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我希望科学,尤其是物理学能更多地接受宗教和信仰

【翻译、编辑/科工力量 程小康】

在刚出的新的一期《科学美国人》杂志上,登载了一篇该杂志资深记者约翰·霍根对量子物理学家克里斯·瑟奇的访谈,反映的是当今美国物理学界的另一种不同的声音。该访谈文章的大标题是:物理学出了什么问题?(What’s Wrong with Physics);副标题是:一位物理学家抨击对多元宇宙、弦理论和量子计算机的夸张宣传,并呼吁在物理学领域增强多元化(A physicist slams hype about multiverses, string theory, and quantum computers and calls for more diversity in his field)。这篇访谈具参考价值,故简要介绍一下。


约翰·霍根:你为什么选择物理学专业?

克里斯·瑟奇:我总是对事物的运作方式感到好奇。在我很小的时候,物理学似乎为宇宙所有的奥秘提供了答案,它对自然和宇宙起源的解释让人感到权威并且毫不含糊。从这个意义上说,物理学是我小时候经历无神论阶段最完美的宗教信仰。无可否认,无神论很可能是我在那个年龄段阅读了所有流行的物理学书籍所激发的,比如《时间简史》。这些书总是那么教条,就像我小时候上的天主教主日学校一样。

约翰·霍根:有意思的比喻。选择物理学有遗憾吗?

克里斯·瑟奇:没有遗憾。多年来,我对物理学的看法发生了重大的变化。我不再相信物理学能提供所有的答案。他不能解释为什么宇宙存在、为什么我们在这里。对于宇宙如何运作,物理学确实描绘了一幅非常美丽而复杂的图景。我真的为那些不了解物理学定律的人感到遗憾,因为他们错过了一些真正神圣的东西。

物理学定律之间完美的环环相扣的联系,向我表明了宇宙是多么完美和非凡。对我而言,这证明了宇宙不仅仅是随机的。具有讽刺意味的是,正是通过学习物理,我不再是一个无神论者,因为物理是如此完美和和谐,它必须来自于某些东西。经过多年的思考,我完全不能接受人择原理暗示的那样宇宙是随机的。

我还需补充一点,物理学具有惊人的预测能力,这一直让我着迷。所有的方程都能完美契合在一起,使我难以置信的是,我可以从几个简单的方程出发,推导出一个新设备的工作原理。人类追求的其他领域没有物理学那样,具有如此的精准度和预测能力。

不仅如此,物理学还可以而且确切解释我们所生活的世界。我觉得我们生活在一个后科学时代,各种骗术横行,因为人们对科学如此一无所知。从不懂基本热力学的气候变化否认者,到在我居住的非常富裕(具有讽刺意味的是,居民受过良好教育)的小镇上,很多新时代的东西在出售,实际上无非是为赚钱而做的营销。我觉得如果人们多了解一些科学,尤其是物理学,他们就不会那么容易上当受骗。出于这个原因,我也非常感谢学习了物理,因为它让我更容易在生活中辨别事实与虚构,我希望自己能为大家做点什么。

约翰·霍根:现在我希望自己多学一点物理学。你目前的兴趣是什么?

克里斯·瑟奇:在过去的几年里,我越来越远离基础物理而转向应用物理。我一直在研究各种类型的光学传感器,包括陀螺仪。我甚至开始了一个新的光学工程学位项目,这可能意味着我已经失去了作为一个真正的物理学家的资格。

约翰·霍根:你太谦虚了,你的工作与量子计算有关吗?说到这,你认为我们会很快拥有商用量子计算机吗?

克里斯·瑟奇:我当然希望我的工作与量子计算无关。这与个人对此的看法无关,我只是将其视为研究主题。物理学没有改变,但在物理学中流行的东西确实改变了,旧物理学被重新命名为新物理学。(我们所说的量子位只不过是自量子物理学诞生以来,物理学家研究的两能级系统,如自旋1/2和两能级原子),我非常怀疑做流行和大众的事情,因为那只是跟风。每个人都或多或少做着同样的事情,因为这是资金来源,也是发表论文的最简单方式。在我看来,这种趋势投入大量精力,但是收效甚微,因为每个人的工作是如此相似和重叠。我想这是收益递减法则的一种形式。从根本上改变我们认知的重大突破来自那些走自己道路的人,即使其他人都朝着相反方向前进。不幸的是,物理学就像其他学术领域一样,那些不跟主流走的人,通常难以得到太多支持。

我认为在未来,简单的量子计算机将会被造出来,会提供非常特定的应用。但是,我不认为普通的计算机会被取代。

约翰·霍根:很高兴能知道这些!我个人一直批评理论物理学家,这是否有失公允?

克里斯·瑟奇:没有。理论粒子物理绝对是一门死学科,理论物理学的其他领域在应用方面取得了巨大进步,但与此同时,几十年来我们对物理学的理解没有任何根本性的新发展。

物理学上有一件让我很不安的事情是,现在的研究生课程使用的教材和我在90年代读研究生时使用的教材是一样的,这些教材也是我的教授们在我出生前经常使用的(最好的例子之一是杰克逊的经典电动力学理论,自20世纪60年代以来,几乎所有的研究生课程使用了该理论)。如果某个领域取得了根本性突破,难道你不认为教科书会过时,必须被全新的书籍取代吗?

物理学停滞不前的一个极具讽刺意味的例子是,大学物理入门系列课程的第三门课(在力学和电磁学之后)通常被称为“现代物理学”。这门被我们看做具有“现代”意义的课程包括了量子理论。然而,量子理论在好多年前就已经发展起来,这清楚地说明了现在的量子理论并不现代。甚至粒子物理学的标准模型都比我年长,而我已经中年了。

约翰·霍根:这种说法听起来很有趣,那你怎么看待弦理论和大统一理论?

克里斯·瑟奇:这是浪费时间。除非它是可以测试的,但很可能永远无法被测试,因此这就不再是科学了。我认为那些研究弦理论的人忘记了他们实际上是在从事科学,或者他们应该被送回中学,重温什么是“科学的处理方式”。区别科学与其他探究我们所生活的世界的模式(如宗教、哲学)在于,新理论必须通过实验来检验。如果实验结果不能证实,我们将其丢弃。

我认为整个弦理论界都应该深吸一口气,想一想他们人生的下一步该怎么走。在遥远的将来,当技术有了足够的进步,或者我们有了几乎无限的资源,也许可以直接测试弦理论和其他统一理论,这时关于统一理论的理论工作可能会再次变得有意义。

约翰·霍根:那多元宇宙和人择原理呢?

克里斯·瑟奇:就像弦理论一样,这不是科学。你如何测试其他宇宙的存在?宇宙是我们所能观察到的一切。因此,另一个宇宙将与我们的宇宙分离,不会以任何方式与之互动。如果我们能探测到其他宇宙,那就意味着我们能观测到它,但这就产生了矛盾,因为我们的宇宙就是我们可以观察到的一切。

我在大一机电课上讨论过人择原理。然而,我认为对物理学家来说,用人择原理来解释为什么物理定律是这样的,完全站不住脚。人择原理暗示着物理定律不同的其他宇宙的存在。但是这些其他宇宙的存在无法得到验证。这也就意味着我们的存在仅仅是偶然的运气。

说到底,多元宇宙的存在和人择原理,都是用科学术语包装起来的宗教观点。比起相信上帝创造了宇宙,它们没有更多的合法性。

约翰·霍根:曾于2018年在史蒂文斯学院发表演讲的萨比娜·霍森菲尔德(Sabine Hossenfelder),在她《迷失数学》(Lost in Math)一书中称,对数学“美”的痴迷“把物理学引入歧途”,你怎么看?

克里斯·瑟奇:谁来决定什么是美,什么不是?美是高度主观的,它是基于我们的社会条件和文化教养,它绝不是普遍的。甚至在人类社会中,什么被认为是美的,谁被认为是美的,也有很大的差异。西方的审美观无处不在(杂志封面、广告、电影、电视节目、社交媒体),以至于我们可能忘记了一个事实:不是每个人都觉得同样的东西都是美的。

我非常怀疑任何基于美的物理“定律”。也许外来文明认为不对称和无序是美的。在这种情况下,他们会强烈反对弦理论家的美学方法。

约翰·霍根:说到美,物理学有多客观?如果更多的非西方、非男性、非白人物理学家参与进来,物理学看起来会有所不同吗?

克里斯·瑟奇:在过去,物理学毫无疑问是白人的职业。今天的物理学仍缺乏多样性。最近我和一位朋友在反思,无论是本科还是研究生院,我的物理学教授都不是黑人或拉美裔,他们几乎都是白人、还有一些是亚洲人。在我的整个教育生涯中,也只有两位女教授是物理学家。从我还是学生以来,事情似乎没有发生太大变化,看看史蒂文斯理工学院的物理系就知道了。(作为一个缺乏多样性的鲜明例子,根据美国物理研究所的数据,2013年只有1.7%的物理学学士学位被授予有色人种女性)

因此,如果物理学更加多元化,它会是什么样子,这个问题很难回答,人们只能猜测。我的信念是,不同的文化传统和较少的思维同质(即集体思维)会使得物理学研究领域更加多样化,并通过吸收更多非西方哲学和信仰体系来丰富哲学解释。如此多样的研究方法和解释只会丰富物理学,并使我们的想象力发展。如果是这样,也许我们现在已经有了量子引力的工作理论。

约翰·霍根:我很想这样。如果由税收或学生学费支持,物理学研究是否具有一定的实践潜力?

克里斯·瑟奇:是的。如今,不仅仅是美国,全球都面临着许多问题,从气候变化到巨大的财富收入不均。终身任职的学术研究员从他们的教授职位和研究经费中赚取丰厚的薪水,却不利用他们的能力来帮助解决这些问题,这是不合理的。许多人都在这么做,但我们不得不怀疑,弦理论家是如何对社会做出贡献的,即使物理学界的大多数都不知道他们在做什么。

约翰·霍根:如果你是物理学界沙皇,你会插手所有项目吗?或增加资金吗?

克里斯·瑟奇:我不想在这里评论具体的项目,因为我对科学资助的细节和方向不够熟悉。我确实认为国家在国防上花了一大笔钱,而国防部一直是最大的科学资助者之一。我常在大一的物理课上说战争对物理学有好处。这是具有讽刺意味的,因为大多数大学教师在政治上明显倾向于左翼,但增加军费开支通常有利于美国教授。

约翰·霍根:的确讽刺。你是天主教徒,你现在还信教吗?

克里斯·瑟奇:是的。我的确相信某些东西创造了宇宙。那个创造者,我想我会叫他“上帝”,但你叫他什么并不重要。

在我看来,人择原理是荒谬的。我希望科学,尤其是物理学能更多地接受宗教和信仰。它们回答完全不同的问题。科学可以解释事物在宇宙中是如何运作的,也可以预测它们在未来将如何运作,但科学无法从根本上回答为什么宇宙是现在的样子,是如何形成的。这些是宗教和信仰的领域。而且,很早之前人们就感觉到,超越我们所能感知的宇宙之外的更伟大的事物之间,存在着一种深刻的联系。这超越了文化和社会,存在于所有宗教和灵性的形式中。但物理学并不认同这一观点,即:除了我们可以用方程建模或从实验数据中获取的东西之外,还有其他东西存在。但这并不意味着它比量子力学或麦克斯韦方程更不真实。

不过,我对有组织的宗教持怀疑的态度,因为它往往不过是一小撮精英用来巩固权力和影响群众的一种制度。我认为一个人的信仰和与神的联系是非常个人主义的,每个人必须遵循自己的精神道路。宗教文本和神学家可以作为某个人的道路上向导和顾问,但仅此而已。我们都应该直接聆听“神”,而不是聆听站在祭坛前的牧师。

约翰·霍根:你心目中的乌托邦是什么样的?

克里斯·瑟奇:我的乌托邦是一个比我们生活的社会更公平的社会,在那里每个人都有美好的生活,都有同样的成功机会,不论财富、性别或种族。这也是迄今为止我最大的担忧。

美国梦已经死了。我们不是生活在一个靠努力工作和天赋就能获得成功的精英社会,而是生活在我读到过的人所说的继承性的精英社会。如今,你出生的家庭比你努力工作达到的经济成就更有决定性。皮肤的颜色和你家庭的财富比其他更重要,这些东西决定了你负担得起一流大学学费、获得高质量教育,以此拥有更多的机会确保自己未来的职业和收入。此外,经济上有保障的家庭能给孩子提供更多的选择,因为他们可以依靠经济上的支持,不用担负巨额的学生贷款,可以自由地从大学毕业。

在压迫性不平等程度摧毁美国之前,我们需要改变这些事情。这个问题有很多方面,从我们在这个国家实行的无情的赢家通吃的资本主义,跟不上经济变化的、薄弱的社会保障体系,大学教育的可怕成本,到政府诸如将学校资金与当地财产税挂钩的政策。甚至这些因素都忽略了我们社会和经济体系中的系统性种族主义和性别歧视,这给像我这样的白人男子提供了比其他人更多的优势和特权。


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