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载2005年11月16日《中华读书报》,有删节,此为原稿


普利高津的开放宇宙

刘华杰

 

  “开放宇宙”是科学哲学家波普尔(1902-1994)的核心理念,由此他又得出为人们所熟悉的“开放社会”的思想(这个逻辑顺序是重要的,但由于《开放宇宙》推迟了近30年才出版,读者似乎只记住了政治哲学著作《开放社会》)。而普利高津(1917-2003,也译作普里戈金)是一位非平衡态热力学、统计力学、复杂性科学的呐喊者,一位对自然哲学倾注了极大热情的当代科学家,一位对不可逆、时间之矢几乎着了魔的当代的赫拉克利特、“浑沌鉴赏家”(《湍鉴》作者的评语)、“古代阿尔戈英雄”。普利高津与“开放宇宙”有关系吗?联系紧密,只不过少有人关注。
  “开放”(open)一词意思是不确定的、非充分的、未决的、非决定论的、尚未完全搞明白的,与中国改革开放过程中说的“开放”有些差别。

  《科学美国人》前记者霍根曾准确地记录着“普利高津再次强调他反对决定论”,并说“普利高津承认卡尔·波普尔对他影响巨大”(《科学的终结》,第319页)。普氏本人在一本小书《确定性的终结》引言中开篇就提到了波普尔的《开放宇宙》,讲到常识与科学的一致及矛盾:常识与科学都觉得过去与未来之间存在着某种联系,常识还认为这种联系有时是松散的,无论是自然还是人类,都有一定的“选择”自由,但是近代还原论科学却虚幻地认为世界是决定论的、时间的单向性是一种错觉(爱因斯坦甚至也半真半假地说不存在时间箭头)。在对近代“科学"决定论的批判上、在对非决定论的倡导上,普利高津与波普尔完全一致,同样卖力而且使用了同样的核心证据。这也就是本文想把两位伟人联系在一起的原因。

  时间反演可逆的、决定论的牛顿力学给人一种虚假的信念:这个世界是完全确定的,依照科学人们可以提前完全精确地预测未来事件发生的每一个细节。但这也只是信念,没有人真的能够做到。有谁成功地预测了2003年“非典”的爆发?有谁精确地预测了“神六”发射与回收的时间,比如说在一年前、50年前、一亿年前、在地球诞生之前?常识告诉我们这不大可能。但是依照近代数理科学的理论、推理逻辑,原则上宇宙间发生的一切都是“早就定好了的”,数学中有个词叫“deterministic”就是来描述这种过程的。“原则上”这三个字很有讲究,由此可进可退。实际上许多科学家是精神分裂的(没有道德上的贬义),他们在日常生活中相信一套东西,在做科学的时候相信另一套东西。对于决定论(determinism)也是如此。科学家可以理直气壮地说“决定论”不等于“理论可预测性”,而“理论可预测性”不等于“实际可预测性”。千真万确。但是,在实际中,在混乱的逻辑思维中,人们常把这三种当成一回事,胸有成竹地为自己的“封闭宇宙”、宿命论信念辩护。当我们提问,明天会怎样、“神七”何时发射(要求精确到秒)时,对于这类尚未发生的未来之事,预测专家立即缩了回去,虽然这仍然动摇不了人们习惯了的决定论信念。不过,人们毕竟清楚地知道,过去与未来是极不对称的,时间之矢跨越其间。

  波普尔与普利高津,都试图使日常生活的经验世界与当代科学的理念世界协调起来,在此他们都选择了以日常生活经验为基础,坚定相信“生活世界”的可靠性,为此而向以科学为基础的形而上学观念发起了挑战。普利高津则更进一步,还向过去的以及当代的科学发起烈进攻。
  波普尔年长普利高津15岁,他反击“科学”决定论时可利用的关键性“资源”,极为有限(波普尔对论据是颇挑剔的),仅限于迪昂(1861-1916)《物理学理论的目的与结构》中的几段话,以及可能由此追踪到的阿达马(1865-1963)1898年的论文(关于负曲率曲面上测地流的研究)中的案例。但如霍根描述的,“波普尔终生都在与科学决定论的教条作斗争,认为它与人类的创造力、与自由是对立的,因而与科学自身是对立的。波普尔宣称,早在现代浑沌学家之前,他就已经认识到:不仅量子系统,就连经典的牛顿系统都具有内在的不可预测性。(《科学的终结》,54-55页)”在思想史意义上,波普尔的经历是这样的:波普尔在准备《研究的逻辑》的英文版《科学发现的逻辑》之时,写出了其《后记》(Postscript)中的《开放宇宙》。“我已证明,由于纯粹的逻辑的理由,我们不可能预测历史的未来进程。这个论证包含在1950年发表的《经典物理学和量子物理学中的非决定论》一篇论文中。但是我现在又不再满意这篇论文了。在我的《科学发现的逻辑》的《后记:二十年之后》中讨论非决定论的一章,有更满意的论述。”(《历史决定论的贫困》,第1页)
  相比而言,普利高津与20世纪非平衡热力学、非线性科学同步成长,前者深深留下他的足迹,后者也帮助他理清了思路、增强了论证能力。波普尔与普利高津相似之处在于,都不遗余力地用非线性动力学的新进展为自己的自然哲学信念作论证,强烈反对宿命论、“科学”决定论,从而鼓吹世界是开放的、未来是未给定的、时间箭头是真实存在的,虚幻的不是常识而恰好是近代牛顿式自然科学。
  普利高津以一生的努力在探索不同于牛顿力学也不同量子力学的新科学(或者叫“第二种科学”),他清楚地表述过:“科学和物理学远未完成,而不像有些理论物理学家希望我们去相信的那样”(《未来是定数吗?》,第12页),相反,他认为“我们还只是处在开端”(同上)。

  普利高津成功了吗?颇难定论。他获得了1977年的诺贝尔化学奖,应当算是相当成功了(暂不论诺奖评定中的“权谋”,参见《权谋》一书),但也有人说他,“自高自大,其实对自然科学并没有什么具体的贡献,他只不过是重复了别人的实验并夸大了其哲学意义;因而,同其他诺贝尔奖获得者相比,普利高津应该是最不够格的一个。”(《科学的终结》,第316页)这一评论并非全然出于嫉妒,据我读研究生时阅读的大量自然科学文献的经验来判断,上述批评竟然不是全无道理的。问题可能出在标准上,什么是好科学什么是优秀的科学?诺贝尔奖评选推崇的是什么科学?归纳起来看,诺奖评委通常会选择那种还原论科学认可的干净利落的硬结果,以此标准评价普利高津其成果确实不够“硬”。此外,他是一个极善于合作的人(不仅仅与化学、物理领域的学者合作),他一生发表的大部专著和论文都是与他人合作的,他的工作中也大量吸收了他人的成果,这一点也会引出不同的解释。按我的观点,普利高津也许不该获得那种诺贝尔奖。并非他的工作不重要,而是因为“范式”不同。但是如果没有那个劳什子诺奖,他后来不可能一帆风顺、弟子如云。
  普利高津虽然在其普利高津学派中树立了绝对光辉的形象,但在整个科学界他的理念并未成为主流,这是容易猜到的。即使在他后半生全力以赴的混沌与复杂性科学领域,一些曾经从他那里汲取过营养和教益的年轻人,也“极少对普利高津表示赞扬”。可以说,在自然科学领域,他的成功与他的失意难分上下。相反,普利高津在人文社会科学领域(如科学哲学与科学史领域),甚至在交叉科学领域,却取得了绝对的成功。从托夫勒为其《从混沌到有序》撰写的前言可见一斑。
  “普利高津之所以受到科学家们的敌视,很可能是因为他揭示了20世纪后期自然科学阴暗面,甚至从某种意义上,掘就了科学的坟墓。”(《科学的终结》,第316页)没有批判,科学就不会进步,没有对科学的深刻批判,人类的眼界、幸福就不可能持续得到提升。普利高津做了一般科学家不能做的或者不愿意做的更宏大的工作,一般人只看到了小草、单一的树木,普利高津却看到了森林及其着生的地貌,而且感受了森林群落在时间长河中的缓慢演替。
  普利高津实事求是(本想找一个更好的词,后来发现还是只有这个词恰当)地断定,千百年来的人类的日常生活经验对于创立新科学有关键性的作用,“生活世界”包含着新科学的种子。在普利高津的科学探索中(及其哲学解释中)可以时时感受到“回到事物本身”的强烈愿望。现象学哲学家胡塞尔在《欧洲科学危机和超验现象学》中认定科学的“危机”表现为科学丧失生活意义,并把此危机的根源追溯到“伽利略对自然的数学化”。作为一种思想史的追踪,胡的工作是没问题的、清晰的,但是把那样一种历史事实与当今的结局之间作一种因果性的甚至必然性的联系,可能又落入了“历史决定论”的套路。数学化也不必然导致目前这种形式的科学危机。历史发展的每一阶段都有分岔,都可能有不止一种选择。伽利略的数学化,对今日的还原论的、几何式的自然理解方式,负有一定的责任,但是我们原则上可以对自然进行不同的数学化,因为可以发明不同的数学(这一点从非欧几何出现开始,已经越来越明显地被认可)。普利高津没有一味地诋毁数学本身的过错(胡塞尔当然也没有,只是他对问题的定位不够精确),而是努力尝试发明新的数学工具,建构新的自然模型,如发展新的动力学、构造时间算符、半群表示等。模型,为了实用,也限于时代的认识水平,模型自然要相当地简化,只强调某些方面而有意或者无意忽视其他所有方面。但是我们可以建立多种模型,用多种模型,套住大自然,尽可能平衡单个模型的偏执。模型是假说,“假说是网,只有撒网的人才能捕获”(转引自《科学发现的逻辑》,第vii页)。

  最后再说三点。
  继《非平衡统计力学》《从存在到演化》《从混沌到有序》《探索复杂性》和《确定性的终结》等著作译成中文出版,普利高津最新的一部小书《未来是定数吗?》已由上海世纪出版集团2005年9月出版。此书就科学内容而言并无新颖之处,但后半部分的几个对话很有趣,透露了普利高津成才过程的大量信息,而这些东西在一般的科学论文中找不到。读这部分内容颇有读科学社会学家默顿写的《科学社会学散忆》的感受(两者恰好都是良师益友型的人物)。《未来是定数吗?》译者曾国屏教授是普氏自然哲学的专家,关注普氏理论和哲学达20年以上,他写出的长篇译后记叙述清晰,为此书增色不少。曾老师也尝试对一些词语给出了不错的新译法,如being(存是)、approach(趋法)。第29页的Zenon time其实等于Zeno time,即“芝诺时间”,不应当译作“泽农时间”。41页的test functions似乎应当译成“测试函数”而不是“检验函数”。67页的Amphiktionies一词译者没有翻译,此词等于Amphictionies,相当于temple Leagues,即“圣殿联盟”或“宗教联盟”之意。100页的“重力研究基金会”译成“引力研究基金会”更准确,此基金会是由一个古怪的商人Roger Bason创立的,原来的动机竟然是反引力和减小、隔离引力!此书中提到布里渊,值得重视,他本人熟悉庞加莱等人的动力学研究及其哲学含义,他的《科学不确定性与信息》早就该译成中文。
  第二,普利高津曾使chaos这个词变得时髦。但他本人实际上使用了两种意义上的浑沌(混沌)概念,早期用的是热力学平衡态意义的混沌,后期用的则是非线性动力学的确定性混沌。非线性科学大规模兴起后,普氏把非平衡、不可逆性奠基于非线性相互作用。这种奠基只能理解为事后的一种建构,因为从可逆的动力学仍然无法推出不可逆的热力学。这世界的本来面目究竟如何,什么更为根本,完全依赖于我们关心什么、从什么角度看问题。如普氏所言,“我并不认为我们应该实现某种综合”,他更不相信还原论进路所承诺的“大统一”,大自然在每一层面都存在独特性、复杂性、不确定性。“宇宙是一种不断的建造,而我们加入了其中。”(《未来是定数吗?》,第87页)
  第三,如前文提到的“开放”一词有多种含义,波普尔的用法以及开放系统理论理解的“开放”,与中国于上世纪70年代末开始进行的“改革开放”中的“开放”,本来含义不同,但是也有一定联系。事实上,那时引进的普利高津的耗散结构等新理论,确实成了中国改革开放的一个学术理论基础,当然也为中国的社会发展做出了贡献。
 

  《确定性的终结:时间、混沌与新自然法则》,上海科技教育出版社1998年,定价13.50元。
  《从混沌到有序:人与自然的新对话》,上海世纪出版集团2005年,定价:39元。
  《未来是定数吗?》,上海世纪出版集团2005年,定价:20元。

 

 

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