海森堡丨科學與宗教

思想與社會 發佈 2024-04-09T04:30:12.090125+00:00

維爾納·海森堡(1901-1976)出生於德國維爾茨堡,榮獲德國慕尼黑大學理論物理學博士學位。他因提出開創性的「測不準原理」(又稱「海森堡不確定性原理」)而聞名於世,並於1932年獲得諾貝爾物理學獎。二戰後他被任命為馬克斯·普朗克物理和天文物理研究所主任。

維爾納·海森堡(1901-1976)出生於德國維爾茨堡,榮獲德國慕尼黑大學理論物理學博士學位。他因提出開創性的「測不準原理」(又稱「海森堡不確定性原理」)而聞名於世,並於1932年獲得諾貝爾物理學獎。二戰後他被任命為馬克斯·普朗克物理和天文物理研究所主任。本文選自海森堡《物理學與哲學:現代科學的發展》中的一篇文章 ---《物理學和超越》。


索爾維會議期間的一個晚上,幾個年輕會員待在賓館的休息室里。其中包括沃爾夫岡·泡利和我,很快保羅·狄拉克也加入進來。其中一個說道:「愛因斯坦一直在講上帝:這該怎麼理解呢?像愛因斯坦這樣的科學家能有這麼強的宗教情節,這真是很難想像。」


「與其說愛因斯坦如此,還不如說馬克斯·普朗克如此。」有人反駁道。「普朗克的言語給人的感覺是,他認為宗教和科學並不矛盾,實際上他認為二者很兼容」。


他們也問及我就普朗克對這一話題觀點的了解以及我個人的看法。我與普朗克僅交談過幾次,大多與物理學有關,沒談過什麼通俗話題。但我熟悉普朗克的幾位密友,他們告訴了我很多普朗克的想法。


「我認為",我肯定是這樣回答的,「普朗克之所以認為宗教與科學是相互包容的,是因為在他看來,這二者指的是現實中不同的方面。科學所研究的是客觀的物質世界。它幫助我們對客觀現實形成準確的評價,理解內部聯繫。另一方面,宗教討論的是一種價值。它考慮的是應該是什麼或我們應當做什麼,而不是究竟是什麼。在科學的世界中,我們關注的是揭示真假;在宗教的範疇內,我們討論的是善惡貴賤。科學是技術之本,宗教是道德的基石。」 簡而言之,科學與宗教的衝突從十八世紀起就不斷加劇,這可能是源自一種誤解,更確切地說是宗教想像和寓言與科學性陳述之間的矛盾。不用說,爭論的結果沒有任何意義。我從父母親那裡就清楚的認識到,這種觀點將這兩個領域與世界的主客觀方面分別聯繫起來。可以說,科學是我們面對、討論的方式,是現實的客觀一面。另一方面,宗教信仰反映了主觀決定,這些決定幫助我們選擇自己行為處事的標準。必須承認的是,我們通常都是根據自身所屬群體的態度來做決定的,這個群體可以是我們的家庭、國家或文化。


沃爾夫岡也有和我同樣的擔憂。「所有必然以眼淚作為終結,」他說。「在宗教產生的萌芽時期,某一特定群體的認知符合某一精神框架,這在很大程度上是以宗教價值觀念為基礎的。該精神框架其自身必須能被該群體中最普通的成員理解,即使其寓意和意象在基本價值和觀點方面所傳達的並不比他們內心潛在的價值觀念中最有價值的暗示更多。但是如果該成員自己就是依靠這些價值來生活的,那麼他就不得不確信這精神框架涵蓋了其社會的全部智慧。因為「有信仰」對他來說並不意味著「理所當然」,而是在已接受的價值觀中「相信引導」。這就是為什麼每當新的知識威脅要推翻舊的精神形式時社會就會處在危險之中。認識和信仰的完全分離最多只能是一個應急措施,暫時發揮了一些安慰作用。比如,在西方文化中,我們在不遠的將來很可能到達某一點,這時舊宗教的寓意和意象即使對普通人也會喪失說服力;當那發生時,恐怕所有這些舊的倫理道德都會像空中樓閣般轟然倒塌,而且將會產生難以想像的恐怖效應。簡言之,我無法完全認可普蘭克的哲學思想,即使這種思想是符合邏輯的,即使我尊重該思想所展現的人性態度。


愛因斯坦的設想與我的更為相近。他的上帝觀以某種方式存在於大自然永恆的規律中。愛因斯坦有一種對事物中心規則的感知。他能在自然規律的質樸中察覺到這一感知。我們可以認為他在發現相對論時強烈並直接地體會到這種質樸。誠然,這與宗教的內容相距甚遠。我並不認為愛因斯坦被任何宗教傳統束縛,我寧願相信他完全無關於這種個人上帝觀。但是就他(愛因斯坦)而言,科學與宗教是不能分離的:這種中心規則是主觀也是客觀範疇的一部分,這一點提醒我這是一個更好的起始點。


「什麼的起始點?」我問道。「如果你認為一個人對於這種中心規則的態度純粹是個人問題,那麼你可能會同意愛因斯坦的看法,但之後你也必須承認在這一觀點之後一切便戛然而止了。


「也許的確如此,」沃爾夫岡回答道。「在過去兩個世紀中科學的發展無疑已經改變了人們的思維,甚至是西方基督教世界的以外地區也是如此。因此物理學家們的想法至關重要。而且恰恰正是「主觀世界依據嚴格的因果法則在時間和空間上運轉」這一觀點在科學與各種宗教的精神構架產生了尖銳的矛盾。如果科學的發展超越了這一嚴格的觀點——這已經在相對論中有所體現並且有可能隨量子論有進一步的發展——那麼科學與宗教想要表達內容之間的關係將會再次變化。也許科學,在過去的三十年中通過揭示新關係的存在,能夠使我們產生更深層次的思考。比如,尼爾斯•玻爾認為對於詮釋量子論是十分重要的「互補性」這一概念。哲學家是不可能不知道的,即使他們沒有簡明扼要地表達這一點。但是,表面上這一概念在精密科學中的出現構成了決定性的變化:「物體與我們對其觀察的方式是完全獨立的」這種觀點只是一種抽象推斷,在自然界中沒有對應體。在亞洲哲學與東方宗教中,我們發現了純粹主觀認知的互補觀點,它面對的並非是客觀。這個觀點同時也將證明一個抽象推斷,對應著非精神或者精神病症方面的現實。如果我們考慮的更廣闊些,未來我們可能將被迫在這些極端之間謀求平衡和中立,也許就是玻爾所述的互補性概念的狀態。適應這種思維方式的任何科學將不僅更容易接納不同的宗教形式,而且為擁有更廣闊的整體觀,價值觀的世界也做出了貢獻。


這時,保羅·狄拉克加入了我們的討論。保羅·狄拉克當時剛滿二十五歲,還不怎麼懂得寬容。「我不知道為什麼要討論宗教,」他反對道:「如果必須講實話——當然作為科學家必須如此——我們必須承認宗教只是一堆謬論,沒有任何事實依據。上帝這一概念只不過是人類想像出來的罷了。與現代人相比,原始人需要面對更為強大的自然力,所以他們在恐懼顫慄之下將這些力量人格化,也是可以理解的。但是現在,了解了這麼多自然過程,就不需要這樣做了。我這輩子也搞不懂萬能上帝的箴言是如何幫助我們的。我只知道,這一假設產生了很多毫無意義的問題,比如,為什麼上帝會允許這麼多苦難和不公正的發生,富人剝削窮人,還有一些他本能阻止的醜惡之事。如果宗教的學說還是繼續被傳授,那絕不是因為它使我們信服,而僅僅是因為有些人想讓下層社會的人乖乖聽話。聽話的人總是比大聲吵嚷發泄不滿的人要好管理。他們也更容易被剝削。宗教像是一種鴉片,讓一個國家陷入美妙的夢境之中,讓他們忘記了統治者對他們犯下的種種不公正的罪行。所以國家和教會這量大政治勢力才會結尾緊密的盟友。國家和教會都需要一種幻想,仁慈的上帝——不是在地上,就是在天上——會獎賞那些從不反對不公正的人,那些默默地完成自己義務不會抱怨的人。這也就是為什麼上帝只是人類想像力產物這一實在的言論會被標榜為最不可饒恕的罪惡。


你只是從宗教在政治上被濫用這個角度評判宗教,我反對道,「既然這世界的大部分東西都可以濫用——就連你最近提出的共產主義思想也是如此——那麼所有這樣的評判都是不能接受的。畢竟,人類社會到處都有,他們就必然需要一種共同的語言來討論生命與死亡,還有決定命運的事物。在追尋共同語言的歷史進程中形成的這種精神模式一定擁有非常強大的說服力,否則它是如何被人相信了數百年?宗教並不是這麼簡單就能被駁倒的。可能你會說其他不信仰上帝的宗教,比如古代中國人就是如此。」


原則上講,我討厭宗教神話,」狄拉克回答道,「只是因為不同宗教見的神話相互矛盾。畢竟,我出生在歐洲而不是亞洲,這純屬巧合,而且也沒有任何標準可以評判什麼是真實的,什麼是我應該相信的。我只相信事實。只要是正確的,我就會結合自身所處的環境進行理性推斷:我和其他人一起生活在這個社會中,原則上,我必須擁有自己聲稱的那些權利。我必須嘗試著打破平衡;其他什麼都不要問。我們主宰自己生命所能利用的這些關於上帝的意志、關於罪惡與悔改、以及另一個世界的言論,都不過是用來掩飾嚴肅現實的工具。信仰上帝不過是促使我們聽從上帝的意志去服從上層的領導,這種思想完美地維持了過去的社會結構,卻不適用於當今的社會結構了。你所說的其他內容以及類似的觀點我都無法接受。生命,就像我們所說所做的,與科學一樣:我們遇到困難,就必須將其解決。我們一次只能解決一個問題;你所說的其他內容不過是在上層精神建築上又添了幾筆罷了。


討論繼續進行。我們都驚訝地注意到沃爾夫岡一直保持著沉默。他時而拉長臉,時而不友好地微微一笑,卻一言不發。最後,我們不得不要求他告訴我們他的想法。他似乎有點驚訝,說:「其實,我們的朋友狄拉克也有宗教信仰,其綱領是:『沒有上帝,狄拉克就是神的先知。』」我們全笑了,包括狄拉克。我們在酒店大堂的夜晚時光就這樣告一段落了。過了一段時間,好像是在哥本哈根吧,我跟尼爾斯講了這場談話。他立刻為我們這個圈子中最年輕的成員辯護,「我認為保羅很了不起,」他說道,「保羅堅定地捍衛所有能被語言清晰並有邏輯表達的東西。他認為,凡能被表述的就能說清楚——或者,正如維根斯坦所言,「凡不能說的,就應保持沉默」。狄拉克發給我的手稿,永遠都是那麼乾淨整潔、毫無錯誤,光是看看就能產生審美愉悅。如果我建議作出哪怕微小的改動,保羅都會非常不開心,而且通常一字不改。但不論怎麼說,他的作品非常出彩。最近,我倆去了一個展覽,馬奈創作的恢弘的灰藍色海景也在其中。畫的前景是艘船,旁邊的水裡有一粒暗灰色的斑點,意義不明。狄拉克說,「這斑點不可容忍。」這樣看待藝術挺奇怪,不過他也許是對的。好的藝術作品,和好的科學作品一樣,每個細節都必須是明確的;不能有意外。


「然而,宗教完全是另一回事。我的感覺和狄拉克一樣:人格化的上帝於我而言是陌生的。但我們應當記住宗教使用的語言和科學語言非常不同。與科學的語言相比,宗教語言更接近詩歌語言。確實,我們傾向於認為,科學表述客觀事實,詩歌表述主觀感受。因此,我們有這樣的結論,如果宗教真的講述了客觀真理,那它應該採用和科學一樣的真理標準。但我自己發現,對世界進行主客觀劃分,其實非常隨意。宗教多年來藉由圖像、寓言和悖論來言說,這只能表明沒有別的方式可以理解它們指示的現實。但卻並不意味著宗教不存在真實性。將這一現實分割為客觀和主觀兩塊,並不會幫助我們了解更多。


這就是為什麼我認為過去幾十年的物理學進展是思維的極大解放,這些進展表明了「客觀」和「主觀」這樣的概念,是多麼問題重重。這一切始自相對論。過去,「兩件事同時發生」這樣的陳述被看作客觀論斷,可以簡單地被傳達,可以經受任何觀察者的檢驗。今天,我們知道,「同時」包含著主觀因素,因為在靜止的觀察者看來是同時發生的兩件事,在運動的觀察者看來未必同時。然而,相對性的描述也是客觀的,因為每個觀察者都可以經由計算推斷出其他觀察者即將或已經察覺的。儘管如此,自客觀描述的古典理想以來,我們已經取得了很大進展。


在量子機制中,對這種理想的背離則更加激進。我們仍然可以使用經典物理學的客觀語言去描述可觀察事實。例如,我們可以說照相底片變黑了,或者小雲滴成形了。但是我們無法描述原子。我們基於發現作出的預測取決於我們提出實驗問題的方式,對此,觀察者可以自由選擇。自然地,無論觀察者是一個人,或是一個動物,甚至是一件儀器都沒有區別,但是這樣一來就無法在不提及觀察者或者觀察方法的情況下做出預測。在這種意義上,可以說每一個物理過程都同時具有客觀和主觀的特徵。如我們今天所知的那樣,19世紀科學的客觀世界是一個理想的,極限的情況,但這不是所有的真相。無可否認,即便在未來的現實中,我們也必須區分客觀與主觀,並為它們劃分好界限。但是如何劃分可能取決於看問題的方式;某種程度上,可以任意選取任何方式。因此我非常能夠理解為什麼我們不能用客觀的語言講述宗教內容。事實上,不同的宗教試圖用截然不同的精神形式表達宗教內容。也許我們應該將這些不同看成是一種互補的描述,雖然他們互相排斥,但需要通過這些不同的宗教形式去傳遞人類與中心次序關係豐富的可能性。


我問他,「如果你將宗教、科學和藝術的語言區分得如此清晰,那麼對於『有活的上帝(There is a living God)』或『有不死靈魂(There is an immortal soul)』這樣的邏輯陳述,你賦予何種意義呢?在這種語言中,「有」是什麼意思呢?像迪拉克一樣,科學反對這種公式化表述。我用接下來這個類比來說明這個問題的認識論方面:


「正如大家所知,數學家使用一個虛數單位-1的平方根,並將它命名為'i』。我們知道i不屬於自然數。然而,數學領域的重要分支,例如解析函數的理論就以這個虛數單位為基礎,也就是說,是基於「√-1存在」這一事實。你是否同意如下陳述:「引入√-1的概念僅為了極大的簡化一些重要的數學關係的表述」但是即便沒有它,這些數學關係仍然存在。這就是為什麼這種類型的數學在科學和技術中如此有用。更具決定性的是,例如在函數論中,存在著控制某對連續變量行為的重要數學定律。引入√-1的抽象概念使得這些關係更容易理解,即使這個概念並不是我們理解所需的基本條件,而且也無法在自然數中找到它的對應物。一個類似的抽象概念是無窮,它在現代數學中也起著重要的作用。無窮也沒有對應物,而且進一步更是提出重大問題。簡單來說,數學引入了更高等級的抽象,從而幫助我們順暢地理解更廣泛的範圍。回到我們最初的問題,能否將宗教的「有」看作一種為達到較高抽象層次而作的嘗試?一種幫助我們理解普遍聯繫的嘗試?歸根結底,無論我們試圖將這些聯繫納入何種精神形式,這些聯繫本身是真實的。


「就這個問題的認識論方面,你的比喻有可能解釋得通,」波爾答道。「但別的方面就不夠恰當。在數學上我們能跟敘述的內容保持內心的距離。但歸根到底,數學是一個腦力遊戲,我們可以選擇玩或者不玩。另一方面,宗教涉及我們自身,涉及我們的生存和死亡;它的許諾意在控制我們的行為,從而至少間接地支配我們的存在。我們不能只從外部冷淡地看待它。另外,我們對宗教問題的態度與我們對社會的態度密不可分。雖然宗教過去是作為特定人類社會的精神結構而出現的,但縱觀人類歷史,它是否始終是最強大的社會塑造力量,或者說,是否社會一旦形成,就發展出新的精神結構,並將其改造得適合社會特定的知識水平,這些都頗有爭議。如今,個體似乎能選擇自己思想的精神框架並相當自由地行事,這種自由反映了一種事實,即不同文化和社會之間的邊界開始變得越來越模糊。但即使個體努力獲得最大可能程度上的獨立自主,他也仍會受到現有精神結構的影響——有意識地或無意識地。他也一定要向社會其他成員談到生活和死亡和人的境況;他必須依照那個社會的規範教育自己的孩子,以適應社會生活。認識論上的詭辯不可能幫助他達到這些目的。對特定宗教精神內容的批判思考,和深思熟慮後接受這些內容而產生的行動,這兩者是互補關係。同時,這種接受,如果是有意識地形成的,會使個體擁有十分堅強的意志,幫助他戰勝懷疑;如果他不得不受苦,這種接受能給他以某種慰藉,某種只有被包羅萬象的最高存在所庇護才能有的慰藉。在這種意義上,宗教使社會生活更和諧;宗教最重要的任務在於,以寓意和意象的形式提醒我們,我們的生命屬於更廣闊的世界的一部分。」


「你一直提到個體的自由選擇,」我說,「你還拿它與原子物理學家可自行安排實驗的行為相比較。如今的古典物理學家沒有這種自由。那是否意味著現代物理學的特徵對意志自由有更直接的影響?如你所知,原子活動不確定性常作為論據來支持自由意志和神的干預。」


我相信,這全部的看法都基於一個簡單的誤會,更確切地說,是基於問題的混淆,在我看來,這影響了以不同但互補的方式看待事物。我們講到自由意志時,往往是指一種我們必須做決定的情況。這種情況與我們分析自身行為的動機,甚至研究生理過程,例如人腦中的電化學過程,都互無關聯。換句話說,他們是互補的,所以,無論事件完全由自然定律決定,還是只符合統計學,對於自由意志的問題都沒有直接影響。自然地,我們看待事物的不同方式必須長期相配合,即,我們必須能辨別出他們是同一現實中互不矛盾的部分,儘管我們現在還不能做到十分精確。當我們提到神的干預時,顯然不是指某個事件由科學決定,而是指此事件與其他事件或者人類思維之間有意義的聯繫。既然這種智力聯繫和科學的因果關係一樣是現實的一部分;那如果我們把它單獨歸於現實的主觀面,也太過簡單粗暴了。在自然科學中也出現類似的情形。對於有些著名的生物關係,我們不描述其因果,只描述其終極目的。我們只需考慮受傷有機體的癒合過程。終極目的論的闡釋跟建立在物理化學或者原子能法則上的闡釋是典型的互補關係;也就是說,在一個案例里,我們問是否過程導致了想要的結果,有機體恢復正常;在另一個案例里,我們問及決定分子過程的因果鏈條。這兩種描述互不相容,但不一定相對立。我們有充分的理由認為,就像量子力學法則在無生命之物中有效一樣,它在有生命的有機體中也能被證明是有效的。綜上所述,終極目的論的描述絕對有效。我認為,如果要說原子物理的發展教會了我們什麼,那就是我們必須學會比過去更敏銳地思考。


我反對道:「我們總是退回到宗教的認識論方面,但狄拉克對宗教的攻擊目標主要在道德方面。狄拉克尤其不贊同常與宗教思想相伴隨的不誠實和自我欺騙。由於這種厭惡,他變成了狂熱的理性主義捍衛者,而我有種感覺,理性主義是不夠的。」


「我認為狄拉克做得很好,」尼爾斯說,「他強烈警告你們防備自我欺騙和內心矛盾的危險;但沃爾夫岡也同樣正確,他以開玩笑的方式提醒狄拉克注意,完全逃脫這種危險異常艱難。」尼爾斯以一個故事結束了對話,他喜歡在這種場合下講述這樣的故事:「我們在齊斯維德的一個鄰居曾經在他的房門上釘了個馬蹄鐵。一個我們共同的熟人問他:『你真的迷信嗎?你真心相信這個馬蹄鐵能給你帶來好運?』他回答,『當然不信;但他們說,即使你不信,這樣做也有用。』」


參考文獻

From Physics and Beyond, By Werner Heisenberg, (Harper & Row, 1971). Republished in Physics and Philosophy: The Evolution In Modern Science by Werner Heisenberg, (Harper Perrennial, 2007).

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