今天是世界读书日,果壳决定教大家以阅读文学一般如沐春风的方式,来读一些你们平时揪着头发也读不懂的科学著作。在一流或准一流的文学作品中,如果你仔细推敲,都会发现其中一个叫做“原型”的事物存在,“原型”来自英文archetype,由两个词根arche和typo所构成,最早指的是模子,古希腊哲学家,那个什么都喜欢搞一搞的柏拉图把这个实体概念引到了精神范畴,他认为宇宙间万物皆由理念世界中的原型所创造出来。
而后世的瑞士心理学家,弗洛伊德的死对头荣格则结合自己最著名的“集体无意识”理论,重新界定了“原型”,认为像是神话、图腾、梦等等具有文化含量的意象,都属于原型,它们会在文学中寻求各种表现。没有什么方式,能比去谈论他笔下所描述的伟大原型——黑洞——更适合用来缅怀一个多月前离世的霍金爵士。
关于《时间简史》这部被大多数人标定为“看不懂”的书,我所认为最好的阅读方式,无非是直接打开它的第六章“黑洞”,一口气读到第七章“黑洞不是那么黑的”,你不但会获知他被世人所低估的科学成就,而且会被他令人惊叹的文学想象所折服!是的是的,我想你会发现一位超厉害的大文豪。以“黑洞无毛”和“黑洞不黑”为例,我们来体会一下他天马行空的文学表现力。
在书中这位作家写到,1970年,他的剑桥研究生同学布兰登·卡特提出了一个假设:一个稳态的旋转黑洞正如一个自旋转的陀螺那样,有一个对称轴,则它的大小和形状只由它的质量和旋转速度所决定。次年,霍金通过计算证明了的确有这样一个对称轴,进一步来说,引力坍塌之后所形成的黑洞是相对论方程所预言的一个解,将丢失其前身的一切其他信息。这结果是不是纯粹很数学式样儿的冰冷,且不知所云?
没关系,优秀的文艺工作者霍金把他们这个费解的发现借用前辈约翰·惠勒——也是黑洞(blackhole)一词的发明者——的一句话给讲得妥妥的,“黑洞没有毛”。这个“无毛”的说法,形象而逼真地显示出黑洞被拔光了所有坍塌前特征的佛系终态,深入人心感动无数理论物理爱好者。
霍金在1973年左右提出“霍金辐射”理论,是为了解决黑洞具有熵,也就具有温度,从而必须向外辐射的问题,这个问题之所以难搞,是因为黑洞一直以来为人所熟悉的德行,就是只往里吃不朝外吐,但现在又不得不让它吐……霍金接受了这个challenge,他颇费了一番思考,最后结合量子力学理论假设到,有一些与虚粒子相对的实粒子会在事件视界随机生成,看起来就好像是从黑洞里面发射出来那样,他把这个现象叫做“黑洞不黑”——于是又一次感天动地的文学营销事件诞生了。
我们不得不承认,哪怕不知道光子或其他什么子是啥的人,都肯定能理解“不黑”到底是什么个意思。和霍金一起证明黑洞中必然存在密度和空间-时间曲率无限大的奇点的另一位剑桥物理学家,叫做罗杰·彭罗斯的,在创造原型方面能力也是不遑多让,他曾经和自己的数学家老爸一起设计出不可能的彭罗斯楼梯,不知你还记不记得,这玩意儿直接被诺兰用到了科幻大片《盗梦空间》里头去啦。
彭罗斯写过一本普及型跨学科著作《皇帝新脑》,书名就属于脑洞无边那一款的,之所以卖不过《时间简史》,最大原因可能在于作者不肯放弃使用公式(可能也真的是……因为XX做不到呀)。但是,这个从皇帝的新衣引申而来的原型“皇帝的新脑”一词,在我看来依然是迄今为止怀疑派人士对人工智能的最佳描述。
“让我们想象一种新型的电脑被推到了市场上,它的记忆容量和逻辑单元的数目可能超过了人脑……制造者宣称它们实际上在思维,是有智慧的”,便在此刻,彭罗斯决定从图灵机的原始假设开始,循着康托的对角线删除法、哥德尔的不完备定理等一路向下,来证明这台机器不过是个形式主义的幌子。
下面这段带颜色的知识点补充有点面目可憎,如果嫌烦人可以直接跳过:对角线删除法论证了实数的数目比有理数更多,而不完备定理则证明了任何一个形式系统,如果能包容简单算数命题的描述且没有矛盾,则必然包含系统内所允许的既不能证实也不能证伪的陈述,这些都被图灵用来证明图灵机的停机问题是不可解的。
而这本书的后半程更是脑洞飘逸,谈了很多现代物理学和数学框架下对粒子行为的解释,薛定谔、狄拉克、冯·诺依曼纷纷登场,来证实本宇宙中“意识存在”是多么罕见并难以通过设计达成的事件。
既然说到了埃尔温·薛定谔,那不妨也来说一说他的名著《生命是什么》吧,比彭罗斯早生44年的这位前辈生性特别乐观(不知道是不是因为感情生活丰富女朋友比别人都多的缘故),他在上个世纪40年代就提出用物理学的方式解决生命基本问题的想法,直接影响了接下去数十年的生命科学研究手段,并很有可能导致了之后不到十年就由克里克、沃森和富兰克林等人发现了DNA螺旋的结构。
而这本书中所塑造的一个重要文学原型,不,绝对不是猫,可能你想都想不到,是原子——也就是理查德·费曼说的,如果由于某种大灾难,所有的科学知识都消失了,只能给未来的人类留下一个信息,他会选择告诉他们“世界是原子构成的”的那个原子。薛定谔从阐述“原子为什么这么小”入手,提醒人们注意物理定律是怎样在这个尺度乃至更小的尺度上起作用,从而决定了生命过程的复杂性和统计学意义。
正如日本物理学家汤川秀树所说的那样,我们无法告诉你那只被放进盒子里的猫到底怎样了,就是因为这当中涉及到的运算,足以让他那个时代全世界的计算机加起来也兴叹莫及。还有一位极其懂得调用原型的科学家+文学家,布莱恩·格林也是非提不可,因为他写过《宇宙的琴弦》,这个“琴弦”既来自于“弦理论”的弦,也暗喻曾经不可调和的五套理论是怎样地平行演奏、最终合为一曲那样一个美妙的过程。
《时间简史》《皇帝新脑》《生命是什么》《宇宙的琴弦》这四本书,都收入在一套叫做“第一推动”的丛书当中,我不知道你在这里的时候会不会尖叫,因为它真的是一套影响了太多科学青年、科学/科幻作家、科学家、科技创业者的经典——一点也不夸张地说,很多有趣的灵魂曾以它为接头暗号,默默地确认彼此的属性。“呀,原来你也读第一推动!
”以1992年进入中国的《时间简史》中文版为始,“第一推动”迎来了它的25周年,出版者湖南科技出版社也在这个特殊的节点上,推出了一个新颖的封面设计感十足的纪念版,分为“宇宙系列”“生命系列”“综合系列”“物理系列”四个板块。
除了上述的四本书,更包括《黑洞与时空弯曲》《大宇之形》《四维旅行》《逻辑的引擎》《复杂》《惊人的假说》《我们为什么会生病》《时间之箭》《完美理论》《终极理论之梦》等名著,一共49本,这套“第一推动丛书25周年纪念版“历经一年的筹备,终于出现在了我们面前。科学特别是自然科学最重要的目标之一就是追寻科学本身的原动力或曰追寻其第一推动。
同时,科学的这种追求精神本身又成为社会发展和人类进步的一种最基本的推动。