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一个使科学重新充满活力的人──评普里戈金的科学哲学思想(1)-科
来源:  作者:柳延延  点击:次  时间:2002-02-09 00:00于哲学网发表

 

1977年诺贝尔化学奖授予了比利时化学家、物理学家伊里亚.普里戈金(I.  Priqoqine)教授,在授奖仪式上,诺贝尔委员会的发言人赞扬他使“科学重新充满活力”。今天当我们阅读他的著作,了解他的生平与科学思想时,我们深深体会到这一评价的意义。在二十世纪的最有成就的科学家当中,普里戈金是极不寻常的,他所关注的问题,他的理论视野,他的科学成果的意义都远远超出了科学界。人们称他为“热力学的诗人”,新的科学范式的“建筑师”,是“把自然科学与人文科学重新装到一起”,建立“人与自然的新对话”的思想家。
  一、探索之旅
普里戈金生于1917年,十月革命前夕随父母离开俄国,最后在比利时定居。他作为受过良好教育,具有人文背景的自然科学家,其研究工作最初阶段中最有价值的成果是“最小熵产生原理”。该原理解释了近平衡结构的稳定性。接着他就把眼光投向了当时经典热力学无人问津的远离平衡的方向上。从1944年开始,普里戈金着手对远离平衡的化学反应过程进行理论研究。整整耗费了近二十年的心血,他和他的同事们终于得出了“耗散结构”的概念──在远离平衡的条件下,有可能通过耗散环境的有效能量形成新的有序结构的观念。在这个观念最终能用数学形式表达出来后,科学研究的新阶段就开始了。从此普里戈金工作的进程明显加快,与此同时,各国的一些物理学家、化学家的实际成果不断传来,使普里戈金的关于耗散结构的理论一次次得到明确的验证。人们越来越意识到,普里戈金理论的重要性。布鲁塞尔大学普里戈金小组的规模迅速扩大,耗散结论的概念被运用到进化论、胚胎学、医学、经济学、生态学、城市规划等各个方面。与此同时,普里戈金的论著也源源不断地出版,并被译成各种文字。1977年他达到了荣誉之巅,成为首次获得诺贝尔奖的比利时化学家。以后,他陆续荣获了来自19个国家的荣誉称号,获得比利时的洪莱谔奖和韦特思奖,他还是20个科学院的荣誉院士,德克萨斯大学将他每年工作三个月的中心重新命名为伊里亚.普里戈金统计力学研究中心,世界第一流的科学家定期在那里举行学术研讨会。
   二、关于科学的总的观点
大凡有成就的科学家,对宇宙的沉思默想往往具有批判的性质,而当他的这种批判性目光不仅注视自然,而且还注视自己的探索活动本身时,他就是在进行一种哲学的反思了。普里戈金的目光常常停留在这个层面上。
(一)探索的动机──领略事物的进化
在科学的殿堂里住着许多卓越的人物,吸引他们到那里去的动机各种各样,不管这些动机如何不同,它们都来自科学家对人生的领悟。普里戈金曾谈到,“爱因斯坦是以超然于现实之上的态度来对待科学的……对他而言,时代是不完善的,但可借助科学来逃避骚乱和战争。他想要发现某种永恒的安全避风港……而我自己的态度是截然不同的,因为我想要领略事物的进化。”
我们且不说普里戈金对爱因斯坦的议论是否准确,不过普氏的人生哲学确实绝少忧郁色彩,对他来说,他的整个学术生涯,他的科学结论都使他脱离牛顿体系的决定论色彩,抗拒与之相关的宿命论。“进化从来不是命运,永远是机遇”,正因为如此,“人类以人的名义所作的一切努力也就更加有意义”。普里戈金信奉的是行动的哲学,他和大多数科学家一样,厌恶关于人的无能的理论以及关于人应当自愿顺从自然界的想法。一些非科学家往往指责科学家的这种乐观主义态度为“浅薄的”,其原因是这些科学家对人类的悲剧性处境的感受不那么强烈。也许科学家确实比其他人更少陷于悲剧的体验,他们“不满足于体验个人的独特的悲剧,而听任别人去继续挨饿”,他们渴望去了解是否能做点什么事情,并且倾向于认为能去做一些事情,除非这一点被证明是办不到的。这是他们的一种实实在在的乐观主义,并且这种乐观主义正是我们其他人所极度需要的”。普里戈金更关心的是这个问题的科学──社会学方面。他觉得,那种认为“科学应当只由那些独立于生活,不问世事的团体去实践”,“科学团体的孤立状态是正常的,并要加强这种状态的倾向”,只是一种幻想,因为科学不是一个“独立变量”,它是嵌在社会中的一个开放系统,由非常稠密的反馈环与社会连接起来,因此,人的社会行为是由不平衡的条件下社会相互作用产生的。他希望自己的新理论能为科学与社会的沟通打开新的渠道。
(二)研究的性质──实验对话
远古时期的人就开始研究自然了,他们认为自然的本性,它的未来“以某种隐匿的方式写在现在发生在我们周围的事件之中”,人们只要去看、去想,再加上神灵的启示,就能够发现秘密。十七世纪建立起来的西方近代科学的标志是发现了与自然进行通信的新形式──实验对话。普氏充分肯定了这一点,不过他指出,人与自然的对话涉及到的不是被动的观察和科学家的独白,而是主动提出问题,自然像在法庭上那样接受实验的盘查。自然很可能拒绝提问者的某些假设。因此,实验方法是选择一种有趣问题的艺术,是考察自然能以所选理论语言作出可能答案的艺术。当然,被如此提问的自然是简化了的,偶尔还是肢残体缺的。尽管自然是部分被允许讲话,然而它一旦表达了自己,就不再有异议──自然从来不说谎。在普里戈金看来,随着科学研究向纵深发展,科学家为了掌握事物而指对这些事物所提的问题变得越来越复杂和抽象化。有人说现代科学表现出一种摆脱人的感性直观的发展趋势,它变得越来越远离人们的日常观念。这是否意味着,科学正在接近它的极限,科学进步即将终结?普氏的回答是:“对某个客体的科学知识与掌握它的可能性之间的相对分离远远没有使科学终结,而是为大量新的前景和新的问题发出信号。”
普里戈金关于现代科学中人与自然的实验对话的看法提示了人的科学研究的性质,肯定了人在实验研究中的主体地位,同时表明,事物越是远离人类,人要把握它所付出的主观努力就越多。
(三)知识的本性─一相对于一定的智能结构
普里戈金指出,科学的实验对话所得到的关于宇宙事物的意义构成了我们通常所说的科学知识。正因为科学家是以自己的理论假说和实验程序的方式向自然提问,自然的回答就是针对一定问题的,科学知识总是相对于某一智能结构,而决非如科学的经典时期所认为的那样,是对事物“本来面目”的反映。以科学知识中的普适常数为例,牛顿物理学中没有普适常数,因为它研究的是与主体同层次的事物,可是19世纪末发现了普适常数的存在,如光速C,普朗克常数h,任何观测者都不能以高于真空中光的速度发出信号,我们不再能定义两个远离事件的绝对同时性,只能参照一定的坐标系定义,在微观层次,对量子现象的描述意味着选择一种实验装置,一种提问方式,因此,没有一种理论语言能把一个系统的物理内容表达无遗。各种可能的语言和观点可以是互补的。普里戈金进一步指出,即便对我们生活的宏观尺度,单个的人(宏观的观测者)要认识数目巨大的元素组成的体系就受到这个限制。“普适常数的存在限制了我们认识和控制自然的能力。”由此得出的结论是:“无论现实的意义可能是什么,它只能通过我们所参加的活动结构而被揭示给我们,因此,科学知识总是对应一种积极的智能结构,它不再能和我们提问的活动分开了”。这些见解与当代科学哲学家的见解不谋而合了,在后者看来,科学知识的客观性问题既涉及到包括研究者在内的自然界在各个层次上所具有的尺度(体现为各种普适常数),还涉及到与研究者所处的整个物质──文化背景有关的诸如问题兴趣、提问方式、理论假说等物质、文化和智能因素。所有这一切构成了科学抽象的客观间隔。在这个间隔内,理论思维将感知到的(直接的或间接的)各种现象凝集在一起,构成尽可能首尾一致的意义体系。构成一个整体。复杂性、随机性、不可逆性、涨落、进化、时间、组织、混沌这一批牛顿范式中未加研究的重要概念成为新的进化范式中的基本概念。它们所到之处显示出的有效、新颖和别开生面,充分表明科学研究的方法进入了更高的理性层次。更为重要的是,这种综合的、整体的、建构式方法必然引入一种基本观念:我们自身就是一种被嵌入物理世界的宏观存在物,我们与自然是浑然一体的。普里戈金一再说,他是从东方哲学中汲取了智慧,对东方人来说,自身与世界是同一事物,它们之间存在天然的和谐。并且,在“以为有物”,而“未始有封”之际,还可保持天机的完整,可“一旦有封”(分解、概念化),天机的完整便开始分化、破碎为片断的单元──东方的整体自然观强调的是综合,是直观地把握事物。它们具有独立于具体研究者的客观意义。
(四)方法的变革──拆零与建构的统一
普里戈金探视的目光还常常驻留科学研究的艺术。他指出,在科学的经典时代,人们普遍以为,为了了解一座建筑物,只需对它的砖块的“行为”给出一种描述,就可能说明整个建筑过程。确实,近代科学的一些最伟大的成功是在徽观层次上有所发现而取得的,如分子生物学由于分离生命机体中起根本作用的特殊分子(DNA)而获得了巨大的成功。因此,科学研究的这种“拆零”方法(托夫勒语)成为压倒一切的研究方法。然而,科学的新发展表明,对基本行为的描述还不足以把系统作为一个整体去认识,普氏不满足仅仅把事物拆开,他花费了一生的大部分精力,试图“把这些细部重新装到一起”,希望了解各部份是如何建成如日本物理学家汤川秀树指出的:“这里更重要的与其说是铲除矛盾,倒不如说是在整体中发现和谐”。现代物理学似乎在许多方面响起了古代东方哲学的回声。丹麦物理学家玻尔对他的互补性概念与中国阴阳概念之间的接近深有体会。汤川秀树在对基本粒子的研究中多次为自己的一些想法竟然与大约两千年前的庄子、老子的想法相似而惊讶不已。而普里戈金立志在自己的科学活动中确立整体建构方法的地位时,他也再次感受到东方哲学的魅力,他曾满怀深情地说:“中国的思想对于那些想扩大西方科学的范围和意义的哲学家和科学家来说,始终是个启迪的源泉。”
   三、变换着的世界图案
作为一个科学家,普里戈金的哲学思想更多地体现在他借助自己所创立的科学理论而阐发出的关于对世界的看法上。寻求更和谐、更统一、普遍程度更高的理论体系,批判性地考察各种理论体系所对应的世界图景,这始终是一个科学家内心哲学冲动的表现。
(一)告别牛顿的长眠
近代科学的成就与牛顿的名字是分不开的。它打破了亚里斯多德关于天上世界与我们地下世界的分离,将天上和地下的物理现象统一起来,完成了人类科学史最伟大的一次综合。牛顿的胜利是发现了一个力(引力),既决定了天体的运动,也描述了落在地上的物体的运动。他以精确严格的数学方法解释了潮汐和星体表面的偏差,预言了海王星的存在。由于这些规律在说明自然秩序方面的成功,人们将它们用于社会、政治秩序、道德和文化等场合。然而牛顿的体系给我们提示的却是“一个僵死的、被动的自然,其行为就像一个自动机,一旦给它编好程序,它就按照程序中描述的规则不停地运行下去”,它将我们在其中生活着、爱着和死着的世界,代之以另一个量的世界,具体化了的几何世界。其中虽然有每个事物位置,却没有人的位置。于是,科学的世界与人的世界、生命的世界完全分离了。近代科学打破了隔绝天地的屏障,却代之以自然事物与生命事物的屏障。
可是这样一个单一的、静止的、可逆的世界与我们实际生活的世界太不协调了,看看我们的周围:变化莫测、川流不息,有生长有死亡,不可逆现象比比皆是,而且“一切都是被决定的”,太令人感到困惑了:谁能相信,在宇宙不爆炸之时,本篇习作的写作日期就已镌刻在自然定律之中了呢?还在牛顿的黄金时代,就有人在祈祷:“……原上帝保佑我们我们离开单一的梦幻和牛顿的长眠”!
哲学家怀特海曾经说过,科学和哲学的体系来而复往。发挥有限认识作用的每种方法最终都会山穷水尽。这话是千真万确的。本世纪初,牛顿体系首先受到爱因斯坦理论的挑战──它将牛顿理论赶走的“观测者”放回到物理学体系之中,继而又受到量子力学的责难_微观事物的行为是否遵从牛顿的严格决定论规律是大可怀疑的。普里戈金的科学生涯就在这个时期开始的。他不满意牛顿纲领与现实世界的这种特别明显的不协调性,强烈地追求一致性的哲学冲动驱使他对牛顿纲领的基础概念、理论前提进行重新考虑。从那时起,一门可以称之为复杂性科学的研究纲领就逐渐出现在新世纪人们的面前。
(二)复杂性科学的范式
新科学之特别引人注目,在于它把注意力转向了现实世界的这样一些方面:不稳定性、无序、多样性、不平衡、非线性关系,以及暂时性──对时间流的高度敏感性等。它们正是我们周围世界中经常发生的,我们早已敏感到它们的存在,只是苦于无法准确地表达它们。因此,尽管这一科学范式还有待进一步完善,各领域的研究者却争相了解它、研究它、使用它、其中特别是社会学者。人们评价它“可能很好地代表了下一次的科学革命”,它将完成人类有史以来的又一次综合──人与自然的统一,实现古代东方哲学的“天人合一”的境界。


 



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