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【書評】一日學識現代物理

2015/12/20 — 16:17

時光流逝只是幻覺,「現時和往時,也許同現在來時,而來時亦存在往時」,詩人沉思一生的時間觀,和現代物理殊途同歸。T. S. 艾略特擔心,「如果時間永恒地同現,時間就不能回贖」。幸好凡人的意識有局限,被隨機產生的熱力流向蒙蔽,活在時間長河的當下,不會被困在無分過去、現在和將來的物理世界。

如果你發現,探討這個科學哲學問題的暢銷小書只有 78 頁,慢讀也不用三數小時,能想像每天一書的吳局長一生累積了多少智慧?

嚴格來說,被英國媒體形容為 cult 書的 "Seven Brief Lessons of Physics“ 是嚴肅的物理入門教材。為免倒胃口,不得不告訴你,意大利原文版在祖家比《格雷的五十道陰影》更受歡迎,全球銷量將逾霍金的科普著作,但它注定不會陪伴《時間簡史》在書架上封塵。

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「聽到文化人笑說不懂科學,甚至引如為榮,和聽到科學人自誇不讀詩一樣,同樣令人沮喪。」—Carlo Rovelli

現代物理是科學的基礎,人類探索大自然的前線,本應最引人入勝。可是,經歷了百多年的突飛猛進,科學已令大部份人卻步,誰有興趣讀物理?在意大利,上流社會熟讀拉丁經典,卻以不諳科學為榮。也許出身精英古典教育系統的前線學者 Carlo Rovelli 能說服他們,現代物理不但正在擴闊人類直觀想像的局限,並循著不斷累積的線索建構了一個與自然現實最吻合的宇宙模型,而且是文藝復興的理想中,和人文藝術互相吸引的親密伴侶。

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可是,怎教人不懷疑,一本詩集厚度的小書如何讓讀者一覽物理世界的全貌,遑論展現它的美貌?

物理的美妙,全在於藴藏一切的簡約。在這個永遠在建設中的人類共業,科學家不斷將自然現象化約為最基礎的成份和定律,重現人所能理解並能應用於科技的物理世界。前年在歐州實驗室找到上帝粒子之後,粒子物理已完成「標準模型」,只需要數十個顆基本粒子,就能透過量子力學描述宇宙一切物質的組成和運動。「它們不斷地在振盪和浮動中穿越存在的限界,在空無一物的空間出現,然後像字母一般,組成無窮盡的字句,勾勒出宇宙歷史的一切,由無垠太空中的銀河星體、地球上的山巒草木、到派對裡的笑靨如花和夜空上的星光點點。」

在詩人 Simon Carnell 和學者 Erica Segre 的譯筆下,相對論和量子力學由 Rovelli 娓娓道來,比神話故事更引人入勝。本來,探索求真和想像創作兩個源遠流長的人類活動早已分道揚鑣,但兩者一直相輔相成。古代神話孕育了科學,讓現代人重寫創世故事。Rovelli 指出,不可思議的現代物理世界,容易令科學探索和幻想杜撰混淆,就是普及文化對科學感到神秘莫測及難於置信的主要原因。

Rovelli 以文科同學為假想讀者,希望透過普及寫作,擔當科學和人文之間的橋梁。誠如愛因斯坦所言,「如果不能清楚地解釋,你未完全明白」,物理概念不須要以術語和方程式來叙述。"The Seven Brief Lessons of Physics" 決心將現代物理徹底地翻譯成文學語言,甚至捨易取難,不以註解和參考來減輕詮譯的難度。吳局長,這本 78 頁小書讓你也能一日學識現代物理。

不過,明知「一條方程式減少一半銷量」,Rovelli 卻不能不列出愛因斯坦場方程式。教授坦言,要明白它的深刻意義,也許需要沿著前人的足跡一步一步地攀上頂峰,但作為觀眾,欣賞愛因斯坦的廣義相對論,和莫扎特的安魂曲、荷馬的史詩、沙士比亞的悲劇一樣,「只需要付出少許努力,卻不比欣賞貝多芬晚期四重奏的孤高之美所需更多。你將會同樣地收到絕美的回報,及洞明世界的新視野」。

年青時投身激進學生運動的 Rovelli 在科學領域勇於走自已的路。這位「有學問的叛徒」,來到空前成功但互不兼容的量子和相對論的交义點,探求最終極的時空真相。他和 Lee Smolin 等人在 1988 年提出的 Loop Quantum Gravity 理論,是弦理論之外另一個達成終極「萬有理論」的希望。貫穿全書的「時光流逝只是熱力流向所致的意識幻象」、「空間由量子元素組成」、「宇宙的一切都是相互交往的關係」的觀念,都是源自 Rovelli 的前衛物理學說。

宗教真理不容挑戰,科學卻只能肯定大自然充滿神秘,所以科學家「充滿疑慮,終生渴望挑戰自已,以求明白更多,帶著疑問,直至最後。」時間是甚麼?科學家仍沒有答案。自愛因斯坦以降,主流物理學家認為時間是虛幻,但 Lee Smolin 等人仍在努力讓時間「重生」。Rovelli 從霍金的熱黑洞假說看到一線曙光,相信在量子、重力和熱學力之間的神秘三角當中,隱藏著線索,猶如 Rosetta Stone 上面刻著的三種古語,將會成為解密的鎖匙。

不要忘記,如果大自然由時空和基本粒子組成,人類亦然,並置身其中。「我們首先是觀察世界的個體。每一個人都是網絡中的節點,是我們感知的世界的一部份」。Rovelli 對「勇武無神論者」的全知態度不以為然,認為「世界不一定是 Dawkins 想像的那樣」。這位「懶散天主教徒」對自由意志的看法亦不如科學主義論者那麼肯定。「我們腦裡有億萬個神經元,它們轉瞬即逝的交互作用的結果,奠定了我們所作的一切決定,及其自由的限度」。腦科學家發現,在「我」作出決定之前,神經元早已起動。「那麼,當我作決定時,是否『我』在作決定?當然是,因為⋯⋯『我』和我腦中的神經元是同一樣的事物。每一位個人,都是一個複雜及緊密綜合的過程。」

雖然「我是誰」是終極問題中的終極,和意識是甚麼的懸案一樣,仍沒有科學答案,但我們可以知道,「通過自我反思,通過在世上的自我展現,通過對自己處身世界的多元視角的認識,通過大腦這個處理訊息及精簡表象的驚人組織,所浮現出來的『我』,和為我作決定的『我』,都是同一個『我』」。在 Rovelli 心目中,Julio Tononi 的「綜合訊息理論」,已開始撥開意識的迷霧。

有意識的人類,「可能是地球上唯一能意識到死亡宿命的物種,而我恐怕,我們的物種將會親眼見證集體滅絕。最少,文明難逃此刧。」執筆之時,巴黎氣候變化協議已簽定,但願人類的集體意識能夠放眼未來,擺脫宿命。

Rovelli 安慰我們,宇宙一切都有生有滅,儘管現代文明將會如同馬雅和愛琴海那些輝煌的古文明一起,湮沒在人類意識裡的時間長河,大自然就是我們的家。在這裡,人類的好奇心發現了一個不可思議的世界,來到探索的前線,更加求知若渴。「這裡有空間最微細的構造、宇宙的起源、時間的本性、黑洞的現象及我們自已的思想。世界的神秘和美麗在無涯的未知邊緣閃耀,教人靜氣屏息。」

 

原文刋於今天蘋果日報 What we are reading,此為加長版。

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