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2014-10-16 荒原般若
張首晟成為2014年呼聲最高的諾貝爾物理獎得主，但是遺憾的是最終錯過了這一獎項，下麵是他惜別之後的感言
鮮為人知的是他也是一名基督徒，在科學的研究中，發現了宇宙背後的上帝，下麵是他的見證，希望引起弟兄姊妹，慕道友和科學工作者的思考。
1他看見了科學的局限
1978年，“讀書無用”的時代結束了。
張首晟剛剛初中畢業就以遙遙領先的考分破格考上了複旦大學物理係。這一年他十五歲。十五歲前，當他在閣樓裏通過書籍對自然科學作出終生選擇的時候，他以為這一選擇意味著他正在步向永恒的真理—他相信憑借著人的智能，憑借著日趨進步的實驗條件，總有一天他可以達到對自然以及真理的完全認識。
張首晟對科學的絕對信任主要是來自加裏略的影響。加裏略對現代科學的最大貢獻並不是發現了地球的自轉，而是發現了現代科學的研究方法。加裏略認為一切知識來自於實驗，而不是來自於人的主觀思想。他相信隻要有足夠的時間，足夠精確的實驗儀器，人類就可以測量自然界的一切，了解自然界的一切。張首晟相信他想要知道的東西通過實驗手段最終總能獲得。可是，當他真正進入了現代科學研究，當他真正開始用實驗方法來觀察自然的時候，他才發現加裏略的科學觀包含著多麽大的盲點!
首先讓張首晟看見這一點的是物理學上的“測不準原理”。
張首晟看到在物理學中，位置與速度是物質的最基本性質。科學家要描寫物質的這種基本性質必須依靠實驗手段，但現代科學卻證明觀察物對被觀察物有著毋庸置疑的影響，這影響使得被觀察物在實驗過程中無可避免地被改變了。科學家不得不承認一個事實：當他們以實驗手段測量物質的位置與速度的時候，測量過程一定有誤差，這誤差使得他們根本無法準確地了解物質的真正位置和速度。
加裏略認為，科學實驗手段會一直進步，實驗誤差會越來越小，這樣，測試者最終就可以逼進物體的真正位置。而張首晟進入物理學研究後才注意到，加裏略的這個觀點在宏觀世界中或許是正確的，在原子世界的研究中卻被證明是錯誤的。加裏略沒有看到一個基本事實：測量過程會改變物質本身。這種改變在宏觀世界中也許微不足道，但在微觀世界中卻十分明顯。原子物理中的量子力學發現：測量位置與速度的誤差始終大於一個常數。這就意味著，物理學家永遠無法同時了解物質的位置和速度，不是今天不可能，明天不可能，而是永遠不可能。
物理學上的這一“測不準原理”令張首晟十分震驚—科學對物質最基本性質的描寫竟存在著永遠無法改變的局限。
物理學上的這一“測不準原理”從根本上推翻了加裏略“實驗能夠了解自然界一切”的觀念。張首晟清楚地意識到，測量物質的位置與速度是一個科學問題，但卻不能通過科學實驗來回答。這就是偉大的愛因斯坦至死都無法超越的痛苦。
後來，當張首晟在科學上向更廣闊的領域延伸的時候，他發現科學的不完備性不但在實驗科學中，在非實驗性的科學中，甚至在最嚴密的數學領域中，這種不完備性也無法避免。
多年之後，他在一篇探討科學與信仰之關係的文章中對數學的這種不完備性作了如下描寫：
“數學是建立在一些公理上的。從這些公理出發，數學家可以推導出許多定理，從而構成數學的結構。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：任何公理係統裏的命題，最終都能夠被證明是正確的還是錯誤的。
但是，這個兩千多年來的科學信念也是錯誤的。二十世紀三十年代，德國數學家哥代爾證明：在任何數學公理係統中，都存在著一些數學命題是無法被判斷是正確還是錯誤的。
科學以及人類的智能竟存在著這麽無可否認的局限!這個看見根本地改變了張首晟的世界觀。“測不準原理”告訴他，測量物質的位置與速度，誤差永遠大於一個常數。不是因為今天的科學儀器不夠精確，而是永遠無法精確。同樣，哥代爾數學定理也告訴他：數學中的一些命題不能被證明或證否，並非是今天的數學知識不夠，而是永遠不可能被證明或證否。科學本身包含著它不可能在將來改變的永恒局限!
2一個新的起點
科學的局限之外是什麽？許多科學家認為追問科學局限之外的問題是毫無意義的。但張首晟卻認為，科學的局限之外應該有個更廣闊的意義空間。但那更高一層的原理是什麽？科學家要到那條道路上去發現它？在複旦，張首晟沒有找到方向。但從複旦起，張首晟已經對“實驗能測量一切”的信念作了合理的揚棄。1978年底，張首晟意外地獲得國家教育部消息：他已經被選拔為國家派往西方國家的留學生。他被指定派往的國家是德國!
1979年1月，張首晟轉到上海同濟大學留德預備班。他的德文老師來自德國的歌德語言學校。這年的聖誕夜，老師給他講了聖誕節的故事。這是張首晟第一次聽到耶穌誕生的故事。這個故事很美，很神秘，但神秘之中又有一些讓他感到很親切的東西。他默默地聽著，渴望知道得更多。老師給他放了一段聖誕音樂，是《平安夜》。張首晟覺得這首歌裏洋溢著一種無法具體描繪的美，在這美之中他感受到一種無法衡量的東西，他整個的人，他的一切都被那東西征服了!此後，他總是隱約期待著到達那更高層次，推動這一期待的依然是他在科學中渴望突破局限，渴望追求統一的理想。
張首晟看到，自然科學實際包含了兩個層次：一是“事物本身”。這一層若僅僅包含著純粹客觀，一般是可以接受實驗手段測試的。二是科學理論。這一層已經包含了主觀，這是科學家對實驗數據和自然現象的解釋，純粹的客觀已經不再可能。
在科學上他不可能停止於第一層次。在第二層次上他也不可能滿足於對第一層次膚淺的解釋。事實上，同一個實驗數據，同一自然現象往往可以支持十幾種不同解釋。而且，一般科學家的實驗技巧和個人智商並不存在巨大的個體差異，最終決定一個科學家是否有能力提出更高原理的往往不是那些可衡量因素，而是那些不可衡量因素—比如，科學家的情感，科學家的心靈傾向，甚至科學家的精神以及靈魂高度┅┅
當實驗數據，自然現象等等客觀因素與科學家的主觀情感在一個更高層次上達到和諧統一的時候，科學就和藝術一樣分得了美感。而具有美感的科學理論往往包含了更高的法則。對此，愛因斯坦的E=MC^2的公式已經足以提供證明。愛因斯坦的終生夢想就是把宇宙間所有的作用力統一起來。這是愛因斯坦較之於他同時代的科學家極其不同之處。
這個不同是不可能脫離了愛因斯坦的精神傾向，單單從實驗數據中找到解釋的。推動愛因斯坦這個夢想的是一種科學之上的力量，那力量足以讓愛因斯坦相信：宇宙的一切來自一個作用，一個力量。因此，當科學家認為物質與能量是不同的量的時候，隻有偉大的愛因斯坦站到了一個更高層次，當他站到了那更高層次上的時候，他的智能就從局部被推向了整體，從個別被推向了普遍。於是，他就從複雜中看到了簡單，從偶然中發現了必然，從不同中找到了相同。所以，當愛因斯坦同時代的科學家對實驗現象提出各種不同解釋的時候，隻有偉大的愛因斯坦提出的理論包含了更高準則—他以一個簡單的公式就把物質與能量統一了起來。
那推動愛因斯坦的力量究竟是什麽？愛因斯坦總結了他的一生，最後得出這樣的結論：“Subtle is the Lord.”(神何等奇妙!)。這就是那推動了愛因斯坦智能的力量!這力量提升了愛因斯坦的精神!所以，愛因斯坦到達了別人沒有到達的空間，所以，他看見了別人沒有看見的境界。他在數據背後看見了秩序，看見了意義，看見了美，看見了萬象之中的統一。所以，他看到了真正的法則。
但在上海，張首晟對推動愛因斯坦的力量還是沒有足夠的認識和了解。他隻是看見了愛因斯坦理論中那不可多見的美。這美令他著迷。他要從那美中找出定義。他需要定義。
於是，他從愛因斯坦以及其它科學家所發現的科學原理中總結出了較高層次原理的共同傾向，那傾向是美的，那美具有共性特征，那就是：“Simplicity”—“簡潔”，“Universality”—“包羅萬象”。從此，這個經由張首晟自己總結出來的審美定義就成了張首晟衡量一切科學理論的標準。
3一個簡單的包羅萬象的真理
1980年8月，張首晟到了柏林。進入了柏林自由大學物理係。九月，他到海德堡接受為期一個月的培訓。當這個剛滿十七歲的青年默默走在“哲學家之路”上的時候，他心中竟湧起了萬千感慨。
如果宇宙是偶然的，是無序的，是無規劃的，那麽，為什麽愛因斯坦一個簡單的公式就可以描寫宇宙運動的規律？如果宇宙不是出自一個包含著神聖情感的設計和創造，那麽，為什麽客觀的真理竟可以在人類心靈中引起如此微妙的主觀美感？
“Subtle is the Lord.”—愛因斯坦似乎早已揭開了奧秘。但對張首晟來說，這奧秘還有待求證。他不需要求證宇宙間是否有個創造者。對於這位創造者，自然法則早已提供了足夠的證明。他需要求證的是：這位創造者是誰？
一個月之後，張首晟從海德堡回到了柏林。十一月，他搬到了一對德國老夫婦的家裏。
每天早晨，張首晟和房東夫婦共享早餐—這是一段很溫馨的時刻，房東夫婦喜歡利用早餐時間和張首晟聊天，而每天的話題似乎總是圍繞著基督教信仰。男主人是個牧師，他喜歡給張首晟講聖經故事，講主耶穌的比喻，張首晟聽得饒有興趣，他覺得主耶穌的比喻與他所熟悉的哲學家的語言是何等不同!主耶穌的比喻十分簡潔，但簡潔中卻包含著哲學所達不到的穿透力，甚至，他覺得那些比喻具有一種他從科學定律中所總結出來的美感：“簡潔”，並且“包羅萬象”。
這令他驚奇，為什麽早在公元一世紀的時候，這個沒有受過科學和哲學訓練的人就對世界能夠有如此深刻的洞察？為什麽他能夠使用如此簡潔的語言揭示如此深刻的道理？並且賦予這些道理如此普遍的含義？
張首晟所受到的一切哲學，科學訓練都引發著他超越局限的渴望，所以，當他遇到界限的時候，他不容易輕易地停止，他更不輕易地在界限之中聽憑理性對界限之外的事物妄加判斷。他知道理性和邏輯並不代表一切，正如科學實驗並不代表一切一樣。他審慎地使用著理性，一如他審慎地觀察著實驗。這一點有效地避免了他在較低層次上對抗更高層次的東西。
所以，當他聽到聖經故事的時候，當那些神績奇事統統超出了他的理性和經驗所能判斷的範圍的時候，他沒有在現象上糾纏。既然理性和實驗都有局限，既然它們對界限之外的事物無法證明或證否，那麽，他就應該從另一個方向去認識它。
他問房東：“基督教信仰和其它宗教最根本的不同是什麽？”
“因信稱義!”房東不假思索地脫口而出。
“因信稱義？”張首晟默默地咀嚼著這個答案。
驀然，一道不可思義的亮光照亮了張首晟的思想，他一下子就接受了這個答案。他相信，這就是真理!這個答案讓他勿庸置疑地相信，基督教信仰包含了那隱藏在宇宙萬象中的真理!
這一切來的如此突然。但如此突然的一切在張首晟那裏卻是如此自然!
事過二十年後，當張首晟在史坦福校園裏回憶這段往事的時候，他對二十年前的那個早晨所發生的事情作了如下解釋：“宇宙的存在與運動的規律早已使我相信有位創造者，但這位創造者是不是基督教信仰中的神？對此，去德國前我沒有明確答案。那天，當房東以‘因信稱義’四字來解釋基督教信仰與其它宗教之區別時，我一下子就想到了久已縈繞於心的一個信念：我相信創世之道與救世之道應體現統一的精神，因為它們是出於同一個力量，同一個意誌，同一個主宰。自然法則讓我看到那位創造者以‘簡潔’與‘包羅萬象’的原則規定了宇宙萬物的秩序和定律。那麽，如果這位創造者要拯救這個世界，我想，他不會違背同一法則。
‘因信稱義’--這四個字是多麽的簡潔，多麽的包羅萬象!這個法則不可能出自人的思想!人總是傾向於行為的，而行為是何等的複雜!不同時代，不同個人對行為都有不同的要求。行為標準是非永恒的，也非人所能及。救世之道若不以‘因信稱義’為標準，那麽，這道就不具有普遍性，就不可能指向一切人。
所以，當我聽到‘因信稱義’這四個字的時候，我就象看到自然法則一樣感受到了那超越人的意誌的力量，這力量征服了我的思想，我不可能對那不被我理性規定的法則再有懷疑。
‘因信稱義’就是真理!
神要救世人，他所啟示的真理非如此簡潔，非如此包羅萬象不可!”這個思想把張首晟帶進了教堂。那是1980年的聖誕夜。
4當真理進入生命
1983年，張首晟獲得柏林自由大學物理碩士學位。同年，他進入美國紐約州立大學物理係攻讀博士學位。1987年，他獲得博士學位。同年，他進入加州大學的Santa Barbara分校從事博士後研究。1989年底，他結束了博士後研究，與妻子曉帆一起到了San Jose的IBM繼續從事科學研究工作。
雖然他還沒受洗，但他早已相信了“因信稱義”的真理。基督教信仰已經深刻地影響了張首晟的世界觀，這種影響使得張首晟的科學思想與八十年代末，九十年代初大多數從中國大陸來的學生學者有明顯不同。他相信數據背後有更高層次的意義，因為，宇宙不是無序的，不是偶然的。宇宙是出自一個有目的，有意義，有計劃的設計。這個信念使得他不能夠接受對自然現象和實驗數據的任何膚淺解釋。
到了San Jose之後，他和曉帆才重新接觸到教會，並且，與教會有了進一步的關係—他們開始了定期的團契生活。從這時候開始張首晟才真正感受到了真理進入生命的意義。他發現，信仰不僅僅可作用於他的思想，使他的思想進入更大的框架，不僅僅可作用於他的理性，使他的理性突破局限，信仰還可作用於他生命的每一個層麵。信仰可以作用於他一切的情感，當信仰作用於他一切情感的時候，他的生命才與信仰本身產生了真正關聯。直到此時，那隱藏在宇宙萬物背後的抽象真理才真正具體化到了他個人生命的裏麵。這生命是何等的美好，何等的豐盛!這生命使他對真，對善，對美的渴望得到了他在哲學和科學中根本就無法的得到的滿足。
1991年初夏，張首晟和妻子一起接受了洗禮。1993年，張首晟被史坦福大學物理係聘為付教授。從此，他進入了現代物理學研究的前沿。
1994年張首晟重新進入了現代物理學的尖端領域—超導性研究。這項研究他九零年就開始了，但時有間斷。到史坦福大學之後，他再一次將他研究的鋒芒集中到這個前沿領域。
張首晟自從進入了信仰，他就深切地經曆到信仰對他智能的推動，他堅信，一切現象的背後都有上帝規定的意義，作為一個科學工作者，他神聖的使命就是把這意義揭示出來。1995年，年僅三十二歲的張首晟以他出色的研究能力獲得了史坦福大學物理係終生教授的位置。
同一時期他的超導研究也進入了關鍵—他期待著一個重大突破。但這突破卻遇到了極大阻力。他沒有辦法提出一個合理的理論來解釋超導實驗中出現的眾多複雜現象，對這些現象許多物理學家都試圖給出解釋，但卻沒有一個人可以提供令人滿意的答案。
起初，張首晟試圖站在基本的，具體的基點上提出他的理論，但這個理論所站基點太低，故此無法涵蓋一切複雜現象。對此，張首晟一籌莫展。1996年春，張首晟在超導研究中已經竭盡全力，卻始終無法獲得重大的理論突破。
春假，他暫時離開實驗室，與教會的弟兄姐妹們一起去了美中，美東地區—這是張首晟第一次參加教會的短宣。張首晟的重點是向旅美大陸學人分享科學與信仰的見證。他的見證對那些喜歡以理性對抗上帝啟示的學生學者有很大的觸動。而在此過程中，張首晟自己再一次經曆了信仰對他理性和智能的推動—當他見證上帝在宇宙萬象中的作為的時候，他的思路就獲得了更廣闊的空間，他就不期然地進入了一個更大框架，在那更大框架之中，他看見了上帝無與倫比的智慧和榮耀。
短宣回來之後，張首晟心中洋溢著一種難以抑製的情感—上帝榮耀的光輝照亮了他一切的思想，在那榮耀之光中，他看見了科學的神聖—科學的責任就是提供上帝在自然中所作所為的最真實，最榮耀的見證。上帝榮耀的光輝也照亮了他一切的情感，在那榮耀之光中，他的情感被那無法抗拒的美推動著，於是，他渴望以科學提供對那美的見證。
而當這一切在他生命裏麵發生的時候，他對那許久以來一直無法突破的問題竟有了意外的發現，他看到了一個新的基點!那個基點設置在一個更高層次上。他相信一切自然規律都是上帝規定的。作為一個有信仰的科學工作者，他所提出的科學理論不僅僅要能夠解釋自然現象，更是要經由對自然現象的解釋見證上帝的榮耀和智慧。而要達到後者，就非站在一個更高層次上不可。雖然從經驗看，到更高層次上提出理論會有更大的難度，但他裏麵的信念支持著他非到這個層次上尋找結論不可。當他憑信心站到這個更高層次上的時候，他苦苦尋求的原理經出乎意料清晰地呈現了出來—他隻用了一個簡潔的，對稱性原理就解釋清楚了超導性研究中那許多科學家無法解釋的複雜現象。
1997年2月21日出版的美國《科學》雜誌刊登了張首晟的這篇重要論文。張首晟所提出的這個理論是超導研究中的重要突破，這個突破無論是否會成為他日後走向更大成就的一個標誌性的起點，這個突破本身已包含了上帝榮耀的見證，並且，對造福於人類而言，這個突破也包含了它毋庸置疑的貢獻。我相信，這個突破將是張首晟人生中一個標誌性的起點—這個起點將把他引入更美，更廣闊，更深遠的信仰旅程┅┅
