本文发表在《大众科学》的前博客网络上,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
正如本博客的读者所知,去年春末,我参加了在英国举行的名为“光如何进入”的酷炫会议,在那里我与各种专业的现实思考者闲逛。我已经发布了与我同住的两位演讲者的问答:生物学家鲁珀特·谢尔德雷克,他敦促科学家们更认真地对待心灵感应;以及物理学家乔治·埃利斯,他谴责一些物理学家在哲学上的庸俗。下面是我与另一位室友,法国艾克斯-马赛大学和法国大学学院的物理学家卡洛·罗维利的问答。我在20世纪90年代初通过电话采访了罗维利,当时我正在为《大众科学》写一篇关于圈量子引力的文章,这是一种由罗维利、李·斯莫林和阿拜·阿什特卡尔提出的引力量子力学版本。(众所周知,爱因斯坦的引力理论——广义相对论很难与量子力学相协调。)我很高兴能与罗维利面对面交流,特别是因为他像谢尔德雷克和埃利斯一样,既优秀又聪明。罗维利是一本关于量子引力的主要教科书的作者,也是一本关于古希腊哲学家阿那克西曼德的传记的作者(下面讨论)。有关罗维利对物理学和哲学的更多看法,请参阅他在2012年与Edge.org的对话。
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霍根:你为什么成为一名物理学家?
罗维利:我年轻时正值六七十年代,和我的同龄人一样,梦想着改变世界,让世界更公正、更温柔。我们失败了。我不知道接下来该做什么。我找到了物理学,在那里,革命反而成功了。我爱上了它。这是一种没有结束的激情。
霍根:物理学是否达到了你的期望?
罗维利:它比我预期的要好得多。无限的乐趣和热情。探索世界的秘密。思考其他人从未思考过的事情。伟大的思考冒险。伟大的旅伴。太棒了。
霍根:什么是圈量子引力?
罗维利:依我拙见,它是我们目前拥有的最好的量子引力尝试性理论。我们不知道它是否正确。但我们知道存在一个问题,而这是迄今为止为这个问题找到的最佳解决方案。
霍根:它仍然是作为统一理论的可行竞争者吗?
罗维利:“统一理论”通常指的是统一所有力和所有场的理论:一种“万物理论”。圈量子引力与此无关。[霍根注:LQG不包括电磁力和核力。]我认为,目前我们对“统一理论”一无所知,而编写它的尝试为时尚早且构想不佳。因此,LQG不是作为统一理论的竞争者。更谦虚地说,它只是一个针对更简单问题的尝试性解决方案:描述引力的量子方面。也就是说,时空的量子方面。这已经足够困难了。但是这是一个我们有机会解决的问题,因为我们有必要的成分。
霍根:如果多元宇宙理论和量子引力理论无法被证伪,它们是否应该被认真对待?
罗维利:不。
霍根:你是否认为物理学家应该放弃对统一理论的追求?
罗维利:“对统一理论的追求”是一种误解。物理学家从来没有真正寻找过它。他们偶然发现了弦理论,这对某些人来说似乎是所有事物的可能统一,并且由于缺乏想象力,在弦上投入了过多的精力。当对弦的热情开始消退时,许多人感到迷失。现在,超对称性并没有像弦理论家预期的那样出现,这是一种混乱的状态。
霍根:物理学——或者说,广义上的科学——能彻底解开宇宙的奥秘吗?
罗维利:“宇宙的奥秘”是什么?不存在“宇宙的奥秘”。我们不知道的事情有很多。如果我们继续保持一定的理性,并且首先不互相残杀(这是很有可能的),那么我们将弄清楚其中的许多事情。我认为,总会有很多事情我们无法理解,但我知道什么呢?无论如何,我们距离完全理解我们想知道的一切还很遥远。
霍根:科学能否获得绝对真理?
罗维利:我不知道“绝对真理”是什么意思。我认为科学是那些觉得说自己知道什么是绝对真理的人很有趣的人的态度。科学是认识到我们的知识是不断不确定的。我所知道的是,科学还有很多事情不明白。而科学是迄今为止找到的获得相当可靠知识的最佳工具。
霍根:你如何看待斯蒂芬·霍金、劳伦斯·克劳斯和尼尔·德格拉斯·泰森最近对哲学的抨击?
罗维利:说真的:我认为他们在这方面很愚蠢。我在其他方面很钦佩他们,但在这里他们真的错了。你看:爱因斯坦、海森堡、牛顿、玻尔......以及许多其他有史以来最伟大的科学家,当然比你提到的名字伟大得多,他们阅读哲学,从哲学中学习,如果没有从哲学中获得的投入,他们永远不可能做出伟大的科学成就,正如他们反复声称的那样。你看:贬低哲学的科学家只是肤浅:他们有自己的哲学(通常是一些消化不良的波普尔和库恩的混合物),并认为这是“真正的”哲学,而没有意识到这有局限性。
这里有一个例子:近几十年来,理论物理学没有取得很大的进展。为什么?嗯,我认为原因之一是它陷入了一种错误的哲学:你可以通过猜测新理论并无视先前理论的定性内容来取得进展。这就是“为什么不?”的物理学。为什么不研究这个理论,或者另一个理论?为什么不考虑另一个维度、另一个场、另一个宇宙?科学过去从来没有以这种方式发展过。科学不是靠猜测来发展的。它通过新的数据或对先前经验成功的理论的内容和明显矛盾的深入调查来发展。非常值得注意的是,你提到的三个人所做的最好的物理学成果是霍金的黑洞辐射,这正是如此。但是目前的大多数理论物理学都不是这种类型的。为什么?很大程度上是因为当前这群科学家的哲学上的肤浅。
霍根:你写过关于希腊思想家阿那克西曼德的文章。他是谁?你为什么觉得他有趣?
罗维利:他是理解地球是一块漂浮在天空中间而不会掉下来的石头的人。他明白天空不仅在我们头顶上方:它也在我们脚下。它从各个方向包围着我们。他是我们星球历史上唯一理解这一点并说服其他人相信事实确实如此的人。事实上,他所做的远不止这些,但这是他最伟大的成就。我发现他非常有趣,因为他代表了科学思维发展的主要步骤之一。他是一个巨人。
霍根:你是否同意哲学家托马斯·内格尔的观点,即科学需要一个新的范式来解释宇宙中生命和意识的出现?
罗维利:不。当我们不理解某些事情时,人们会倾向于认为需要“某种新的范式”,或者存在“一个巨大的谜团”。然后我们理解了它,所有的迷雾都消散了。
霍根:你相信上帝吗?
罗维利:不。但也许我应该限定一下答案,因为这样说有点太粗鲁和简单化了。我不明白“相信上帝”是什么意思。“相信上帝”的人对我来说就像火星人。我不理解他们。我想这意味着我“不相信上帝”。如果问题是,我是否认为有一个人创造了天地,并且回应我们的祈祷,那么我的答案绝对是否定的,而且非常肯定。
如果问题是我是否相信“上帝”是人们身上一种强大的东西,它会造成很多灾难,但也会带来很多好处,那么我当然相信。事实上,我对宗教非常好奇。我认为我们应该比现在做得更多地研究什么是宗教。在这方面存在一种禁忌,一种对“相信上帝”的人的尊重,这使得我们很难更好地理解它。
我认为将“相信上帝”仅仅看作是一堆愚蠢的迷信是错误的。“相信上帝”是人类宗教态度的一种形式,而人类的宗教态度对我们的运作方式来说是非常普遍和普遍的。这对人类来说很重要,我们还没有理解它。
霍根:科学和宗教兼容吗?
罗维利:当然可以:你可以在晚上很好地解出麦克斯韦方程组并向上帝祈祷。但是,科学和某些宗教之间存在不可避免的冲突,特别是某些形式的基督教和伊斯兰教,它们自诩为“绝对真理”的储存库。问题不是科学家认为他们知道一切。恰恰相反:科学家知道有些事情我们根本不知道,并且自然会质疑那些自称知道的人。许多宗教人士对此感到不安,并且难以应对。宗教人士说,“我知道上帝在说‘要有光’时创造了光。”科学家不相信这个故事。宗教人士感到受到威胁。冲突由此产生。但并非所有宗教都是如此。例如,许多形式的佛教对科学持续的批判态度没有困难。一神教,特别是伊斯兰教和基督教,有时不太明智。
我对冲突的根源有一个想法:澳大利亚人类学家的美丽研究表明,宗教信仰通常被认为是无时间的,但实际上会不断变化并适应新的条件、新的知识等等。这是通过比较人类学家在30年代研究的澳大利亚土著人和在70年代研究的澳大利亚土著人的宗教信仰发现的。因此,在自然情况下,宗教信仰会适应人类文化和知识的变化。伊斯兰教和基督教的问题是,在许多世纪以前,有人产生了写下信仰的想法。因此,现在一些宗教人士仍然停留在几个世纪前的文化和知识中。他们是困在旧水塘里的鱼。
霍根:你是否接受过军事组织的资金?
罗维利:不。在我的青年时代,我的国家实行义务兵役制。我拒绝参军,并因此被短暂拘留。
霍根:您认为物理学家,以及一般的科学家,是否有道义责任反对军国主义?
罗维利:我认为我们作为人类有道义责任反对战争,而不是作为物理学家或科学家。我认为问题在于每个人都在口头上“反对战争”,但随后许多人为了自身利益、维护自身权力和经济优势,都准备破例。而这些人用诸如“帮助人民”或“打击恐怖主义”等“感觉良好”的言辞来掩盖这一点。我发现这在道义上令人厌恶。我希望人们少一些宗教信仰,多一些道德观念。
霍根:在2002年,我与物理学家加来道雄打赌1000美元,到2020年,“没有人会因为在超弦理论、膜理论或其他描述自然界所有力的统一理论方面的工作而获得诺贝尔奖。”您认为谁会赢?[霍根注:李·斯莫林最初打算和我对赌,但最后一刻退出了,真是个胆小鬼。]
罗维利:您会赢。毫无疑问。
霍根的后记:在评论区,您可以看到卡洛·罗维利对早期的一些评论做出了回应。我在这里复制他的回复,以便更容易查阅。
卡洛·罗维利的一些回复
- 对“lakefield”:我实际上很喜欢这些问题:终于有了可以表达想法的普遍问题,而不是通常令人厌烦的技术细节。
- 对“pupplesan”:我认为你在帖子中关于“意识难题”所做的并不是描述它,而是预测一种可能的答案。这可能是正确的,也可能不是。
- 对“Strangelove”:是的,阿基米德和欧多克斯也是巨人。我认为建立排名没什么意义。我出版的关于阿那克西曼德的书的美国出版商不幸选择了“第一位科学家”这个标题,引发了一场愚蠢的优先权辩论。我的意思是想让人们关注阿那克西曼德的伟大成就,而不是开启一场关于谁最伟大或谁是第一的空洞讨论!关于你帖子中更实质性的内容,我同意关键是可检验性,这是你说的主要内容。但我认为将科学描述为“随机猜测”然后进行检验的说法并不好。“很有可能在以后被证实的”“猜测”是那些有根基的猜测。你关于地球是球形的例子很好:经过了长期的观察、论证和理性思考(亚里士多德的《论天》中有一个例子,在月食期间,地球在月球上的阴影是圆的),为这个想法提供了非常强的合理性。我认为当今理论物理学的一个问题是难以区分“随机猜测”和“有充分理由的猜测”之间的区别。
- 对“ZoranOstric”。你问到克服这种分离的方法。我认为一个好的起点可能是物理学家停止贬低哲学。几个世纪以来,科学家都是有文化的人,他们了解过去的哲学思想,了解科学史,并且对他们那个时代的哲学家非常好奇。是的,我确实认为了解当今分析哲学领域的人们在做什么会很有用。现在分析哲学领域有很多思想家,我发现他们对物理学很有趣(巴特菲尔德、普赖斯、厄尔曼、诺顿、多拉托、范·弗拉森、比博、哈尔沃森、布朗、伍斯里奇、麦沃尔德、伊斯梅尔、韦恩斯坦、桑德斯……仅随机举出几个)。例如:讨论“其他世界存在”的人们可以有用地阅读约翰·奥斯汀和大卫·刘易斯的著作,至少可以避免如此肤浅地使用“存在”……
- 对“cshbar”,他问:“[我]偏爱的理论如何被证伪?” 问得好。谢谢。答案分几个步骤:(i)原则上,圈量子引力给出了具体的定量预测,例如关于任何表面的面积或横截面的可能值。任何对横截面的测量结果如果没有进入理论预测的值的集合中,就证伪了该理论。(ii)这些预测相当普遍,并且情况与弦理论非常不同,弦理论有无数个真空,每个真空都有一组不同的预测,或者多重宇宙,甚至不太清楚什么是“预测”。(iii)实际上,测试预测很困难,因为普朗克长度很小。(iv)但是,圈量子引力的主张很简单,而且低调:我们不是试图将其推销为每个人都应该接受的最终万有理论;我们将其视为一种暂定的理论,在获得一些经验支持之前,我们自己也远不能确定其物理可行性。(v)就我个人而言,预测和测试理论是我认为有趣的,也是我正在研究的事情。这就是为什么我尝试使用该理论来计算黑洞隧道进入白洞的概率,希望能从宇宙射线中看到这个过程的信号,并进行严格的测试。所以,简短的回答是:开发圈量子引力时,我们的想法是,无法通过经验检验的东西不是好的科学。
后后记:生物学家杰里·科因在“为什么进化是真的”网站上评论了这次问答:http://whyevolutionistrue.wordpress.com/2014/08/23/accommodationism-from-a-physicist/。