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中文版代序:從金魚缸中拼湊宇宙的面貌
1.THE MYSTERY OF BEING 存在之奧祕

地球科學

【類別最新出版】
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大設計(ZD55075)──霍金十年首見卓越巨著 為生命終極問題提供最新答案
The Grand Design

類別: 自然‧科普‧數理>地球科學
叢書系列:外版書
作者:史蒂芬‧霍金 & 雷納‧曼羅迪諾
       Stephen Hawking &Leonard Mlodinow
譯者:郭兆林‧周念縈
出版社:大塊文化
出版日期:2011年03月01日
定價:350 元
售價:276 元(約79折)
開本:平裝 / 216頁 / 17*23cm
ISBN:9789862132432

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中文版代序:從金魚缸中拼湊宇宙的面貌1.THE MYSTERY OF BEING 存在之奧祕



  中文版代序:從金魚缸中拼湊宇宙的面貌

人類與生俱來的個性之一,就是「好奇」,好奇於自身之所從出,也好奇於周遭環境何以如此,自然如何運作;所以從古到今,人類以有涯隨無涯的工作之一,就是不斷地對周遭的環境和現象提出解釋,柏拉圖和亞里士多德如此,哥白尼和伽利略也是如此。

思考問題,然後提出合理解釋,這是科學的基本過程,但在許多時候,所謂的「合理」解釋,都是基於我們生活中的「直覺」,這也是為什麼從托勒密符合生活直觀的「地心說」開始,太陽就不得不繞著地球轉了一千四百年,到哥白尼的晚年才將兩者的位置換了過來。時至今日,到底還有多少「地心說」在我們的科學認知中流竄?我們真的不知道。

伽利略的夜空觀測和親身實驗,推動了天文學和運動學的大幅前進;克卜勒的數學計算和數據耙梳,給出了天體運動的幾何圖像背後的物理原理;牛頓則踩在這些人的肩膀上,推開了理性時代的大門。然而科學觀測和物理實驗,就是接觸「真實世界」的正確通路嗎?不,科學的工作並不會將我們引導到真理腳下,科學家只是在研究現象,找出看來合理的解釋,真理,是屬於哲學家的!

二十世紀量子力學和相對論的出現,徹底顛覆了「生活直覺」導向「真實世界」的邏輯思考,也讓許多人倍感挫折。所以才出現了以下的笑話:宇宙初起是一片混亂,上帝看不過去了,就說:「讓牛頓出生吧!」,於是世界就在牛頓定律的規範下井然有序地運行。魔鬼看不過去了,就說:「讓愛因斯坦出生吧!」,於是世界又恢復了混亂。

史蒂芬‧ 霍金在他的新作《大設計》一書中,步武前賢,努力地將「科學結果」和「真實世界」做一區隔。在書的前半部中,霍金描述科學工作者如何歷盡艱辛,將社會上「天地人我受眾神支配」的古早觀念,逐漸轉變為「宇宙是受自然法則所支配」的現代想法,讓人們樂觀地認為可以經由科學探索的過程,逐步揭開真實世界的面紗。然而現代科學的測量方式,的確可以告訴我們真實世界的長寬高嗎?霍金在此做了一個有趣的比喻,魚缸中的金魚,透過扭曲的玻璃,經過長期認真的觀察記錄,可以準確地描述甚至預測魚缸之外的物體運動,但金魚們的科學觀測,就是真實世界的圖像嗎?想想早年的四元素理論、托勒密模型、燃素理論,到穩態宇宙,我們好像和魚缸中的金魚也差不到哪兒去。

每當我徜徉在夜空之下,仰首繁星蒼穹,當身旁的人為了宇宙的廣漠無垠感動落淚,我卻常常想著一顆恆星單位時間之內所釋放的光子數目是否恆定?這無趣的想法其實就源自於「科學測量」是否就是「真實」?實際上恆星每秒鐘所釋出光子數的「真值」(true value),我們永遠無法得知,我們所能掌握的,是望遠鏡每次觀測以後所告訴我們的「測量值」(measured value),再加上「誤差」。當然,我們讓自己相信,經過多次測量,取平均之後的測量值「應該」很接近真值,這就是霍金書中所說的「模型相關真實論」。所以我們對這個世界的描述,其實是來自感官的偵測再加上大腦的詮釋,所出現的心智圖像;霍金說:「這些心智圖像成為我們唯一知道的真實,如果沒有『模型』,便無法檢驗『真實』,一定是先建構模型,才會創造出真實。」天哪!「真實」是我們的大腦創造出來的?

在這本書的後半部中,霍金討論了光和粒子的二重性,這是另一個「世俗」的我們在初接觸時很難接受的概念,老是會想著世界不應如此複雜,應該均勻、和諧、對稱,而完美,這些自希臘科學家以降的心靈信條,在量子力學和相對論的撞擊下早已逐漸崩解,不單如此,霍金說:「量子物理告訴我們,不論對現在的觀察如何徹底,過去就像未來一樣不確定,只以眾多的可能性存在。根據量子物理,宇宙沒有單一的過去或歷史。」這段文字,對眾多讀者來說,製造的問題比解決的問題還要多。

霍金的這本書,結結實實地讓讀者接觸到了「科學哲學」的本質,讀者可以順著霍金清晰的思路,和偶而幽默風趣的語調,認識科學家如何探索世界,以及這個世界如何回報。想通過科學實驗,接觸宇宙真理的讀者,看完本書之後,大概會掩卷三嘆。真要想瞭解這個世界的本質,恐怕是要「跳出三界外,不在五行中」了。

孫維新
國立自然科學博物館館長/台大物理系與天文物理研
究所教授