我們與MIT理論物理、創意寫作教授艾倫·萊特曼聊了會兒宇宙

摘要:在科學的殿堂進行哲學的冥想。

夏日的夜晚,你會做什麼?

加班、追劇、刷短視頻,還是健身、逛街、聊天……每個人度過時間的方式不同,但每個人都在以自己的方式尋找生活的樂趣與人生的意義。

也是夏日的夜晚,艾倫·萊特曼在緬因島上仰望繁星,在麻省理工學院的大禮堂探究宇宙和人類的命運究竟走向何方。他問自己:宇宙是什麼?宇宙的存在是必然的嗎?人類在宇宙中該如何自處?……

在“萊特曼宇宙三部曲”中,被譽爲“科學家中的桂冠詩人”的萊特曼,透過詩意的筆觸,帶領我們仰望星空,在科學的殿堂進行哲學的冥想。

「我們不是宇宙的旁觀者」

上書房:宇宙是什麼?每個時期的人類都會追問這個問題。爲什麼人類總是對宇宙充滿好奇?

艾倫·萊特曼:首先,我們必須給“宇宙”下一個定義。“宇宙”(universe)一詞源自拉丁語,由“unus”和“versus”結合而來;其中,“unus”意爲“一”(one),“versus”是“vertere”的過去分詞形式,意爲“轉變”(to turn)。所以,“universe”的原意是“萬物歸一”。在過去幾個世紀裡,“universe”都意指整體的物質現實。而對於現代科學定義的“宇宙”,我是這麼理解的:宇宙是一個在虛無與無限的時空之間,無法和其他領域交流的空間。

作爲智人,我們擁有與同體型動物相比,體積最大的大腦。最大大腦除了給人類的進化生存帶來直接的好處,也刺激人類渴望瞭解我們周圍的世界。人類對於我們所生活的宇宙起源探索,遠早於現代科學誕生。人類從遠古走來,爲了生存和繁衍,對於自然世界有着本能的好奇心和探索的衝動。例如,我們的祖先爲了尋覓一個宜居的棲息地,必須先了解這裡原有的動植物,或是氣候環境。對於未知的探索,深切地烙在人類的DNA之中。

也因此,對於宇宙的探索,並非獨屬於科學家的思考。我們每個人都是宇宙的一部分,而不是宇宙的旁觀者,每個人都可以擁有對宇宙直接的、主觀的體驗。我們不僅是有生命的物質,更是有意識的物質,我們擁有如此獨特的地位,成了宇宙的觀察者,我們對於自己和周圍的宇宙都有獨特的感知,是宇宙評註自己的唯一機制。

而作爲一名科學工作者,我堅信原子和分子是真實的,是獨立於我們思想的存在。不過,我親身體會過憤怒、嫉妒和侮辱,它們給我帶來莫大的痛苦,而所有這些情緒狀態都來自我們的內心。心靈無疑自有它的宇宙。無論是自己的思想,還是自身理解中的外部現實,我們都試圖強加秩序,試圖將二者連接,試圖找出真相。現代科學爲我們揭示了一個感官無法覺察的宇宙,雖然無法揭示我們存在的意義,但的確爲我們揭開了面紗的一角。

上書房:科學存在無法實證的邊界,我們不斷探索無限的宇宙大問題,意義何在?

艾倫·萊特曼:在過去的125年裡,現代科學的實證研究取得了驚人的成功。但是,這並沒有讓人類獲得對於宇宙更完整、更全面的理解。相反,現代科學重新定義了人類認知的前沿。例如,由於量子物理不穩定、不確定的特性,在普朗克長度的維度上,時間和空間是無序變換的,任何兩點之間的距離每時每刻都在劇烈變動,時間隨機地加速和減速,甚至可能倒退和快進。在這裡,時間和空間都超越了我們的常規認識,不再有任何固定的意義。

對於今天的科學家,特別是對於理論物理學家來說,他們的想象已經遠超實驗可證實的程度。現代科學也已經接受了曾被認爲是純粹的哲學問題的問題,並試圖通過實驗、觀察、理論來解決這些問題。物理學家們設想,自然界最小的元素不是電子那樣的粒子,而是極其微小的一維能量“弦”。其大小要用普朗克長度來衡量,若想探索它,恐怕得造一個比地球還大的粒子加速器才行。物理學家們還猜想可能存在着無數個平行宇宙,但這些宇宙永遠不會和我們的宇宙產生聯繫,因此也就無從證實。

顯然,人類的認知是存在邊界的,但是,我們要因此在面對深淵的凝視時戰慄嗎?我們要因爲沒有能力理解這些事情而哀嘆嗎?愛因斯坦曾寫道:“我們所能擁有的最美好的體驗是對奧秘的體驗。它是堅守在真正的藝術和真正的科學的搖籃上的基本情感。”我認爲愛因斯坦所說的“奧秘”,並不是指可怕的事物或者超自然的東西,我相信他說的是已知與未知的邊界。站在這條邊界之上,是一種令人振奮的體驗,一種深刻的人類體驗——關於人類的頭腦所理解的和尚未理解的事物的體驗。這種“奧秘”吸引着我們,刺激着我們,驅使着我們,困擾着我們。新的科學和藝術由此產生。

上書房:您希望讀者通過閱讀“萊特曼宇宙三部曲”,激發他們去體驗“奧秘”。

艾倫·萊特曼:是的,我希望讀者不要在我的作品中尋找科學的答案,而是踏上自己質疑、思考的旅程。

我相信,當今社會中,許多人無法踏上這段旅程去獲得這種令人振奮的體驗的原因之一是,隨着互聯網和智能手機的普及,我們的生活節奏變得太快了。就我個人而言,有時哪怕僅僅過了5分鐘,我都會忍不住看一眼手機。這意味着,我們每天的清醒時間,都會被分割成以幾分鐘爲一個單位的碎片。如此,我們就不會再靜心思考:我們是誰,我們將要走向何方,人生的價值或是意義是什麼。

我們需要放慢腳步,去冥想,去體驗。多年前我在緬因州的一個小島上度假。那是個無月之夜,泛舟在海面上,與陸地上令人分神的燈火漸行漸遠。我關掉了引擎,舉目仰眺海面上的夜空。不消幾分鐘,我的世界就融入了星光燦爛的蒼穹,一種我從未體會過的感覺涌上心頭。我感覺自己和某個遠大於我的東西融爲了一體,這是一種壯闊而永恆的統一,一種絕對之物的徵象。那次體驗之後,我仍是一個執着於物質世界的科學家,但我也找到了屬於我的精神世界。我希望我的讀者能找到平衡自己物質與精神世界的方式,這種找尋沒有答案,它是一種放慢腳步的過程,否則,我們將成爲“機器人”或是車輪上的齒輪。

「實現高中時就制定的計劃」

上書房:讀您的宇宙三部曲,不禁讚歎,“科學家中的桂冠詩人”這一美譽,您是當之無愧的。科學的理性和文學的感性,在您身上渾然一體。

艾倫·萊特曼:科學並非全然理性,科學家們也應有哲學思考,應有好的文采,要在理性的同時兼具感性的一面。日常生活中隨處可見文學的土壤與想象,科學亦如是,它也同樣展現在生活中。科學與文學,都屬於我們每個人,並不是精英們的專屬思考。

人文精神是人之成人的一部分。即便是不精通科學的普通人,他們也都具有鑑賞諸如《紅樓夢》《百年孤獨》這樣的世界名著的能力。科學與個人之間可以搭建起一座橋樑,這座橋樑就是詩意的語言,它可以讓每個人從科學的無限與虛無的黑洞中,找尋自我存在的意義。

上書房:這也是您創作科普讀物的初心吧?

艾倫·萊特曼:我希望讀者能夠通過書中的文字,瞭解科學界的前沿話題和理論,踏上屬於自己的思考之旅。我沒有在書中過多着墨於宇宙學理論,而是試圖講述基於個人經歷的我對於宇宙的直接和主觀的體驗。

科學和繪畫、詩歌、音樂、建築一樣,是人類偉大絢爛的文明中的組成部分。我希望人們能借助我的書消弭對於晦澀艱深的科學理論的恐懼,以及,對於科學家的疏離。我們人類看到和理解的世界,只是這個非凡的、深不可測的宇宙的一小部分,在科學家的身份之外,每位讀者都能與我的思維同頻共振,重新審視科學家的愛恨嗔癡,以及他們對於事物的規律性、對稱性以及秩序的執着。

上書房:您在麻省理工學院上午講授物理,下午講授創意寫作,同時教授科學和文學兩個領域的課程,這非常罕見。您是如何走上科學與人文交叉的學術道路的?

艾倫·萊特曼:從我幼時起,我就對科學和人文同時抱有濃厚的興趣。我會嘗試自己製造微型火箭,也會創作詩歌和小說以表達我對萬物的敬畏與惶惑。其實,許多年輕人都抱有同樣的熱情,但是,我們身處一個專業化的世界,受外界因素影響,他們的師長、親友會把他們推向一個具體的專業,讓他們或者成爲科學界理性深思的專家,或者成爲人文界感性抒情的作家。就我個人而言,即便我非常想成爲一個跨學科的研究者,但在當時我沒有任何榜樣,不知該如何去做。我發現有科學家最終成爲作家,但沒有聽說過哪個作家後來成爲科學家,於是我決定在繼續寫作的同時,先去拿一個理學學位。

在大學裡,我選修了很多課程。但是,當要選擇一門我最想投入精力的學科時,我選擇了理論物理學。這是一門最深奧純粹的科學分支學科,也是所有學科中最基礎的學科。這一點吸引了我,我着迷於深入鑽研挖掘這個世界。現任職於北卡羅來納大學格林斯伯勒分校的科學教授威廉·格雷斯,在我讀本科時還是一位剛拿到博士學位不久的講師。他私下裡找到了包括我在內的幾個物理學本科生,自告奮勇要當我們的“導師”。他講課總是熱情洋溢,就像是一個12歲的男孩在向密友展示自己剛剛捕獲的奇美的蝴蝶那樣,他對物理學的摯愛深深影響了我。

後來,當我在科學領域有所建樹後,我就再次全身心地投入到寫作當中。這是我自高中時就制定的計劃,我實現了。

上書房:同時教授科學和文學,會有一些特別的教學體驗嗎?

艾倫·萊特曼:麻省理工學院的主流學術文化還是科學與技術,這裡的學生閱讀量並不是很大,他們更擅長邏輯思考,而不擅長表達自己的情感。但必須承認的是,他們非常聰明,想象力也很豐富,你會從他們的寫作中看到很多獨見之處。讓一個原本不善於表達情感的學生去表達情感,在看到感性的小苗冒頭的時候去培養它,這着實是件令人興奮的事。

上書房:科學與人文追問世界的方式有共通性嗎?

艾倫·萊特曼:人們往往認爲科學家追求明確答案,藝術家和哲學家則探求無解之問。科學研究試圖賦予事物一個確定的名稱。例如,“電子”一詞指的是一種特定的亞原子粒子,它可以用一個特定的方程式來指代。這種確定性讓科學家獲得了可控的力量感。但是,在人文和藝術中,我們會傾向於避免這種確定性。譬如“愛”這個字,代表的情感有千百種,可以是夫妻情侶之間的戀情,可以是父母子女之間的親情,也可以是失意時願意側耳傾聽的友情。每一個“電子”所指代的事物都是一樣的,但每一種“愛”卻是不同的。如果強行給“愛”命名,就會影響每個人對於情感的自我體驗。

這兩種追問世界的方式都很重要,都是人之爲人的一部分。正如德國詩人瑞尼爾·瑪麗亞·利克在談到藝術時所說的:“我們應該學會熱愛問題本身。”科學通過對物理世界的實驗來找尋它的信念,人文藝術則仰賴於個人的體悟來尋求超然之感。它們的終極目標都是對於美的執着,對於人性崇高的欣賞,二者共同代表了人類思想的複雜與美妙。

「是實驗者,也是體驗者」

上書房:您在書中提到了諸如《易經》、陰陽等中國傳統文化,東方的中國文化與您所處的西方文化是否存在不同的思考模式?

艾倫·萊特曼:中國作爲地球上最古老的文明之一,在藝術、哲學、文學、科技上都有着一段悠久而豐富的歷史,對於人類文明有着舉足輕重的貢獻,世界上每一個受過教育的人都應該瞭解中國的文化和成就。

我雖然不是中國文化的專家,但就我個人理解而言,中西文化在對於事物因果聯繫的理解上,有着不同的思維傳統。與西方思維核心的原因機制不同,中國哲學思維講求偶然與情境。也因此,中國思維看待事物更爲全面,西方思維則更爲系統。這兩種思考方式對於認識事物都很重要。

上書房:人文學科難免被一些人認爲是“無用”的專業。在西方世界的情形如何?

艾倫·萊特曼:人文學科不應被邊緣化。科學技術的發展的確是社會進步的有力工具,但唯有藉助人文學科的所學所思,這些工具方能被合理明智地運用。科技本身是無意識的,它沒有價值觀,它的價值來源於使用它的人類。人類的價值觀恰恰根植於文學、哲學、歷史和藝術這些人文學科之中。

藝術的想象力爲人熟知,科學中的想象力則不然,但其想象之大膽、應驗之頻繁,同樣令人驚歎。麥克斯韋根據自己的方程組的邏輯線索,想象出穿梭於空間的電磁能量波——肉眼不可見的X射線和無線電波。愛因斯坦曾設想,相對於彼此而運動的時鐘並不以相同的速率走時,儘管這種近乎荒謬的現象從未被觀察到。科學中出現的隱喻不僅是一種教學手段,它還幫助了科學的發現。這是想象力的飛躍,也是科學的飛躍。

人文學科幫助我們認識自我、找尋自我前行的方向。我們是有思想、有感情的人類,而不是機械上盲目轉動的齒輪。如果我們沒有幸福美滿的生活,如果我們不知道如何表達自己的情感,如果我們不會愛與被愛,那麼,高速的計算機和強大的醫療技術,除了延長人類庸碌的生命,還有什麼意義呢?

上書房:身處現代化的大都市中,人們正在逐漸喪失“仰望星空”的機會和能力。您認爲,我們要如何在當下找尋人文精神,去探索未知?

艾倫·萊特曼:這是個很好也很重要的問題。正如我之前提到的,我們需要放慢腳步。

互聯網世界對於我們內心的腐蝕是一個微妙漸進的體驗,這一切發生得太快,幾乎是無形之中發生的:150年前,電話還不存在;50年前,互聯網還不存在;25年前,谷歌還不存在。我們正在製造一臺全球化的機器,在這臺機器中,每個人都是一個無意識的、條件反射式的齒輪,無情地被互聯網世界的聒噪與人爲製造的緊迫感所驅動。

放慢腳步的方法有很多:在樹林裡散步、閱讀、旅行、尋找新朋友、開啓一段新戀情、培養新愛好……不妨把智能手機鎖進抽屜裡,每天花30分鐘關閉所有電子設備,從互聯網的世界中解脫出來,讓大腦自己去思考它想思考的東西。

我們需要培養一種新的思維習慣:一種重視個人反思的精神態度,一種尊重內在自我的精神態度,一種允許頭腦放空的精神態度。

上書房:在一個科技日新月異的世界中,我們何以爲人?墜入愛河、感受大自然,或是欣賞美,這些複雜微妙的人類經驗是如何從物質大腦——一堆分子和原子中涌現出來的?

艾倫·萊特曼:我認爲自己是一個靈性唯物主義者。首先,作爲一名科學家,我是唯物主義者。我相信一切事物都是由原子和分子構成的,並且我相信是少數基本法則支配着物質宇宙。然而,我也曾有過一些超凡的體驗。我曾和野生動物有過眼神交流,也曾在一個夏夜仰望星空時,感到自己彷彿正在融入某種龐然大物,喪失了對自己身體的感知;我感到自己與其他人以及世間萬物聯繫在一起;我欣賞美時,也曾對美產生敬畏之情。我們在某時某刻也許都有過類似的感受,比如在見證孩子出生時或是在觀賞日食時。雖然這些體驗千差萬別,但也有足夠的相似之處,讓我把它們歸結於“靈性”。

許多人將靈性與一個全知全能、超自然的神聯繫在一起。雖然我尊重這樣的想法,但我理解中的靈性並不需要這種神的存在。我認爲,包括靈性經驗在內的一切人類經驗,是和我們對於世界的科學認識兼容的,儘管其中有一些不能被簡化成零和一。我相信,這些體驗不僅僅紮根於物質的原子和分子之上,而且可以用達爾文的演化動力理論去解釋。

近些年裡,世界愈發走向兩極化,科學與靈性之間的對話因此顯得愈發重要。這兩者並非像很多人所理解的那樣是相斥的。我們人類可以發明出抗生素和智能手機,也會譜寫交響樂,驚歎於日落時的霞光萬斛、千里熔金。我們是實驗者,也是體驗者。

如何去平衡科學與靈性、物質與精神世界的狀態,我想這並沒有一個確切的答案。每個人都有自己的思考,同一個人也會隨着時間、閱歷的增長,有不斷髮展變化的想法。我也在不斷地追問自己:我的價值觀是什麼?我應該去往何方?人生的意義在何處?我希望這些思考能夠貫穿我的餘生。