[智悲翻译]宇宙新说(上)

——以量子物理为基础,将生命置于决定地位的生物中心论(上)

 

A New Theory of the Universe Biocentrism builds on quantum physics by putting life into the equation

 

作者:罗伯特•兰萨

By Robert Lanza

y140704-01

作者简介:

罗伯特•兰萨先生是美国先进细胞技术公司的科学研发副总裁,并在威克弗里斯特(Wake Forest)大学医学院任教授。他撰写了20本科学著作,并获得由《连线》杂志颁发的医学“狂欢”奖,以及由《新英格兰技术学报》评选的大众高科技“全明星”奖。

 

某个晚上,我正和一位诗人朋友观赏一部在帐篷中弧光灯照耀下表演的歌剧。他突然碰了碰我的胳膊,并示意我看向远处,只见一只巨大的天蚕蛾在夜色的背景下飞舞着,它完全不顾演员们变换的身姿,固执地从一盏灯扑向另一盏灯。“它并不知道,”我的朋友兴奋地低声说,“它正在穿越另一个陌生的宇宙,这里的光亮并不能让它看到我们的世界,它正处于另一出剧目中;看不到、也不知道我们的存在。或许,同样的事情此刻也正发生在我们身上。”

——洛伦•艾斯利(Loren Eiseley)

 

总体来说,世界并不像教科书上描述的那般。前不久的一个晚上,当我穿过我居住的那个小岛的堤岸时,我更深刻地意识到了这一点。当时,湖面黑暗且寂静无声。在路的一边却有几只奇怪的发着光的小东西,这吸引了我的注意力,我蹲下来,借助手电光去观察其中的一个。原来它是一只萤火虫,属于欧洲甲虫的夜光虫属。他那一节一节小小的椭圆形身体非常原始——就像刚刚从五亿年前寒武纪时代的海里爬出来的三叶虫。而此刻,我和这个小昆虫,如此不同的两种生物就这样进入了彼此的世界。后来,它不再发出淡绿色的光,而我,也关掉了手电筒。

 

我想知道,存在于我和这只萤火虫之间的相互作用,与存在于宇宙中其他任何两个物体之间的是否不同。这只原始的小昆虫只是另一堆原子的集合体吗?——由蛋白质和分子组成,飞行旋转着,就像行星围绕着太阳运动?科学曾经把生命降低到机械论的逻辑,然而,这种无翅小甲虫,作为一个生命体,是否创造了属于它自己的物理现实?

 

物理学和化学定律可以解释生命系统的生物学过程,我也可以很详细地背出动物细胞的化学基础和细胞结构,例如氧化、生理代谢、所有碳水化合物和氨基酸的形式。但是除了这些生物化学功能的总和之外,在这个发光的小甲虫身上还存有着更多的东西。对生命的完整认识,不可能通过借助显微镜观察细胞和分子而得到。我们还应该知道,物质的身体不能与动物的生命,以及协调感知和经历二者的架构相分离。事实上,这个小生命很可能就是它自己所在的现实的中心,如同“我”是我的中心一样。

 

小甲虫并没有挪动,但它具有感觉细胞,能将信号传输给脑细胞。也许这种小生物太原始,以至于它无法收集到足够的数据,精确地定位我的位置。或许,在它的世界中,我的存在只不过局限于一种感知:一个毛乎乎的大暗影,在空中稳稳地托着手电的光。我并不能肯定这一点,但当我起身离开时,我能确定的是,我消散于围绕着那只萤火虫的小世界的“几率之雾”中(译者注:“haze of probability”,本文中对未被某个个体生命所感知到的事物的“状态”的描述。作者认为,此时,对这个个体而言,这类事物只是一种“存在的可能性[几率]”。详尽论述下文中可见。量子力学中,微观粒子的状态用“波函数”,即“几率波”[waves of probability]来描述。波函数在空间各个点的“振幅”,给出粒子在相应点被观测到的几率,因此,波函数振幅在空间的分布,可以看成是粒子在空间中“被观测到”,或“存在”的几率分布函数。对电子,特别是原子中的电子,常使用“电子云” [cloud of electrons]来形象地称呼这种几率分布函数,它们一般像一团具有规则几何形状[如球形、哑铃型等]的“云雾”,“笼罩”着原子核)。

 

我们的科学无法认知生命中的那些特殊属性,这些属性使得生命对物质现实具有基础意义。这种世界观——生物中心论认为,我们称之为意识的主观体验,是与之相联系的物理过程的中心。这是一个极为神秘的概念,也是我毕生所求的奥秘。当我试图解决大自然的最大的难题之一——即上个世纪其他学科所探索的万有理论时,所得出的结论是:生物学应被置于其他学科之上。这样一个理论可以统合所有已知的现象,使得科学能够对自然或“实在”提供全面的解释。

 

在对科学和世界的理解上,我们需要一次革新。生活在一个科学主导的时代,我们已经变得越来越相信某种客观的存在,某种实证性的“实在”,并追求对这种实在的百分百的理解。人类基因组被成功破解的宣称,被认为已接近了对宇宙大爆炸的理解,这将部分的陶醉感赋予了我们对圆满的渴望。

 

但这只是自欺欺人。

 

这些包罗万象的理论中的大多数,都只不过是这样一些老路子,即,没有考虑到一个关键因素:它们是由我们人创造的。是作为生物的人进行观察,对观察结果进行定义,并依此创造出理论。科学尚没有成功地面对那个有关存在的最熟悉、又最神秘的因素——意识经验。正如爱默生(Emerson)在一篇针对他那个时代的肤浅实证主义的文章——《论经验》(Experience)中所说的:“我们已经知道我们仅仅是间接、而不是直接地在‘看’,我们没办法修正我们所具有的这些‘有色’和扭曲的镜头,或计算它们的误差范围。或许这些主观镜头有神奇的创造性力量;或许客观对象根本就不存在。”

 

乍看之下,生物学似乎不太可能成为一种宇宙新理论之源。但是,当生物学家们相信,他们发现了胚胎干细胞形式的“普适细胞”,以及当像史蒂芬•霍金这样的宇宙学家们预测,宇宙统一理论可能会在接下来的二十年内被发现时,难道生物学不应该寻求去统一现有的关于物理世界和关于生命世界的理论吗?还有哪一个学科可以担当此任呢?生物学应该是科学研究的第一个也是最后一个门类。由我们人类自己创造、用以理解宇宙的自然科学所揭示的,正是我们自身的本性。从最久远的时代,哲学家们就已经认识到了意识的首要性——因为所有关于“存在”的真理和原理无不开始于个体意识或自我。正如笛卡尔的名言所说:“我思,故我在。”除了笛卡尔——他将哲学带入了现代的纪元,还有很多哲学家延续了这一主张,例如:康德、莱布尼茨、贝克莱主教、叔本华和柏格森等等。

 

我们未能阻止科学向自然界的推测性的延伸,并持续不断地将一些物理和数学特征赋予某些不可测量的假想对象。19世纪的“以太”,爱因斯坦的“时空”,以及近几十年出现的“弦理论”,这种理论假定了在不同的领域所展现的新维度,不仅在“弦”上,而且在沿着宇宙小路闪烁着微光的“泡泡”(译者注:“泡泡”是弦理论中一个概念,与宇宙模型有关)之中也是如此。——所有这些都是以上所说的“推测”的例子。确实,看不到的维度(在某些理论中甚至达上百个)现在被设想为无处不在,某些维度在空间中的每一个点,都如同苏打水吸管那样盘旋而上。

 

今天物理理论的关注点已经偏离了科学的目的,它冷酷地对一切持怀疑态度。现代物理已经变成了类似斯威夫特的天空之城,像个孤岛荒诞地飞翔在地球上空,却对它下方的地球置之不理。当科学试图通过增加或减少宇宙维度的方式来解决其自身矛盾时(如同在大富翁游戏中的房屋),我们便很有必要重新审视我们的信条,并认识到,系统中的不完美或许正是为了让生命中的神秘得以更直接地暴露出来。

 

宇宙中的迫切和首要问题,都已经被那些试图用大统一理论来解释万法之源的物理学家们研究过。尽管这些理论看起来是如此富有魅力和让人兴奋,但对生命所具有的“认识”的核心秘密,他们的做法即使不是一种颠倒,也是一种逃避,这一核心秘密就是:宇宙法则的创建在某种意义上说,只不过是为了产生一个观察者。而较此更为重要的是,在很大程度上,是观察者“创造”了实在,而不是相反。承认这一观点,会导致一个整合我们对世界认识的单一理论。

 

现代科学并不能解释,为什么物理学定律是如此精确的“平衡”,从而保证了具有生命的生物的存在。例如,假定大爆炸能量增强十亿分之一,它就会外冲得过于急速,从而导致银河系无法形成,继而使得生命无法诞生。如果核子间的强相互作用减少百分之二,原子的核就不能聚集在一起,氢就成了宇宙中的唯一原子。如果万有引力作用减弱,那么星球(包括太阳)就不会发光。这里仅列举了存在于太阳系中二百多个物理参数中的三个,由此可见,宇宙其实是处于一个极其精确的状态,而没有半点随机的成分。事实上,正因为缺乏科学解释,才使得这些事实被勉强说成是智能设计。

 

没有感知,就没有实在。万物的存在皆是因为被你、我或其他生物所感知,感知的方式还会进一步影响现实。即使是时间本身,也包含在生物中心论的范围内。我们关于时间向前流逝的感觉,其实是源自于数量无限多的抉择,它们仅仅“看似”为一条连续平滑的路径。在每一个瞬间,我们是处在一个被称为“箭”或“飞矢”悖论的边缘,这个悖论最早在2500年前由埃利亚哲学家芝诺提出。他论证说,任何物体都不能同时存在于两个位置。基于这一合乎逻辑的前提,其结论必然是,一支箭在空中飞行时,每个瞬间只能处于一个位置。但是如果只能存在于一个位置,那它就是静止的。因此,箭在它飞行中的每一个瞬间都是静止的。所以,从逻辑上说,运动就成为不可能。但是,运动真的不可能吗?或者说,是否这种分析可以证明,时间的向前流动并不是外部世界的特征,而只是我们内在的某种东西的投射?时间并不是绝对现实,而只是我们知觉的一个侧面?

 

这一悖论处于20世纪物理学所发生的伟大革命之一的核心,这一革命尚未影响我们对世界的理解,也没有确定意识在决定实在的本质时所起到的作用。量子物理中的测不准原理远比它的名字本身更为深刻。这一原理表明:我们时时刻刻都在做选择,以决定从哪一个角度理解世界。在每一个给定时刻,我们都无法同时精确地确定一个量子粒子的运动和位置——我们只能选择其中之一。因此,在确定某个粒子特定时刻的行为时,观察者的意识便起了决定性的作用。

 

量子物理中的不确定性对爱因斯坦所提出的时空假设的威胁使他倍感沮丧,时空概念看起来与量子物理所发现的世界并不一致。当爱因斯坦证明,没有绝对的“现在”,这就意味着观察者们可以以不同的方式将现实划分为过去、现在和未来,每一部分都具有同等的实在。但问题是,真正被划分的又是什么呢?

 

时间和空间并不能像物品一样被放到实验室的罐子里,供人们去分析。事实上,时间和空间应该归入生物学的范畴——是动物感官的感知——而不是物理学。它们具有意识和语言的特征,人类和动物正是以此对自己的世界进行表述。当物理学家试图赋予时间和空间以物理、数学或其他特征时,此种冒险行为已超出了他们的学科所适用的范围——已经超出了物质现象和规律的界限。

 

让我们再回到先前得到的启示:我们是会思考的动物,物质世界是我们的意识活动持续地对现实做定义和再定义的难以捉摸的基质。在某种程度上可以说,正是意识自身的活动——它源自于我们的生物自我,创造了世界。为了认识到这一点,我们必需对我们曾甚为珍爱的时空概念,以及对外部现实的固有认知保持怀疑。

 

尽管已研制出诸如含有足以绕地球16圈长的铌钛丝的超导超级对撞机,但我们对宇宙的理解,仍然不比第一批原始人多多少,当时,这些原始人刚刚具有了足够完备的意识去进行思考。宇宙从哪里来?为什么宇宙会存在?为什么我们会在这儿?曾经,我们相信世界是安放在海龟背上的一个大圆球;后来,一个童话中的宇宙没有任何来源地出现并且向虚无扩展。某个时代曾经认为,是天使把星球们推来推去;而另一个时代却相信,所有事物的出现只不过是一个偶发事件。而现在,我们只不过把驮着世界的海龟又换成了大爆炸。

 

我们就像洛伦•艾斯利的飞蛾,莽撞地从一盏灯扑向另一盏,却无暇顾及正在帐篷内上演的精彩歌剧。现在,让我们把目光转向现代科学的实验发现吧,这些发现终于让我们认识到,每时每刻,在现实被“创建”的过程中,我们所扮演的角色。意识不能脱离生命而存在,生物体令行使“创造”的感知功能得以实现。因此,如果我们想理解周围的世界,就必须求助于生命逻辑,求助于生物学逻辑。

 

在我们的生活中,时间和空间被认为是最“理所当然”的两个概念。我们一直被教导说,它们是可测量的,存在且真实。并且,在我们生活中的每一天,这种观念都在被强化着。

 

大多数人们都没有抽象地思考过时间和空间的问题。在我们的生命中,它们就像走路和呼吸一样平常,以至于对它们的审视会显得有些小题大作。事实上,很多人认为以抽象分析的方式去讨论时间和空间是一件很愚蠢的事。诸如“时间存在吗?”这样的问题几乎就像是哲学泡沫。毕竟,时钟仍在滴滴答答地走着,一年年地过去,我们日益苍老,然后离世。难道时间不正是我们唯一能确定的事情吗?和时间类似,同样不协调的是空间是否存在的问题。我们会想当然地回答说:“空间当然存在!”“因为我们正生存于其中。我们在此活动,行驶,建房,并对它进行测量。”

 

时空的概念似乎并不难讨论。有时你会觉得自己的时间或空间不够用——比如上班迟到,或者身处拥挤的地铁车厢——这都非常的显而易见:“太拥挤了让我不舒服。迟到的话老板会杀了我!”但把时空的概念作为我们理解力和意识的来源时,它就变得抽象了。我们的日常经验对此没有提供任何线索。而且,生活一直在告诉我们,时间和空间是外在并且是永恒的实在。它们和尘世间的所有经验联系在一起,并且远比生活本身更为重要。它们超越了人们的体验。

 

我们是动物界中这样的一员,有组织,相互关联。我们利用日期和地点来定义自己和他人的经历或经验。历史在描述过去时,总是要将人物和事件安放在时空的框架中。大爆炸、地质学和进化论等科学理论中也渗透着时空的逻辑。对我们的每个行为和每个时刻,空间和时间都是必不可少的。把我们自身看做是时间和空间的创造者,而不是它们的“臣民”,会和我们的常识、生活经验和所受的教育相悖。接受把时空看作动物的感官知觉的观点,对每个人来说都会是认识上的根本性转变,因为它的含意实在是太异乎寻常了。

 

然而我们都知道,时间和空间并不是物体——不能被我们观看、感觉、品尝、触摸或嗅到。它们是无形的,就像重力一样。实际上,它们只是我们用来解释和理解的模式,即,将感觉塑造成多维对象的动物思维逻辑的一部分。

 

我们总是生活在时间的边缘。明天即将到来但还没有到来,所有发生在此时之前的事情都已成了宇宙历史的一部分,永远成为了过去。起码我们是这样认为的。

 

想象一下,时间每分每秒都在不停地向未来走着,而我们就在此处,活在时间的每一个时刻的边缘,这是多么不可思议!如果我们把从时间的起始点开始,已经流逝的每一小时、每一天都想象成一把椅子,并将它们一把接着一把地摞起来,然后你自己坐到最顶端的那一把椅子之上。科学还不能解释我们为什么会在这里、为什么会存在。根据现今物理中心论的世界观,对此的回答是,这仅仅是一次意外,仅仅是一个无限大分之一的小几率事件。统计学中位于时间顶端或极限的几率是极小的,小到没有任何意义。然而这恰恰又是人们的意识感知时间的方式。

 

按经典科学理论,人们把所有的事物都置于连续的时间和空间当中。宇宙已经有150到200亿年的年龄;而地球的年龄大概50~60亿年。直立人在400万年前就出现了,但他们花了350万年才发现了火,又花了49万年才发明了农业,等等,诸如此类。在机械论的宇宙模型(正如牛顿、爱因斯坦、达尔文所描述的那样)中,时间就是对事件进行刻画的一支箭。然而,现实却更像一台留声机。听一段古老的录音并不会改变原本的记录,但你听到的是哪一段乐曲,却取决于你把唱针放在什么位置。这就是我们所说的现在。你正在听的那段歌曲之前和之后的音乐,就相当于我们所称的过去和未来。

 

以这种方式延伸一下我们的思维,就能想象得到,就像唱片中的记录不会消失一样,自然界中的每一个时刻和每一天都会永远存在。所有的“现在”(或唱片中所有的歌曲)都是同时存在的,尽管我们只能一个片段一个片段地体验这个世界(或唱片)。如果我们能够体验整体生命——整个记录——我们能够不是顺次地体验它,那么,我们就能看到我们孩子的幼儿、少年以及老年期——即他们所有的“现在”。最终,连爱因斯坦也承认,“现在,贝索(爱因斯坦一个老朋友)先我一步离开了这个奇怪的世界。这没什么。人们,如同我们……都知道,过去、现在和将来的区别,仅仅是一种固执的持续存在于我们思维的假象。”认为与银河系、太阳以及地球有关的所有事件都是不可逆的、是一个连续流动的过程,这种认知,只不过是一种幻象。

 

在这里必须提及一个基本问题——时间可以用时钟来测量。既然我们能够测量时间,难道这不正是证明了时间的存在吗?爱因斯坦通过将时间简单的定义为“可以用时钟测量的对象”回避了这一问题。在此,物理学家强调的是可测量。然而,在这里,强调的重点应该是我们自身,也就是观察者。时间的可测量性并不能证明它的物理存在性。时钟是具有节奏的事物。人们正是利用一些事件(例如时钟的滴滴答答)的节律来测定其他事件(例如地球的旋转)的时间。这并不是时间,而是事件间的比较。

 

具体地说,在所历经过的漫长岁月之中,人类观察到了自然界中有节律的事件:月亮、太阳的运行或尼罗河的潮汐出现的周期。于是,我们发明了其他有节律的事物,来测量自然界的脉搏:钟摆、机械弹簧、电子设备。我们称这种人造的有节律的设备为“时钟”。我们用某些特定事件的节律去测定其他事件的时间。但这些用来做为“标尺”的仅仅是事件,不能与时间相混淆。

 

量子力学以惊人的准确性描述了原子的微小世界及其构成,它还被用来设计和构建了众多驱动着现代社会的技术——晶体管、激光,乃至无线通讯。但是,在很多方面,量子力学不仅危及到我们本质性的绝对时空概念,而且对牛顿-达尔文有关秩序和可预测性的理念构成了威胁。

 

“我认为,可以肯定地说,没有人理解量子力学,”诺贝尔物理学奖得主理查德•费曼(Richard Feynman)说道,“如果可以避开,最好不要一直追问下去‘怎么会这样’?否则你只会陷入困境,苦苦挣扎在还没有任何人走出过的死胡同。”如此的结果是因为这些科学家们拒绝接受量子力学实验发现的直接和显而易见的含义。世界为什么会是现在这个样子?生物中心论是对这一问题人类可以理解的唯一解释。诺贝尔奖得主物理学家史蒂芬•温伯格(Steven Weinberg)承认,“把人们带入到物理学基本定律中,这并非是一件愉快的事情。”

 

 

为了解释为什么时间和空间是与观察者相关联的,爱因斯坦将晦涩的数学性质赋予了无形的对象,它们看不见、也摸不着。这种荒唐的做法随着量子力学的诞生一直在延续着。尽管观察者在这一理论中起着核心的作用——从时间和空间一直延伸到物质自身的诸多性质——但科学家们却仍然认为观察者是他们理论中的一个累赘,并将其排除在外。已有实验证明,在研究亚原子粒子时,观察者确实会改变和决定被感知的对象。观察者的工作不可避免地与他试图观察的对象纠缠在一起。一个电子既可能显示为粒子,又可能显示为波。但是,像这样的一个粒子会在哪里出现和以什么形式出现,却完全取决于观察行为。

 

量子力学诞生之前的物理学家们曾认为,他们能绝对准确地确定单个粒子的运行轨迹。他们认为,如果初始条件完全已知,那么粒子的行为就是可预测的——他们能够无限准确地测量粒子的物理性质。但是维尔纳•海森堡(Werner Heisenberg)的测不准原理表明,事实并非如此。你能够确定的,或者是一个粒子的速度,或者是它的位置,但不可能同时确定这两者。如果知道其中的一个,就不可能知道另一个。海森堡将此比作晴雨匣里的男人女人偶——一种古老的测量空气湿度的民间装置,两个小玩偶位于一个平衡杆的两端,“如果一个出来,”海森堡说,“另一个就会进去。”

 

默想片刻,你正在观看一场关于射箭锦标赛的电影,同时脑子里记着芝诺之箭悖论,运动员将箭射出,箭向前飞去。摄像头跟踪着从脱弓开始飞向靶子的箭的轨迹。突然,放映机停在一张静止的箭的单幅画面上,这时,你的目光也停到了那支处于飞行途中某一点的箭的图像上。影片的暂停可以让你观察到箭在那一刻的位置——它正越过看台的上方,大约距离地面20英尺。然而,这时你却丢失了关于这只箭的动量的所有信息。它没有方向,速度为零。其路径也不得而知。这些都是不确定的。

 

要想准确的测量某一给定时刻的位置,就必须锁定某一静态的画面,也就是说要使电影暂停。反之,只要你能够观察到动量,就无法锁定任何一幅画面,因为动量是许多幅画面的集合。你不可能完全准确地同时知道二者。你所能专注的目标是不确定的,要么是运动,要么是位置。

 

而所有这一切,从生物中心论的角度看,则完全可以解释得通:时间是动物感受的内在形式,它给空间世界中的事件——静止的画面赋予了生机。心识如同放映机的马达和齿轮,给世界赋予了动感。每个人都把一系列静止的图像按次序编排起来,使之成为生活之“流”。当这些“电影要素”依次呈现时,运动就在我们的心识中产生了。请记住,你所感知到的所有事物,甚至包括你正在阅读的这一页文字,在你的大脑中已经被重构了。这种情况当下正发生在你的身上。所有的体验都是你大脑中有组织的信息流。

 

海森堡测不准原理的理论基础如下:位置(空间的方位)属于外部世界,动量(包括时间)属于内部世界。通过对物质的探根究源,科学家们已经把宇宙简化到它最基本的逻辑层面。时间不是外部空间世界的特征。海森堡说:“今时已不同以往,在自然界自身的迫使下,现代科学不得不再次面对这样一个老问题——由心理过程理解现实的可能性,并以稍微不同的方式予以回答。”

 

2500年以后,芝诺的箭悖论终于被解释通了。芝诺曾经出色地捍卫过的艾利亚哲学学派是对的。海森堡也是如此,他说道:“路只有在你看到它的时候才存在。”没有生命,时间和运动都不会存在。现实并不是就在“那里”保持着确定的特征,等待被人发现,而是随着观察者的观察行为才成为存在。(未完待续)

 

文章来源:

http://theamericanscholar.org/a-new-theory-of-the-universe/#.UpgdhNI3u0g

 

智悲翻译中心

翻译:臧慧清

一校:圆优

二校:圆阳

终审:zhangcx

 

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