徐令予博客

考槃在澗,碩人之寬。獨寐寤言,永矢弗諼。考槃在阿,碩人之薖。獨寐寤歌,永矢弗過。考槃在陸,碩人之軸。獨寐寤宿,永矢弗告。
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由“在NASA照片上綻放的中華文化的奇葩”一文而引起的爭論

(2015-03-12 19:55:06) 下一個


我的同學韓某某讀了我的“在NASA照片上綻放的中華文化的奇葩”一文後,從上海共發出三封電子郵件與我討論,我也有三封答複。現不作任何文字修飾,直接一一列於下麵供諸位參攷。我們討論的中心是有關“宇宙大爆炸”理論,如果對此無興趣的請不要再讀下去,以免浪費你寶貴的時間。

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韓同學評論:

昨夜打開郵件,看到了你的文章,因夜已深,未能一一拜讀。今天重新打開,從頭看起,先就最前兩篇寫一點感想。後麵幾篇,容逐一細析。

關於超新星的記錄,一直是中國古代天文學的榮譽。確實至今還有其重要價值。記得國家的夏商周曆史斷代工程,就用現代天文學對古代天像記錄重新做了解析,從而確定了當時某些重要曆史事件發生的年代。但現今西方在天文學方麵處於領先和主導地位,中國的學者需要努力。不過,我有個想法,人類生活於地球,其生存的時間和空間的尺度,與浩瀚的宇宙相比,太微不足道了,對宇宙及其規律的認識,連管窺都無法算,所以現代天文學理論有許多東西隻能屬於假說,比如目前公認的大爆炸宇宙學,我就深表懷疑。


我的答複:

你對我超新星一文評論的後半部份引起了我的興趣。你指出人類對宇宙的認識還處於初級階段,這一點我完全同意,但是由此引伸出對宇宙大爆炸理論的懷疑和否定,我實不能認同。

應該知道宇宙大爆炸理論是建立在廣義相對論基礎之上的。廣義相對論研究的對象就是你所說的“浩瀚的宇宙”,而且廣義相對論可以說是唯一的起源於純粹理性推導而得出的理論,迄今為止所有實驗觀察全部與廣義相對論一致,在這裏我們不得不佩服人類理性的偉大。基於大爆炸理論得出的 Lambda-CDM 模型已經成為現代天文學的標準模型,到目前為止幾乎所有天文學的觀察結果均與該模型精確吻合。

當然大爆炸理論與所有其它物理理論一樣存在局限性,也麵臨挑戰,最關鍵的是到目前為止,我們對大爆炸最早那一瞬間的認識乃非常的不足,但這並不構成我們對大爆炸後 99.99999%時段的認知(具體是幾個九我一時記不起,可以去查一下)有多大困難。大爆炸理論的缺陷與不足應該是修正和完善該理論的動力,而絕不能是對其全部否定的理由。隻要看一看物理發展史就一目了然,相對論不是否定牛頓定理,它隻是牛頓定理在更廣闊的時空中的合理延伸。因此我相信將來一定會有新的宇宙理論,它將涵蓋大爆炸理論,把我們的認知推向新的邊界。

大爆炸理論引起許多人懷疑和誤會也並不奇怪,牛頓定理也為通常百姓誤介,怎麽可能“動者恒動”?許多人也把宇宙大爆炸誤認為像放焰火一樣的爆炸,因而會問出諸如“爆炸的中心點究竟在哪裏?”等一係列的疑惑和不介。而實質上我們最好把它想象成星係間的空間在伸長或膨脹,而不是星係在空間中運動。這一點與我們日常生活中見到的源於一點的爆炸是根本不同的。但這樣的介釋可能會讓大眾更為困惑,所以說“隔行如隔山”,有時候真覺得有些無能和悲哀。這也就是為什麽需要大量科普工作者投入時間和精力去開導大眾。

我一直有一個關於宇宙認識的寫作計劃,但無論怎樣寫,都無法繞過廣義相對論,因而也無法避開微分幾何,但隻要文章裏一出現數學公式,立即嚇走 99.9%的讀者,其中包括許多出身於理工科的讀者,這是我寫作至今的血的教訓,真是難啊!我的這篇與王博士合作的寫作計劃至今擱在半空中。

謝謝你的評論,至少我看到寫一篇關於大爆炸理論的科普文章真可謂刻不容緩。

洞庭東山人


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韓同學再次評論:

相比宇宙之大,用滄海一粟形容地球,怕也太多。我認為,人類所居之地球,不過相當宇宙中的一粒塵埃,人類所謂文明,不過萬年,在如此有限的空間和時間裏所獲的認識,認為就已經是得到了宇宙從創生到消亡的全部真知,實屬人類的自大。宇宙大爆炸作為假說是可以的,包括宇宙學的其他許多假說,但它們實際上隻是人的推測,是無法由人類真正加以證明的。況且,宇宙大爆炸理論仍有許多困難。人類生存於地球,事實上並無可能移居到太陽係之外的星係中,更無可能巡遊宇宙,真正地看一看宇宙這個大千世界,人類所有的認識,都隻能是在地球這樣一個環境下獲得的,而千姿百態的宇宙,有許多物質形態和物理規律是我們人類無法想象無法推測的。相比宇宙,人類其實很渺小。我年輕時曾經相信,人的認識能力可以是無窮盡的、或曰無限的,但事實上,人類隻是宇宙中非常有限的時空存在,人類的認識能力必然是有限的。

人類的創造能力確實很偉大,但人類不能把自己當作造物主那樣去行事。現代科技發展如此之快未必一定是好事,事物發展到了頂端就要走向反麵。恐龍曾在地球上生存了上億年,它與自然是一體的。人類已經明顯地與自然分離了,人類能在地球上也存在一億年嗎?恐怕一萬年都需要人類重新思考了。


我再次答複:

你在上次評論中說:“相比宇宙之大,用滄海一粟形容地球,怕也太多。我認為,人類所居之地球,不過相當宇宙中的一粒塵埃,人類所謂文明,不過萬年,在如此有限的空間和時間裏所獲的認識,認為就已經是得到了宇宙從創生到消亡的全部真知,實屬人類的自大。”

誰說過“大爆炸理論”已經“是得到了宇宙從創生到消亡的全部真知”?恐怕這僅是你和部份人的誤介吧。真正的科學家都明白我們在尋找真理,接近真理,但從來也沒有無知到認為已經掌握了“全部真知”。但科學確有長足的進步,這一點也是不容置疑的。至少到今天為止,沒有任何觀測數據與廣義相對論有矛盾,我一再強調“大爆炸理論”是廣義相對論的必然結果,是有著堅實的理論基礎的。而且大爆炸理論本身與許許多多實驗測試數據完全吻合,這其中就包括了:紅移、空間微波背景輻射、原始物質豐度等一係列實驗數據。

你在前文中又提到:“包括宇宙學的其他許多假說,但它們實際上隻是人的推測,是無法由人類真正加以證明的”。我不知道你需要怎麽樣的證明,牛頓定律,麥克斯韋方程難道可以通過純粹數學推導來證明嗎?它們不都是通過實驗手段,用數據來證明嗎?那為什麽對一樣有大量實驗數據支撐宇宙大爆炸模型就一定要“深表懷疑”呢?

大爆炸理論是目前描述宇宙起源和演化最好的理論。當今宇宙物理學的幾乎所有研究都與宇宙大爆炸理論有關,或者是它的延伸,或者是對它的進一步解釋,例如大爆炸理論的框架下星係如何產生,早期和極早期宇宙的物理定律,以及用大爆炸理論解釋新觀測結果等。廣義相對論和大爆炸模型對天體物理學家來說,就是電子電氣工程師的麥克斯韋方程,當然這個類比可能不完全恰當,但這樣的比喻也許會有助於一般人對大爆炸模型的理解。

大爆炸理論也和一切其它物理原理一樣,當然會有它的局限和不足,這一點也不希奇。對它的改進或者甚至突破都是完全可能的,但不太可能被全部推翻,最大的可能是成為新理論的一部份,或者說成為新理論的一個特例。大爆炸理論一定會長時期裏成為天體物理研究的基石,就像有了相對論後,我們還在天天用牛頓定理一樣。

你的兩篇短評都從我的SN185超新星一文而來,實際上我那篇文章從未提到過宇宙大爆炸,說的都是超新星爆炸,請注意這是兩個完全不同的物理概念。超新星爆炸的理論和模型要簡單許多,我們對它們的認識更為清楚和深入,希望不要與宇宙大爆炸混為一談。

你的兩篇短評講的都是一個觀點,你反複強調的是人的渺小和宇宙的巨大,你始終沒有從理論模型的構建和實驗數據上來批評大爆炸理論,我認為這不是真正科學討論的方式方法。我有些好奇,你是否也根本不相信微觀世界裏的所有物理原理和模型,要知道我們所研究的微觀世界的對象之小與宇宙物理尺寸之大是二個極端,它們都一樣遠離我們日常生活經驗。相較之下,還是宇宙物理要直觀一點,至少我們還送出深空探索器,我們還從哈伯望遠鏡中看到幾十億光年外的星體,而基本粒子是完全無法直接觀察到的。但這並不妨礙物理學家對微觀世界的深入了解,基本粒子的標準模型已經幾乎終結了微觀世界的研究,對這一點你也懷疑嗎?即然物理學家可以在微觀世界的研究中取得如此的成功,又有什麽理由認為他們一定不能在宏觀世界取得巨大進步呢?他們使用的思維方法和觀測實驗手段難道又有什麽本質區別嗎?

你的評論又提到“人類的自大”,我估計你真正想說的是:開創和想信諸如“宇宙大爆炸理論”的人是太自大了,這一點我完全不同意。科學家和堅信科學理性的人們為人類科學理論的每一個進步而高興而自豪,但也最了解前麵有更多更深的領域有待觀察和研究,更懂得科學探索是任重而道遠。科學工作者的群體恰恰是最謙虛的團體,我們的認知論就是:“知之為知之,不知為不知,是知也。”而真正自大的就是那些一無所知,又拒絕科學、拒絕探索和學習的人群,“懷疑一切”和“不可知論”不僅是反科學的,而且常常會成為特異功能、邪教組織的溫床。這就是為什麽任何時候、任何地方我們一定要高舉科學的大旗,它是引導我們人類走出愚味,邁向光明的唯一真確的旗幟。

洞庭東山人

又及:非常高興與你討論,我因為一直沒有多少空餘時間,給你的回答都是一氣嗬成,匆匆寫畢。如果用字遣句不妥當處請多包涵,反正都是做學問的人,我們對事不對人,但求真理,無論小節,你看這樣好嗎?再一次謝謝。如果不反對的話,我想把這些文字放在我的博客討論區,我覺得會有讀者對我們的討論有興趣。

又及:就在兩天前,又傳來有關宇宙物理領域振奮人心的好消息,對一顆離開地球 93億光年的超新星的長期觀察,再一次證實了廣義相對論的正確性,請注意這個實驗的尺度,93億光年!鏈接在這裏:

http://www.wenxuecity.com/news/2015/03/08/4088723.html

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韓學友第三次評論:

仔細看了你的答複。

但我想強調的是,受著時空的局限,人類對宇宙的認識必然是有限的,宇宙中有許多物質形態是人類所不知道的,這完全是唯物論,並非“不可知論”,更與宗教或特異功能無關。實際上,人類的未知遠多於已知。宇宙大爆炸模型雖然被認為是當今宇宙學的主流,但物理學家至今無法描述清楚大爆炸起始點的物質形態,更無法說清楚何以這“宇量”的物質會集聚到大爆炸起始時的狀態而這種狀態立刻就發生了大爆炸。我不是理論物理學家或實驗物理學家,但基於科學邏輯,認為宇宙大爆炸模型至今仍是一種假說並表示懷疑,這符合科學研究的嚴謹態度。又,你在文中說“基本粒子的標準模型已經幾乎終結了微觀世界的研究”,恐怕未必如此。黑洞裏的物質是什麽形態?暗物質暗能量是什麽形態?所謂大爆炸起始點的物質是什麽形態?

至於“人類的自大”,我想強調的意思是人類在為新的發現、新的認識、新的發明而欣喜的時候,必須注意認識的局限和發明可能帶來的危害。人類與自然的分離和對自然的揮霍現在已經接近極限了,所以我在上次的答複中提問:“人類能在地球上也存在一億年嗎?恐怕一萬年都需要人類重新思考了。”我希望科學工作者首先能反思這樣的問題。

也許我們各人的關注點不一樣,但這不妨礙我們之間相互交流。

祝  好!


我最後一次答複;

謝謝及時回信。我們兩人的立足點確實不盡相同,你主要從哲學方麵來思考,而我更多的是談科學和物理。

一方麵科學為哲學提供各種數據與資料;另一方麵哲學又憑借其與生俱來的或多或少的“先驗性”並對科學作出一定意義上的預測。但是由於這種先驗性的預測與哲學本身客觀資料和數據的滯後性之間的矛盾,使得僅憑借現有哲學並不能總能做出正確的預測。所以,如果把這種預測太當真,出現在蘇聯和中國的一些事情就不會讓人感到奇怪了。事實上,即使是在西方也不見得又好到哪裏去,先入為主的哲學觀點也很容易成為科學理論進一步發展的阻礙,牛頓晚年為上帝的辯護以及愛因斯坦對量子力學的反對都驗證了這一點。

自上世紀開始,哲學和以理論物理為代表的科學向著差別更大的方向發展。由於科學理論的急劇膨脹,對於極少數專家外的任何人而言,科學變得過於專業化和數學化。科學理論被簡化的速度遠遠跟不上理論更新的速度,所以科學理論被普遍理解也更加滯後,哲學家們的質疑範圍不得不縮小到極小的程度,以至於維特根斯坦都說:“哲學餘下的任務僅是語言分析。”此後哲學將屈居至玄學領域,這可能將是哲學的最後歸宿。

“實踐是檢驗真理的唯一標準”的討論具有永恒的價值,我們是相信先驗的帶有意識型態的哲學預測呢?還是一切從實踐出發,用實驗數據作判斷的根據呢?我想我們的分歧大概就在這裏。

你也許會提出這樣的問題:實驗手段和測量的範圍總是有限的,怎樣來驗證理論在測量範圍外的正確性呢?要知道理論來自實驗數據,但它不是數據的拷貝和簡單堆砌,它遠遠高於實驗本身,它不僅要能介釋所有已經觀察到的現象,而且它必定帶有前瞻性、包容性,可以極大地拓展我們的視野,並不斷被更廣範圍的實驗所證實。在太陽係中觀察而得到的牛頓定理最後不斷被遙遠星係中的運行規律所驗證,大爆炸理論在二十多年前就證實在大爆炸三秒以後天體的形態特征均與實驗數據吻合,今天已經證實大爆炸開始後的十的負二十二次方秒的狀況都被實驗證實!這樣好的理論模型為什麽要“深表懷疑”,要全部被否定呢?

當然我們畢竟對大爆炸的零點到十的負二十二次方秒的過程缺乏了解,這正是目前宇宙物理探索的前沿之一,如有更新的數據出來,大爆炸模型就很可能要修正,甚至需要創造更好的模型出來,但這種模型必須包容大爆炸模型,因為我們實在沒有任何理由去拋棄一個能十分完美地描述如此巨大時空的宇宙的一個理論模型。這就像我們直到現在也不會拋棄牛頓定律一樣,盡管今天幾乎大家都知道它存在局限性。

對某些理論懷疑不僅是正常的,也是每個人的權利,而且懷疑更是科學進步的原動力。但今天的科學,特別是物理學科實在分化得太細,進展得太深,非平常人可以認知。沒有真正理介就懷疑當然也可以,但實際上不會有什麽正麵意義。許多人懷疑熱力學定理,中科院收到無數永動機方案的人民來信,我們有必要去認真對待他們嗎?

說得更難聽一點,其實懷疑隻能是科學家的專利,是他們在替大眾在懷疑、為大眾在探索和工作。那麽是不是我們(這裏的“我們”不是指全部大眾,而是指受過理工高等教育的人群)隻能相信不能懷疑?那倒也不是,碰到科學理論問題,我的經驗是隻要去看看一流高校的教材就一目了然了,如要更進一步,也可查一查頂級科學期刊雜誌,例如“自然”,“物理評論”等,看一看有關題材的研究簡訊和摘要也可以。這些書刊比網絡上的文章可靠太多。

我把你的思考和評論也轉給了我身邊好幾位物理工作者看了,我的好友王博士對我們兩的討論一直十分關注,他為我們的理性討論鼓掌。看來我們主要是出發點不同。他同我一樣,覺得你更多是從哲學觀點出發,而我基本上就是就物理談物理。今天我也談了一點科學與哲學的關係,我對哲學更為生疏,可能根本是胡說八道,你可以不必太介意。你說你的哲學,我談我的物理,這也不妨礙我們的交流和共同進步。再一次謝謝你對我博文的關注和評論。

洞庭東山人

又及:你上文提到科技發展可能在走向反麵,我不能完全同意。雖然人們一直把科學和技術放在一起,事實上這兩者即有聯係,也有差別。其實曆史上科學與技術的關係並不那麽緊密。不僅科學本身不以技術為目的,技術本身對科學理論更新的依賴也是有限的。工業革命的標誌性發明蒸汽機等其實都是對早先已有知識的重新整合,大發明家愛迪生也與當時的最新理論相去甚遠。我們甚至可以從中國古代四大發明上得到更極端的結論,即中國古代的理論水平與工藝水平差異如此之大以至於我們可以認為技術甚至可以僅從經驗中產生而不與理論發生關係。當然這種結論並不能適用於今天,但是同樣能為我們認識科學與技術的關係提供參考。

盡管“科學”這位寬厚的大哥處處邦助照料“技術”小弟,但“技術”小弟”羽毛豐滿以後背著大哥確實常做壞事。但仔細分析,那可真不是“科學”的錯。而且一定要明白,常常不是“技術”在殺人,而是使用技術的人在殺人。所以“技術”的責任也是有限的,更與科學無關。科學讓我們更正確地認識世界,認識我們自己,使我們知道要做謙虛、正實的人。

英國《觀察家報》曾經刊登了兩位哲學家和科學家的一場辯論。那位堅持科學不可能提供關於道德價值等問題的解釋的哲學家,開場就說了這麽一句話:“沒有一個哪怕隻是了解一點點科學所揭示的關於宇宙的東西的人,不對宇宙和科學產生敬畏之心。”我引這段話與你共勉。

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洞庭東山人 回複 悄悄話 回複 'greekepic' 的評論 : 我也並沒有強多少,隻是歡喜思考、歡喜討論而已。謝謝你的關注。
greekepic 回複 悄悄話 無論是知識的深度還是廣度,這位韓同學和你都不在一個level, 不用費盡反駁。
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