站在科學的前沿能看透我們的世界和宇宙嗎？

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文：古志

普通人可能認為科學是永無止境的，但是，站在純科學的前沿領域看過去，比如粒子物理學、宇宙學、進化生物學、神經生物學等，發現實證方法已經在阻礙科學的發展與突破了。

一些科學家認為，在探索“我們是什麼”以及“我們來自何方”之類的純科學的各個重要領域，能發現的都發現了，剩下的只是一些無關緊要的細節；而另一方面，有些重大問題，由於人類自身的局限性，恐怕永遠也不會得到確切的答案，這一切都意味著科學將很快走向“終結”。

乍聽，這太不可能，科學不是無止境的嗎，怎麼可能終結呢？不過認真思考一番，我們會看到，在幾門學科的前沿領域，人類的確面臨著難以逾越的困境。

粒子物理：有無“終極理論”無法證明

自十九世紀以來，物理學家一直在尋找一種“終極理論”，試圖解釋所有宏、微觀世界及其表現形式。二十世紀後期，物理學家在微觀世界建立了基本粒子的標準模型，囊括了電磁力、弱力和強力三種基本相互作用力。

同一時期，人們提出了超弦理論，將愛因斯坦的引力理論也統一進一個自洽的模型裏來。這個理論認為構成物質的最基本的“磚塊”是一種叫“超弦”的微小能量弦。超弦本身既不是物質，也不是能量，它只是一些能產生物質、能量、時空的原材料。研究超弦的科學家說，正像鋼琴弦的振動能產生不同的音調一樣，上帝在一場創世音樂會上，用這些弦不經意間就造出了所有的粒子和作用力。

超弦理論雖然試圖包羅萬象，但如果局限在現有實證科學邏輯中，卻無法得到驗證。超弦理論的十維時空沒法拿在我們可憐的三維時空的手裏“掂量掂量”，就好比手的影子沒法抓住我們一樣。超弦之於質子猶如質子之於太陽系那般小，要探測超弦王國，物理學家就得建造周長為1000光年的粒子加速器……這簡直是異想天開。

許多物理學家因此對它提出了尖銳的批評，他們指責那些研究超弦的人是以主觀的推測和判斷來代替科學，但研究超弦的人反唇相譏：“可是假如這個世界本不是為了讓人類方便地認識和理解而誕生的，那有什麼辦法？”

物理學的另一個基本問題是量子力學的詮釋。但關於量子力學的真正含義，仍是含糊不清。半個世紀前，量子力學奠基人之一的科學家理查德德・費曼曾說：“沒有人真正理解量子力學！”至今，無人能從量子力學身上扯下這張標簽。

宇宙學：越來越玄乎

二十世紀早期，天文學家發現了星系光譜的多普勒紅移，證明星系正在遠離地球，星系之間也在互相遠離。由此，他們提出了一個大爆炸理論。星系紅移、微波背景輻射和輕元素濃度構成了支持大爆炸理論的三大證據。

但是大爆炸理論有明顯漏洞。其一，理論上不能確定早期宇宙的熱電漿體怎麼凝結成恒星和星系的。觀察表明，肯定有一些不可見的“暗物質”將星系束縛在一起，但暗物質的粒子是什麼，無從知道；其二，宇宙的大尺度結構問題：在宇宙早期，星系被認為是均勻地分散在整個宇宙中，但後來星系似乎聚集成團了，周圍是巨大的真空，怎麼解釋？第三，宇宙大爆炸的原始奇點是極微觀和高溫的，要描述它只能用量子規律了，一個量子宇宙會是什麼樣子呢？

作為大爆炸理論的補充和發展，有人提出暴脹理論。這個理論有更使人吃驚的含義：我們通過望遠鏡所看到的一切不過是暴脹時產生的極大區域內的極微小部分。宇宙暴脹一旦開始，就會像雞生蛋、蛋生雞似的無限繁殖下去，形成一個“超宇宙”的海洋。我們的宇宙不過是“超宇宙”海洋裏的一個水分子而已。

由於科學的普及，現在即使在普通公眾的嘴上也經常能聽到“蟲洞”、“時間旅行”等宇宙學的時髦名詞。和暴脹理論一樣，這些理論恐怕永遠無法反駁，也永遠無法證實。

即便是站在科學的前沿，以人類的局限，想看透無限的世界與宇宙，也似乎越來越不可能。

進化生物學：無法解釋的生命現象太多太多

關於生命的進化與起源，十九世紀達爾文提出了解釋物種進化的自然選擇說。達爾文總結：每個生物個體為了生存下去並繁衍後代，不得不與同種的其他個體展開直接或間接的競爭，而大自然偏愛獲勝者。

上世紀三十年代，一批進化生物學家把孟德爾的遺傳理論和達爾文的理論融合在一起，形成了基因變異版的“綜合進化論”體系。1953年DNA結構的發現似乎進一步證實了達爾文關於一切生物都是相互聯系的、有著共同起源的猜測。

但是，關於生物進化論是否正確的爭論一直不絕於耳。達爾文理論無法解釋的生命現象太多太多。

比如：猿和人之間的過渡物種化石至今仍是空白；超億年前的遠古高科技文明不斷地在世界各地被發掘；進化論無法解釋寒武紀生命大爆發現象；分子生物學的發展不是在證實進化論的科學性——生命在分子層面的復雜性，恰恰在打臉達爾文關於生命在原始時期是簡單結構的說法；基因變異的結果往往是使生命軌跡處於下行和衰敗，而不是進化和升華，而且基因變異至多是同種突變，跨物種突變幾乎沒有可能性……

神經生物學：有沒有自由意志？

意識，盡管被哲學家討論了幾個世紀，進入科學的研究範圍卻還是上世紀90年代的事。1990年，生物學家弗朗西斯・克裏克和克裏斯托夫・科克認為意識和知覺是同義詞，只有通過研究神經元以及它們之間的相互作用，科學家才能積累起必要的、確鑿的知識，以創建真正科學的意識模型。

然而，在研究手段上，神經生物學家和人工智能研究者產生了分歧。神經生物學家堅持意識只能從生物學的立場來認識，而人工智能專家則認為，大腦不過是一臺特別復雜的機器而已。他們甚至聲稱某些具有記憶功能的程序同樣可以具備意識。

而對另一個問題，即是否存在自由意志，科學家們也爭論不休。一批科學家認為人類擁有的不過是“一堆神經元”，否認自由意志的存在。另一些科學家則從量子糾纏上看到了意志獨立存在的可能性。

但科學家依然面臨一個永遠無法解答的問題，即為什麼神經活動會伴隨著主觀體驗，例如憂愁、快樂等等，這種體驗又為什麼人與人不同？

就算有一天，神經科學家能給出關於大腦的高度有效的示意圖，將每一個特定的神經機能與特定的精神活動對應起來，例如你憂傷的時候，計算機裏大腦示意圖上掌管“憂傷”的區域就掉起眼淚來（仿佛它比你還憂傷），但事實上，別人對於你此刻的“憂傷”情感體驗仍一無所知。

因為他要體驗你此刻的感情，必須擁有你全部的記憶，甚至你的身體，用俗話說就是“鉆到你肚子裏去”；但這樣一來，他又喪失了自己，不成其為“他”了，這真是一個悖論！

所以，就這一點來說，科學恐怕永遠無法回答《莊子・秋水》裏那個著名的問題：“子非魚，安知魚之樂？”

此外，仍有許多與意識相關的自然界乃至人類社會的超常現象是無法解釋的。比如，人類的第六感預測功能、再生人現象、催眠狀態下的前世記憶、雙胞胎之間的超感體驗等等。

壓倒科學的問題越來越多

不可否認，隨著科學深入發展，此類壓倒科學的問題似乎越來越多，而且多數是十分重要和根本性的問題。譬如，有沒有萬物的終極理論？現在這個宇宙是遠古宇宙的必然發展，還是一個偶然？生命又是如何起源的？人類和生命有無輪回？人類正信信仰中的宇宙觀是否更接近宇宙真相……等等。

如此看來，當年牛頓所說的科學的盡頭是神學，並非空穴來風。


發稿：2023年11月26日