从相对论与量子力学，谈谈世界的真实性

2010-12-23 01:46:01 来自: 达叔回来了(看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 一、物理学的困境 从婴儿呱呱坠地起，就开始好奇的张望、聆听这个新奇的世界，我们人类求知的欲望，原始的动力就起源于婴儿时期的好奇。现在，我们已经是成人了，思维也变得成熟理性，可是，对这个不再陌生的世界，我们又了解了多少呢？ 在21世纪的今天，科学的发展为我们提供了莫大的便利，交通、科技、资讯等空前发达，在火星上拍点照片，在太平洋底游弋一番，这些都已不在话下，我们似乎已成了这个世界的主人，还有什么不能征服呢？然而，对于这个世界的本质，即使是现在最前沿的理论物理学家，他的疑惑也不会比人类有史以来的任何一个时期的人更少。 这个结论并不为过，在微观领域，我们对粒子的行踪摸不着头脑，甚至对粒子到底是什么都莫衷一是，小于普朗克空间是什么概念？为什么光是一份一份传播？在宏观领域，人的大脑是如何工作的，思维是怎么形成的，这些问题仍然是个迷。在宇观领域，宇宙的尺度大得令人咂舌，光从这头到那头要走几百亿年的时间，现在较为统一的说法是这样尺度的宇宙是起源于一个没有体积的质点的大爆炸，时间、空间都是从那个起点开始的，可是，我们不禁要问，质点之前呢？这时，杰出的物理学家霍金就会说，这个问题是不允许问的，因为在那个质点，所有的规律都失效了，所以我们什么也不知道。 如果我们对科学的进展了解得越深入，我们乐观的情绪就会一点点消失。因为，很多问题无法解答，并不是因为我们的科技不够发达，手段不够先进造成的，而是在理论上，科学家们用自己编织的绳索缚住了手脚。比如在质点处，所有的理论失效，这就意味着探索的终结。在微观粒子方面，海森堡的不确定性原理告诉我们，想要准确的知道粒子行踪已经是不可能的了，这表明在表面有规律的世界里，其实本质上是根本无法捉摸的。如果这些还不算什么的话，最致命的是，我们探索未知世界的最强有力的武器——数学也出了问题，著名的数学家，逻辑学家哥德尔已经证明，一个具有公设的系统，必定是不完备的。也就是说，如果想找一个终极的真理，绝对不能依靠逻辑和数学，因为如果使用逻辑和数学，则必定会有一些结论是无法证明也无法证伪的。 所有这些，对于还想企望科学家们解答关于世界本质问题的我们来说，简直就是莫大的打击，难道我们永远也不可能知道关于这个世界的终极秘密吗？科学错了吗？如果错了，是错在哪儿了呢？作为一条好汉，就算死也要死个明白吧？如果您也有同样的想法，我们不妨把思绪重新缕缕，看看能不能找到一些症结。 9人推荐 推荐 2010-12-23 01:46:16 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 二、探索真理的三条道路 现代科学的发展是建立在古希腊文明的基础之上。说来奇怪，在公元前2500年左右，世界三大文明几乎同时开始发端，在古希腊第一个哲学家泰勒斯在思考水是世界本原的时候，印度的王子乔达摩•悉达多已在菩提树下顿悟成佛，并开始讲经说法。同时中国的老子也写下了影响中国千年的道德经，而孔子，在广收学生，传道授业，他可是中国第一位名副其实的老师！三种文明各有特色，只是，对我们目前生活影响最大的还是发源于古希腊的现代西方文明。但是，如果我们自认为是成熟理性的话，我们就必须首先澄清一种巨大的误区，即在终极真理没有揭晓以前，谁都没有办法说自己的道路是正确的。 追求终极真理之路就像攀登珠峰，有人从南坡，有人从北坡，可是在没有登顶之前，谁也没有资格说谁的道路是错误的。而且，也不能排除殊途同归的可能。所以，科学虽然取得了巨大的成就，我们还不能就此认定科学就是通向真理的唯一道路。我们做出这样的判断，不仅是出于理性，而且也是出于一种假设，即，酝酿三大文明的先哲们，他们具有同等的智慧，只是考虑问题的角度各异，也就是说在选择探索真理的道路是各不相同的。 2010-12-23 01:46:31 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 这样的前提，并不是没有道理的。举个例子，对数字的理解可以代表思维能力的一种体现。在著名物理学家和天文学家迦莫夫的著作《从一到无穷大》中提到一个小故事，说是一些探险家证实，在一些原始部落中，不存在比三大的数。如果数字大于三，人们就数不过来了，只能用许多来代替。如果一个部落居民有四个儿子，他也只能告诉别人他有许多儿子。那么我们再来看看佛经中的智慧。2500年前的佛经记载，我们所在的这个世界叫做娑婆世界。这个娑婆世界是个什么概念呢？假如我们的太阳系是个小世界，那么一千个太阳系就叫做一个小千世界，一千个小千世界叫做一个中千世界，一千个中千世界叫做一个大千世界。而这样的大千世界有多少呢？佛经里说，这样的大千世界的数目，就像恒河中沙子的数目一样多，我们所在的娑婆世界就是其中的一粒沙。 普通的人，这样的大数连想也不敢想。而西方文明，直到约三百年后才由阿基米德把最大的数字“万”突破。因此，我们有理由相信，东方人的智慧不会比西方人差。 西方人崇尚理性，思考问题喜欢从局部到整体，即把一个事物先划分为若干小的部分，把小部分研究清楚了再把部分组合起来就是整体了，这种思路被称为还原论。在这种思路影响下，古希腊的哲学家对世界的本质提出了不同的构想，泰勒斯认为水是世界的本原，因为他看到希腊半岛四周都是一望无际的大海。而德谟克利特认为，世界是由不可分割的原子组成，应该说，在2500年前能有这样的创见是很难得的。毕达哥拉斯派比较特别，他们认为数才是真理，所有的现象都可以归结为自然的数字。 印度人关注自我，考虑问题往往以自我为中心，所以当释迦牟尼开始思考这个世界现象的本质时，他首先思考的是这类的问题：我是谁？我从哪里来？我的归宿是哪里？从这些问题出发，他最后找到了问题的答案，这就是佛家思想的起源。印度人的这个思维习惯一直延续到今天，印度人约会从不守时，印度城市是有名的脏乱差，这些都可以说是印度人太关注自我的一种负面表现。后期佛学思想传入中国，并在中国得到蓬勃发展，形成了中国特色的佛家文化，所以实际上，中国的佛、道、儒三种思想代表了与西方文化相对的东方文化。 2010-12-23 01:46:48 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 中国人喜欢从大处着手，全盘考虑问题。易经就是中国古人对人与自然整体规律的一种整体认识，易经的易字有三种理解：变易、不易、简易。若用一句话来概括，可以说成：如果能从变易不停的世界中找到不变的规律，这个世界其实就是很简单的。老子的道德经也阐释了人与自然的关系，认为人应当随顺自然的变化，与自然和谐相处。而孔子则更关心人与社会的关系，认为人要与人为善，社会应该有良好的秩序，这样才符合天道。 从以上一些简单介绍中可以看出，在思考同样的问题时，考虑的角度不同，往往会得出看起来不一样的结果。西方文明的发展带给我们便利舒适的生活，这方面无疑是非常成功的。而东方文明在这方面好像没什么建树，东方文明的功绩看起来主要是精神的慰藉和人伦的秩序。当然，每个人的追求不同，对价值的认同感也就不一样，有人认同西方文明，也有人认同东方文明，毕竟人除了物质生活外，精神生活也是非常重要的方面。 但是，东西方文明对同一个问题——世界的本质的解答真的是南辕北辙吗？我们深入分析后会发现事情并不象我们想象的那样，其实东西方文明都在用自己的方法探索着同一个真相，并且二者的认识正在逐步的靠近。 2010-12-23 01:47:13 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 三、体会佛学的空 我们先从佛学的一些基本思想出发，看看能不能找到一些与现代科学相契合的地方。 中国人其实对佛学思想多少都有一些接触，《心经》中“色即是空，空即是色”这样的句子，大家多少都有耳闻，但要说佛经上到底讲了什么道理，恐怕就没多少人能说得很清楚。 这并不奇怪，深奥难懂，这点和现在的理论物理学一样，这也许是佛学与现代科学的第一个共同点吧，但我们把二者放在一起来看，会发现要比单独看佛经或单独看量子理论更容易理解。 佛学认为，我们所感觉到的世界，实际上是一种虚幻的假象，并不是一种真实的存在。金刚经云：“一切有为法，如梦幻泡影，如露亦如电，应作如是观”。又说“无我相、无人相、无众生相、无寿者相”。那么佛经中说的“空、幻”到底是什么意思呢？对于这种空和幻我们没有办法用语言来描述，但是每个人都可以实际体验到这种空幻的感觉的。真正的体验需要长期的修炼，但我们可以取巧，让大家暂时体验一下空幻的真正含义。 2010-12-23 01:50:40 云南 (http://t.sina.com.cn/i/1238204) 没有相对论，相对论是假的。 2010-12-23 02:00:11 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 为了能更好的理解什么是空，什么是幻，我们现在一起先来做个思想实验（做这个实验前，最好确保没有别人的干扰）： 假设在未来的某一年，科技已经足够先进，量子计算机已研制成功，对人脑的生理机制也有了重大突破。在这样的基础上，一家网络游戏公司开发出了一款网络游戏产品。该产品的原理是：通过与大脑接触的一个微型芯片，将人的所有感觉神经（视觉、听觉、味觉、触觉）信号与该公司服务器上运行的网络游戏平台进行无线连接，由于量子计算机的处理器、内存都异常强大，基于互动分形函数的软件设计得也非常精细，虚拟世界里的场景和现实的场景几乎没有什么区别，与虚拟世界里物品接触的感觉和现实世界里的感觉也是一样的。那么，现在请想象，您自己现在就在这样的游戏中！您现在所看到的、听到的、触摸到和感觉到的一切都是虚拟的...... 2010-12-23 02:00:29 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 维持这样的想象五到十分钟，能否体会到一点空和幻的感觉呢？如果你能体会到哪怕一点点这种感觉，那么恭喜你！你那一瞥，已经窥到了一点佛学真谛的影子。这种感觉是你自己独有的，你无法用语言向别人描述，语言这种逻辑系统在此会失效，所以佛家有句话叫做“如人饮水，冷暖自知”。 当然，千万不要误解佛经上曾说过我们是在一个网络游戏中，这只是个比喻，但佛经上说的空、幻，和你在实验中体会到的空、幻是一样的。对于这个思想实验，也许有人会有似曾相识的感觉，没错，电影《黑客帝国》里有类似的情景，美国的一个当代哲学家希拉里•普特南在其一本《理性，真理和历史》的著作中也引述了一个叫“缸中之脑”的一个思想实验，说的也是相似的情景。但是要说这种创意的来源，还是要追溯到2500年前的释迦牟尼。 佛家认为，我们每个人，就像身处在一场三维的立体电影当中，所有的一切，包括我们的身体，都是虚幻的。我们看平面电影时，电影画面其实是由一帧一帧静止画面连续放映而成，电影中的人物景象只不过是光影的把戏，三维空间中的我们并不会把二维电影中的画面当作是真实存在的。同样的道理，如果我们处在一个三维的立体电影中，就像刚才的思想实验描述的那样，我们还有把握作出同样的判断吗？我相信没人敢有把握做这样的判断。霍金在2002年北京国际会议中心所作的题为“膜的新奇世界”的公众演讲中开玩笑说：“也许我们真的只是一个被连接起来的巨型的计算机模拟系统，我们发出一个启动信号，摆动一只虚构的脚，踢在一块虚构的石头上，计算机发回一个表示疼痛的信号!我们未必不是一些被外星人在电脑游戏里摆弄的角色!” 2010-12-23 02:00:39 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 是的，我们没有办法判断自己是否处在一个虚拟的世界中，但是我们有办法用佛学的原理判断霍金的外星人控制说、网络游戏的思想实验、《黑客帝国》场景以及“缸中之脑”实验是不可能实现的，具体的证明将在后文提及。 如果大家有了那么一点空幻的感觉，可以更好的帮我们理解佛家的理论，也许很多人会觉得这样的一种理论好像太不可思议，也太科幻了！但是，佛经实实在在就是这么说的。其实抛开佛经不说，现在物理学家的宇宙观对于我们普通人来说一样是离谱和科幻的，比如现在比较流行的“多宇宙论”。该理论认为，真实的宇宙是一种高维度的宇宙（超弦理论认为是十维），我们目前这个空间加时间的四维宇宙只不过是若干低维宇宙之一，我们看到的这个现实世界其实是整个高维宇宙波函数的一个投影，我们就像可怜的二维平面人无法想象三维空间的情况一样，我们也无法想象更高维的空间是怎样的。这里需要说明的是，我们无法想象，物理学家们也同样无法想象，因为所谓的高维空间只是数学推导的结果，并不是任何人可以在大脑中构想的。 既然是同样的科幻，科学与佛学也就可以彼此握握手，不要再五十步笑百步，大家坐下来就具体的问题来具体探讨！ 2010-12-23 06:02:39 坚强的黄瓜 (暂时的落后不代表最终的失败！) 顶。有意思 2010-12-23 22:30:58 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 四 、光速为什么恒定 相对论和量子理论是现代科学的两大基石，所以我们首先从这两方面入手，看看佛学与科学有没有什么共同点。 相对论的提出，既是爱因斯坦天才头脑的创见，也是科学发展的必然。即使没有这个爱因斯坦提出相对论，一定还会有下一个爱因斯坦会提出，只不过科学就会稍微延缓一下发展的脚步。大家知道，在十九世纪五十年代，麦克斯韦就建立了描述电磁现象的完美的麦克斯韦方程组，通过此方程组，麦克斯韦计算出了电磁波的速度，没想到这个速度就是光在真空中的传播速度，由此麦克斯韦认定光也是一种电磁波。在这里，光的速度是由公式直接推导得出，已是隐含了光速恒定的概念。后来，著名的迈克尔逊－莫雷实验证明了真空中根本没有“以太”这种光的传播介质。这个实验对当时的科学界具有相当的震动，因为那时还是牛顿经典时空一统天下的时候，光的速度那时已是众人皆知，不过按照牛顿经典理论，光的速度一定是相对于某个不动的物体，这个不动的物体被大家假象为是真空中一种静止不动的介质——以太，以太是光传播的介质，同时又相对于光速恒定，这样，牛顿的经典时空就非常完美了。然而迈克尔逊－莫雷实验的结果让科学家们如鲠在喉，因此被称为二十世纪飘在科学界的两朵乌云之一（另一朵是黑体辐射实验，引发了量子理论的诞生）。 2010-12-23 22:31:13 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 如何解释迈克尔逊－莫雷实验的结果成了当时的一件大事，此时年轻的爱因斯坦大胆假设，认为光的速度并不需要参照物，而是一个常数，并在此基础假设上建立了辉煌的相对论。我们现在知道，对于相对论的预言都很成功，相对论的应用也很普及了，比如在GPS定位时，就要考虑相对论效应，不然就会出现较大的误差。 然而，光速为什么相对于每一个观测者都是一个恒定的数值呢？并且与观测者的运动状态无关？如果光也是一种物质，那么这与我们的常识是相悖的。比如从火车上向火车运动方向上扔一个小球，在站台的观测者看来，小球的运动速度就是其本身速度与火车速度相加之和。然而相对论告诉我们，如果从火车上不是抛出小球，而是发射一个光子，那么无论对于火车上的观测者还是站台上的观测者，光子的速度都是恒定的。对于这一现象，爱因斯坦从没做过什么说明，其他的科学家或者折服于爱因斯坦理论的强大，或者曾经探讨但无果而终，总之光速恒定的假设从不再探究。 2010-12-23 22:31:28 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 或许有人会说，光速恒定不是从麦克斯韦方程得到的结果吗？难道还需要说明吗？如果这样认为的话，并没有看到问题的实质。麦克斯韦方程是为了描述电磁现象而得到的，所以对光速恒定的结果也只是对现象的一种数学化描述，并不是说明现象的原因。麦克斯韦方程无法说明白是电磁现象导致了光速恒定的结果还是光速恒定导致了电磁现象的产生，更或者二者根本就不是因果关系，只不过是同一种现象的不同表现。况且用数学来解释物理现象的本质，有点倒果为因的感觉。数学的本质是什么，目前并没有统一的认识，直觉主义者、形式主义者和逻辑主义者各有各的解释，数学自身的出生的问题都没有解决，更不可能去说明物理现象的本质。 一个理论不管多么正确，如果是建立在一个无法说明白的假设之上，总是让人觉得不太完美，至少，这不是一个完备的理论。既然科学止步于这个假设，我们不妨看看佛家对此有没有更好的说明。 前面我们说过，在佛家看来，世界并不是真实的存在，所以也就不存在独立于观察者之外的一个所谓的客观世界，每个人看到的世界就是自己的世界，虽然大家眼中的世界也许并没有什么差别，但从本质上来说，每个人只有一个参考系，那就是自我。那为什么大家看到的世界都是一样的呢？这是因为，我们每个人，本质上都是一样的，或者说，我们每个人都是佛，我们本来都是有无穷潜力的，但由于自身的无明，产生了分别心，分别心形成幻象，我们又执着于这个幻象，所以认假为真，丢失了自己的本来面目。执着的程度不同，就会被不同的规律束缚，现在束缚我们人类的这个规律，就是目前科学家追求的大统一理论，或者叫宇宙波函数。然而，从根本上说，并不是规律束缚我们，而是我们自己束缚了自己，只要我们不再执着于幻象，我们都可以摆脱规律的束缚。 2010-12-23 22:31:51 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 可以通过前面的思想实验来理解这种情形，比如我们现在都是在游戏中，游戏公司服务器中的游戏程序就是我们认为的宇宙波函数，宇宙波函数投影在我们自己的意识中，于是形成了五彩斑斓的四维时空的现实世界。只要我们“身”在游戏中，我们就要被宇宙波函数束缚，但只要我们从游戏中出来，游戏公司的宇宙波函数自然就奈何不了我们了。 从上面的分析可以看出，所谓的四维世界，只有一个参照系，那就是观察者自己。脱离观察者的世界是根本不存在的。就像我们照镜子，镜中的像一定是和镜子相伴相生，镜子拿开，镜中像也就消失。 2010-12-23 22:32:19 达叔回来了 (看来地球是逃脱不了灭亡的危险了) 大家都是由于分别心而产生了幻象，那为什么我们自己一点都没有察觉呢？佛说，那是因为分别心太过细微，而我们的意识太过粗放。我们的意识是由连续不断的念头组成，按照佛经的记载，一弹指含二十瞬,一瞬含二十念,一念含九十刹那,一刹那含九百生灭。实际上这还是方便说，真实情况是每一刹那间就有亿万次的生灭。为了帮助理解，我们可以把分别心划分为三个层次：最粗的级别为分别觉，其次为分别念，最细微的称为分别识，也就是佛法中的生灭。我们把这三个层次分别对应于时钟的时针、分针和秒针。假如我们的分别心处在时针的层次，我们只能感觉到时针的运动，如果分别心处在分针的层次，那我们可以感觉到时针和分针的运动但感觉不到秒针的运动。如果分别心处在秒针的层次，那么时针、分针和秒针的运动我们都能感觉到。相应的，佛法说，我们普通人都处在分别觉的层次上，也就是时针的层次，更细微的分别念和分别识我们感觉不到。那么普通人要怎样才能感知到最细微的生灭呢？佛经里说，要修炼到八地菩萨以上才可以（关于知觉系统的现代心理学研究将在后文谈到）。