李恩軍：道家思想對現代科學觀的啟迪

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李恩軍：道家思想對現代科學觀的啟迪  作者：[李恩軍] 來源：[] 2007-11-21

作者單位：武漢大學宗教學係    自從李約瑟博士的7卷本的巨著——《中國科學技術史》問世以來，在整個西方的科學界，尤其是物理學界，可謂一石激起千層浪，產生了巨大回響。一些身處科學發展最前沿的當代大科學家，驚訝地發現中國的傳統文化，尤其是道家文化中的深邃而又令人頗感神秘的思想中，竟然包含了許多在他們心中盤旋已久的問題的答案。於是，這些學者紛紛把視線轉向東方，試圖從道家的思想中得到靈感和啟迪。這其中也能看出西方科學傳統和東方科學傳統的差異和互補。本文擬以重溫歐洲三十年代以來，許多科學家把目光轉向道家文化這一“李約瑟現象”①為契機，以期揭示道家科學觀的現代價值。 一、“李約瑟現象”　　 李約瑟博士被譽為當代新道家的先驅者。他把他的大半生都放在中國科學史的研究上，成果顯著。他在其《中國科學技術史》中提出的一個影響深遠的觀點，即中國古代科學史主要是受道家思想的影響，“道家思想乃是中國的科學和技術的根本”。[1] 他認真理解，消化中國道家思想，擇其精華，供現代科學家采用，為正在形成中的現代科學傳統提供了思想材料。無論他本人是否意識到，實際上，他的工作是在為現代科學傳統的誕生搖旗呐喊，鳴鑼開道。而在此過程中，他把目光始終放在道家文化思想的深入研究和闡發上，為後人樹立了光輝的榜樣。如果說李約瑟以現代學者的眼光在道家文化這塊堡壘上插上一麵大旗的話，那麽後來的科學家把目光轉向道家思想，則是為這塊堡壘增添了新的力量，注入了新的血液。　 　 與李約瑟同時的玻爾（NielsBohr），於1937年訪問中國時，驚訝地發現他最為得意的互補原理，在中國古代文明中早就有了鮮明的表述。太極圖的陰陽魚互咬正是體現了陰陽相生相克，相反相成的哲理。1949年，當他被丹麥王室授以勳章時，他為自己設計了一個“族徽”，其中正是一極其醒目的“太極圖”。麵對著誘人的中國傳統文化，他說：“我們在這裏麵臨著人類地位所固有的和令人難忘的表現在中國古代哲學中的一些互補關係。”[2]這似乎表明他深刻地認識到道家的太極圖正是他心目中對互補原理的最佳表述。　　 李約瑟與玻爾率先把目光轉向東方。在他們後麵，還有一群科學家。美國物理學家惠勒（J·A·Wheeler）1981年訪華時曾說：他來到孔子、老子、淮南子、墨子、朱熹、陸象山以及李政道、楊振寧的故鄉訪問，好像帶著兩對耳眼，一對是自己的，另一對是玻爾的。中國古代偉大思想家的真知灼見曾使玻爾傾。量子論的中心思想是互補性。這種思想在西方似乎是革命性的，在中國卻是一種自然的思想方法。惠勒在宇宙學研究中提出了“從無到有”的生成假說，使他驚訝的是，中國哲學家早在三千年前就已提出了這種思想。他的“質樸性原理”同老子的“道”也是相通的。 “耗散結構理論”的創立者普裏高津（Ilya Prigogine）認為中國的道家思想中具有“自組織”和“自發運動”的思想，這與西方傳統結合起來，也許能導致一種麵向未來的自然模型。他樂觀地指出，“一個非常有希望的跡像是，科學現在能夠把與其它文化傳統相聯係的觀察能力集合起來，因此能夠促使這世界的經曆了不同進化路徑的各部分互相尊重和理解。”[3]這裏的其它文化傳統，首先是指中國道家文化的傳統。　　 協同學創始人哈肯（Haken）說：“協同學含有中國基本思維的一些特點。事實上，對自然的整體理解是中國哲學的一個核心部分。”[4]　　 突變理論的創始人托姆（ReneThom）說：“在老子的理論中，有很大一部分是關於突變理論的啟蒙論述。我相信今天中國許多喜歡這個學說的科學天才，會了解突變理論是如何證實這些發源於中國的古老學說的。”[5]　　 自組織理論的三位創始人都認為他們的理論同中國古代哲學思想相通，這豈不令人深思？　　 美國物理學家卡普拉（FrityofCapra），對現代科學文化進行深刻反思，並從東方文化中汲取養分以後提出一種“科學文化觀”。他的一係列著作：《物理學之道》、《道家自然學》、《非凡的智慧》、《轉折點》等，在西方科學界產生了巨大的影響，所以他稱為“當代新道家”的代表人物。他在《轉折點》一書中指出，現在我們正麵臨著認識模式的轉折。“物理學已發生了數次觀念革命，它們清楚地揭示了機械論世界觀的局限性，並且走向有機的、生態的世界觀，這種世界觀與一切時代的神秘主義和古老傳統（指中國傳統——引者）顯示出一致性。”[6] 深受老莊思想影響的日本物理學家湯川秀樹，更是在這方麵作出了表率。他本人高度地讚揚了中國人擅長的思維方式，如直覺、模擬等，並直言不諱地說他的介子理論與莊子文中的“混沌”的寓言故事有關。後來他還從李白的詩句“天地者萬物之逆旅，光陰者百代之過客”中得到啟發，提出了物理學中的“基元域”理論。　　 上述這些現象表明，二十世紀把目光轉向東方的科學家，決不是李翁孤立一人。李翁所走過的道路，是一條將有越來越多的西方科學家跟隨前進的道路。一群在第一線工作的西方科學家，重視中國的傳統思想文化，自覺地從中吸取營養，推動自己的研究工作，這是20世紀自然科學發展的一個重要特征，它對當代科學思想的演變有重要的影響。這種現象我們可以稱之為“李約瑟現象”。 二、道家思想在現代科學中的凸現　　 “李約瑟現象”似乎正在告訴我們，現代科學的某些核心前沿的東西與道家思想有著一種相通性，或者說它揭示了道家思想的一些現代性。就像卡普拉在《物理學之道》中指出的那樣，“道”的思想與現代物理學的基本思想有著優美的“平行關係”。眾所周知，“道”乃是中國古代哲學的最高範疇之一，它是形而上的，思辯的。道家思想在現代科學中的凸現，這裏是指“道”的一些特性在現代科學中被征實和被重新闡發的那些特性。 湯川秀樹：粒子物理學上的“混沌”說　　 湯川秀樹，是第一個獲得諾貝爾物理學獎的日本人。湯川粒子物理學上的“混沌”說的產生，是受到《莊子·應帝王》中關於“混沌”的一則寓言的啟發。他說：“最近我又發現了莊子寓言的一種新的魅力。我通過把倏和忽看成某種類似基本粒子的東西而自得其樂。隻要他們還在自由地亂竄，什麽事情也不會發生，直到他們從南到北相遇於混沌之地，這時就會發生像基本粒子碰撞那樣的一個事件。按照這一蘊涵著某種二元論得方式來看，就可以把混沌的無序狀態看成把基本粒子包裹起來得時間和空間。在我看來，這樣一種詮釋是可能的。”[7]　　 這個寓言是指《莊子·應帝王》中的“混沌”典故，即“南海之帝為倏，北海之帝為忽，中央之帝為渾沌。倏與忽時相與遇於混沌之地，渾沌待之甚善。倏與忽謀報混沌之德，曰：‘人皆有七竅以視聽食息，此獨無有，嚐試鑿之。’日鑿一竅，七日而渾沌死。”這個故事告訴我們，混沌沒有眼睛、鼻子、耳朵、嘴巴、因此對他來說，一切都是無區別的。然而，當他的朋友想報恩於他，給他鑿出眼睛、鼻子、耳朵、嘴巴之後，從混沌中產生了區別。這種區別殺死了混沌。混沌在生的狀態屬於自己，沒有區別。這個比喻說明，自然就是指混沌在生的狀態，因此它是萬物存在的最終基礎。從這一角度看，“混沌”就是“道”。　　 他說：“我研究基本粒子已有多年，而且，至今已發現了30多種不同的基本粒子，每種基本粒子都帶來某種謎一樣的問題。當發生這種事情的時候，我們不得不深入一步考慮在這些粒子的背後到底有什麽東西。我們想達到最基本的物理形式，但是，如果證明物質竟有30多種的不同形式，那就是很尷尬的；更可能的是萬物中最基本的東西並沒有固定的形式，而且和我們今天所知的任何基本粒子都不相應。”[8]“它可能是有著分化為一切種類基本粒子的可能性，但事實上還未分化的某種東西。用所慣用的話來說，這種東西也許就是一種‘混沌’。正是當我按這樣的思路思考問題時，我想起了莊子的寓言。”[9] 玻爾：道家的太極圖與互補原理　　 尼爾斯·玻爾，諾貝爾物理學獎得主，一生最為得意的科學創見是“互補原理”。這是對量子力學的測不準關係和波粒二象性的一種“準哲學”解釋，他把粒子圖像看成是同一實體的互補性描述，其中每一種都是部分正確的，並有其有限的應用範圍。要對原子實在作出充分的描述，第一種圖像是必需的，但它的應用範圍又受到測不準原理的限製，因而必須同時使用相互排斥又相互補充的經典物理學概念，才能對現象的各個方麵提供一個完整的描述。所以，互補原理的實質是“對立統一”，玻爾認為這是一條普遍適用的自然法則。玻爾在1937年訪問中國時發現了道家的太極圖，為互補原理找到了哲學上的基礎。因為道家的太極圖中的陰陽，就是處在對立的統一的關係之中，陰中有陽，陽中有陰。這與老子的“萬物負陰而抱陽”（即陰陽互補），“道可道，非常道”（概念的相對性）等中國古代哲學思想有相契合之處，學習後者可有助於對前者的理解、掌握。“玻爾充分認識到他的互補性概念與中國思想之間的平行性。……當他必須選擇一種盾形紋章的主要花紋時，他就選中了中國的太極圖來表示陰陽的互補關係。同時還加上了‘對立即互補’的銘文。”[10] 3、普裏高津：“自組織”理論與“道”的自發性　　 普利高金是比利時著名的科學家，他以創立“耗散結構理論”而獲得諾貝爾獎。他認為中國哲學傳統的中心是“自發的自組織世界”的觀點。他說，西方科學強調實體，中國的自然觀則以“關係”為基礎，因而是以關於物理世界的更為“有組織的”觀點為基礎的。他的耗散結構理論“對自然界的描述非常接近中國關於自然界中的自組織與和諧的傳統觀點”[11] 他不止一次地引用《莊子》的寓言，藉以說明他關於自然界自發運動機製的思想。當我們分析道家思想中“道”的特性時，也能看到這方麵的相通性。例如《老子》中曰：“大道泛兮，其可左右。萬物恃之而生而不辭，功成而不有，衣養萬物而不為主。常無欲，可名於小；萬物歸焉而不為主，可名為大。以其終不為其大，故能成其大。”（第三十四章）“人法地，地法天，天法道，道法自然。”（第二十五章）又《莊子?天運》雲：“天其運乎！地其處乎！日月其爭於所乎？孰主張是？孰維綱是？孰居無事推而行是？意者其有機緘而不得已邪？意者其運轉而不能自止邪？”老莊的“道”都是“無所為”的，這與他的“自組織”理論何其相似。 4、霍金：“有生於無”的宇宙學解　　 霍金是英國劍橋大學的量子宇宙學家，從1983年以來，他就致力於一種宇宙的“自足理論”。隨著大爆炸宇宙學的發展，人們越來越逼近宇宙的開端。自從惠勒等提出“有生於無”的生成假說以後，宇宙創生於無的可能性，一直是當代宇宙學家關注的問題。1984年，霍金和他的助手吳忠超一起得到了第一個完整的宇宙自足解，從數學上證明了宇宙創生於無的可能性。霍金把宇宙的創生問題分解為時間、空間和真空的問題，他們認為“時間在大爆炸前是無意義的”，並認為宇宙是沒有邊界的，因此他們給出了一個宇宙的波函數，經過計算，得出了一個宇宙創生於無的自足的理論體係。他的結論是：“宇宙的初始條件由宇宙自己來決定；宇宙的邊界條件是‘沒有邊界’”。[12]並且這種創生理論已在實際觀測上得到征實。 這個說法等價於“宇宙創生於無”。在人類思想史中第一個明確提出宇宙創生於“無”的是中國先秦時代的大思想家老子，早在公元前五世紀左右，就提出：“天下萬物生於有，有生於無。”（第四十章）“道”包含“有”和“無”兩個方麵，它們是“同出而異名”的：“無，名天地之始；有，名萬物之母。”（第一章）同時指出“道”是超感覺的、無限的、永存的、變化不息的、生成一切的總根源。最經典的描述是：“有物混成，先天地生。寂兮寥兮，獨立而不改，周行而不殆，可以為天下母。吾不知其名，強之曰‘道’。”在《老子》書中我們可以更進一步看到宇宙萬物的生成模式和“道”在這一過程中所起的作用：道是宇宙從無到有的總過程。老子又說：“道生一，一生二，二生三，三生萬物。萬物負陰而抱陽，中氣以為和。”（第四十二章）從以上所引我們可以看出，霍金的這種宇宙創生理論與道家老子的“有生於無”的思想有著奇妙的吻合，雖然“有生於無”對於老子隻是一種天才的猜想。無論如何，道家的“有生於無”的命題，在現代宇宙學上得到了論證，這是令人鼓舞的事情。　　 一向以嚴密思維和實驗操作著稱的西方科學家，漸漸地把目光移向了中國，在道家思想中尋找某種寄托。如前麵所述的四位科學家中，受老莊影響最深的是湯川秀樹；玻爾和普裏高津則是在創立自己的科學理論後，才發現在道家思想中存在著其理論的一種哲學的解釋；霍金雖然不知道道家思想到底為何物，但其現代宇宙學的理論與老子的宇宙創生論相呼應。另外，惠勒把薑太公那指揮一切的“無”字旗當作“質樸性原理”的思想先驅等。以上種種跡象表明，道家思想對現代科學觀的形成將起到至關重要的作用，隻有從中國古老的道家思想中汲取營養才能形成健全的科學觀。 三、道家思想對現代科學觀的啟迪　　 李約瑟的幾卷本《中國科學技術史》，揭示了中國古代道家在自然科學上的傑出貢獻。而近代科學的發源地在西方，不是在東方。因此長期以來，國際科學界有一種錯誤的觀點，即認為東方科學觀不能適應自然科學發展的需要，隻會阻礙科學的進步和發展。“李約瑟現象”，特別是湯川秀樹對粒子物理學的巨大貢獻，在現代科學家中引起了極大的震動，使這種“阻礙說”不攻自破，許多科學家重新思考東方文化中的合理因素。如量子力學的創始人之一海森堡，原將科學研究的理論源泉僅僅放在西方文化上，後又補充指出：“自從第一次世界大戰以來，日本科學研究對於理論物理的巨大貢獻可能是一種跡象，它表明在東方傳統中的哲學思想與量子力學的哲學本質之間有著某種確定的聯係。”[13] 這是對東方文化主要是中國古代哲學合理性的充分肯定。普裏高津則指出：“中國的思想對於那些想擴大西方科學的範圍和意義的哲學家和科學家來說，始終是個啟迪的源泉。”[14]　　 這個“源泉”，是指道家思想中那些可為現代科學觀所用的那些東西，如概念的相對性、模擬、直覺思維以及整體觀等。這些也正成為現代科學觀的有機成分。這一點在湯川身上體現的最明顯。　　 第一，關於概念的相對性。《老子》開卷指出：“道可道，非常道，名可名，非常名。”關於這句話，哲學界通常解釋為：可以言說的道，就不是恒常的道，可以稱呼的名，不是恒常的名。湯川站在一個物理學家的立場上解釋這句話的，“真正的道，不是慣例的道，常識之理。真正的名或概念，不是常見之名，常識性概念。”湯川的文字解釋雖與此不同，但從思想實質來說，還是與老子哲學精神相通的。同時，在玻爾的互補性原理中，我們看到，要對原子進行充分的描述，必須同時使用相互排斥又相互補充的經典物理學概念才可以。這也是對概念相對性的另一種解釋。而自然科學就是在不斷淘汰舊概念、舊理論，創造新概念、新理論中發展、前進，逼近絕對真理。　　 第二，從模擬到直覺的思維方式。模擬是由兩個對象內部屬性關係的某些方麵相似，而推出它們在其它方麵可能相似的推理方式。他說：“利用模擬，我們可以很好地理解一方，但卻不能理解另一方。我們不很理解的事物多少有一點和我們理解的事物相象。我們開始思考它們怎麽個象法——於是，在一刹那間，我們對不理解的事物突然變得豁然開朗起來了。”[15]並說：“模擬是這樣一些方式（想象力發展等方式——引者注）中最具體的一種，它們把那些在一個領域中形成的關係應用到另一個不同領域中去。這是中國人自古以來就很擅長的一個領域。表現模擬的最古老形式就是比喻。”[16]莊子是中國古代哲學中最具有浪漫色彩的哲學家，他主要依靠比喻和模擬來論證哲學問題。如《齊物論》通過狙公賦茅、罔兩問景、莊周夢蝶等比喻，來論證對任何事物的認識本無確定不變的是非標準，一切是非之爭，都是對道的全麵性的歪曲和割裂，反對認識的片麵性。湯川更欣賞的老莊哲學中的直覺頓悟，如老子的“玄覽”和莊子的“見獨”。愛因斯坦也是以倡導直覺方法著稱的。他說：“邏輯是證明的工具，直覺是發現的工具”[17]。　　 模擬僅僅是科學創造的起點。而且，從模擬到直覺頓悟往往還需要經曆一個比較長和艱難的思索過程。例如，湯川秀樹本人早在1932年研究核力場問題時就已經知道把當時尚難理解的核力和當時已掌握的電磁力進行模擬。這種不同性質的力場的模擬很快就引導他去尋找與傳遞電磁場的“光子”相對應的傳遞核力場的粒子。他在從1932年到1934年的整整兩年時間裏始終不能擺脫掉在當時已知粒子的範圍內尋找傳遞核力場的粒子這一保守想法，結果總是失敗。不過，模擬思維達到一定的程度終於進入了所謂的直覺頓悟狀態。根據湯川本人的經驗，在這裏否定性的觀察事實對於激發靈感和破除舊的成見特別有效。湯川就是從蘇聯物理學家塔姆和伊凡寧柯關於電子和中微子交換力過於微弱，而無法說明核力的否定性計算結果中得到啟發，一下子領悟到傳遞核力場的可能是一種未知的新粒子。湯川認為，科學家的直覺頓悟實質上就是一種高度敏捷的模擬能力。依靠這種能力，人類能夠迅速地把兩種不同性質的事物等同起來並從整體上把握住認識對象。在一定意義上說，本文前述的物理學的“混沌”概念，以及像他提出的基元域概念和“看不見的鑄型”思想，就是他運用莊子模擬思維和直覺思維方式的成功嚐試。不僅如此，湯川還表示相信東方人所擅長的直覺思維方法是可以補救現代科學發展的“老化”問題的：“如果我們更加注意直覺或大膽的想象，來作為不可避免的抽象化趨勢的一種補充，基礎物理學的又一次返老還童就是可以期望的”[18]。　　 當然，我們應該注意到，湯川秀樹對老莊哲學中的模擬、直覺的思維方法的提倡，並不是作任意的拔高和簡單的套用，而是以接受並消化東西方現代物理學理論和西方合理的邏輯方法為基礎的，是在粒子物理學的艱辛研究和放眼東西方文化的比較體味中的積極改造。 第三，關於整體觀。老莊哲學中有許多關於整體思維的論述，如老子指出“人法地，地法天，天法道，道法自然”，認為人在自然之中。莊子講，“天地與我並生，萬物與我為一”，也強調個人與世界是一個整體。湯川對此理解並指出：“在老子和莊子那兒，自然界卻一直占據著他們思維的中心。他們論證說，脫離自然的人不可能是幸福的。”[19]並由此引申出，“對於東方人來說，自身和世界是同一事物，東方人幾乎是不自覺地相信，在人和自然界之間存在著一種天然的和諧。”[20]這實際上以老莊哲學為例，肯定了道家的這種整體觀。不管怎樣，這種整體觀，不論對於觀察宏觀宇宙，還是對於研究微觀世界，都有一定的適用性。 另一方麵來看，道家反複強調的這種整體觀，就是要求人與自然和諧相處。卡普拉把這種整體觀叫做“生態智慧”。他說：“在諸偉大傳統中，據我看來，道家提供了最深刻並且最完善的生態智慧。它強調在自然的循環過程中，個人和社會的一切現象和諧在兩者的基本一致。”[21]　　 現代的全球性的生態失衡、環境汙染、氣候問題等，正是人類忘卻了道家的古老遺訓，對於自然索取過多，而給予甚少，以致於不得不接受自然的報複。道家的“生態智慧”正是強調生態的平衡，對於現代的科學文化的發展無疑具有重大的啟發意義。在卡普拉眼裏，現代西方科學和文化正處於一個轉折點，他說：“我相信現代物理學所包含的世界觀與我們目前社會是不一致的，這種社會並沒有反映出我們在自然界所觀察到的協調的相互關係。而要達到這種動態的平衡就需要一種完全不同的社會和經濟結構。這是一種真實意義上的文化革命。我們的整個文明能否生存下去也許就取決於我們能否進行這種變革。它最終取決於我們采納東方神秘主義某些陰的態度的能力，要有體驗統一自然和協調生活的藝術。”[22] 結束語　　 從“李約瑟現象”的論述和分析中，我們可以感受到的是，道家文化的現代價值正在被挖掘和重新定位。古老的道家文化不是一種曆史陳跡，而是具有超越時代的深刻哲理的活的文化，這一點不僅在中國，也在西方得到了不同程度的認可。當然，現代的科學家們所推崇的是道家思想與現代科學的耦合，而不是道家科學技術本身，但無論如何，道家思想中那些可為現代科學觀所用的那部分值得重新定位的。正如董光璧所指出：“我確信重新發現道家具有地球船改變航向的曆史意義。黃土文明與海洋文明的融會，有如黃顏色和藍顏色調和出綠色，將產生人與自然和諧的新的綠色文明。”[23] 注釋： [1]李約瑟：《中國科學技術史》第二卷，《中國科學思想史》。科學出版社1990年版，第145頁 [2]玻爾著，鬱韜譯：《原子物理和人類知識續編》，商務印書館1978年版，第19頁 [3]普利高金：《從混沌到有序》中文版序，上海譯文出版社1987年版，第4頁 [4]哈肯著，戴鳴鍾譯：《協同學——自然成功的奧秘》序，上海科普出版社1988年版 [5]轉引自趙鬆年，“突變理論：形成、發展、應用”，《世界科學》1989年第4期[6]卡普拉著：《轉折點》，中國人民大學出版社1989年版，第37頁 [7]湯川秀樹著，周林東譯：《創造力和直覺：一個物理學家對東西方得考察》，複旦大學出版社1987年版，第50頁[8]轉引自徐水生，“論老莊哲學對湯川秀樹的影響”，《哲學研究》1992年第12期 [9]同[7]第50頁 [10]、[13]灌耕編譯：《現代物理學與東方神秘主義》，四川人民出版社1984年版，第133頁 [11]普利高金著，曾慶宏等譯：《從存在到演化》，上海科技出版社1986年，第3頁 [12]霍金：《時間簡史》，湖南科學技術出版社2002年版，第127頁 [14]同[3]第1頁[15]同[9]第107頁[16]同上，第44頁 [17]《愛因斯坦文集》第1卷，商務印書館1983年版，第284頁 [18]同[9]第83頁 [19]同上，第47頁 [20]同上，第37頁 [21]董光璧：《當代新道家》，華夏出版社1991年版，第63頁 [22]卡普拉，《物理學之道》，轉引自《現代物理學與東方神秘主義》，第244頁[23]同[21]第4頁

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