其他

我們究竟能知道多少?

科學方法的可知範圍取決於工具有多精良,但自然界中某些最深的問題本身就具有不可知性。

撰文/葛來瑟(Marcelo Gleiser)
翻譯/甘錫安

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我們究竟能知道多少?

科學方法的可知範圍取決於工具有多精良,但自然界中某些最深的問題本身就具有不可知性。

撰文/葛來瑟(Marcelo Gleiser)
翻譯/甘錫安


最先探討量子物理不確定性的德國物理學家海森堡(Werner Heisenberg)寫道:「我們觀察到的不是自然本身,而是自然對探索方法的回應。」認為科學是獲取真理之道的人,看到這段話一定相當訝異、甚至覺得不快。海森堡的意思是科學理論隨觀察者而變嗎?如果他的意思確實如此,而且我們也認真看待他的說法,是否代表所謂的科學事實根本是幻影?


有許多人立刻就能舉出例子來反駁:飛機為什麼會飛?抗生素為什麼有用?我們為什麼能製造出以驚人效率處理資訊的機器?沒錯,這些與其他種種科學發明的理論基礎,都是自然運作的法則。宇宙有其秩序,科學則逐漸揭露這個秩序。


毋庸置疑,宇宙有其秩序,科學的目的在於找出系統模式(從夸克、哺乳動物到星系等),再轉換為普遍法則。我們去蕪存菁,篩選出系統中最重要的核心特性,再描述此系統的運作模式,順利的話,還可預測這些規則。


在一頭熱尋找答案的過程中,我們經常忽略科學方法需要與系統互動。我們觀察系統的模式、測定性質,並建立數學模型或理論,以進一步理解系統。為了達到這個目的,我們需要工具來擴展至人類知覺以外的範疇,包括極小、極快、極遠和極難到達之處,例如大腦內部或深藏地心的結構,我們觀察到的不是自然本身,而是藉由機器取得資料所了解的自然,因此,科學的世界觀取決於我們透過儀器取得的資訊。由於我們使用的工具有極限,所以我們的世界觀一定也有所局限,我們只能觀察到自然的一部份,而我們的科學世界觀會不斷變化,反映了我們感知真實世界時的基本限制。


回想在顯微鏡和基因定序發明之前和之後的生物學進展,以及發明望遠鏡前後的天文學,或發明對撞機、高速電子裝置前後的粒子物理學。現在一如17世紀,我們提出的理論和建立的世界觀,會隨著探索世界的工具轉變而改變。這個趨勢是科學的正字標記。


人們有時會把這個科學知識局限的論點視為失敗主義:「如果我們無法真正理解自然,那何必這麼做?」這種想法並不正確。了解科學在尋求知識上的局限絕對不是失敗主義,科學一直是人類理解自然運作的最佳方法,我們應該改變的是科學必勝主義,也就是認為世界上所有問題都能以科學解決。


世界上當然有科學無法理解的事物。有些問題看似合理,但如果不推翻目前普遍接受的自然法則,就找不出這些問題的答案。


多重宇宙就是這樣的例子。多重宇宙推測我們的宇宙之外還有許多宇宙,每個宇宙都有一套自己的自然法則。其他宇宙位於我們的因果視界(causal horizon)之外,因而我們無法跟其他宇宙互通訊號,而證明多重宇宙存在的證據全都是間接證據,例如我們宇宙和鄰近宇宙碰撞後在宇宙微波背景輻射上所留下的痕跡。


其他不可知的問題大致上可歸類為與三個起源有關:宇宙起源、生命起源和意識起源。科學家對宇宙起源的解釋是不完備的,因為這必須仰賴理論架構才能運作;這些架構包括能量守恆、相對論和量子物理等。為什麼這個宇宙遵循這些定律,其他宇宙則否?


同樣地,除非我們能證明,從無生物發展出生命,僅有一條或極少的途徑,否則我們無法確知生命如何出現在地球。而在意識方面,問題在於如何從物質進到主觀感受,例如從活化神經元到感到疼痛,或看見紅色。複雜的機器可能產生某種初階意識,但是我們又該如何分辨?我們如何確知(而非推測)某個事物或經驗就是意識?


矛盾的是,我們必須透過意識才能理解世界,即使並非完全理解。我們能否完全理解我們身處其中的事物?我們就像神話中咬住自己尾巴的銜尾蛇,陷在以生活經驗為起始和結束的循環中。我們對現實的描述和我們的現實經驗不可能脫鉤。這裡是科學遊戲的遊樂場,如果我們墨守成規,也就只能看見規則內的世界。


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