Havelor Living in Truth(London:Faber and Faber,1987),p.138.我应该补充的是哈维尔支持现代科学的一些方面:人存原理和盖娅假说。这令现代的一些科学家感到最终的安慰;哈维尔误解了人存原理并过高估计了盖娅假说。

[6]1994年7月4日在费城独立会堂的讲话;摘录在1994年7月8日《纽约时报》第A27版。