日食中的科學與神秘主義（二）
天體物理中心83研 畢紅光
作者手機拍的日全食周邊環境景色
這裏，我想泛泛談論一下人類知識的進步。
由於生產力發展水平的不同，大自然環境的不同，對物質世界需求的不同，人類各個民族在地球不同地方不同的繁衍進化過程中，形成了不同的知識範疇，這也是一個民族的意識世界。知識範疇包含了宗教和生死觀，哲學和宇宙觀，道德和價值觀等。能夠繁衍下來的民族，其知識範疇必然是適者生存中的勝者。比如陰陽五行是中國古人認識宇宙的一個理論；而大爆炸是今天的物理科學描寫的宇宙演化。這是兩個知識範疇探討同一件事物。
不同的知識範疇之間，無法互相批駁，或者去論證誰更具真理性。如果我們簡單把社會意識看成一個數學體係，那麽，因為出發的公理不同，也就無法與另外一個公理體係去比較對錯。那麽它自身是否可以判斷真理性呢？這裏又受製於哥德爾的不完備定律。範疇不能自證真理性。
所以我們很難拿陰陽五行來批評現代宇宙學，或者拿現代宇宙學去批評陰陽五行，隻因基本的公理體係不同。我們在同一個知識範疇下，還可以比較不同理論的好壞，比如有限宇宙和無限年齡宇宙誰更接近真理，或在宇宙有無第一推動。隻因為大家可以從最初的公理出發去論證。但不同範疇之間，就無法比較真理性。
但有一個量是可以比較的，即範疇所包含的知識的多少。
近代科學的出現，對人類這個整體來說，知識量毫無疑問是暴漲了。一個具體的例子就是日食。
直到200年前，人類還是不能很好預測日食的。雖然各個民族的傳說和神話故事裏，依然還能找到對月食的預言，但沒有成功預測日食的記錄。日食是月亮在地球上的投影，發生在地表麵非常狹窄的一條環帶上，同一個城市平均400年才出現一次。相比之下，月食是地球覆蓋太陽射向月亮的光，它發生在幾乎半個地球麵上，同一個城市，平均18年就出現一次。日食和月食發生的頻率一樣，但對一個固定城市來說，日食罕見多了。大多數的王朝，在它建都的地方很可能一次日食也碰不到。而一旦發生日食，就成為驚天動地、讓國家神經緊張的大事。
龐蘊居士與女兒
日食稀罕到這個程度，使得中土成佛的大師也捉摸不定。六祖惠能有個學生叫馬祖道一，是著名的禪宗導師，門下有80個學生成佛。其中有個著名的居士，叫龐蘊。他的夫人、女兒和兒子都參禪，全家人修行極高。龐居士年紀大了，想學習先輩，選擇自己涅槃的日子。他定在某個正午，告知出去了。那天他正坐在蒲團上進入涅槃，女兒靈照來報：爹，別涅槃啦，快去看，外麵正發生日食呢。龐居士聽說是罕見的日食，很好奇，站起身走出門。到了外麵才知道是女兒開的玩笑。於是再回到房間，女兒已經坐在他的蒲團上涅槃了（上圖）。龐居士隻好把自己涅槃時間又推遲了七日。
這個例子說明了，佛也還不能把握日食什麽時候發生。在佛學這一知識範疇裏，成佛就是智慧的頂峰。而今天的科學，就可以極其精確預測日食發生的時間和地點。科學的預測力，是遠遠超越了佛學、陰陽五行說和西方的神學或者神話的。
科學之所以能表現出巨大的預測力，不僅僅因為它把握住了更本質的規律，而且能把這種認識表達到細微之處。比如科學不僅認識到地球繞太陽公轉、月亮繞地球公轉以及日食是因為月亮正好阻擋住了太陽的“真理性”，科學還能把日食途徑的城市和時間等詳細細節計算出來。
古人對宇宙的認識，比如陰陽五行和佛學，即使概念上極其深刻了，計算力往往局限於單體人的大腦上。科學讓人類第一次跳出大腦，借助於數學和外在的媒介，實現可無限延伸的計算。
人腦的運算和儲存，實際上是很有限的。意識上處理問題時，它隻能進入有限的幾級邏輯門（或者“因為所以”）。人腦思考問題時，做第一級“因為所以”，hold住；再做第二級“因為所以”，hold住；再做基於前兩個之上的，第三級“因為所以”。這麽下去，人腦能處理的邏輯門很快就填滿了，計算會停滯。思維的深度，跨越不了幾級。近代西方哲學就是在自己定義的概念裏，用“因為所以”來回打架。能夠hold三級的人，大概就是偉大哲學家了。哲學和科學最大的差異，就是前者隻是個體大腦在自然語言下的產物。
直到科學出現之前，人類計算力和預測力，還是局限在單個大腦上。而且人腦的儲存也是很有限的。研究發現人腦最多隻能牢記1000個人的信息，所以如果人類不能聚集成超越1000人的群體，隻能長期停止在原始社會。猴子更少，能記住100個猴子的信息，所以最大的猴群也隻是100隻左右。人類之所以能進入更高級的農業文明，是因為祭祖、宗教、神話等的引入，使得幾萬人、幾十萬人能夠在一個共同的價值觀下統一行動。科學符號和運算邏輯的采用以及數據媒介的錄入，使得人類思維的邏輯門可以在無限級別上拓展。
科學愛好者和科幻作品經常誤解科學的地方，就是他們會拿自己看到或者聽到的科學概論來套用現象。比如有人聽說基本作用力裏有引力，微觀有電子，於是就預言“引力子”。當報道說發現引力子時，有人就特別地激動，認為是他的發現。但實際上，科學不在乎思想或者幻想是否偉大。我記得開始讀研究生時，意氣風發，成天提出各種科學點子。後來導師說，想點子是沒多大意義的，物理學不在乎思想，而在乎把如何把思想“計算出來”。這下醍醐灌頂，從此老實讀書。
日食這一現象，就典型說明了科學的本質是計算。認識到日地月運行的真理，沒太大的意義。有意義的是計算出各種星球的軌道。把日地月三維參數，加上引力方程，錄入到電腦裏一步步記算出來。這些結果記錄在紙或者硬盤這樣的媒介上，而不是在大腦裏。單個大腦根本無法處理巨量的數據。數學、紙，硬盤和編程，讓科學衝出大腦，進入可無限拓展的計算裏。
圖片說明：紅線條是日全食途徑地區，其它是偏食百分之多少的地區
最後，談一下神秘主義話題，就是為什麽月球的盤麵正正好能夠完全遮擋住太陽的盤麵？這個問題困惑我很久。現在我認可它是“一個問題”，雖然不一定是當下科學範疇內的問題，但肯定是未來科學要回答的問題。
圖片說明：左邊是太陽在天球上的圓麵，右邊是月亮的圓麵。月地距離有著明顯的波動，所以視直徑也稍有變化，右上表示月亮遠離地球時的視圓麵，右下是近地球時的視圓麵。
這裏有兩個巨大的巧合，要都能滿足了，我們才看到一個完美日全食發生。
1）太陽的直徑比月亮的直徑大400倍；而太陽到地球的距離也正好是月亮到地球距離的400倍。隻有這樣，月亮才能正好覆蓋太陽圓麵，形成日全食。假如月亮稍微近點，我們會看到過度的覆蓋，天空黑漆一遍等同黑夜，日食並不震撼；假如月亮稍微遠點，不能覆蓋太陽，隻形成日環食。人眼是感覺不到日環食的。
2）因為地月之間捆綁引力能不斷被地球的潮汐所耗散，所以月地距離是不斷擴大的。這個擴大速度非常顯著，一百萬年就導致出人眼可視的效果了。但一百萬年這個時間間隔，在地球演化曆史上微不足道，它也正好是人猿智能的開始。100萬年前，月地的距離短，日食隻是一片簡單的黑夜，不完美。現在進化出智能了，人類也就恰恰好看到完美覆蓋的日全食。
所以，日地月的直徑和距離比例要巧合，而人類智能出現的時間也巧合，兩個巧合下，今天人類才能看到完美的日全食。在神秘意義上，這也預示著人類社會在100萬年後，會發生某種變化。到時人類是滅絕了，還是進入一個全新的文明？
事實不僅僅是幾何上，而且在日食時的天空景觀上，“恰恰好覆蓋”的日全食，也才是最完美的。如果盤邊光太強，我們看不到黑盤，等於日食沒發生。如果太弱，等同於黑夜，沒有標誌物，我們也不知道哪裏去找太陽。所以，我們人類這個智能體，現在能看到月亮剛剛好覆蓋了太陽視盤麵，實在是太神奇了。
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