霍金的科學遺囑——上帝、外星人與世界的真實性

最新 03-19

上海社會科學界聯合會主辦主管

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以學術為底色以思想為旗幟

霍金的科學遺囑

——上帝、外星人與世界的真實性

江曉原 | 上海交通大學講席教授，科學史與科學文化研究院院長

穆蘊秋|上海交通大學科學史與科學文化研究院副教授

非經註明，文中圖片來自網路

據多家媒體報道，著名的英國物理學家斯蒂芬·霍金於3月14日去世，享年 76 歲。斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking），1942年1月8日出生於英國牛津，英國劍橋大學著名物理學家，現代最偉大的物理學家之一、20世紀享有國際盛譽的偉人之一。霍金21歲時患上肌肉萎縮性側索硬化症（盧伽雷氏症），全身癱瘓，不能言語，手部只有三根手指可以活動。1979至2009年任盧卡斯數學教授，主要研究領域是宇宙論和黑洞，證明了廣義相對論的奇性定理和黑洞面積定理，提出了黑洞蒸發理論和無邊界的霍金宇宙模型，在統一20世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦創立的相對論和普朗克創立的量子力學方面走出了重要一步。獲得CH（英國榮譽勛爵）、CBE（大英帝國司令勳章）、FRS（英國皇家學會會員）、FRSA（英國皇家藝術協會會員）等榮譽。

科學之神的晚年站隊

一個思想家，或者說一個被人們推許為、期望為思想家的人——後面這種情形通常出現在名人身上，到了晚年，往往會有將自己對某些重大問題的思考結果宣示世人、為世人留下精神遺產的衝動。即使他們自己沒有將這些思考看成精神遺產，他們身邊的人也往往會以促使「大師」留下精神遺產為己任，鼓勵乃至策劃他們宣示某些思考結果。史蒂芬·霍金就是一個最近的例子。

霍金最近發表了——也可能是他授權發表，甚至可能是「被發表」——相當多聽起來有點聳人聽聞的言論，引起了媒體的極大興趣。而媒體的興趣當然就會接著引發公眾的興趣。要恰當評論他的這些言論，需要注意到某些相關背景。

最重要的一個背景是：霍金已經成為當代社會的一個神話。所以任何以他的名義對外界發表的隻言片語，不管是真知灼見，還是老生常談，都會被媒體披露和報導，並吸引公眾相當程度的注意力。而當霍金談論的某些事物不是公眾日常熟悉的事物時，很多人懾於霍金神話般的大名，就會將他的哪怕只是老生常談也誤認為是全新的真知灼見。

霍金最近言論中有三個要點：一是關於宇宙是不是上帝創造的，二是關於我們要不要主動和外星文明交往，以及他另一個不太受關注卻更為重要的「依賴模型的實在論」觀點，恰好都屬於這種情形。而且有可能進而產生某些真實的社會影響。

上帝不再是必要的

以前霍金明顯是接受上帝存在的觀點的。例如在他出版於1988年的超級暢銷書《時間簡史》中，霍金曾用這句話作為結尾：「如果我們發現一個完全理論，它將會是人類理性的終極勝利——因為那時我們才會明白上帝的想法。」

但霍金現在在這個問題上改變了立場。最近他在新作《大設計》一書末尾宣稱：因為存在像引力這樣的法則，所以宇宙能夠「無中生有」，自發生成可以解釋宇宙為什麼存在，我們為什麼存在。「不必祈求上帝去點燃導火索使宇宙運行」。也就是說，上帝現在不再是必要的了。

科學家認為不需要上帝來創造宇宙，這聽起來當然很「唯物主義」；但是確實有許多科學家相信上帝的存在，相信上帝創造了宇宙或推動了宇宙的運行，他們也同樣作出了偉大的科學貢獻——牛頓就是典型的例子。「上帝去點燃導火索使宇宙運行」其實就是以前牛頓所說的「第一推動」。

這種狀況對於大部分西方科學家來說，並不會造成困擾。因為在具體的科學研究過程中，科學家研究的對象是已經存在著的宇宙（自然界），研究其中的現象和規律。至於「宇宙從何而來」這個問題，可以被擱置在無限遠處。正如伽利略認識到「宇宙這部大書是用數學語言寫成的」，但寫這書的仍然可以是上帝；伽利略作出了偉大的科學發現，但他本人仍然是一個虔誠的宗教徒，他的兩個女兒都當了修女。雖然教會冤枉過伽利略，但最終也給他平反昭雪了。

科學和宗教之間，其實遠不像我們以前所想像的那樣水火不相容，有時它們的關係還相當融洽。比如在「黑暗的中世紀」（現代的研究表明實際上也沒有那麼黑暗），教會保存和傳播了西方文明中古代希臘科學的火種。在現代西方社會中，一個科學家一周五天在實驗室從事科學研究，到星期天去教堂做禮拜，也是很正常的。

霍金自己改變觀點，對於霍金本人來說當然是新鮮的事情，但對於「宇宙是不是上帝創造的」這個問題來說，其實是老生常談。因為他的前後兩種觀點，都是別人早就反覆陳述和討論過的。

霍金本人在《大設計》中也沒有否認這一點，在該書第二章中，霍金花去了不小的篇幅回顧先賢們在這一問題上表達的不同看法。比如書中提到，開普勒，伽利略，笛卡爾和牛頓等人就認為自然法則是上帝的成果。而與這種觀點相反的是，後來的法國數學家拉普拉斯則排除了出現奇蹟和上帝發揮作用的可能性，他認為給定宇宙在某一時間所處的狀態，一套完全的自然法則就充分決定了它的未來和過去。

霍金選擇站在了後者一邊，他說，拉普拉斯所陳述的科學決定論（scientific determinism）是「所有現代科學的基礎，也是貫穿本書的一個重要原則」。

但是霍金拋棄上帝，認為宇宙起源可以用一種超弦理論（即所謂M理論）來解釋的想法，激起了西方一些著名學者的批評。

例如，高能物理學家羅塞爾·斯丹德（Russell Stannard）在《觀察家報》說：霍金的上述思想是一個科學主義的典型例子。科學主義者通常認為，科學是通往認知的唯一途徑，我們將完全理解所有事情，「這種說法是胡說八道，而且我認為這是一個非常危險的說法，這使得科學家變得極其傲慢。宇宙因為M理論而自發生成，那麼M理論又從哪裡來的呢？為什麼這些智慧的物理定律會存在？」

而英國前皇家學院院長、牛津大學林肯學院藥理學教授格瑞菲爾德（Lady Greenfield）也批評霍金沾沾自喜，宣稱科學可以得到所有答案，「科學總是容易自滿。……我們需要保持科學的好奇心與開放性，而不是自滿與傲慢。」她還批評說：「如果年輕人認為他們想要成為科學家，必須是一個無神論者，這將是非常恥辱的事情。很多科學家都是基督教徒。」

不過在中國公眾多年習慣的觀念中，總是將科學看作康庄大道，而將宗教信仰視為「泥潭」，所以看到霍金的「叛變」才格外興奮，以為他終於「改邪歸正」了。霍金只是改變了他的選擇——有點像原來是甲球隊的擁躉，現在改為當乙球隊的粉絲了。當然，一個著名粉絲的「叛變」也確實會引人注目。

不要主動和外來文明接觸

在第二個問題上，2009年5月份，霍金在發現頻道（Discovery Channel）上一檔以他本人名字命名的《史蒂芬·霍金的宇宙》（Stephen Hawking"s Universe）的節目中表示，他認為幾乎可以肯定，外星生命存在宇宙中許多別的地方：不僅僅只是行星上，也可能在恆星的中央，甚至是星際太空的漂浮物質上。

按照霍金給出的邏輯——這一邏輯其實也是老生常談，宇宙有1000億個銀河系，每個星系都包含幾千萬顆星體。在如此大的空間中，地球不可能是唯一進化出生命的行星。

當然，這樣的情景只是純粹假想的結果，但霍金由此提出一個嚴肅的告誡：一些生命形式可能是有智慧的，並且還具有威脅性，和這樣的物種接觸可能會為人類帶來災難性的後果。霍金說，參照我們人類自己就會發現，智慧生命有可能會發展到我們不願意遇見的階段，「我想像他們已經耗光了他們母星上的資源，可能棲居在一艘巨型太空飛船上。這樣先進的外星文明可能已經變成宇宙遊民，正在伺機征服和殖民他們到達的行星。」

由於中國公眾以前許多年來都只接觸到一邊倒的觀點——謳歌和讚美對外星文明的探索，主張積極尋找外星文明並與外星文明聯絡，所以現在聽到霍金的主張，中國的媒體和公眾都甚感驚奇。其實在這個問題上，霍金同樣只是老生常談，同樣只是「粉絲站隊」。

在西方，關於人類要不要去「招惹」外星文明的爭論，已有半個世紀以上的歷史。

主張與外星文明接觸的科學界人士，從20世紀60年代開始，推動了一系列SETI（以無線電搜尋地外文明信息）計劃和METI（主動向外星發送地球文明信息）計劃。這樣做的主要理由，是他們幻想地球人類可以通過與外星文明的接觸和交往而獲得更快的科技進步。很多年來，在科學主義的話語體系中，中國公眾只接觸到這種觀點。

而反對與外星文明交往的觀點，則更為理智冷靜，更為深思熟慮，也更以人為本。半個多世紀以來西方學者在這方面做過大量的分析和思考。比如以寫科幻作品著稱的科學家布林（D. Brin）提出猜測說，人類之所以未能發現任何地外文明的蹤跡，是因為有一種目前還不為人類所知的危險，讓所有其他外星文明都保持沉默——這被稱為「大沉默」（Great Silence）。

因為人類目前並不清楚，外星文明是否都是仁慈而友好的（卡爾·薩根就曾相信外星文明是仁慈的）。在此情形下，人類向外太空發送信息，暴露露自己在太空中的位置，就很有可能招致那些侵略性文明的攻擊。

地外文明能到達地球，一般來說它的科學技術和文明形態就會比地球文明更先進，因為我們人類還不能在宇宙中遠行，不具備找到另一文明的能力。所以一旦外星文明自己找上門來了，按照我們地球人以往的經驗，很可能是凶多吉少。

還有些人認為，外星人的思維不是地球人的思維。它們的文明既然已經很高級了，就不會像地球人那樣只知道弱肉強食。但是，我們目前所知的唯一高級文明就是地球人類，我們不從地球人的思維去推論外星人，還能從什麼基礎出發去推論呢？上面這種建立在虛無縹緲的信念上的推論，完全是一種對人類文明不負責任的態度。

而根據地球人類的經驗和思維去推論，星際文明中同樣要有對資源的爭奪，一個文明如果資源快耗竭了，又有長距離的星際航行能力，當然就要開疆拓土。這個故事就是地球上部落爭奪的星際版，道理完全一樣。

筆者的觀點是，如果地外文明存在，我們希望它們暫時不要來。我們目前只能推進人類對這方面的幻想和思考。這種幻想和思考對人類是有好處的，至少可以為未來做一點思想上的準備。但是從另一個角度來看，人類完全閉目塞聽，拒絕對外太空的任何探索，也不可取，所以人類在這個問題上有點兩難。我們的當務之急，只能是先不要主動去招惹任何地外文明，同時過好我們的每一天，盡量將地球文明建設好，以求在未來可能的星際戰爭中增加倖存下來的概率。

對地外文明的探索，表面上看是一個科學問題，但本質上不是科學問題，而是人類自己的選擇問題。我們以前的思維習慣，是只關注探索過程中的科學技術問題，而把根本問題（要不要探索）忽略不管。

在中國國內，筆者的研究團隊從2008年開始，就已經連續發表論文和文章，論證和表達了同樣的觀點，比如發表在《中國國家天文》上的2009年國際天文年特稿「人類應該在宇宙的黑暗森林中呼喊嗎？」一文中，我們就明確表達了這樣的觀點：至少在現階段，實施任何形式的METI計劃，對於人類來說肯定都是極度危險的。

「依賴模型的實在論」 ———霍金在一個根本問題上的站隊選擇

前面談及的，霍金關於宇宙是不是上帝創造的，以及我們要不要和外星文明交往這兩個問題上的最新看法，很受中外媒體的關注。其實霍金近來意義最深遠的重大表態，還不是在這兩個問題上。

在《大設計》中，霍金還深入討論了一個就科學而言具有某種終極意義的問題——和前面提到的兩個問題一樣，霍金仍然只是完成了「站隊」，並沒有提供新的立場。但是考慮到霍金「科學之神」的傳奇身份和影響，他的站隊就和千千萬萬平常人的站隊不可同日而語了。正是在這個意義上，我們認為霍金在前面兩個問題上「有可能用老生常談作出新貢獻」，而在這個我們下面就要討論的重大問題上，霍金已經不是老生常談了，因為他至少作出了新的論證。

1、金魚缸中的物理學

在《大設計》標題為「何為真實」（What Is Reality?）的第三章中，霍金從一個金魚缸開始他的論證。

假定有一個魚缸，裡面的金魚透過弧形的魚缸玻璃觀察外面的世界，現在它們中的物理學家開始發展「金魚物理學」了，它們歸納觀察到的現象，並建立起一些物理學定律，這些物理定律能夠解釋和描述金魚們透過魚缸所觀察到的外部世界，這些定律甚至還能夠正確預言外部世界的新現象——總之，完全符合我們人類現今對物理學定律的要求。

霍金相信，這些金魚的物理學定律，將和我們人類現今的物理學定律有很大不同，比如，我們看到的直線運動可能在「金魚物理學」中表現為曲線運動。

現在霍金提出的問題是：這樣的「金魚物理學」可以是正確的嗎？

按照我們以前所習慣的想法——這種想法是我們從小受教育的時候就被持續灌輸到我們腦袋中的，這樣的「金魚物理學」當然是不正確的。因為「金魚物理學」與我們今天的物理學定律相衝突，而我們今天的物理學定律被認為是「符合客觀規律的」。但我們實際上是將今天對（我們所觀察到的）外部世界的描述定義為「真實」或「客觀事實」，而將所有與我們今天不一致的描述——不管是來自金魚物理學家的還是來自前代人類物理學家的——都判定為不正確。

然而霍金問道：「我們何以得知我們擁有真正的沒被歪曲的實在圖像？……金魚的實在圖像與我們的不同，然而我們能肯定它比我們的更不真實嗎？」

這是一個非常深刻的問題，答案並不是顯而易見的。

2、霍金「依賴模型的實在論」意味著他加入了反實在論陣營

在試圖為「金魚物理學」爭取和我們人類物理學平等的地位時，霍金非常智慧地舉了托勒密和哥白尼兩種不同的宇宙模型為例。這兩個模型，一個將地球作為宇宙中心，一個將太陽作為宇宙中心，但是它們都能夠對當時人們所觀察到的外部世界進行有效的描述。霍金問道：這兩個模型哪一個是真實的？這個問題，和上面他問「金魚物理學」是否正確，其實是同構的。

儘管許多人會不假思索地回答說：托勒密是錯的，哥白尼是對的，但是霍金的答案卻並非如此。他明確指出：「那不是真的。……人們可以利用任一種圖像作為宇宙的模型。」霍金接下去舉的例子是科幻影片影片《黑客帝國》（Matrix，1999～2003）——在《黑客帝國》中，外部世界的真實性受到了顛覆性的質疑。

霍金舉這些例子到底想表達什麼想法呢？很簡單，他得出一個結論：「不存在與圖像或與理論無關的實在性概念」（There is no picture- or theory-independent concept of reality）。而且他認為這個結論「對本書非常重要」。所以他宣布，他所認同的是一種「依賴模型的實在論」（model-dependent realism）。

對此他有非常明確的概述：「一個物理理論和世界圖像是一個模型（通常具有數學性質），以及一組將這個模型的元素和觀測連接的規則。」霍金特彆強調了他所提出的「依賴模型的實在論」在科學上的基礎理論意義，視之為「一個用以解釋現代科學的框架」。

那麼霍金的「依賴模型的實在論」究竟意味著什麼呢？

這馬上讓人想到哲學史上的貝克萊主教（George Berkeley，1685～1753）——事實上霍金很快就在下文提到了貝克萊的名字——和他的名言「存在就是被感知」。非常明顯，霍金所說的理論、圖像或模型，其實就是貝克萊用以「感知」的工具或途徑。這種關聯可以從霍金「不存在與圖像或理論無關的實在性概念」的論斷得到有力支持。

在哲學上，一直存在著「實在論」和「反實在論」。前者就是我們熟悉的唯物主義信念：相信存在著一個客觀外部世界，這個世界不以人的意志為轉移，不管人類觀察、研究、理解它與否，它都同樣存在著。後者則在一定的約束下否認存在著這樣一個「純粹客觀」的外部世界。比如「只能在感知的意義上」承認有一個外部世界。現在霍金以「不存在與圖像或理論無關的實在性概念」的哲學宣言，正式加入了「反實在論」陣營。

對於一般科學家而言，在「實在論」和「反實在論」之間選擇站隊並不是必要的，隨便站在哪邊，都同樣可以進行具體的科學研究。但對於霍金這樣的「科學之神」來說，也許他認為確有選擇站隊的義務，這和他在上帝創世問題上的站隊有類似之處。他認為「不需要上帝創造世界」也許被我們視為他在向「唯物主義」靠攏，誰知《大設計》中「依賴模型的實在論」卻又更堅定地倒向「唯心主義」了。

這裡順便指出，吳忠超作為霍金著作中文版的「御用譯者」，參與了絕大部分霍金著作的中文版翻譯工作，功不可沒。

但在他提供給報紙提前發表的《大設計》部分譯文中，出現了幾個失誤。最重要的一個，是他在多處將「realism」譯作「現實主義」，特別是將「依賴模型的實在論」譯成「依賴模型的現實主義」，這很容易給讀者造成困擾。

「realism」在文學理論中確實譯作「現實主義」，但在哲學上通常的譯法應該是「實在論」，而霍金在《大設計》中討論的當然是哲學問題。在這樣的語境下將「realism」譯作「現實主義」，就有可能阻斷一般讀者理解相關背景的路徑。

又如托勒密的《至大論》（Almagest），霍金在提到這部著作時稱它為「a thirteen-book treatise」，這當然是正確的，但是譯成「一部十三冊的論文」就不妥了，宜譯為「一部十三卷的論著」。（附註：在湖南科學技術出版社2011年1月出版的《大設計》中文版中，前一個誤譯已經改正，後一個則仍其舊）

霍金的學術遺囑

《大設計》作為霍金的新作，一出版就受到了極大關注——《科學》（Science）、《自然》（Nature）等有影響力的雜誌幾乎在同一時間發表了評論文章。之所以出現這樣的情形，除了霍金所具有的媒體影響力之外，恐怕還有另一個重要的原因-——此書極有可能成為霍金留給世人的最後著作。

霍金在書中兩個被認為最為激進的觀點，在兩份書評中都受到了特別的關註：他聲稱利用量子理論證明了多宇宙的存在，我們這個宇宙只是同時從無中生出、擁有不同自然法則的多個宇宙中的一個；預言M理論作為掌管多世界法則的一種解釋，是「萬有理論」的唯一切實可行的候選。

不過，在《自然》雜誌的書評作者邁克爾·特納（Michael Turner）看來，霍金的上述論斷其實並不太具有說服力。根本原因是，多宇宙這一頗有創見的思想雖然「有可能是正確的」，但就目前而論，它卻連能否獲得科學資格都是有疑問的——不同宇宙之間無法交流，我們並不能觀測到其它宇宙，這導致多宇宙論成為一個無法被檢驗的理論。而特納認為，霍金在《大設計》中其實只是用多宇宙這一存在爭議的觀點「替代而不是回答了關於怎樣選擇和誰選擇的問題」，並沒有真正回答宇宙為什麼是「有」而不是「無」。至於霍金主張的引力讓萬物從無中生有，則是從根本上迴避了空間、時間和M理論為何如此的問題。

霍金在《大設計》書中第一頁便宣稱「哲學已死」，這一高傲的姿態也激怒了不少人士。例如《經濟學人》上的書評認為：霍金宣稱「哲學已死」，卻把自己當成了哲學家，宣布由他來回答基本問題，「這些言論與現代哲學很難作比，……霍金與莫迪納把哲學問題看成閑來無事喝茶時的消遣了」。

雖然一些人對霍金書中的觀點持有異議，但霍金本人的影響力卻是不能不承認的，用特納的話來說就是「只要是霍金，人們就願聽」，況且霍金清楚、直白、積極的表達方式還是很具煽動性的。

就本文所分析的霍金最近在三個重要問題——上帝、外星人和世界的真實性——上的站隊選擇而言，筆者認為，最有可能對人類社會產生深遠影響的是第二個問題：霍金加入了反對人類主動與外星文明交往的陣營。就筆者所知，他可能是迄今為止加入這一陣營的最「大牌」的科學家。考慮到霍金的影響力，儘管這也不是他的創新，但很可能成為他對人類文明作出的最大貢獻。

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