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物理学家一直在寻求能够统一所有物理学的那个终极理论。现在看来,他们或许不得不止 步于一组理论,无法将它们合为一体。
霍金:真实世界的“真实” 物理学家一直在寻求能够统一所有物理学的那个终极理论。现在看来,他们或许不得不止 步于一组理论,无法将它们合为一体。 撰文 斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking) 莱昂纳德·蒙洛迪诺(Leonard Mlodinow) 翻译 庞玮 几年前,意大利蒙扎市议会通过了一项法案,禁止市民将金鱼养在圆形鱼缸里观赏。提案者解释说,把金鱼关在圆形鱼缸里非常残忍,因为弯曲的表面会让金鱼眼中的“现实” 世界变得扭曲。抛开这一法案给可怜的金鱼带来的福祉不谈,这个故事还提出了一个有趣的哲学问题:我们怎么知道我们感知到的“现实”是真实的?金鱼看见的世界与我们所谓的“现实”不同,但我们怎么能肯定它看到的就不如我们真实?据我们所知,就连我们自己说不定终其一生,也在透过一块扭曲的镜片打量周遭的世界。 在物理学中,这个问题并非纯理论空想。实际上,物理学家和宇宙学家发现他们自己眼下的处境和金鱼差不多。数十年来,我们一直上下求索,渴望得到一个终极的万有理论,可以用一套完备自洽的基本定律来解释“现实”的方方面面。但现在看来,最后我们得到的或许不是一个单一的理论,而是一大家族相互关联的理论,每个理论对于“现实”都有一套自己的描述,就像透过它自己滴鱼缸观察世界一样。对许多人来说,这个观点或许难以接受,其中还包括一些圈内的科学家。大多数人都相信存在一个客观的“现实”,无论是我们的感知还是我们的科学,都在直接表达有关这个物质世界的信息。经典科学就以这样一个信念为基础,即有一个外部世界独立存在,它的属性是确定的,与感知这个世界的观测者无关。在哲学上,这种信念被称为唯实论(realism)。 不过,对蒂莫西·利里(Timothy Leary)和上世纪60年代记忆犹新的人应该知道另一种可能:“现实”的概念也可以取决于感知者的心灵。这类观点大同小异,有的称为反唯实论 (antirealism),有的则称为工具主义(instrumentalism)或唯心论(idealism)。按照这些“主义”,我们所知的世界是由人类心智以感官信息为原料构建的,是由我们大脑中的解释结构塑造的。这种观点或许难以接受,却不难理解。你不可能将观测者,也就是我们自己,从我们对这个世界的感知中抹去。 随着物理学的逐渐发展,唯实论的地位正变得岌岌可危。在经典物理学中,牛顿体系能非常准确地描述我们的日常体验,对“物体”、“位置”之类术语的诠释也在很大程度上与我们的常识(即我们对那些概念的“现实”理解)相符。然而,作为测量工具,我们人类是非常粗糙的。物理学家已经发现,平常所说的 “物体”以及令我们看到它们的光,都是由我们无法直接感知到的物体(如电子和光子)构成的。这些物体遵循的不是经典物理,而是量子论。 量子论的“现实”与经典物理的“现实”截然不同。在量子论体系中,粒子既没有确定的位置,也没有确定的速度,只有当一个观测者去测量那些量时,它们的值才会确定。有些情况下,单独的物体甚至无法独立存在,只能作为整体的一部分出现。量子物理还极大地挑战了我们对“过去”的认识。在经典物理中,所谓的“过去”就是一系列已成为历史的明确事件,而在量子物理中,“过去”是不确定的,仅仅是一系列事件发生的可能性,跟“未来”没什么两样。甚至连作为一个整体的宇宙,都没有一个明确的过去,或者说历史。因此,量子物理暗含了不同于经典物理的另一种“现实”——虽然经典物理与我们的直觉相符,而且在我们设计建筑、桥梁之类的东西时仍然可以帮上大忙。 这些例子让我们得出一个结论,为诠释现代科学提供了一个重要框架。在我们看来,“现实”不可能脱离图景或者理论而独立存在。相反,我们采纳了一种新观点,称之为“取决于模型的唯实论”(model-dependent realism)。这种观点认为:每一个物理理论或世界图景都是一个模型(通常本质上是一个数学模型),是一套将模型中的要素与观测联系起来的法则。按照取决于模型的唯实论,追问一个模型本身是否真实没有意义,有意义的只在于它是否与观测相符。如果两个模型都与观测相符,那就不能认为其中一个比另一个更加真实。谁都可以根据具体情况选取更方便的那个模型来用。 别去评判真实 另类现实(alternative realities)已经成为今日大众文化的主流。例如在科幻电影《黑客帝国》(The Matrix)中,人类就毫无察觉地生活在一个由智能计算机生成的虚拟现实中,计算机通过这种方式让人类保持安定并心满意足,以便从他们的肉身实体上抽取生物能量(姑且相信有这么种能量)。我们怎么能知道自己不是一个由计算机生成的角色,此刻就生活在一个黑客帝国那样的世界中呢?如果我们生活在一个虚拟的、想象的世界中,事件之间就没有必要存在任何逻辑,不必自圆其说,也不用遵循任何规律。掌控这个虚拟世界的外星人说不定仅仅因为有趣或者好玩,纯粹为了看看我们的反应,就会让全世界突然对巧克力深恶痛绝,或者一夜之间消除战争实现世界和平——可是这种事情从来没有发生过。如果外星人坚决不肯违背自洽规律,那我们就没有任何办法确定在这个虚拟现实的背后还存在另一个现实了。你当然可以说,外星人生活的那个世界是“真实”的,计算机生成的世界是假的。然而,生活在虚拟世界里的生物无法从外部观察他们的宇宙(我们也一样),也就没有理由怀疑自己生活的世界并非“现实”。 金鱼的处境也是如此。它们在圆形玻璃缸里看到的景象与我们在鱼缸外看到的显然不同,但这并不妨碍它们发展出一套科学定律,来描述它们观察到的鱼缸外物体的运动。比方说,由于光在由空气进入水中时会发生偏折,在我们看来做直线运动的一个不受外力的物体,在金鱼看来就应该沿曲线运动。尽管身处一个扭曲的参考系,金鱼仍然可以从中总结出一套始终都很正确的科学规律,让它们能够对鱼缸外的物体未来的运动做出预言。它们的规律会比我们的规律复杂得多,但简单与否只与品味有关。如果金鱼能够发展出这样一套理论,我们就必须承认金鱼的观点也是对“现实”的一个有效描述。 还有一个发生在真实世界里的著名例子,同样说明对“现实”可以有不同的描述,那就是托勒密的地心说和哥白尼的日心说之争。尽管人们通常都说,哥白尼证明了托勒密是错的,但事实并非如此。哥白尼和托勒密就好比我们和金鱼,选择任何一种描述作为宇宙模型都可以,因为无论假设是地球不动还是太阳不动,我们都能很好地解释我们观察到的天象变化。抛开哥白尼的日心说在有关宇宙本质的哲学争论上所起的作用不论,它的真正优势只不过在于运动方程在太阳静止不动的参考系中更为简洁而已。 取决于模型的唯实论不仅对科学模型适用,对我们创造出来表述和理解周围世界的意识和潜意识心智模型也同样有效。例如,人类大脑从视觉神经接收原始信息,将来自双眼的信息综合起来,增强细节并填补诸如视觉盲点之类造成的信息缺失。不仅如此,大脑还从视网膜接收到的二维信息中创造出了三维空间感。你觉得自己看到了一把椅子,实际上不过是利用椅子上散射的光,建立起了一个心智图像,或者说是椅子的模型。人类大脑非常擅长这种模型构建,如果给人带上一副特殊眼镜,让呈现在他眼睛里的图像上下颠倒,大脑会改变这个模型让他看到上下不颠倒的物体——但愿在他想坐下来之前,这种改变就已经完成。
管窥深层理论 在追寻终极物理理论的探索中,从未有哪个理论像弦论(string theory)这样让人满怀希望,又如此饱受质疑。弦论是20 世纪70 年代被首次提出的一种尝试,目的就是要将自然界中所有的作用力都统一到同一个理论框架中去——确切地说,是要把引力并入量子物理体系。然而到了20 世纪90 年代初,物理学家发现弦论遇到了一个尴尬的问题,那就是同时存在5 种不同的弦论。对于鼓吹弦论是唯一可行万有理论的那些人来说,这确实相当难堪。到了90 年代中期,研究者开始发觉,这些不同的理论,以及后来才出现的所谓超引力论(supergravity),其实都是在描述同一个现象,这给了他们一些希望,认为这些理论最终可以统为一体。确实,这些理论通过物理学家所说的“对偶性” (duality)彼此关联,这种对偶性就像是在不同概念之间来回变换的某种数学词典。但很可惜,每种理论只能很好地描述某一特定条件范围内的现象——比如说低能现象。没有哪个理论能够描述宇宙的方方面面。 弦论学家现在相信,这5 种不同的弦论只是对更基本的一种理论的不同近似,后者被称为M 理论。[似乎没有人知道这里的M 代表什么,可能是Master(统领),可能是Miracle (奇迹),也可能是Mystery(神秘),或者兼而有之。]尽管人们还在努力参详M 理论的本质,但看上去长期以来期待的单一终极理论或许不会出现,要描述宇宙万物,我们必须针对不同情况选择不同的理论。因此,M 理论不是通常意义上的单个理论,而是众多理论组成的一个网络。这有点类似于地图。要将整个地球如实记录在二维平面地图上,人们必须使用一套地图,其中每一张只覆盖一个有限区域。这些地图会互有重叠,在这些重叠的区域,不同地图都展示出相同的地貌。与此类似,M 理论大家族中的不同理论看上去可能千差万别,但都可以看成是同一个底层理论的某种版本,在适用范围相互重叠之处,它们都会预言相同的现象,但没有哪个理论能够涵盖所有情况。 只要我们发展出一个描述世界的模型,并且发现它大获成功,我们就会说这个理论描述了“现实”,或者说绝对真理。但就像金鱼那个例子一样,M 理论表明同样的物理场景可以用不同的模型来描述,每个模型都有一套不同的基本要素和基本概念。或许,要描述整个宇宙,我们必须在不同情况下使用不同的理论。每个理论对于“现实”或许都有各自不同的理解,但根据基于模型的唯实论,“现实”的这种多样性是可以接受的,不可以说哪一种“现实”比其他“现实”更真实。这不是物理学家传统意义上期待的大统一理论,跟我们日常对“现实”的理解也相去甚远。但这或许正是宇宙的本来面目。(本文来自科学美国人杂志中文版《环球科学》11月号:原题:真实世界的“真实”) 本文作者简介:
斯蒂芬·霍金的研究为今天我们理解黑洞和宇宙起源奠定了基础,不过 据他本人指出,他在动画片《辛普森一家》(The Simpsons)和科幻剧集 《星际迷航:下一代》(Star Trek: The Next Generation)中的演出也同 样精彩。从1979 年到去年,他一直是英国剑桥大学卢卡斯教席数学教授, 牛顿也曾执掌过这一教席。他的著作中包括大名鼎鼎的《时间简史》(A Brief History of Time),迄今已售出超过900 万册。 莱昂纳德·蒙洛迪诺是美国加州理工学院的理论物理学家。他写过 7 本科普著作,包括《欧几里德之窗:从平行线到超空间的几何历 程》(Euclid’s Window: The Story of Geometry from Parallel Lines to Hyperspace)和《醉汉晃悠悠:随机性如何决定我们的生活》(The Drunkard’s Walk: How Randomness Rules Our Lives)。他还为《百战 天龙》(MacGyver)和《星际迷航:下一代》写过剧本。
美国霸权流失 将使中国面临更大压力 联合早报 郑永年
美国为世界所接受,是因为其政治、经济、军事和文化多方面的战略优势。但今天的中国除了经济上的崛起之外,还没有可以让其他国家所接受的战略优势。
G20峰会的结果被广泛地解读成为19对1的胜利,即美国提出的有关规定贸易顺差限额等动议没有被通过。为了应对庞大的贸易逆差和增加国内就业,美国实行宽松货币政策,大量发行货币,来实际上消弱美元刺激美国的出口。美国的政策引起了很多国家的不满,不仅仅是包括中国在内的发展中国家,也包括德国在内的出口大国。美国在G20峰会显得很孤独,因此就有媒体和评论家宣布,美国不再雄踞霸主地位。
这种情况说明了什么?这种情况传达出来的最重要信息,与其说是美国霸权不再,倒不如说是世界经济秩序处于转型前的无序状态。在今后很长一段历史时间里,随着美国已经无足够的能力维持世界经济秩序,而其他国家还没有能力来取代美国,世界经济会越来越处于无序状态。毫无疑问,这种情况的出现对中国意义非凡——无论从积极面还是消极面来说。
很显然,美国经济霸权的影响力不再如日中天了。冷战结束以来,随着中国等新兴经济体的崛起,美国尽管还是世界上最大的经济体,并且在可预见的将来并不存在真正的竞争对手,其在世界经济秩序中的影响力却已经明显开始下降。美国当然也是现实主义者,已经开始调整其他国家在世界经济秩序中的地位,美国主导的从G7到G20的转型就说明了这一点。美国也调整了中国等国家,在国际货币基金组织中的权限的比重。但是G20毕竟不是G7。G7是以美国为中心的,美国可以通过各种机制,对其它国家施加莫大的影响力,从而让G7体现美国的意志。G20则不然。在G20之内,各国不仅经济体大小不同,经济发展水平不同,政治制度和价值观等等都不同。尽管G20处理的主要是经济事务,但种种不同必然会影响各国间达成共识。当然,作为第一大经济体的美国也很难像G7时期那样,劝说他国接受美国,或者简单地把自己的意志加给其他国家。
中国仍无力挑战既有经济秩序
那么,这对中国意味着什么呢?就积极面来说,随着美国经济力量的相对衰落,其对中国所能施加的压力也在减弱。同时,中国也已经有能力来找到更多的共同(经济)利益和支持力量来抵御美国的压力。中国本身已经是第二大经济体,和各国有越来越多的共同经济利益。与中国的共同利益,使得很多国家不再简单地站在美国的立场上来和中国交往。
然而,就外交来说,这种情况的出现也同时表明,中国的外在压力在快速增加。首先要说明的是,美国霸权不再,并不是说中国具备了能力来挑战美国。这不仅仅是因为美国的经济总量和其所具有的技术水平和创新能力,更是因为现存国际经济体系是以美国为主导的西方所确立,中国选择通过“接轨”而崛起,就表明中国接受这个体系并在体系内发挥作用。只要美国还是处于体系的顶端,继续是体系的掌舵人,中国很难有有效的机制来挑战美国。(不过,也很清楚,自改革开放以来,挑战美国从来就不是中国的意图。)
美国霸权不再,中国会面临越来越大的外在压力。至少表现在两个方面。
首先是中美双边关系。对中国来说,双边关系的挑战主要表现在经济贸易和安全关系两方面。因为存在着的巨大的贸易逆差,美国在对华政策方面可能会越来越自私。美元对人民币的货币战争已经通过不同方式展开,在这场战争中,中国不可避免地处于被动地位。人民币的国际化尽管在进行,但人民币国际化主要的目的在于自我防卫,减少损失,而非挑战美元。实际上,如果现存国际金融体系不变,人民币很难挑战美元。
中美两国间的贸易不平衡困局很难得到解决。中国坚持人民币不会大幅度升值,另一方面又没有足够的政策动力来提高劳动者所得,表明中国会继续向美国出口廉价商品。而美国又不会放松对中国出口高科技产品的管制。进而,中国等一些国家也继续持有大量的美元。中美之间的这种不平衡的经贸关系,致使有人认为美国会赢得这场胜利。美国可以大量发行美元,从技术上“贬值”美元来促进出口。尽管美国的信誉也会受到损害,但中国必须承担物质上的损失。更重要的是,美国通过进口廉价商品和“输出”美元,可以有效地控制因为发行货币而带来的国内通货膨胀,或者说把通货膨胀转移给其他国家;而中国等则要承担高度的通货膨胀压力。
再者,美国也在努力进行内部经济结构调整,尤其表现在再工业化方面。美国再工业化当然有很大的代价,但其可以通过贸易保护主义,例如提高来自中国产品的关税,来支持再工业化。
美国基于安全考量将打击中国
此外,在对外经济关系方面,美国也可以建构专门针对中国的贸易集团,确立其它的机制来牵制或者遏制中国的经济影响力。这个过程已经开始,主要表现在“跨太平洋战略经济伙伴协定”(TPP)的建立。
中国改革开放以来做得最成功的是经济国际化,尤其是和美国发展出了具有实质性的经济关系。中美双边关系中,除了经济关系可以说是互相依赖的,其他方方面面都还是不对称的,即美国占据完全的主导地位。中美经济关系的相互依赖性,对两国间的安全关系有非常正面的作用,在很大程度上说是保障了中国有一个和平的国际环境来搞经济建设。说穿了,就是中国的经济力量有效地影响着美国的安全考量。
一旦当中美之间的经贸关系变得脆弱之时,双边之间的安全关系就会变得重要起来。美国今天还是独一无二的军事大国,没有国家可以与之竞争。如果美国感觉到在经济面受到中国的挑战,那么其必然倾向于在安全方面来牵制中国。这种倾向很显然。朝鲜半岛“天安号”事件以来东海、黄海、南中国海都已经成为美国牵制中国的手段。美、日、韩之间的安全同盟越来越紧密。日、韩等国家长期以来采取经济和战略两分,在经济上发展和中国的紧密关系,而在战略上则和美国保持或者深化关系。看来,美国和日、韩等国的安全关系已经高度制度化,无论是日本还是韩国还是其它国家都难以改变这种关系。日本鸠山政府的尝试以失败告终,就充分说明了这一点。
此外,连今天相对稳定的台湾、西藏、新疆等因素,一旦美国改变策略,都会重新成为对中国的挑战。美国重回亚洲,并不是回来耐心听取亚洲国家的意见的。美国历来是个行动导向的国家,一旦决定回来就会采取各种行动。这和中国很不相同。多年来,在和东盟(亚细安)的关系中,中国一直是让东盟组织扮演领导角色。但美国不会这样做。一旦当美国认定中国是“竞争者”或“敌人”,美国会毫不手软地动员一切力量来对付中国。
除了中美双边关系,中国还需在国际层面面临莫大的压力。不管怎样,这个世界需要一个国际经济秩序。随着全球化进程的继续,这个秩序越来越需要。二战之后,以美国为主导的西方构建并维持着这个秩序。冷战之后,美国既是这个秩序的推进者,也同时尽力来维持这个秩序。美国这样做当然是为了其自己的利益。正因为这样,美国伙同其他国家在当年迫使日元升值,消除了日本对美国经济的挑战。
今天因为全球经济失去平衡,这个秩序处于混乱状态。要恢复这个秩序,每一个国家都有责任。因为美国没有能力达成各国间的“集体行为”,美国转向了非常自私的做法。人们可以谴责美国的做法,但同时也不能忽视存在着的问题。美国经济在失衡状态下很难真正走出危机的阴影,而美国经济的失衡又会拖累世界经济走向平衡。如果失衡继续,美国会继续采取自私的做法。其他国家不高兴,但也不会有任何办法来阻止美国这样做。
中国无法满足世界的期待
那么,如果一个过于自私的美国没有能力维持这个秩序,或者美国不想维持这个秩序,那么谁能取而代之呢?很难设想一个完全失序的世界经济体。中国现在是第二大经济体,人们自然把眼光落到中国身上。已经有很多国家包括发达国家和发展中国家,要求中国来承当更多的国际责任。但中国已经表示只能负相适应的国际责任。这也说得对。中国就人均GDP来说,还是一个非常贫穷的国家,其本身的经济也处于不平衡状态,情况并不比其它经济体来得好,而且中国还面临其它经济体所没有的无穷的内部社会问题。
进而,从外部来说,中国即使有经济能力,也没有有效的机制来承担这份责任。美国为世界所接受,是因为其政治、经济、军事和文化多方面的战略优势。但今天的中国除了经济上的崛起之外,还没有可以让其他国家所接受的战略优势。相反,很多国家在要求中国承担经济责任的同时,拒绝在其他方面接受中国。中国拿什么来行使大国的权力?又有什么样的方法能够使其他国家接受自己呢?
中国很显然面临巨大的国际压力。在很多方面,从经济到环保气候到安全,焦点都在中国身上。在和美国较量过程之中,很容易造成中国被视为“领导”的局面。问题在于中国还不具备解决全球性问题的实际能力,更没有这样的领导能力。在这样的情况下,各国的怨气甚至愤怒又会洒向谁呢?已经有很多人忠告中国,做世界领袖要准备好“挨骂”。但中国既没有准备好要做领袖,也没有作好天天挨骂的准备。那么,中国又能如何化解这份中国担当不起,或者不敢承担的国际负担呢?
作者是国大东亚所所长,文章仅代表个人看法 心态,决定你的人生
[禅意人生] 1.再烦:也别忘记微笑 2.再急:也要注意语气 3.再苦:也别忘坚持 4.再累:也要爱自己 5.低调做人;你会一次比一次稳健 6.高调做事;你会一次比一次优秀 7.成功的时候不要忘记过去 8.失败的时候不要忘记还有未来 9.有望得到的要努力;无望得到的不介意 10.无论输赢都要高姿态 11.生活不是单行线,一条路走不通,你可以转弯 12.泪水和汗水的成分相似;但前者只能为你换来同情。后者却可以为你赢得成功 13.变老是人生的必修课 14.变成熟是选修课 15.以锻炼为本,学会健康 16.以适应为本,学会生存 17.学会放弃,耐得住寂寞,经得起诱惑 18.当所有人都低调的时候,你可以选择高调,但不能跑调 19.学会忘记是生活的技术 20.学会微笑是生活的艺术 21.懒惰像生锈一样比操劳更消耗身体 22.让梦想成真的最好方法就是醒来 23.哲人无忧、智者常乐。并不是因为所爱就要拥有,而是拥有的一切都爱 24.不能失去的东西:自制的力量、冷静的力量、希望和信心
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