科学讲究就事论事, 反对就事论人. 这是显然易见的.从”就事”到”论事”, 是从以客观现象为根据到研究出它的规律的推理范畴. 论人的事情属于人文, 宗教和社会知识范畴的事情. 然而,在过去30年里, 随着现代科学的深入,特别是天体和宇宙物理的发展, 科学发生一种”就人论事”的现象. 经过几起几落之后, 现在这种趋势似乎越来越大. 争议也越来越大. 这个”就人论事”就是人则原理(Anthropic Principle).
传统上说,科学不主张就人论事. 这里所谓”就人”的意思是说, 在我们观察和研究自然现象的时候, 把人引进来作为一种推理的根据. 比如, 如果你让我解释我们看到的天空为什么是蓝的? 我解释说,因为我们是人, 是人看到的天空都是蓝的. 不信, 你问问其他人去? 结果大家都跟你说天空是蓝的. 天是蓝的就成为了"科学定论". 这听起来很荒唐. 其背后的推理就是把人作为了一种根据或者说作为一种参照来作为”科学推理”. 不荒唐的真实例子在人类认识自然的历史中也有, 往往发生在认识手段和知识到某种尽头的时候. 典型的例子就是亚里斯多德提出来的, 地球是宇宙的中心. 后来的宗教又加强了这一说法. 所以, 千百年来人一直认为自己处在宇宙的中心. 直到哥白尼发表天体运行后, 又被开普勒修正,再经伽利略证实和其它的发现, 人们才恍然大悟. 原来地球和所在的太阳系在银河系里是处在很普通的位置. 银河系也是宇宙中很普通的星系. 亚里斯多德等错误的根本原因是把人引进了对现象的观察和研究中并作为一种根据. 而地球人站在地球上看天空是一种选择性的观察. 这种选择效应必然地固有地导致了人的偏见, 从而误导对自然的认识. 这以后, 自然科学的发展一直是以这样一个基本原则为前提, 就是所谓的哥白尼原理: 自然现象的观测者和自然规律的研究者都没有处在特别位置. 在自然科学面前,观测者/观测地点都处在很普通的(mediocre)地位,不特殊更不优越. 所以,这一原理又称为平庸原理(mediocre principle). 目的就是把人的地位降低, 平庸到人在推理时不会拿自己作为某种根据或某种参考. 科学的任务就是要用一种客观的view 来取代人的主观的view. 上面说的科学不主张就人论事就是这个意思. 哥白尼原理本身也是被实证过的,可靠的. 300多年的科学发展一直是在哥白尼原理这个回避”就人论事”的原则下进行的.
可是, 近些年兴起的人则原理(AP)却是一种和哥白尼原理相反的原则. 它把人引进了科学推理的考虑之中, 因而看上去和整个300多年的科学的历史背道而驰. 自上世纪70年代中由宇宙学家首先提出后, AP发展出了很多的版本. 大概有20/30种之多. 有的人一人就提出2种版本. 各种说法看上去大致相似,但又各自有其微妙的意义.一字之差可以导致隐含意义不同. 这里先只围绕AP的最基本意思来说事. 其它说法/版本的AP都可以看成是在此基础上的添油加醋的引申.wiki等对它们也都有详细的介绍. 最基本意思的AP就是说, 我们之所以观察到我们的宇宙是这个样子,只是因为如果它不是这样, 我们就不会在这里观察它. 这算什么话? 孤立地看这个statement, 语义上讲有点像是同义反复, 逻辑上说又有很明显的循环论证. 但是, 如果给它加上了物理事实作为说这话的背景原因和根据, AP的意思多少就能被理解了.
理解这些物理事实之前需要一点物理背景知识. 我们所在的这个物理世界, 虽然变幻无穷,丰富神秘, 但从组成结构上深入到底地看, 就是由一些基本参数决定的. 基本粒子物理有20来个参数, 宇宙学大概有将近10个参数.总共有30来个左右的参数. 这30个参数构成了我们整个宇宙世界的基础. 你要问家里的50斤大米怎么来的, 你现在用的电脑怎么来的, 海洋怎么来的, 地球怎么来的, 太阳怎么来的…, 对它们的解释, 尽管现在不是中间所有的每一环节都很清清楚楚, 但根本上说可以追究到是由这30来个参数决定的. 所以科学家把这些参数又叫作自然常数(constants of nature). 质子质量是其中一个, 电子质量也是其中一个, 四种力的常数/耦合常数也在其中(但是,光速的数值, 普兰克常数之类的不算. 学过物理的都知道, 它们是来自物理定律,是一种human-based的换算单位). 如果再追究问下去,这些自然常数又是如何决定的? 科学家目前还不知道. 一般认为它们由宇宙初期的大爆炸产生的. 是”炸”出来的. 这个问题下面还要再多说.
近30多年的物理和宇宙学的发展让科学家注意到所在的这个宇宙的奇特性. 就是这些自然常数的数值如果稍微变化一点点, 我们的宇宙就不是今天这个样子.我们人就根本不会出现. 这就好像这些常数都是被精细调试过(fine-tuned),以便让智慧生命产生出来. 这就是我们常听到的所谓的fine-tuned的宇宙. 上面所说的AP正是在针对这种fine-tuning事实基础之上的一种推理.
精细调制到什么程度呢? 比如中子. 它和质子的质量几乎相等, 但又差一点点. 我们人存在的命运就决定于它们之差.如果中子质量再稍微大一点点, 原子核就不稳定而发生衰变, 宇宙根本没有稳定的原子存在了. 如果中子质量小一点点, 质子和电子必然结合形成中子, 世界不可能存在化学反应. 又比如, 强作用力耦合常数如果再小一点点, 多质子原子不能形成, 我们的宇宙只会有氢元素存在; 但如果大一点点, 大部分金属元素又不能形成. 还有很多例子. 一般的物理教科书或参考书都会围绕这些物理常数具体给出十多个fine-tuning的例子. 四种基本力常数的大小都生命的产生有关. 很多粒子的质量也紧密相关.它们强弱大小各自独立不相关地变化一点点,都会造成无生命的结果.
今天写不完了.明天来完成吧. 一般说,有争议的科学问题都是热门话题, 比如进化论,全球变暖... AP问题其实也是个争议很大的科学问题. 这些年上至诺贝尔获奖的科学家,下到Laymen/Laywomen都在讨论. cafe好像从来没有提过, 所以在此多啰嗦一点.
- Re: Blogging this month for scienceposted on 09/15/2010
st dude wrote:
基本粒子物理有20来个参数,
李政道先生和其合作者近年发现这些参数并非独立,预示只要更少参数的更高对称性理论在更高能量下存在的可能性。。。
大师宝刀不老!
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