隴山隴西郡
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傑出華人科學家張首晟論科學與信仰
科學實在有永恒的局限，有不能在將來而改變的局限，科學與信仰不但今天沒有矛盾，將來也永遠不會有矛盾。
人類發展千古至今，科學與信仰的問題一直是一個重大的課題。宗教信仰超自然的存在，而科學研究的是自然界的客觀規律。這兩者的關係到底如何，是一個信徒關心的問題，也是許多科學家朋友走進信仰之門的必經之路。目前的科學與技術飛速發展，更使我們有必要深思現代科學與信仰問題的關係。
現代科學起始於文藝複興的歐洲。當時發生了一件科學與宗教衝突的重大案子，每次論及科學與信仰的問題時往往會提起這個案子。科學家伽利略通過許多科學實驗證明地球的自轉。但是羅馬教皇聲稱地球是宇宙的中心，有永恒不變的地位。教皇濫用他的權力，加罪於伽利略。但是伽利略在教廷讀完了他的審判之後，仍然不屈地說道：“它（地球）依然在轉著。”四百年後的今天，曆史已毫無疑問地證實了伽利略是正確的。羅馬教廷也正式向伽利略道歉。但是這一案子引出一個令人深思的問題。教皇加罪於伽利略，當然很重要的原因是伽利略對教皇個人權威的威脅，但是，任何信仰必然形成一種世界觀，一種來自於信仰對於自然界的一種觀點。雖然信仰本身是主觀抽象的，來自於信仰的世界觀，卻與科學研究的問題有共同之處。當時羅馬教廷的確認為地球是宇宙的中心，形成了與當時科學的衝突。
所以在我們深思科學與信仰的關係時，一定要回答幾個重要的問題：什麽是基督教的世界觀？這世界觀是否與科學知識有衝突，是否與未來的科學知識有衝突？基督教的世界觀與別的宗教有何不同？伽利略的對與錯要了解信仰與現代科學的關係，我們首先要了解現代科學帶來的知識。伽利略對科學最重大的貢獻，並非是發現地球的自轉，而是奠定了現代科學研究的方法。伽利略認為一切知識來自於實驗，而不是來自於人主觀的思想。隻要有足夠的時間，有足夠精確的實驗儀器，我們可以測量一切，了解自然界的一切。
伽利略的觀點帶來科學飛速發展。但也深深地帶來一個“信仰危機”。如果我們能用實驗手段了解自然界的一切，為什麽我們還需要信仰？伽利略在地球自轉一事上的確是正確的，但是，他認為實驗能測量自然界的一切，這項信念已被二十世紀的物理學證明是錯誤的。如果我們要了解一個物體的位置，我們必須用實驗手段去測量它。但是，測量的過程一定有誤差，使我們無法了解物體真正的位置。伽利略的觀點認為我們的實驗手段一直會進步，實驗誤差會越來越小，這樣，我們可以漸漸地逼進物體的真正位置。這一觀點在宏觀世界中似乎是正確的，但是對原子世界的研究被證明是錯誤的。因為我們測量的過程會改變物質本身。這種改變在宏觀世界中是微不足道的，但在微觀世界卻很明顯。例如，我們要測量物體的位置，我們可以用顯微鏡；但顯微鏡一定要用光源。當光源作用在物體上時，雖然物體的位置可以看清許多，但是它的速度卻改變了，測不準了。
原子物理中的量子力學發現：不論用多麽精確的實驗儀器，測量物質的位置與速度的誤差，始終大於一個常數。也就是說，我們永遠無法同時了解物質的位置與速度，不是今天不可能，明天不可能，而是永遠不可能。
在物理學中，位置與速度是描寫物質的最基本性質。所以這一“測不準原理”是十分令人震驚的。偉大的物理學家愛因斯坦臨死都為此深感痛苦。這一原理從根本上限製了伽利略“實驗能夠了解自然界一切”的信念。測量物質的位置與速度是一個科學問題，但卻不能通過實驗來回答。
理發師的數學命題物理學中有這樣的不完備性，數學中也有這樣的不完備性。數學是建立在一些公理上的。從這些公理出發，可以推導出許多定理，構成數學的結構。判斷數學的正確不需要實驗，但需要證明數學的結構沒有自相矛盾的定理。數學家們相信，任何公理係統的命題，最終能夠被證明是正確還是錯誤的。但是，這個兩千多年來的信念也是錯誤的。在三十年代，數學家哥代爾證明，在任何數學公理係統中，都存在一些數學命題是無法判斷其正確性的。哥代爾的證明十分深奧，但是他的原理可以用一個簡單的例子來說明：一個村裏有位理發師，他說：“我要給這村裏所有自己不理發的人理發。”當這句話用於他人時，有很簡單的答案，但是用於理發師自己，卻是矛盾的。如果我們假定理發師給自己理發，得出的結論是：他不應該給自己理發。如果我們假定理發師不給自己理發，得出的結論是：他應該給自己理發。所以理發師是否要給自己理發的“命題”是一個自相矛盾的命題。也許讀者會覺得這不過是一個文字遊戲，這矛盾來自於人類語言的不精確。但是，令人驚訝的是，在最嚴格、精確的數學語言中也有同樣自相矛盾的問題。
以上的兩個例子說明了什麽呢？這兩大發現根本改變了我們的世界觀。
以前我們認為科學的知識、實驗的手法一直可以無限地發展，今日的無知可以成為明日的可知。果真如此的話，雖然一方麵我們可以證明今日的信仰是在科學之外的，是與今日科學無矛盾的；但是，當科學發展後，今日的信仰會成為明日的迷信，會形成信仰與科學的矛盾，使羅馬教廷與伽利略的悲劇重演。但以上的兩個例子根本改變了我們對科學的觀念。測不準原理告訴我們：測量物質的位置與速度，誤差永遠大於一個常數。並非是今日的儀器不夠精確，而是永遠無法精確。同樣哥代爾的定理告訴我們：數學中一些命題不能證明或證否。
並非是我們今日的數學知識不夠，而是永遠不可能被證明或證否。這兩個原理告訴我們，科學有永恒的局限，有不能在將來而改變的局限。
局限之外有無意義？這兩個原理就是告訴了我們科學有永恒的局限。由於它們是科學的原理，它們當然不能告訴我們在這局限以外是什麽。許多科學家認為，這局限之外的問題是毫無意義的。但是人類始終追求高一層次的統一和完備。這兩個原理本身不能告訴我們這高一層次的原理是什麽，但是卻能告訴我們這高一層的原理不但不會與今日的科學發生衝突，也不會與未來的科學發生衝突，因為這高一層的原理是建築在科學永恒的局限之外的。
這高一層的原理是什麽？我們可以看到，科學的成功，是由於主觀與客觀的分離。但是科學的最大局限，也是由於主觀與客觀的分離。測不準原理是由於觀察者（主觀）對被觀察者（客觀）的影響。同樣當理發師把他的命題用於他人（客觀）時，並無矛盾。當他把本用於他人（客觀）的命題用於自己（主觀）時，才發生矛盾。所以我們可以理解，在科學的局限之外的，一定是主觀與客觀的統一。科學的發展，追求統一是最高的目標，過去人們認為物質與能量是兩個不同的量，而愛因斯坦E＝MC2的公式卻把它們統一起來了。愛因斯坦終生的夢想就是把宇宙所有的作用力統一起來。所以追求主觀與客觀的統一，雖然不一個科學問題，卻是科學追求統一的理想的延伸。
什麽叫做主觀與客觀的統一？當然這個問題的答案有一定的主觀性。以下所談，乃是筆者自己的感受。人類的最高追求，莫過於“真善美”三字。科學可以回答真與否之別，而唯有主觀意念才能判斷善與美。追求這三者的統一，便是追求主觀與客觀的統一。愛因斯坦E＝MC2這一公式是科學的真理，是可以用實驗來判決的。但是，科學家們看到能量與物質的統一，看到宇宙之宏偉，卻能被這樣一個簡潔的公式來描寫，不禁拍案叫絕，看到這真理之美麗無窮。這種感覺是主觀的，是不能用實驗來證實的。但是它卻來自於科學，超之於科學，是主觀與客觀的統一，也是真與美的統一。
如果宇宙是無序無主的，很難想像會有如此簡單的公式可以描寫宇宙運動的規律。如果宇宙的存在毫無目的，為什麽客觀的真理會引起如此奇妙的主觀美感。基督教的聖經告訴我們：“太初有道，道與神同在，道就是神。”宇宙的存在與運動的規律乃是神創世之道，這道既是客觀的真理，又是至美的主觀感受，乃是因為神是真與美的統一，是主觀與客觀的統一，因為道就是神。
真帶出美，美帶出愛，愛帶出善。神創世之道的簡潔美麗，包羅萬象，使我們深深相信神必愛他所創之宇宙，所創之人類，也使我們深信，神救世之道，也必像他創世之道一樣的簡單，一樣的包羅萬象，基督教的聖經告訴我們，神救世之道乃是“因信稱義”四字。人的得救，並非是靠行為，乃是靠信心，此道何等的簡單，何等的包羅萬象！神愛世人，要救一切世人，非這樣包羅萬象的救世之道不可！因為行為是有時代標準的，這標準是非永恒的，非每人所能及的，但是信心的標準是個人的，是永恒的，是人所能及的。看神救世之道，正像神創世之道一樣，簡單而包羅萬象，在創世之道中我們看出真與美的統一，在救世之道中我們看出善與美的統一。可見求神之道，正是我們所追求的主觀與客觀的高層統一，是真善美的結合，是科學追求的自然延伸。
所以我們看到科學與信仰不但今天沒有矛盾，將來也永遠不會有矛盾。科學有永恒的局限，永遠被主觀與客觀的分離而限製。信仰是建築在這一局限之上的原理，是主觀與客觀的統一。在這高一層的原理中，我們可以看到真善美的統一神創世之道，與他救世之道一樣，簡潔美麗，包羅萬象。追求科學局限之外的道理，本身並不是科學，卻來自於科學而超之於科學。作為一個科學家，觀宇宙之宏偉，悟神創世之真道，見萬象之包羅，念神愛世之偉心，醒失落之痛楚，謝神救世之至善，其樂無窮也！
是的，信仰是超於科學的選擇，是每個人主觀的選擇，但這是何等奇妙美麗的選擇！
每個人初中學化學的時候，都會學到“波義耳定律”：在固定溫度下，氣體的體積與壓力成反比。但是若問到波義耳是誰？恐怕大多數人都不知道。
事實上，波義耳後世有許多重大的貢獻，他被稱為“近代化學之父”，是英國“皇家學會”的創始人之一，是“波義耳定律”的發現者，是17世紀最偉大的物理化學家。他設計的許多實驗儀器和方法，成為後來化學實驗的基礎。
波義耳是出生於愛爾蘭的英格蘭人，家境富有。幼年曾就讀貴族學校伊頓學院，並隨家教老師學習拉丁文、法文及希臘文。12歲之後，他就再沒有在任何學校接受過正規教育。
1638年-1642年，他隨家教老師到歐洲遊學，先去了法國、日內瓦和意大利。他閱讀了伽利略的著作，這促成他終身從事科學研究的動機。
1644年他17歲時父親過世，暫住在姐姐家，並開始全心從事科學研究。他與一些誌同道合的科學研究者組成了“隱形學院”，常在倫敦、格萊珊學院或牛津大學彼此切磋。他一生沒有得過任何高等學位，所有的知識都是靠自修，以及與隱形學院的學者交流得來的。
1654-1668年，他大部分時間住在牛津，完成了許多重要的實驗(包括最著名的波義耳定律)。
17世紀，科學被稱為“自然哲學”。波義耳最大的貢獻在實驗科學方麵。他堅持以實驗來印證所有的科學理論，而非僅僅是訴諸理性推論。同時，他也是第一位堅持所有的科學(包括化學)，都應該以數學方式呈現的科學家。
波義耳也是當時最著名的基督徒科學家之一。波義耳希望借著研究科學認識造物主上帝的偉大。他有一句名言：“從對他工作的知識中，我們可以認識他。”
他的觀點與德國天文學家、路德派基督徒克普勒，及其同時代許多清教徒科學家很相似。是虔誠的宗教信仰，而非經濟利益成為他們孜孜不倦地研究科學的主要動力。
1668年，他離開牛津，減少與外界的來往。1680年，他被推選為皇家學會會長，但被他婉拒了。他終身未婚。除了科學著作之外，他也寫了不少有關聖經及神學的書。他過世前一年的最後一本著作是《相信聖經的科學家》。
英國皇家學會是全世界最早的，也可能是全世界唯一由民間發起的國家級科學協會。其前身“隱形學院”的成員絕大多數都是清教徒，在1663年的全體會員名單中，有62%是清教徒。
16世紀上半葉，英國國教一直在天主教和基督新教之間搖擺不定。最終，國教轉回到基督新教的範圍內，但仍留下許多羅馬天主教的影子。於是，在英國教會內部，一直有“潔淨教會”的呼聲。這些異議份子或反抗運動者，就被後世稱為“清教徒”。
但清教徒之間對於是否要與當權派妥協，也有不同的立場。有一些較激進的人，被稱為“不妥協派”或分離派，他們不但成立自己的教會，甚至移民到北美洲，去尋求宗教自由的新天地。
那些采取妥協立場的清教徒，仍委曲求全地留在英國國教之內。其中除了少數人士仍擔任牧職工作外，更多的人轉入科學研究的行列，以傳教的熱誠，投入到剛剛萌芽的近代科學研究中，斐然有成。
美國科學社會學家莫頓在1938年寫成的博士論文《17世紀英國科技與社會》中指出，17世紀英國早期的科學發展與基督教(特別是清教徒們)密不可分。
德國著名宗教社會學家馬克思?韋伯在《新教倫理與資本主義精神》一書中，以大量數據分析指出，現代資本主義經濟的發展，是由於宗教改革之後，基督新教的倫理觀(特別是加爾文神學)鼓舞了資本主義經濟的發展。
基督新教的“天職觀”使每個人的職業被賦予了神聖的意義，它激發出人的潛能，大大提升了生產力。
雖然韋伯的理論曾遭到批評，但基本上還是廣受支持的。莫頓延續了此理論，發現17世紀英國的科學發展也有明顯的宗教因素，特別是英國清教徒運動及德國敬虔派的影響。
莫頓發現，17世紀西方現代科學的發展，最主要的領導者是以基督教為主的英國，而非崇尚天主教的歐洲大陸。即使在歐洲大陸，也是基督新教地區(如克普勒所在的德國敬虔派教區)的科學發展，比天主教地區發展得更快。
在英國，清教徒比英國國教信徒更多、更熱心地投入科學研究。英國皇家學會最初的會員，絕大多數是清教徒。
清教徒在宗教領域受到英國國教的打壓，便將他們的熱情投入到科學研究領域。1620年-1660年間，投身於哲學或神學研究的大學生減少了一半，而研究科學的人則增加了一、兩倍之多。年輕學子的大批湧入，帶動了英國科學突飛猛進的發展。
17世紀的清教徒科學家，如牛頓與波義耳普遍認為，研究科學及探討宇宙的奧秘，乃是在研究上帝所賜的另一本“天書”——大自然。因此，研究科學乃是歸榮耀給上帝的方式之一。這賦予了科學研究更高的神聖使命，肯定了科學研究的崇高價值和意義，使科學家們能夠在不求名、不求利的純正心態下，全心研究理論科學。
為何清教徒的思想，會促成科學研究的風氣呢？因為清教徒的一些核心信念已逐漸重塑英國的價值和文化，成為全民共識。這些核心信念包括：基督徒的一生就是要用各種方式和途徑(包括科學研究)去“榮耀上帝”；理性是上帝賜給人的獨特禮物，因此每個人都該運用理性，去認識上帝和他所創造的這個世界；理性思考應該依據經驗的實證，而不隻依靠邏輯推理，這一點對於近代實驗科學的發展有突破性的影響；知識的價值，是以其實用性為衡量的基準。
我們並不是說牛頓和波義耳等人的科學研究直接受到這些宗教理念所推動，而隻是想指出，由於科學研究被這些清教徒所認可，因此，有許多像波義耳這樣有天份的青年人，紛紛投身於科學研究的熱潮，從而帶來17、18世紀英國科學的迅猛發展。
過去100多年來，特別是達爾文進化論出現之後，許多人總認為理性與信仰是彼此衝突、勢不兩立的。因此，他們認為，一個有理性的人是無法接受任何宗教信仰的。
其實，從曆史的發展來看，理性與信仰未必都是對立的。古希臘哲學家柏拉圖和亞裏士多德等人曾主張：理性是與生俱來、不證自明的；理性也是人類認識真理的途徑。同時，柏拉圖還進一步認為，理性固然使我們確定，萬事萬物都有其根源或因果，但當我們推論到最終極點的“第一因”時，我們要知道，那“第一因”就是“神”——他乃是萬有之源，卻非任何事物之果。
中古世紀的學者如阿奎那等，沿襲古希臘哲學家的觀點，也指出人是有理性的，這理性使我們確知有上帝的存在。甚至到了啟蒙運動之前，笛卡兒、斯賓諾沙及萊布尼茲等人，仍然先後以理性的觀點證明，“上帝的存在”從邏輯論證的角度來說，是必然的結論。
但是，到了啟蒙運動(或稱理性主義)時期，思潮就有了明顯的改變。這個時期，經驗主義蓬勃發展，其中主要的代表性人物，包括著名的懷疑論者休謨、不可知論者康德等。因此，自啟蒙運動開始，人類才將感官經驗(而非純邏輯思考)等同於“理性”，來否定一切超自然事物的存在。
隨著近代科學的發展，泛科學主義興起，人們又進一步強調：唯有能通過科學實驗證明的才能算是“真理”，故全麵性地將宗教信仰排除在真理的範疇之外。
然而，不可否認，人類的經驗畢竟是有局限、不全麵的。以此經驗作為準繩，去判斷一切真理，恐怕會造成坐井觀天的錯誤。因此，當我們活在時間和空間之內時，我們就無法判斷，在超越時間和空間之外的實際情況到底如何？所以，康徳等不可知論者就認為，人類有限的理性絕不可能辨別何為真理。因此，到了20世紀末期，後現代主義者甚至不相信有任何“絕對真理”存在。
但是，波義耳及同時代的清教徒科學家們則認為：人類可以知道部分真理，卻不能知道全部；而單單依據所能知道的局部真理，就已經是鐵證如山，足以令人確信有上帝的存在了。
過去科學與信仰的論戰，主要是關乎兩者的相互關係。中古世紀，天主教教廷主張，宗教應該淩駕於科學之上，這就是伽利略被審判時的背景。到了19世紀，許多科學家主張科學應該在宗教之上，即所有的宗教陳述都要合乎科學。
20世紀中葉，多數人的共識則認為，科學與信仰是兩個“互不相屬”的領域，應該和平共存。他們認為，科學探討物質世界，宗教探索心靈世界；科學問“如何”的問題，宗教則問“為何”的問題；科學提供工具，宗教提供意義。科學與信仰也有交集之處，有可以對話與共同探索的領域。
當年，羅馬教廷反對天文學家伽利略，依據的不是聖經，而是亞裏士多德以地球為中心的宇宙觀，這是當時主流的立場和觀點。可以說，這不是宗教與科學的衝突，而是在科學發展過程中，模式轉換時產生的模式之爭。
但在當時的基督新教社會，亞裏士多德的哲學觀點卻並非壟斷性的主流思想，也並非不得觸犯的禁忌。波義耳也曾撰文反對亞裏士多德的宇宙觀，卻未曾遭致批評或迫害。而且，同一個時期的基督新教，曾大力支持德國天文學家克普勒和英國牛頓的天文學研究。
當然，也有很多人質疑基督教對近代科學發展的推動作用，並舉出其他非基督教地區，如希臘、中國、印度和阿拉伯，也曾經在科學上有過重大發現。因此，他們認為，社會結構、天才人物、安定社會等因素，可能才是科學發展的關鍵因素。
但最近，杜漢和賈基分別提出不同的見解。他們認為，上述外在因素固然是創造現代科學的必要條件，卻不是充分條件。我們需要找到其文明內在的哲學思想氛圍，使科學能持續地長期發展，而非逐漸地消亡。
他們指出，下列條件可能是其共同特色：
這個文明的時間觀必須是線性的、可量化的，因此，自然事件的因果關係才能明確；而像印度文化的循環性時間觀(即輪回)，因為強調萬事萬物的重複循環，就使科學的發展及演進變得毫無意義，也會壓抑科學的持續發展。
泛神論式的有機性宇宙觀也會阻礙科學的發展，如古希臘與中國，將星宿視為神明，就不太可能使天文學得到持續發展。
如果否定了宇宙萬物基本上是有秩序的、可探索的，就無法產生研究科學的動力，試想，誰會白費工夫去研究既不可知又無理可循的事物呢？因此，信心與理性的平衡是必須的。在這種社會，宗教界人士不排斥自然規律的存在，而科學家也不否定宗教真理的可能性。
由此，杜漢和賈基指出，基督教的世界觀恰好符合上述大部分條件，16世紀宗教改革後的基督新教社會更成為發展近代科學的沃土。可以說，杜漢和賈基的理論呼應並證實了莫頓的理論觀點。
