010|物理学边界上的哲学思索

《时间的秩序》第七章讨论现在主义和永恒主义。罗韦利驳斥了现在主义的观点:仅有现在是真实的,因为过去已经过去,未来尚未到来。而对于永恒主义,他也提出异议,因为它将整个世界视为一个固定的东西,无法接受变化的观点。在对语法的时态进行讨论时,他表示我们需要理解语言之外的东西,超越语言表达的限制。黄裕生提出,文字语言有更强的空间性,而口头语言有更强的时间向度。

问题1
对现在主义和永恒主义的驳斥

任逸:《时间的秩序》第七章是过渡性的。它的标题是“语法的力不从心”,最后落脚到语言的限度问题。

首先,罗韦利问:什么是“真实”(the real)或“实在”(reality)?他承认是有“真实”的。问题在于我们怎么去理解这个“真实”。罗韦利提出,要通过时间来理解“真实”或“实在”,而不能认为后者与时间无关。这样一来,不同的时间观就会导向不同的有关“真实”的观念。

罗韦利提到了现在主义(presentism)、永恒主义(eternalism)等。这些理论对世界的具体时间结构做出了不同的描述,从而支撑着不同的实在观。

世界的时间结构是通过“图示”(schematic representation)来表示的。可以比较一下这个概念和康德的“图型”(Schema)的关系:康德的“图型”是“超验的时间规定”(die transzendentale Zeitbestimmung)。而罗韦利在第七章里给出的图示相对更直观、具体。它隐含的逻辑是:如果我们要理解世界的时间结构,就必须通过图示将它直观地表现出来。

罗韦利首先驳斥了现在主义。现在主义认为,我们有一个共同的当下,真实是根据这个共同的当下定义的。换言之,只有现在(当下)是真实的,因为过去的已经流逝了,未来的又尚未到来。奥古斯丁(Augustine of Hippo)在《忏悔录》(Confessiones)第十一卷也表达过类似观点。现在主义的问题在于:根据广义相对论,并没有一个普遍的、共同的当下,因而也就没有普遍共同的真实。罗韦利并没有否定,对于每一个位置而言,有关于该位置的当下和关于该位置的真实。只不过,没有一个客观的(共同的、普遍的)当下。

接着,罗韦利考察了另一个极端,即永恒主义或所谓块状宇宙(block universe)理论。当今的物理学家,尤其从相对论的观点出发的物理学家,倾向于采取这种理论,认为宇宙自身是无时间的。整个世界相当于一张相片或者一个整体的“块”;所有的变化实际上只意味着几何上的前后关系,比如由a到b、由b到c这样的前后关联,而不意味着我们通常理解的时间关系。在块状宇宙理论中,时间不存在,只是人的一种幻觉。

罗韦利也驳斥了块状宇宙理论。该理论将整个世界(包括空间、时间,以及空­–时中的诸事件)都理解成了固定的东西。罗韦利基于第六章所表达的“世界由事件(变化)构成”的观点,无法接受块状宇宙理论的这一结论。

既然现在主义与永恒主义都有问题,我们又回到了一开始的问题:如果仍然承认“有真实”,那么什么是真实?如果仍要基于时间来理解真实的话,也许需要设想一种新的时间结构,并将它以图示的方式表达出来。

我感觉,对图示的需要意味着:只有能够在空间中呈现出来的东西,才是人能够理解的。罗韦利似乎也认为,有些东西,即便它是真实的、实在的,是我们共同承认的,但如果我们不能把它图示出来,那么我们也仍然难以去理解它。


问题2
语法的时态与对时间的划分何者在先?

任逸:罗韦利自己的答案是在第八章给出的。这一章是整本书的高潮,给出了时空的具体结构。在第七章中,罗韦利只是反思:现在主义和永恒主义为什么将我们引向那样困难的境地?这就是“语法”的问题。罗韦利认为,世界上大多数语言的语法中都有时态现象(过去时、现在时、将来时等),对事件的表达方式与事件发生的时间相关。人们在谈话中、包括在思维中,惯于截然地切割时间。从而,一旦问起时间,我们难免陷入“过去、现在、未来”的框架,进而陷入现在主义、永恒主义等思考世界的方式。

罗韦利在这里要反思对过去、现在、未来作截然划分的语法。他认为,应当借助当代物理学有关实在的新发现,来调整我们的语法、知觉。

黄裕生:罗韦利说,我们对时间的划分是基于语言习惯、尤其是语言中动词的时态特征。无论是否赞同这一点,我们都可以由此追问:是不是所有的语言都有时态?

俸军(厦门工学院):汉语的动词没有时态,但可以通过副词(如“曾经”)来表示时态。

黄裕生:但是我们说话时可以不涉及副词。比如我说:“我去清华。”别人就不知道我是一个月前去,还是明天想去,还是今天去。“去”本身作为一个动词是没有时态的。所以是不是说,汉语也可以表示时间,但不必像西方语言那么明确?对后者来说,动词一出来就有明确的过去、现在、未来之别。

任逸:不仅是过去、将来、现在,还有现在完成、过去完成。还有虚拟语态。

黄裕生:虚拟语态也特别有意思。中文没有虚拟语态,只能表达条件。但虚拟语态不只是表达条件;有时它甚至根本不是表达条件,而是表达一件绝对不可能发生的事情。可以通过虚拟语态设想它发生。

另一个问题是,为什么语法或语言都会做出过去、现在、未来的划分?究竟是因为时间已经被如此划分,语言才如此划分,还是反过来?

曲经纬:罗韦利是不是想说,时间(先后关系)是我们因为使用语言而产生的一个假象?

刘任翔:可以考虑一个相关的问题:我们在思想的时候,一定是带着时态思想吗?

在语言哲学和后现代主义兴起之前的传统哲学认为思想先于语言,并且认为,无论某人会几种语言,他(她)都有一种所谓的“元语言”、前语言的语言,或者说“思想的语言”。那么在这种所谓“思想的语言”里,是否已经有时态了?是不是说,英语中因为有现成的时态,可以直接表达思想中的时态;而中文没有现成的时态,所以就要加上一些时间副词来表达思想中的时态?

黄裕生:思想是否可以不通过动词的时态来进行有关时间的思考?当然,还有一个更根本的问题:我们能不能进行无语言的思考?还是说思考必定搭载在“元语言”上?这里涉及到对语言的理解。

曲经纬:庄子和禅宗都追求“无语言的思想”。《指月录》里的比喻是说,前语言的思想是月亮,而语言只是手指。要看的是月亮,不能停留于手指。


问题3
口语和书面文字的区别

曲经纬:语言无法表达当下发生的事情。一旦说出来,说的都是刚才的事情。即便说的是生命体验,也没有办法表达当下的生命体验。当下这一念,一说,就已经错过去了。

一个念头是非常复杂的,天台宗会说“一念三千”。生命的体验是非常精微的。我们平时心思很粗,感受不到这一点。实际上那种流动的念头是没有办法完全表征出来的。我们只能通过语言不断将它固化、凝结为概念的东西,才能把它传达出来。而概念所指向的生命体验却需要去激活。

对于一种固定的文本,我们在阐释时还是要通过口语把它激活。既然已经有了文本,我们为什么会需要这种读书会?为什么老师还要带着学生读?这是要通过口语,把文本背后那个原发的“境”再激活出来。

成果:我觉得口语不是最关键的;最关键的是思维要进入激活状态。一种思想体系,直接作为图示现成地摆在我们面前,这是不够的。重要的是我们要能重新把这个图示建构、生产出来。仅仅是使用口语,并不能保证思想进入激活状态。比如,在背诵文本时,我们还是把脑海里固定的东西说出来。背诵的东西和写下来的东西的区别只是外在的。

【注】成果在这里说的“建构、生产图示”,在康德哲学的框架中是“生产性的想象力”(die produktive Einbildungskraft)的功能。德勒兹(Gilles Deleuze)在《康德的批判哲学》(La philosophie critique de Kant, 1963)中就曾以此解释康德的超验图型法(der transzendentale Schematismus),认为掌握几何证明的能力就是掌握了生产几何图形时所遵循的规则。

李文杰:口头语言真的能穷尽文本的可能性吗?

曲经纬:所以口语本身是灵活的,不是固定的。所以它才意味着敞开。

李文杰:难道书面文本就是固定的吗?书面文本的可能性也是无限的!

曲经纬:书面文本有一种客观性、质料性。但是通过解读、交流,我们却可以敞开它,去找到作者在创作文本的当下所见到的东西。

李文杰:这正是后现代所批判的观点:要在文本里寻找作者的原意。这背后是语音与文字的二元论,是语音在形而上学层面相对于文字的统治地位。

一方面,口头语言无法穷尽文本的可能性。另一方面,追寻作者的原意,这也是不可能的。

曲经纬:这我同意,但我不只是把作者理解为某个个别的人。作者完成的是与真理的一种“相应”;在写下文本的一刻,如果认为他(她)在“刹那中见永恒”,那么我们要去寻找的是在那个刹那发生的、与永恒的相应,而不是作为个体的作者的见解。作者对经典的创作是向着永恒的契入。

李文杰:但后现代认为也没有什么“最源头”之处,没有不被污染的“原意”,没有绝对的确定性,甚至没有作为超越者的“永恒”。

刘任翔:后现代反对的是在场的优先性。要破除在场的形而上学,就要消解“原意”、“本原”、“源头”等等,将这些揭示为反向构建(retroactive construction)的产物。

曲经纬:这和我们如何理解时间性就有非常直接的关系。如果我们认为在场的当下能够达到永恒,那么对永恒的契入就有可能克服作者的个体主观性的影响。

刘任翔:这就归结到:我们承不承认有一个同一的永恒者?

李文杰:或者说:同一性和差异性何者更原初?

俸军:我有个问题:当我们说永恒的时候,这个永恒本身是变的还是不变的?永恒的定义本身蕴含着无时间性,但从宇宙论的角度看,永恒本身是不是也可以是变化的?

刘任翔:换个提法:如果永恒是永恒的,并且是世界的本原,那么它为什么需要变化,为什么需要给出这个有变化的世界,而非一直封闭在无时间的永恒里?

黄裕生:永恒之为永恒,恰恰就在于它是不在场的。它不在场,实际上又包含了一切在场的可能性。它将过去、现在、未来的所有可能性都包含在自身当中。在这个意义上,它才能是真正的永恒。

刘任翔:黄老师讲的这个永恒或者绝对者的概念,我仔细看了之后发现是一个非常“狡猾”的永恒,因为它是不断退场的。在场的永恒会导致矛盾,所以就退场。

黄裕生:希腊人的问题就在于相信永恒是在场的。但在场者就是自身同一物,它不可能是永恒的。自身同一的在场只是时间性的一种“变态”、变形,不是真的永恒。

【注】黄裕生老师有关“绝对者”的系统论述,见于论文《自由与超越》

问题4
时间意识与时间概念的区分;解释学的疑难

俸军:是否也可以从实践哲学的角度,将思想中的时间意识理解为谋划能力,即规定自己未来必须先做某事、之后再能做某事的能力?群体生物学研究发现猴也有谋划能力,但这似乎并不是基于语言中的时态。

黄裕生:我们先假定猴还没有语言。但这项生物学的研究说明,猴已经可以有思想、有时间意识了,尽管未必有时间概念。能够筹划,就意味着有时间意识。

刘任翔:这意味着意识先于概念,比如,在有自由概念之前,人就可以有自由的意识、想要解放的意识。

这里可能还有一个小问题。所谓筹划的能力是说:第一,能够预想还没发生的事情,把它把握为一种可能性;其次,知道自己为了实现这种可能性,应当先做什么、后做什么。在这里最重要的时间结构是“先后”,并且是依据要后发生的事情来调整自己先做的事情。

但是,如果考察我们自己的时间意识,能发现的不只是这一种时间结构。我们还会有(比如说)对长时段的回忆:历史的记忆、传统,等等。所以,在讨论猴的时间意识时,我们还要细化:到底说的是哪种时间意识?如果只有筹划所基于的“先后”结构,还能否称得上是完整的时间意识?

俸军:用“时间意识”去描述猴的行为,这本身是否有合理性?“时间”本身是人在该意识的基础上形成的一个概念。当我们说到“时间意识”时,是否已经混同了时间意识与“时间意识”的概念、在后者的基础上描述前者,尽管前者似乎本可以独立于后者而存在?

刘任翔:这是个在生物研究中普遍出现的解释学问题,不仅限于对时间意识和时间概念的讨论。

比如,我们平时会说向日葵朝着太阳转。向日葵真的有那个意向性吗?“朝着太阳”,意味着首先知道什么是太阳,然后还要以“朝着太阳转”为规范来调节自己的行为。

这类问题之所以产生,是因为理论化的活动是人在进行;向日葵并没有发展一种关于自己的行为、如何生活、甚至该如何生活的理论。理论是人做的,人自然有意向性,有时间意识,有时间概念。所以,由人做出的关于非人存在者的理论,多多少少会涉及一些范畴;很难说范畴化的描述是对于非人存在者自身的“非人化”(impersonal)的描述。

李文杰:这里是不是还涉及到时间和对时间的描述(语言)的区分?罗韦利在第七章中解释什么是“真实”时举了一个例子:对生活在澳大利亚的人而言是“上”的方向,对我们而言却是“下”,这揭示的是语言的不足,它使得语言无法与现实相符。

因此,我们考察时间,考察的仍是对时间的描述,而不是时间本身。而如果不通过语言,还有没有其他方法通达时间本身?


问题5
“刹那即永恒”何以可能?

刘任翔:一位名叫中村元(Nakamura Hajime)的日籍印度宗教学家说,在梵语中经常会用名词或形容词表达英语中会用动词来表达的事情。单纯从语法结构看,它倾向于将事件、过程看成是一个静止的结构。也就是说,它以一种抽离了变化的方式去看事物,有点像任逸在上一期中说的永恒主义。或者说,这种思维方式是古印度思想通过修炼希望达到的识见。

英语梵语梵语直译
All things flow.सर्वम् अनित्यम्All existences are impermanent.
He went.गंअयाम् चकारHe did going.
You will go.गन्तासिYou are the one who goes.
中村元提到的梵语中的动词及时态名词化现象。
来源:Hajime Nakamura, “Time in Indian and Japanese Thought,” in J. T. Fraser (ed.), The Voices of Time: A Cooperative Survey of Man’s Views of Time as Understood and Described by the Sciences and by the Humanities. New York: George Braziller, 1966, pp. 77-91.

曲经纬:李泽厚先生在《漫述庄禅》(中国社会科学1985年第1期)中讨论了“刹那即永恒”的时间观念:

禅宗这种既达到超越又不离感性的“顿悟”究竟是什么呢?这个“好时节”、“本无烦恼”、“忽然省悟”又到底是什么呢?我以为,它最突出和集中的具体表现,乃是对时间的某种神秘领悟,即所谓“永恒在瞬间”或“瞬刻即可永恒”这一直觉感受。这可能是禅宗的哲学秘密之一。

禅宗讲的是“顿”悟。它所触及的正是时间的短暂瞬刻与世界、宇宙、人生的永恒之间的关系问题。这问题不是逻辑性的,而是直觉感受和体验领悟性的。即是说,在某种特定条件、情况、境地下,你突然感觉到在这一瞬间似乎超越了一切时空、因果、过去、未来、现在似乎融在一起,不可分辨,也不去分辨,不再知道自己身心在何处(时空)和何所由来(因果)。这当然也就超越了一切物我人己界限,与对象世界(例如与自然界)完全合为一体,凝成为永恒的存在。于是这就达到了也变成了所谓真正的本体自身了。本来,什么是我?如果除去一切时空、因果(“生我者父母”以及我为何在此时此地等等),我也就不存在了。在瞬间地永恒感中,便可以直接领悟到这一点。所谓“不是心、不是佛、不是物”,就是这个意思。在禅宗看来,这就是真我,亦即真佛性。超越者与此在这里得到了统一。可见,这并不是“我”在理智上、意念上、情感上相信佛、属于佛、屈从于佛,相反,而是在此瞬刻永恒中,我即是佛,佛即我,我与佛是一体。禅宗常说有三种境界,第一境是“落叶满空山,何处寻行迹”,这是描写寻找禅的本体而不得的情况、第二境是“空山无人,流水花开”,这是描写已经破我执法执,似已悟道而实尚未的阶段。第三阶段是“万古长空,一朝风月”,这就是描写在瞬刻中得到了永恒,刹那间已成终古,在时间是瞬刻永恒,在空间则是万物一体;这就是禅的最高境地了。这里,要注意的是,瞬刻即永恒,却又必需有此“瞬刻”(时间),否则也就无永恒。可见这永恒既超越时间却又必需在某一感性时间中。既然必须有具体的感性时间,也就必需有具体的感性空间;所以也就仍然不脱离这个现实的感性世界,即所谓不落因果又不昧因果,这也就是超越、不离感性。重要的是,经此一“悟”之后,原来的对象世界就似乎大不一样了。尽管山还是山,水还是水;吃饭还是吃饭,睡觉还是睡觉;外在事物并无任何改变,也不需要任何改变;但是经此“瞬刻永恒”的感受经验之后,其意义和性质却似乎有了根本的不同。它们不再被当作要执着的实在,也不再是要追求的虚空;它们既非实有,也非空无,因为本无所谓空、有。有与无、实体与虚妄,存在与消亡……都只是未经过超越的执着。说它是虚无即等于肯定超虚无的实在。神秀的“时时勤拂拭,不使染尘埃”之所以谬误,正在于执着于某种理想的“菩提树,明境台”,即把佛性当作实在去追求从而无法获得那个我与佛同体的神秘感受。在我即佛,佛即我的真正超越里,这一切(有无、色空、虚实、生死、忧喜、爱憎、善恶、是非、荣枯、贫富、贵贱……等等)混然失去区分,而这也就是那个不可言说的“存在”。“未有无心境,尝无无心境;境忘心自灭,心灭境无侵”。 既已超时空、因果,也就超越一切有无分别,于是也就获得了从一切世事中解放出来的自由感。从而,既不用计较世俗事务,也不必故意枯坐修行;饿即吃,困即眠,自自然然地仍然过着原来的生活;实际上却已“入圣超凡”。因为你已经参透禅关——通过自己的独特途径,亲身获得了“瞬间即可永恒”=“我即佛”这种神秘感受了。

刘任翔:这是不是说:即便我度过的是刹那,但我可以在这个刹那里看到永恒?

曲经纬:禅宗里很多的公案都是这样:当你一起这个念头的时候,师父一定要打断你。要打断念和念之间的联系,将时间的相续性给断掉。一念所占用的最小的时间单位就是一刹那。断掉之后,从一个刹那中就能见到永恒性了。思维和语言都是对现实的一种割解;只有停住这种倾向,才能看到真实。

有关刹那是否是一个量,是否有固定的大小,以及刹那与刹那之间究竟是离散还是连续的关系,我自己试图从量子力学的角度探索。

刘任翔:你刚刚说,刹那是在对日常时间相续性的打断中出现的。我觉得这在许多语境里都可以理解。因为日常的相续的时间是遵循习惯、自然的因果决定、机械式的重复等展开的,它本身是一种不能提供意义的时间流。

曲经纬:打破这种时间流,就是能够马上从当下的场域切换到一个新的场域,能够跟之前的时间不起关系,每一时刻都能迅速“入境”。

黄裕生:块状宇宙理论和“刹那即永恒”理论都是永恒主义。对后者而言,刹那与刹那之间必须是断裂的;否则就不成其为刹那,缺乏刹那概念所蕴含的那种内在统一性。问题是,如果刹那与刹那之间是断裂的,那它们还如何共同构成了时间?怎么理解刹那与刹那之间的关系,它们才能一起构成时间?从一个刹那跳到另一个刹那的时候,如何知道到达的仍然是我的刹那,而不是别人的刹那?

李文杰:时间本身能有这种刹那吗?这种有关刹那与刹那之间断裂的观点,是对时间的一种现象学解释,是关于时间是如何呈现的。但是,把断裂用于理解时间,究竟合不合理?

黄裕生:也许它是不合理的。如果是这样,我们还有没有别的方式来描述“刹那”?我们也不依赖物理学的运动概念,因为物理学上的“刹那”已经是一个量,而佛教里说的“刹那”又不是一个纯粹的量。

曲经纬:佛教里的“刹那”是念头(思维)的最小单位。

黄裕生:那么“一念”是指一种“无我”的念吗?禅宗的“体验”,是否甚至都不能说是个人体验,因为在这种体验里根本找不到个人、找不到“我”?

刘任翔:这种“无我”的体验,虽然不是个人的,却也没有普遍的尺度,没有普遍的规律或规则;并不是说照着某一本手册做,就能达到某种体验。如果有别人说他达到了这种体验,我也没有办法验证。

黄裕生:没有参照系。

曲经纬:对,这就是现在禅宗最麻烦的地方,会有许多神神道道的东西。

黄裕生:我一直没能明白佛教的轮回说。要有个人的同一性,才谈得上轮回吧?没有同一性,再轮到的就不是我了。有同一性就必须有“我”。但佛教又恰恰是要破除这个“我”。

曲经纬:唯识学建立“阿赖耶识”等许多复杂概念,就是为了解决这类同一性问题。

刘任翔:感觉佛教是在寻找能够参与轮回的、同一的“我”的“最小值”。即使修行去除了私心、私念,仍然要有一个能够进入下一轮回的“我”。

曲经纬:印度许多宗教是同源的,轮回是它们共有的信念,也是佛教产生的文化大背景。轮回不是佛教发明的观念,也不是佛教特有的。佛教的义理,离了生死轮回的信念仍然能成立。

看上去,生死轮回是一种超自然的、宗教的世界观的一部分;但佛教对之给出了一种新解释。佛教说的生死和生死之间,就是一个念头与另一个念头之间。念和念之间的相续,就是轮回。一个刹那,就是一次生死。

黄裕生:是不是说,轮回对我们意识方式的一种客观的描述,而不是在说同一事物的复归?是不是起念了即是轮回?

曲经纬:一个念头的升起、一个念头的结束,就是轮回。轮回就发生在现实中的每一个刹那之间。并不是说一定要死了之后才能投入轮回。

刘任翔:说每一个刹那或每一个瞬间都是一次生死,这个观点我在别处见过。梅洛–庞蒂在《知觉现象学》第二部分里有一句话:“每一次感觉都是一次出生和一次死亡。”(Chaque sensation est une naissance et une mort,法文第260页)这背后的意思是,人的个体性就是从这种“小型”的感觉(sensation)事件里临时地诞生出来,而没有理智论所说的那种横跨一切经验的、超时间的超验主体。但是他没能解决一个问题:在这次的死与下次的生之间是什么?

黄裕生:是断裂。

曲经纬:那一段生死跟下一段生死之间也是一种断裂,同一性在哪里呢?

黄裕生:没有同一性。因为如果每个刹那都是永恒,就不存在刹那与刹那之间的同一性的问题。每个刹那都在永恒之中自我同一、自我封闭了。包括在现象学里,强调感觉的单一性(Einzigkeit),最后也得出结论说:并没有什么“我”。

刘任翔:所谓“主体之死”(la mort du sujet)。


问题6
他者与对语言的超越

任逸:我想回到先前关于语言的问题。语言的问题是相对性的问题,或者说是现有的理论描述方式够不够基础的问题。但另一方面,我们竟然能够通过语言来理解语言之外的东西。比如,古代人不明白:如果大地是个球体,那么如何理解一个人既在上面,又在下面?如果陷在语言里,如果相信每个词语的指称都是绝对确定的,我们就永远解决不了这种问题。

我们唯有首先理解了语言之外的东西,才能通过表面包含矛盾的语言来理解它所指的是什么。换言之,理解语言的前提是:我要能把我从当下所处的位置上挪走,而不能只站在该位置上看问题。比如,我如果拘泥于自己在地球上的位置和由此建立的坐标,就绝对理解不了为什么我既在上又在下。

所以,我们要理解语言,就不仅要理解语言所表达的,还要理解语言之外的东西。换言之,必须牵涉一个他者。要能够设想一个不同于我们自身的他者、能够站在他者的角度上看。只有这样,我们也才能理解自身的视角,能够进行有普遍性的指涉。

就算如罗韦利所说,语法“力不从心”,就算语言对过去、现在、未来的划分阻碍我们恰切地理解时间,这并不妨碍我们继续通过语言去理解他想表达的全新的时间结构。在这个意义上,语言和时间观究竟谁在先的问题似乎没有明确的答案。只能说,我们能通过语言去理解时间,只是因为语言本身能够指向语言之外的东西。

刘任翔:任逸这个观点很重要,这就是语言的(自我)超越性。如果没有这种超越性的话,就只有能用语词说出来的东西才能被想到,甚至才存在,这是早期分析哲学的所谓“语言观念论”(linguistic idealism)。为什么光靠语言分析无法做哲学、尤其是无法做形而上学?为什么早期分析哲学要“清除”形而上学?就是因为它无法通过纯语词层面的考察来处理超出语词的东西。但形而上学(metaphysics)就是要处理“超出”(meta-)的东西。

任逸所说的第二个重要观点是:我在说话时,虽然是作为我在说话,但我要能够把我移出说话的位置。或者说,在我的说话过程中潜在的那个“他者”,不仅仅是指在场的各位。用拉康精神分析的术语表达:他者不仅是指在场各位“小他者”(autre),还指一个“大他者”(Autre)。大他者就是语言自身,或者说一个能听懂语言的中性的、平均意义上的人。

在这两个观点之间,是否有如下的联系:语言之所以有超越性,就是因为每个人在说话时不仅是要传达有限的意义或有限的语词,而是每一次都潜在地面对着一整个的“语言场”在说话,在试图把自己挪出自己因物理的局限、身体的局限而处于的这个位置,去达到一种像是“在空中”(in the air)的存在方式、像广播一样可以到处“撒播”(disseminate)的存在方式?

【注】刘任翔在这里借用了德里达的“撒播”概念。有一部传播史研究对此说得很透彻:约翰·彼得斯(John Durham Peters)的《对空言说:传播的观念史》(Speaking into the Air: A Story of the Idea of Communication)。

黄裕生:语言之为语言,恰在于语言总是溢出自身。语言之所以有别于万事万物,之所以能够用来言说万事万物,恰恰在于“指非所指”:任何一个能指,都不是指向它自身,而总是投向自身之外。语言本身一定是开放的。正因如此,语言能够承担起形而上学的追问。

分析哲学最大的问题是把语言的意义框定在作为对象的语词之内——仿佛语言的意义可以被语言自身完全地确定下来——并据此“清除”所有无法确定的问题。分析哲学对语言的理解、对自己这种活动的性质的理解是成问题的。

刘任翔:分析哲学基本上是按照传统意义上的语法和逻辑这两个学科来理解语言。

黄裕生:一方面,语言总是溢出自身的。另一方面,言说者在言说的时候,自己就退场了、不在场了。所以,言说者不仅仅在其言说之中。

刘任翔:这个“退场”怎么理解?用科学家来做例子合适吗?比如某个实验是我做的,但我做出来的结果是想要成为客观的知识,而不只是我的言说。能说我在这儿为了科学的客观性而退场了吗?

黄裕生:这只是一个层面。当你做科学时,你在客观层面还是完全在场,在科学的语言场之中。语词都是在语言场里、在由语法所框定的逻辑世界里说出的,因而一句话可以获得客观性;我说的话的意义不完全由我规定,而是由语言场规定。

但另一方面,说话者其实又不仅仅在这个语言场里;他(她)同时会退出这个语言场。比如,现在你说话,我能理解你的意思,但我又不能理解你的全部的意思。

刘任翔:是不是说,说话者作为“物”会抽身而退、不可被说的话所穷尽?

黄裕生:对,理解永远是有余地的。

曲经纬:人类历史上大多数经典文本在产生时是口传的,是在具体的语境下产生的。那么为什么文化和思想的传承需要文字,需要将文本固定下来?当口语性的东西固定下来后,作者本人已经退场了。孔子活着的时候,是不需要将文本结集的,我们可以向他本人学习。他的真理体现在他的行住坐卧之中。但他去世后,其弟子就要把他的言谈定格下来,后人只能借助定格了的文本把握其背后的情境。

但是,如果仅有定格化的作用,宗教或思想的发展就会越来越僵化,发展为非常复杂的经院学说等。这时就会出现像禅宗这样的校正,要摒除这些体系、返回口语所代表的生动情境中。语言本身一直面临着口语化和文本化之间的张力。

黄裕生:最初的语言都是口语,为什么又要创造文字语言?传承也可以口口传承啊。

曲经纬:印度教的经典口口传承了两千多年。如果作为一种修行,它确实不需要把文本写下来。

刘任翔:还有一个问题:是写成文字传承更容易僵化呢,还是口口相传更容易僵化?有的时候,为了口口相传方便,文本只能用某种格式、韵律来创作。格律也是一种记忆术。黑格尔学说在中国变成了“正反合”,这也是一种记忆术,特别方便。我们只需问:正题是什么?反题是什么?合题是什么?这就特别好记,特别好口口相传。拾人牙慧都很方便。但如果真要达到对于细节的把握,还是要靠文字,因为文字相当于可以在意识之外去自我进化。

胡塞尔曾担心意义被禁锢在其沉淀(Sedimentation)里,得不到激活,所以他的现象学要去把握本原(Ursprung),要把自己重新放到一开始面对那个意义世界的人的位置上。但德里达和斯蒂格勒(Bernard Stiegler)反对这种观点。他们认为“纹迹”(trace)是更根本的,而我们反向建构了所谓“原初”的意义。原初的意义是在想象中把文字的“扭曲”通过“导泻法”(catharsis)清除出去而建构出来的;实际上从来都没有什么原初的意义,有的只是纹迹。

黄裕生:书面语言就是一种痕迹。

刘任翔:是斯蒂格勒所谓“体外滞留”。不是在意识里的痕迹。

黄裕生:它是一种滞留,但也是一种开放。我觉得文字语言有更强的空间性,而口头语言有更强的时间向度。


问题7
量子引力论把时间变成了派生性的量

任逸:《时间的秩序》第八章很难理解,因为这一章一揽子地给出了罗韦利在物理学上的总观点,而没有给出类比的说明,没有具体、形象的解释,观点很密集。这章的标题是“作为关联的动力学”(Dynamics as Relation)。

刘任翔:说A和B的dynamics,一般就是说A和B怎么互动,所谓“动态关系”。

任逸:这个dynamics很重要。在物理学中,它就是指动力学。经典物理学的动力学分支给出的通常是含时方程,它研究的是事物的状态如何随时间变化。但罗韦利恰恰要用不含时的公式来表达动力学原理,即所谓“作为关联的动力学”。

对物理学而言,新发现的现象都是某种实在的显现。物理学的任务寻找描述实在的数学方式,从而准确地解释和预测实在的显现(现象)。现在罗韦利面临的问题是:如何描述一个一切都在发生、唯独缺少时间变量(没有共同的时间,时间也没有确定的方向)的世界?

在量子引力理论给出的新的实在观中,首先要破除的是把时间看作描述世界的基础变量的做法。我们经常把钟表时间看作客观的时间,然后以此为基本尺度来看待一切变化,这时时间就是描述世界的基础变量。在牛顿力学中,基础变量有三个:时间、空间、物质(质量)。说三者都是最基础的,就是说并非谁产生了谁、或者谁以谁为基础。

罗韦利并非不承认这些量的存在,只是说,时间不是基础量,而是一个在逻辑上、甚至在发生意义上都在后的东西。

但物理学总还要描述世界中种种变量的关系。消解了时间的基础地位后,它该往何处去?罗韦利说,物理学要描述的只不过是许许多多物理量之间的协变关系:某个量如此变化时,另一个量会如此变化,等等。这其中没有哪个量是优先的。这反映在量子引力论的惠勒–德维特(Wheeler-DeWitt)方程中:

在该方程中,时间不是一个基础的量,在此意义上可以说时间“不存在”。那么真正存在的是什么呢?世界背后的逻辑是什么呢?如果说,在世界最基本的层面上,没有任何变量(包括时间和空间)是特殊的,那就等于说,这个世界最基础的东西变成了一个所有变量相互勾连的“一元”。但这个一元又不是铁板一块,而是各种量子场之间的叠加。无论如何,从形式上来看就没有什么空间,没有什么时间,也没有什么物质。最基本的东西就是量子场。

罗韦利在另一部书《现实不似你所见》(La realtà non è come ci appare: La struttura elementare delle cose. Cortina Raffaello, 2014)中给出了一幅图,追溯物理学从近代至今的发展引起的本体论变革,展现出从多元到一元的大趋势:

对牛顿而言,空间、时间、粒子都是最基础的,是不需要解释的。它们就是有,而且在最原始的意义上地位是一样的。法拉第提出了场。用场来同时描述粒子,就引出了粒子的波粒二象性。爱因斯坦把时间和空间统一成时空(spacetime),通过引力场来同时理解时空;时间、空间不再是完全独立的。

直到(经典)量子力学那里,物理学在本体论层面还是“二元”的。之前齐玛曼的文章讨论过这一点:量子力学本身并没有对时空概念进行变革,用的还是经典力学意义上的时空观。【链接:008|时间的量子效应】量子引力理论要做的就是把爱因斯坦的相对论和量子力学统一起来,把一切的量、一切的实在都统一到协变量子场中。

罗韦利在第八章最后一小节非常密集地讨论了基本量子事件和自旋网络。他在此的基本倾向是强调关联,这就回到了这一章的标题:“作为关联的动力学”。这里说的“关联”是极为广泛的,我想到一个日常生活中的例子:读经典。经典就在那里,但是如果我们不去读它,不和它建立关联,它也就没有任何“实在”可言。我们读经典,是超越时空的,和古人建立了一种关联。

类似地,由量子引力论所刻画的整个世界,其基本形式是不含时间的。它是相互关联、协变的事件的网络。对这个网络的描述,即惠勒–德维特方程,本身遵循着概率法则。

第八章最后一小节还说,物理理论中的各种存在者,如原子、光子、电子,乃至空间、时间,都应被理解为通过场的相互作用而产生。这是种逻辑意义上的导出关系。这里没有时间意义上的发生问题,因为时间本身也是通过场的相互作用才能有的一种实在。

在这种观点下,不是说(比如)我们先有一个空间的框架,再在该框架中理解各种存在者如何相互作用,而是要反过来:量子场的相互作用构成了空间。空间在宏观上是确定的、平滑的、均质的,但这只是个表象。如果我们看得足够精细,空间本身就是有涨落的,因为在最基础的层面,它是由概率描述的。它总是由一个状态跳到另一个状态,而不是连续的。

在这个意义上,就出现了书中提到的“自旋泡沫”。提出惠勒–德维特方程的物理学家之一约翰·惠勒(John Wheeler)有一个很有意思的比喻:当我们在很高很远的地方看海洋的时候,海洋显得非常平坦光滑,颜色也非常一致。我们越接近这个海洋,就越发现一些细节。当足够接近的时候,我们发现整个海洋都是由泛起的泡沫构成的。这个比喻是说,在最基础的意义上,我们只要看得、想得足够细,这个世界,特别是空间这种看似基础的东西,只不过是通过量子场的相互作用而发生的,而且在最细微的尺度上不是平滑的,也不是确定的,而是不断在涨落的。整个世界就是各种协变场的叠加。每一种实在的产生都基于一个场,都是概率性的、不确定的;只由在宏观的尺度上,世界才表现为一种确定的视野。

罗韦利提到:“我们无法画出一幅世界上所有发生之事的完整地图或几何图,因为这些现象——包括时间的流逝——只有在与一个物理系统相互作用时才会出现。”尽管画不出全图,他还是在尝试用图示的方式说明世界。量子引力论还是要借助图示才能理解。我甚至觉得,任何理论,我们要真的理解它,最终都得找到合适的图示来呈现它。这可能是我们作为人的理解能力的一种特征,也可以说是一种缺陷。现在问题是,我们是要突破对图示的依赖来理解量子引力论,还是最终能找到一种对量子引力论的图示?

黄裕生:惠勒–德维特方程是怎么推出来的?

任逸:是直接给出来的,不是推出来的。能推出来,意味着有另一个更基本的方程。惠勒–德维特方程像薛定谔方程等基本方程一样,都是这样得出的:首先,人们发现了一些现象,认为其背后有某种物理意义上的实在;然后,物理学家会去构造一些有关所假定的实在的方程,将方程推导的结果与观测到的现象进行比较。在构造方程时可以有一些边界条件,例如方程必须符合相对论、符合薛定谔方程。在这个意义上,恰巧成功解释和预测现象的物理理论,其提出过程本身具有偶然性,因而也很难说是终极的或唯一的。

罗韦利说得很清楚:量子引力并不是终极理论,只不过是能够自洽地解释当今物理学中观测到的所有现象,或者说能够覆盖所有可能的物理经验的范围。

黄裕生:从惠勒–德维特方程可以引出什么结论?

任逸:最直接的就是时间不存在。因为方程是不含时的。

黄裕生:这是说方程中的量与时间无关吗?我们是不是用这些量就可以描述世界了?

任逸:这里有好几个层次。首先,方程描述的是相对论和量子力学的基本量。时间和空间不属于这个层次,而属于派生的层次。惠勒–德维特方程是一个原始的方程,说的是基本的量子场之间如何协变。

刘任翔:是不是可以说:牛顿力学的方程里有时间变量,但牛顿力学的方程都是这个基本方程的特例或近似?

任逸:是的。含时方程里的时间变量是从不含时的基本方程中导出的。它是所有次一级理论所涉及的物理量的来源。

刘任翔:我感觉量子引力论把相对论和量子力学都变成了它的特例。比如,当系统的速度远低于光速时,它会导出不考虑相对论效应的经典量子力学。而当尺度足够宏观时,它会导出不考虑量子力学效应的相对论。

我分享一下自己对罗韦利说的“协变场”的理解。

“场”本身固然是物理学的概念构造。经典意义上的场都是基于空间的。比如,在用图示表示法拉第的电磁场时,图示中的坐标还是空间坐标。它说的是某一空间位置上磁场的方向和大小。

而在量子引力论中,空间不是一个基本量。也就是说,在表达量子场时,作为基本量的坐标变量不是空间量。但是“协变”是什么意思呢?当我说a变量和b变量之间有协变关系,意思就是当我知道a怎么变的时候,我就能通过协变的关系得到b怎么变。这比经典的因果关系更宽泛。

为什么我说经典力学的方程会变成量子引力基本方程的特例?经典力学方程里有时间变量;而量子场论可以通过协变关系探讨在某处的宏观钟表的运动节律,从而方程就被特例化为牛顿力学的含时(这里指的是涉及宏观钟表时间)的方程。但这里,“时间”只代表着在那个位置的宏观钟表走动的情况,并不是一个适用于全宇宙的变量。根据《时间的秩序》前面的章节,全宇宙并没有统一的时间。尽管如此,我们在日常、周围的情形下仍然可以用宏观钟表作为足够准确的近似。

李文杰:罗韦利区分了两种时间,一种是作为基础量的时间,一种是日常生活的生命体验意义上的时间。他似乎想用量子场的协变关系来解释原本作为基础量的时间,从而尝试用一种没有时间变量的方式来连贯地理解世界。但到最后,时间还是要出现,而且出现的是第二种意义上的时间。

罗韦利对自己与约翰·惠勒和布赖斯·德维特(Bryce DeWitt)两位物理学家交往经历的记述,其实引入了一种不可还原的、涉及到生命体验的时间。所以,作为基础物理量的时间能通过惠勒–德维特方程来解释(explain)乃至消解(explain away),而生命体验的时间反而不能。

布赖斯和约翰在数年前离开了我们。我认识他们,并且非常欣赏与尊敬他们。我在马赛大学学习时,在墙上挂了一封信,这封信是约翰·惠勒得知我在量子引力方面的第一项成果时写给我的。我每次重读这封信时,都混杂着骄傲与怀念的情绪。真希望在我们有限的几次会面中,我向他请教过更多的问题。我最后一次去普林斯顿见他时,我们一起散步了很久,他用老人的柔和嗓音对我说话。对于他所说的,我没能理解太多,但是也不敢总向他询问,以免劳烦他重复自己先前的话。现在他已经不在了,我再也无法问他问题,或者告诉他我的所思所想。我再也无法告诉他,在我看来他的想法是正确的,并且感谢他在我的研究生涯中一直指引着我。我再也无法告诉他,我相信,他是第一个如此接近量子引力奥秘核心的人。因为他不在这儿了,不在此时此地。现在是我们的时代了,有记忆与怀念,还有失去的痛苦。

但带来伤感的并非失去,而是情感与爱。没有情感,没有爱,失去也就不会带来痛苦。因此,即使是失去带来的痛苦,也是好事,甚至很美妙,因为它让生命充满意义。

我在伦敦找到了一个研究量子引力的小组,和他们第一次会面时我见到了德维特。我是个年轻的初学者,着迷于这个在意大利无人研究的神秘课题,而他是这方面的专家。我去了帝国理工学院见克里斯·伊萨姆(Chris Isham),我到那儿的时候,得知他正在顶楼平台。他们在一张小桌旁坐着,我看到了克里斯·伊萨姆、卡雷尔·库查尔(Karel Kuchar)和布赖斯·德维特——近年来我主要在研究他们三位的理念。我透过玻璃看到他们,彼时留下的深刻印象令我至今记忆犹新。他们正在安静地讨论,我不敢打扰。于我而言,他们就像三位伟大的禅师,在神秘的微笑间交流着高深的真理。

不过他们也许只是在讨论去哪儿吃晚饭。重游此地,回忆起这个片段,我意识到那时的他们比现在的我还年轻。这也是时间:奇特的视角转换。德维特去世前不久在意大利接受了一次很长的采访,采访内容后来发表在一本小书里。那时我才了解到,他比我想象的更认同与支持我的工作,因为我们的对话中,他更多是在提出批评,而非表达鼓励。

约翰与布赖斯是我的精神之父。求知若渴之时,我在他们的思想中发现了新鲜纯净的水源。谢谢你,约翰!谢谢你,布赖斯!生而为人,我们依靠情感与思想而活。当我们在同一时间、相会于同一地点时,会彼此交谈,会凝望对方的眼睛,轻触彼此的皮肤,如此交流情感与思想。我们在这种相遇与交流中得到滋养。但实际上,我们并不需要在同一时间地点才能进行交流。在我们之间创造情感纽带的思想与情感,会毫无阻碍地穿越海洋与数十年甚至数百年时间,记录在纤薄的纸面上,或在电脑的芯片间舞蹈。我们是网络的一部分,超越生命的寥寥数日,超越脚踩的几寸土地。这本书也是这张网的一部分……

但我已经跑题了,失去了思路。对约翰和布赖斯的怀念让我偏题了。

刘任翔:这里被消解的,是否只是全宇宙统一的物理测度(尺度)?在量子引力论出现前,我们在物理中建模的时候,倾向于认为有一个所谓“物理学时间”的东西。但是这个东西现在被消解掉了,剩下来的可能是过程性、本地性的时间(节奏)。

之前讨论《时间的秩序》第六章时我们讲到了“事件”的概念,其实也可以讲“过程”。过程本身就隐含着一种时间性。只不过,这种时间性并不导向一个全宇宙统一的物理学时间。尽管如此,在每一个点上,对每一个物体而言,它仍然可以有它自己的过程、有它自己发生的方式。量子引力论可以看成是给出了所有这些过程(发生方式)之间的相互关联。

依据“发生”所定义的时间是局部涨落的。如果局部涨落的东西而非全宇宙统一的时间是更基础的,量子引力论就很接近当代法国哲学中许多人的观点。法国哲学也会说“事件”,所有事件都有独异性(singularité),是独一无二的,不能用普遍的东西去量度。

黄裕生:我们要理解过程,是否就需要变量意义上的时间?

李文杰:惠勒–德维特方程想要解释的并不是世界上的东西在时间里如何变化,而是一个事件如何与另一个事件相关联。作为变量的时间是从这种关联中派生的。

刘任翔:我觉得罗韦利认定的第一位的价值是物理学理论的统一性。把时间当作基本量,就无法统一物理学描述:这一处的时间跟另一处的时间都不一样,我们无法用一个统一的含时方程描述世界。

第八章最后一段说:

在这个理论中,时间与空间不再是容器或世界的一般形式。它们只不过是量子动力学的近似,其中既不包含时间,也不包含空间,只有事件与关联。

意思是说,在理论上更基础的量子动力学表述中没有出现时间和空间这样的变量;时间和空间对于这个世界的物理理论来说,不是最基本的变量。

这有点像温度这个量在之前的科学发展历程中就遭遇的事情。分子动理论把温度这个量给“还原”掉了,它会说:温度是物体所包含的微观粒子做大规模、无规则运动的平均平动能的反映。温度因此被还原为位置运动,它自己不是基本量。现在,量子引力论以同样的逻辑说:时空也不是基本量。时空仿佛变成了洛克在描述冷热时所说的“第二性的质”(secondary qualities)。


问题8
“场”的概念所蕴含的新思维方式

俸军:场和空间是什么关系?如何去理解“场”?

黄裕生:经典意义上的场是基于空间的;在量子引力论中则倒过来,是场打开了空间。

任逸:我觉得场是物理学家对实在概念的一种拓展。实在不仅仅是我们能看到、摸到、能通过感官把握的东西。场最大的特点就是看不见摸不着。

我们说场“存在”,或者说“有”一个场,是为了表示相互作用。比如,如果有一个磁场,那么磁针放在其中特定的点上就会有特定的指向。这是一个现象,它要求一种从对实在的刻画出发的物理解释。预设场的概念、并把它当成一种实在,有助于物理学家解释磁针偏转的现象。

【注】任逸此处一方面说场的特点是“看不见摸不着”,另一方面在描述磁场的概念时又依据其中磁针的指向来定义它。那么,我们或许也可以说磁针构成了“看”和“摸”磁场的“感官”。这是一种延展(extended)的感官。承认这一点,既有可能帮助我们理解场是什么,也有可能反而消解场的独特性。

尽管我们不需要场的概念也能理解相互作用,例如可以直接考察地球与磁针的相互作用,但将场视为一种实在还是有助于我们以数学的方式、图示的方法来描述一般意义上的相互作用。

刘任翔:我想用下面这个图示来说明“场”的概念所蕴含的新的思维方式:

实体思维:A + B → A–B

关系思维:A–B → A ; B

场思维 :A–◻ + B → A–B

“场”表达的是关系,这没有疑问。问题是,关系这个概念,在存在论上究竟有多优先?或者说,关系能不能在存在论上被“拆解”掉?我觉得“场”的概念就是在对关系做拆解。

以指南针和地球磁场的关系为例。本来,我们要描述的是地球这个单个物体与指南针这个单个物体之间的关系,这是一个单对单的关系。但物理学不这样去思考地球的磁效应。它把地球作为关系项分离出来,然后考察在地球周围空间中任何一个点上可能存在的指南针会与地球形成的磁相互作用。如果用“A–B”来表示地球与指南针的关系,那么场的思维方式就是要把“A–◻”给分离出来。它所“留白”的“◻”是一个普遍的、一般的、而非个别的关联项。于是,可以给出一个数学表述:在地球周围的空间中,但凡一个指南针处在这个点上,它就会跟地球形成那样的磁相互作用,就会指向某个方向。

如果说场也被当成了一种实在,我们就不仅仅把像A和B这样的单个物体当成实在,也不仅仅把A–B这样的单对单的关系当成实在,而是把“A–◻”当成了实在。我觉得这是一个比较反直觉的地方。

在科学史上,场的实在化与关于自然界能不能有真空的古老争论相关。之前所理解的真空,就是有空间而没有物质。但反真空论者说“真空不空”:一开始,他们说看似真空的地方充满了“以太”(aether);以太假说被反驳后,他们又说,在看似真空的地方,至少还有场:电磁场,引力场,等等。如果没有场的概念,很难想象(比如说)光可以在真空中传播、引力可以通过真空作用于别的物体。相当于是通过场的概念,再次把宇宙变得满满当当。宇宙充满了场,在任何地方都有各种场。这样就可以以物理学所熟悉的数学化的方式去处理所谓的超距作用,如电磁波的传播、引力的作用。

黄裕生:“A–◻”是不是表示A和一个X的关联?

刘任翔:对,有点像康德的“超验对象X”:不做具体规定的意向性。

黄裕生:这也就是说,任何一个事物本身就并不是孤零零的;它总是处在某种关联当中。

刘任翔:场的思维固然是把关联放到了优先位置,但是注意:它跟关系思维不是完全一样的。因为它考虑的不是具体的东西之间的关联,而是与一个不在场的、一般性的可能物体之间的关联。

黄裕生:对,这是敞开域的观点。“关系实在论”的问题就是把关系限于在场的具体事物之间的关联,而且还要把这种关系当作是存在论上更基础的。

【注】黄裕生老师对关系实在论的反驳参见《站在未来的立场上》(读书·生活·新知三联书店,2014)中“一种飘浮的存在论:关系实在论的困境”一文。

任逸:罗韦利走向了一个更极端的观点:场是最基本的,甚至质料都是场产生的。现在只剩下“◻–◻”了。

刘任翔:对,他可能要把A都去掉,替换成一个可能的而非现实的东西。

黄裕生:这跟哲学里的讨论的确是非常接近的。从现象学出发,最终也是走向这一点:没有一个最初的事物,不存在一个确定性的、自我同一的事物。

这是很有趣的问题。哲学还是要面对这些科学。它跟哲学走得已经很近了。


问题9
对整个宇宙的物理认知的不可能性

李文杰:罗韦利说:我们不能在世界之外、而只能在世界之内看世界、描述世界。这让我想起海德格尔所说的此在的“在世存在”(In-der-Welt-sein)结构。

刘任翔:我感觉罗韦利的论证比海德格尔的要稍微传统一些。他是说,对事物进行物理学的认知、把握,这也是一种相互作用。比如,我要从物理上认知宇宙,这也是我与宇宙的相互作用。但罗韦利仍然坚持了一个传统的假设,即相互作用的两者必须相互外在。所以他推出,不可能有对整个宇宙的物理认知。因为如果我要对整个物理宇宙有认知,我就必须外在于整个宇宙;这又与“整个宇宙”的定义相矛盾。

黄裕生:我们不能对整个宇宙有物理认知,这也意味着,宇宙不仅在我们的物理认知中。

刘任翔:如果仅仅追随罗韦利的论证逻辑,我觉得他提出的还是很弱的一个命题。因为即便同意他说的,我还是可以说:我可以对除了我之外的整个宇宙有物理认知。从宇宙中把我挖掉,好像对物理学来说也不要紧。

黄裕生:但他这里讲的不只是“我”,而是整个物理学。


问题11
比物理学本质更深刻的生命体验

任逸:罗韦利举了爱因斯坦的“生命体验”的例子。很多人觉得爱因斯坦持一种“时间是幻觉”的想法,直接的证据是,他在一封给逝去的朋友米凯莱·贝索(Michele Besso)的家人的信里说:

像我们这样相信物理的人都知道,过去、现在与未来之间的区别只不过是持久而顽固的幻觉。

但罗韦利在第七章的末尾说,爱因斯坦在写这封信时没有带着物理学意义上的时间框架。这段话完全是在表达一种安慰。在写完这封信后的一个月零三天,爱因斯坦自己就去世了。所以,爱因斯坦在写信时已经面临着自己的死亡。信里的话源自一种深刻的对自身的生命体验。这里体验到的生命是脆弱、短暂、充满幻觉的。

罗韦利在这里肯定地说,爱因斯坦的这种生命体验,甚至比时间在物理学意义上的本质还要深刻。

黄裕生:这是非常很深刻的。当他说,过去、现在和未来之间的区别只不过是“持久而顽固的幻觉”,这可能不是说时间本身是幻觉,而是说过去、现在、未来之间的区别是幻觉。

刘任翔:我有一个相关的问题。爱因斯坦在采访中被问到他信不信上帝时回答,他信的是斯宾诺莎的上帝。我很好奇,他说这句话时有多认真?如果他是很认真地说这句话,就意味着他同斯宾诺莎一样希望“从永恒的观点看”(sub specie aeternitatis)。可以承认时间的存在,甚至不一定要说时间是幻觉;但是物理学在考虑所谓“世界本质”时,是“从永恒的观点看”。这个观点并不一定要排除别的观点。

从永恒的观点看,过去、现在、未来没有时间意义上的区别,或者说事件发生的先后没有那么重要。爱因斯坦的朋友去世,他自己也临近生命的终点。虽然爱因斯坦与他的朋友并不是同一天去世的,但从永恒的观点看,他们具体在哪一天去世、或者说谁先去世、其间相隔多久,都不是最重要的。因为他们终归会在死后的世界相会;或者,即便不相信灵魂不朽,在永恒的观点看来他们都生活过、都存在过一段时间。

黄裕生:多活几天、甚至多活几年,不重要。

刘任翔:爱因斯坦的信里说“过去、现在与未来之间的区别只不过是持久而顽固的幻觉”,是不是想说这件事情?

黄裕生:罗韦利这里至少表明一点:物理学所说的时间,并不是唯一的时间,或者说不是最真实的时间。说弱一点:物理学对时间的理解,只是一种理解。对时间还会有另外一种更深刻的理解。

李文杰:在第八章的开头,罗韦利提到另一种对于时间的更精确的“测量”。通常以时间单位来测量时间,是将时间单位一个加一个地累积上去,成为一种连续。而如果认为一个刹那即是永恒的话,就完全导向另一种测量方法:不是用一个单位加上一个单位;每一个单位就构成了一个整体。

任逸:我觉得,罗韦利所说的对时间更“深刻”的理解,应该是一种更普遍的理解。他不是在追求个体化或个性化的东西。

黄裕生:或者说,更深刻意味着更基础。

任逸:对。比如,牛顿物理学的线性时间,看起来也挺基础、挺普遍的。但是,经过现代物理学的种种发展,人们发现这条线本身不够普遍适用、不够基础。对于我们每一个人、或者对于每一个位置上的某物来说,没有与他人或其他事物共享的一条线。因此就要寻找对时间的更“深刻”,即更普遍、更基础的理解。


问题11
时间结构的不可消解性

任逸:我发现一个翻译问题,它可能会误导大家。在第七章的倒数第六段,纸质版83页上的第三段:“世界上存在着变化,事件之间关联的时间结构只是幻象。”这里“只是”的原文是anything but,应该译为“绝不是”。事件之间关联的时间结构绝不是幻象。按照罗韦利的思路,还是有各种时间结构;他要通过时间结构来理解实在。

李文杰:译者可能把anything but(绝不是)和nothing but(只是)弄混了。

黄裕生:事件之间的关联还是有时间结构的。

任逸:对。要理解实在或真实,还是要通过时间结构来理解。比如说,罗韦利给出的很多插图表示的就是时间结构。

李文杰:这个结构是可能性的结构、交互关系的结构,而这种可能性是可以测量、计算、精确化的。 

时间结构在生命体验的时间里更加明显。在第八章讲罗韦利和德维特、惠勒的往事时,罗韦利多次使用蕴含着时间关系的词语来描述交往的细节:“数年前”、“在……时”、“每次”、“最后一次”、“很久”、“先前”、“已经”、“再也无法”、“一直”、“至今”,等等。后面有一句话非常重要:

这就是对我们而言的时间:有记忆与怀念,还有失去的痛苦(pain of absence)。

对人的生存体验而言,时间确实有种优先性,而这和物理学对时间的解释、对世界的理解不同。

黄裕生:这就越来越接近哲学了。


问题12
物理学的关联时间与生命体验时间有内在关系吗?

黄裕生:我们也许要考虑一个问题:从生存体验的时间,如何过渡到能够计量、作为变量的时间?物理学的讨论是从可计量的时间追回到非变量的时间;哲学可能要走相反的方向:从这种非变量的、生存性的时间,引出作为变量的、可计量的时间。

李文杰:有没有这种必要性?罗韦利似乎觉得没有必要这样做。他是严格区分了两种时间。物理学的时间概念足够让我们通过公式理解世界。而生命体验的时间则和物理学时间完全是两回事:尽管它对我们而言有意义,它却似乎不能用在科学里。

黄裕生:生命体验的时间的确无法科学化。但是,它有没有可能是构成科学中的时间概念的基础?两者之间有没有奠基的关系?

刘任翔:我们跟随罗韦利做物理学的考量,结果发现了李文杰说的这种在人的交往之中浮现的、可称之为更本原的时间。这类似于一个现象学还原的过程。现在剩下的问题是,这种更本原的时间,具体是如何构成(constitute)了物理学的时间,乃至日常生活中最熟悉的钟表时间?毕竟,一提到时间,大多数人的第一反应就是钟表时间。

有关构成的问题,在罗韦利看来可能不是必要的。没有一种逻辑上的必然性迫使我们提出这个问题。但是,使得我们提出问题的这种偶然性,又不同于那种纯粹是经验上的偶然性。它是一种与我们的有限生存息息相关的偶然性(Zufälligkeit)。为什么像我们这样的有限存在者就这么喜欢追问钟表时间是如何构成的?

【注】刘任翔此处的评论是基于海德格尔对偶然性(Zufälligkeit)和必然性(Notwendigkeit)这两个词的重新解读。前者意味着某种不由人左右的命运落到(fällt zu)某人头上;由此,此人就置身于一种急迫(Not)之中,要把该命运当作一种必须实现的可能性。这样,在来源上是偶然的东西,从生存的“向来我属”(jemeinige)观点看就成了必然的。这不是逻辑的必然,而是所谓“存在的急迫”。追问钟表时间的本原,或许就属于这种急迫。

李文杰:回到古希腊的源头,科学意义上的时间是源于生命体验、相互关系意义上的时间。

黄裕生:具体的学术史可能是这样。我们也可以从哲学问题本身出发。在物理学内部,时间已经被带回到关联性的时间概念。这种关联性时间跟我们的生存体验时间看上去很接近。那么,这两种时间有没有内在关系?还是说它们完全是两个系统?

刘任翔:生存的时间和宇宙意义的时间,是异质的呢,还是有共同的根呢?还是说,从一者可以导出另一者?

李文杰:两者至少有一种共性。物理学上的时间是一种交互网络;我们必须在这个网络里面追问它。这和我们生存体验的时间也很像:我们只能在生存情态(Befindlichkeit)里面才能体验到这个时间。

刘任翔:这个可以留着慢慢思考。

我们到目前为止的讨论是比较首尾完整的。我们从近代物理切入,追随物理学发展的过程,考察了相对论、量子力学在哲学上的后果,最终发现,物理学内部消解了我们通常理解的时间概念。现在剩下的问题是,如果生存体验的时间是更根本的,要如何去理解日常时间、钟表时间的构成?这是我们之后的现象学思考的任务之一。

008|时间的量子效应

在讨论中,任逸和刘任翔探讨了量子力学的基本概念,尤其是量子化和不确定性原理。量子力学通过海森堡和薛定谔的表述解释微观世界,强调波长、频率及能量的量子化现象。量子力学挑战古典物理学的信念,例如“自然不做跳跃”,并展示测量如何改变系统状态。讨论还涉及事件与物体的存在论关系,指出量子系统表现出波粒二象性,强调统计规律的形成。量子力学对传统世界观的冲击引发了新形而上学的讨论,认为理解事件比物体更为基本。

1 直观理解量子化

刘任翔:我们追问的主要是:在量子力学所导向的物理的宇宙观或物质观中,时间的地位有什么变化?讨论的基础是搞清楚量子力学到底在干什么,尤其是“量子”是什么意思。

我本科学的是化学。化学里最让人不解的事情就是:为什么会有“元素”?为什么会有元素周期表这个东西?换言之,为什么原子的种类数是有限的?这件事情,如果没有量子论,会很难解释。在物质世界的化学组成层面,竟然只有那么有限种原子可以参与分子的组成,并且这些原子的性质竟然是按周期排列的。这是我学习量子力学时的切入点。

量子力学有两套表述:薛定谔表述和海森堡表述。它们在数学上是等价的,但是在直观理解的难易程度上还是有一些区别。薛定谔表述中涉及到偏微分;如果没有数学基础,会比较难理解从偏微分的式子里如何推出了物理量的量子化(不连续)这个结论。所以我暂时避开薛定谔表述,而集中于海森堡表述。

海森堡表述没有直接用到偏微分,而是用到了矩阵。矩阵的运算涉及的都是简单的算术运算,用它来理解量子力学会更简洁一点。

在自然界中,我们会见到许多的波,如声波、绳上的机械波等。波首先需要一个空间;它是物体在该空间之中的周期性振荡。一般认为,这个空间是连续的:它无限地可分,在任两点之间都可以找到一个居于它们中间的点。问题是,当我们给波加上了一些限定条件时,它的可能出现的波长就会有一些限制。波长只能取某些特定的值,而在两个相邻的特定值之间的那些波长是不可能的。也就是说,波长只能是按照一个序列定义的有限种或可数种。这种情况出现的一个最经典的情景就是所谓驻波:

当我们把绳的两个端点固定起来,波的运动方式就要满足一个条件:两个端点间的距离必须是波的半波长的整数倍。如果不是整数倍,就无法保证绳的两个端点始终是静止的。两端点的距离是半波长的整数倍,这是在物理世界中出现量子化现象的一个很经典的情形。这跟量子力学没有直接关系。

如果我们现在在想象中把这个系统放到微观世界中去,会出现什么事?比如说,在一个原子核附近,假定原子核性质是固定的,在它的周围就形成了一个固定的电场。这个电场有对称性,一般来说是球对称的。于是,在这个场中的驻波,也必须满足一些对称性的条件。例如,围绕原子核的环形上如果有个类似于“驻波”的东西,那么环形的周长必须是驻波的半波长的整数倍。这当然只是一种形象的说法,但它表明,当我们考察微观的体系时,尤其是考察类似于原子核附近的静电场、引力场时,量子化的条件自动地就会出现。这个条件首先就跟自然界的对称性有关系。也就是说,为了使得最终产生的那个系统仍然具有某种对称性,我们就必须要使得这个系统的某些物理量满足量子化的条件。

在现在这个情形里面,我们谈论的是波长的量子化。当然,随之而来的也会有波的频率、能量的量子化。量子力学在考察微观世界的时候,最常谈论的是能量的量子化。比如最简单的氢原子:它的原子核只由一个质子组成,核外有一个电子。这个系统的能量是量子化的,也就是说核外电子的能量不是一个连续的谱系,而是只能取一些离散的值。当这个电子从一个能级跳到另一个能级,会发出一个光子,那么这个光子的波长(对应于能级之差)就是量子化的,不是连续的。在原子光谱实验中,量子化的表象就是发射光谱和吸收光谱都不是连续谱,而是由一些谱线组成。如氢原子的发射光谱:

谱线的实验发现要早于量子力学理论的提出,当时它是一个亟待解释的现象。量子力学就是在解释包含谱线在内的一系列现象的尝试中逐渐发展起来的。

一开始,玻尔还想用类似于太阳系的行星模型去解释谱线的现象。他假设,电子绕核做圆周运动,而圆周的半径只能取某些离散的值。问题是,在这个模型里,“圆周的半径只能取某些离散的值”属于一个特设性(ad hoc)假说,也就是说,对这件事没有进一步的解释,理论相当于只是推迟了问题。

要给出真正意义上的解释,就要涉及量子力学。我们可以考察一下这在量子力学的海森堡表述中是怎么解释的。我们不用纠结于细节,只是简单演示一下。

矩阵是一个像表格一样的东西,每一格里有一个数。矩阵的乘法遵循线性代数的规则:当我用一个2×2的矩阵去乘上一个1×2的矩阵时,得到的是一个1×2的矩阵,即:

这是基本的运算规则。进而,我们发现,如果我们首先确定一个二维的(平面)坐标系,那么平面上任何物体的位置坐标都可以通过一个1×2的矩阵来表示。如果这里所有的1×2的矩阵都表示点的位置,那么把一个2×2的矩阵乘以一个表示点A位置的1×2的矩阵,得到的结果是表示另一个点B的位置的1×2的矩阵,这是什么意思呢?意思就是说,当我对A点做一个所谓的“几何变换”后,可以得到B点,而2×2的矩阵表示的就是那个“几何变换”本身。几何变换可以有很多种,比如说沿着x轴作轴对称、以原点为圆心向逆时针方向旋转90°、拉伸放大为原来的两倍等。在计算机上,像Adobe Photoshop这类软件在做几何变换时用的也是矩阵。例如:

这是在说:(1, 1)这个点,经过由2×2矩阵表示的几何变换,得到了(3, 7)这个点。在这个例子里,我们发现一件事情。(1, 1)这个点在经过变换之后,变成了(3, 7)这个点,但在变换的前后,从原点引向它们的向量的方向变了。向量(3, 7)相比于向量(1, 1)不仅变长了,而且旋转了:

绝大多数几何变换都会引起向量的旋转。只有当2×2的矩阵所表达的是某些非常特殊的几何变换时,得到的新的点才会仍在原来的点所在的方向上。如:

这里,几何变换仍然是用

这个矩阵表示的,但我们将它施加于(1, 3)这个点,发现变换后得到的点是(5, 15),而这个点正好在向量(1, 3)的延长线上5倍处,向量的方向没有变。这件事情对于量子力学的矩阵表示来说非常重要。

对于我现在随便列出的这个矩阵而言,只有两组初始的点(向量)满足如下条件:对它施以矩阵所代表的几何变换,得到的点还在原来向量的同方向上。一组是在向量(1, 3)方向上的向量,几何变换会将它们沿同方向拉伸5倍;另一组是在向量(−1, 1)方向上的向量,几何变换完全不会改变它们。可以在数学上证明,除了这两组向量之外的任何向量,在经受矩阵所代表的几何变换后,方向都会改变。

那么,方向改变在量子力学中对应的物理意义是什么?非常粗略地说,我们这里的几何变换可以理解为对某个物理系统的一次测量,而向量的方向则可以理解为系统的状态。如果测量不改变向量的方向,也就是说不改变系统的状态,那么测量就满足宏观物理学的基本假定之一:对系统的测量不改变系统的状态。但在微观尺度下,这是非常少见的。大多数情况下,测量会改变系统的状态,这体现在矩阵所代表的几何变换会改变初始向量的方向。这是对量子力学中所谓不确定性原理的一种直观表示。

所以,这里由(1, 3)和(−1, 1)这两个向量的方向所代表的系统的状态,就被称作是这个系统的本征态(eigenstate)。在海森堡表示中,2×2的矩阵被称为物理量算符,可以理解为测量这个系统相应的物理量。例如,能量的算符用Ĥ表示。如果假定

那么只有当系统处在(1, 3)和(−1, 1)代表的两种状态之一的时候,对系统的能量的测量才不会改变其状态。因此,矩阵运算

都可以看成是如下形式:

其中ψ1 = (1, 3), a1 = 5; ψ2 = (−1, 1), a2 = 1。

我们已经说过,ψ1ψ2所代表的系统的两个状态被称作本征态。ψ1ψ2自己被称作本征矢(eigenvector),相对应的a1a2被称作本征值(eigenvalue)。本征值表示的是测出来的能量的大小。

换言之,对刚刚讨论的二维系统而言,只有两种能量的稳态,即不会被对能量的测量所打乱或改变的状态。第一种状态由本征矢(1, 3)表示,对应的能量的本征值是5;第二种状态由本征矢(−1, 1)表示,对应的能量的本征值是1。在数学上,这被表达为:用一个算符作用于一个本征矢,可以得到的是这个本征值乘以这个本征矢:Ĥψi = aiψi。其余的状态都不是能量的稳态,但它们可以由两种本征态经过线性组合,以概率的方式实现出来。

现在,如果我们想象这个二维的系统中是一个电子,那么它只能在1和5两个能级之间跳跃,它所发射的波长就只有一种,对应于能量5 – 1 = 4。这个系统被限定在了两种稳态之间,可以在这两种状态之间因为某种外在的扰动而变化,但不能够稳定地取其它的能量值,如6。这是矩阵运算的性质所规定的。

这里,我是用量子力学的海森堡表示来演示物理系统的“量子化”是怎么回事。量子化的结果,就是物理量可以取的值不再是连续了。这对于任何的物理量都成立。每一种物理量都对应一个算符,于是,除了能量的算符,还有位置、速度、动量的算符等。每一个算符都有自己相应的本征态,有它的本征矢和本征值。不同的算符对应的有可能是不同的本征态,这件事情导致了不确定性关系。

量子力学之前的物理科学有一个基本信念:“自然不做跳跃”(Natura non facit saltus)。它甚至可以作为一条原理、用来解决一些物理学问题。在我们学习经典物理学时,经常考虑两个极值,然后依据两个极值之间的曲线连续这一点来考察系统变化的情况。但在量子化的条件下,这条原理就不适用了。在我们看到的两种本征态之间并没有什么连续过渡,而是一种纯粹的跳跃。这是量子力学第一个非常反直觉的地方。

第二个反直觉的地方就是,对于一个物理量的测量,竟然会改变被测量的系统的状态。这件事在物理的世界观中非常难以理解。我们高中学唯物主义哲学,也会说“物质是不以人的意志为转移的”。我们会认为,测量是一种由人发起的活动,这个活动不属于被测量的物体的本质。那么,为什么一个不属于物体之本质的活动,在作用于该物体时,(在多数条件下)竟然必定改变这个物体的本质?

这件事情在哲学上一个推论是:我们很难再说我们测量到的是这个体系的“客观”情况。“客观”的定义就是其情况与我们“主观”上怎么测没关系。如果对于一个系统的某个客观的物理量有两种测量方法的话,那么这两种方法必须测出一样的值。如果测出来的值还跟测量方法有关系,那我们只能说,我们测出的不是系统本身的性质,而是系统与我们的测量方法之间的互动方式。

当物理学中所有的测量和计算都只能被限定为物理系统与我们的互动方式,整个物理学的世界观就会改变。这个世界观之下,很难再持一种朴素的实在论的观点。可以有某种精致的实在论,但是很难再说所有的物理存在都不依赖于我们怎么与它互动。

进而,从量子力学的一些基本原理,能够推出元素周期律,这在当时的我看来是一件非常震撼的事情。人们对元素周期律的认识要更久,知道元素性质是周期性变化的,但是很难从微观的角度去解释它。只有我们首先理解了量子化,理解了一个核外电子的能量、角动量、空间伸展方向、自旋只能取某些离散的值(主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数)的时候,才能去理解,为什么比如说硼和碳两个元素之间竟然有一个跳跃,并不存在一个处于硼和碳之间的元素。

量子力学的解释力非常强,它为很多从前只能特设性地假定的事情赋予了基础。抛却其反直觉特征,量子力学在解释力上是完全没有问题的,它可以很好地预测一个系统的统计学上的行为。

任逸:如何进一步理解这个“算符”?算符的数学形式如何与实际实验中的测量对应起来?说算符“改变了系统的状态”,这意味着什么?算符是理解为一种视角更合适,还是理解为一次测量活动更合适?

刘任翔:“视角”和“测量”的区别在于会不会改变系统。量子力学说,测量会改变系统。而当我们说,“这只是不同的视角”,就是说我们看到的不一样,但所看的东西是一样的。在经典力学中,视角与测量是一回事,原因是我们假定了测量不改变系统。科学最基本的要求就是可复现性。如果你做出一个结论,然后我再去测,又不是那么回事了,那就不能算科学。在可复现性的前提下,才能说:尽管你有你的视角、我有我的视角,但是没关系,因为我们俩在研究同一个客观事物。

任逸:那么算符为什么就是2×2的矩阵?为什么不是2×3的?似乎2×3的矩阵也可以代入运算。

刘任翔:2×3的矩阵,乘以1×2的矩阵,得出的是1×3的矩阵,相当于把一个平面上的点变换到三维空间里去了。想要保持空间的维数不变,几何变换的矩阵就必须是正方形(n × n)的。几何变换一般都是拉伸、平移、旋转等,不改变维数。

当然,量子力学的实际情况是并不限于2×2的矩阵,甚至不因为三维空间性而限于3×3的矩阵。有时是无穷大乘以无穷大的矩阵,只不过这里必须是可数无穷大。我不能理解那些,只好拿2×2的情况来类比,只是为了解释为什么会有量子化,为什么会有本征态,为什么会有所谓本征值。


2 不确定性关系与系综的统计规律

刘任翔:现在考察一下所谓的不确定性关系。长期以来,我们把海森堡不确定性原理理解成“测不准原理”。“测不准”的意思是说,“自然界自身”是精确的,只不过我们人类的测量手段有局限。因为这种局限,我们无法同时得到两个关联的物理量的准确值。但是“不确定性”就不是这个意思。它是承认了自然界自身的不确定性;我们测不准,只是这种不确定性的一种显现方式,与我们所受的个别的局限没有必然关系。

但另一方面,量子力学并不是说一个系统的行为完全是随机的。它从来没有这么说过;将量子力学解读为完全的随机性,这在物理学上站不住脚。量子力学只是说:个体的行为是不可预测、不可复现的。比如著名的双缝干涉实验,打一个光子过去,它会落在哪儿,这是不可预测的;如果这回发现它打在这儿,并不能保证下回还打在这儿。但是,个体的行为是可观测的,例如双缝实验中,一开始是借助感光胶片来观测单个光子的行为。

与此同时,有另外一种存在,即所谓“系综”(ensemble)。系综刻画的是数量上趋近于无穷大的个体都做同一件事(比如通过双缝)时表现出的行为的统计规律。系综总是暗含了对于非常多的、乃至无限多的个体的一种总体的看法。

回到我们对时间的探讨。对个体的运动而言,可以非常容易地确定运动所发生的时刻;但系综的概念恰恰是要把这个时间的条件从系统中抽掉,因为它描绘的是所有可能的个体在足够长的时间跨度中全都经历了同样的条件后,所表现出来的那种自身不随时间变化的稳定结构。比如双缝干涉实验中稳定的结构就是疏密相间的波形。

波形本身可以通过光的波动的理论来说明,但光的所谓“波粒二象性”意味着只有当光子足够多时才会表现出波的性质,呈现明暗相间的条纹;而当我们观察个体的光子时,它又表现得像一个粒子一样,并且这个粒子的行为是没有办法准确预料的。

我们在这里有了这样一对矛盾:对于个体来说,它是可观测的,但是不可复现、不可预料;对于系综来说,它可以复现、也可以预料,但它严格说来不可观测,因为它说的是接近无限多个光子通过的情况。我们每次得到的胶片上只有一个不完美的系综;没有办法给出一个完美的、理论上的系综的胶片。所以,在量子力学里,永远有这样一种张力:似乎个体拥有某种物理意义上的“自由”,但在系综里,也就是说当个体足够多的时候,似乎单凭数量就把个体的自由(不确定性)给抹平、湮灭了。这是我觉得量子力学的所谓“不确定性”很有意思的一个地方:不是单纯的随机性,而是一个只能通过统计的方式来表达的规律。

个体系综
可观测不可(完全)观测
不可复现可复现
不可预料可预料

这件事情和社会学的假定很相似。社会学承认个体有自由意志,没有办法准确预测。但是它认为仍然可以考察一个社会的结构性的行为。当个体足够多,社会就会展现出一种统计规律。

任逸:我觉得这里需要做一个区分。确实是个体多了就更符合规律,但这似乎不是因为这些个体之间的影响,而是和情境、机制本身有关系。在双缝实验中,光子可以一个一个地通过,通过足够多个以后,也会形成一种统计上的行为规律。

刘任翔:对。如果让许多光子一下子全通过,我们还会担心它们之间可能会有作用。但是,当我们让光子一个一个地通过,我们就可以假定时间上的“距离”排除了个体和个体之间的影响。但与此同时,这些光子好像彼此“知道”似的,共同在总体(系综)的行为之中表现出一种概率分布的规律性。这就很奇怪,因为每一个个体的光子并不“知道”其他光子要去哪儿。那它如何参与形成那种有规律的集体的图形?这就很耐人寻味。

到了量子纠缠现象中,非常遥远的两个粒子在被当成一个系统来考察时,它们的状态之间竟然有某种联系,而且这是一种瞬时、超距作用。从里面诞生出了非常多“玄学”的推论,产生了一整个亚文化,比如《三体》这样的科幻,比如用量子力学印证佛学、苏菲派神秘主义等等。但真正研究量子力学的人很少做这种推论。这里我们看到,量子理论由于撼动了经典的物理世界观的某些方面,给我们开辟出了非常大的想象空间。

黄裕生:“系综”这个概念具体是什么意思?

刘任翔:系综(ensemble)是个来自法语的词。在法语里,它指的就是“一起”。在英语里,它指的是一些东西“拢”在一起的结合或“全套”。放在双缝干涉的语境下,一个光子不能算是一个ensemble,但是一个接一个光子通过、当光子足够多的时候,我们会发现用来考察光子打到的位置的底片上开始出现明暗相间的条纹。一开始,一个点接着一个点,看起来毫无规律;但当点足够多的时候,就会出现条纹。

我们本来说这个光子打到这儿,那个光子打到那儿,都是个体视角。但是我们现在可以说,到目前为止打过去的所有的光子,它们构成了一个ensemble,而这个东西对应的图形是底片上的条纹。也就是说,现在的考察对象不再是单个的光子,而是整体、全体。“系综”涉及的主要就是视角的转换。

量子力学成立的基础,就是不再描述单个粒子满足的运动规律。在考察单个粒子时,我们难免会引入康德意义上的范畴和时空形式,会导向因果决定论;我们一直盯着这个粒子,追问它的变化(往左偏或往右偏等)到底是什么造成的。这当然可以做,但与此同时,这也会改变这个粒子的行为;我们很难说,如此观察到的还是这个粒子自身。

现在,量子力学说它能描述和计算另外一种东西:不用管这些单个粒子的行为如何,只要找足够多个粒子,就能给出一个统计规律。统计规律的描述对象不再是单个粒子,甚至不是有限个单个粒子的集合,而是统计意义上所有可能粒子的总体。所以我觉得,在哲学上对系综最准确的描述是:符合设定的物理条件的一切可能粒子的总体。


3 有关时空概念的形而上学的保守主义

刘任翔:在《时间与量子论》这篇小文章里,齐玛曼说的一件事情非常有意思:我们对于微观体系的测量会遇到一个问题。对于宏观体系的测量,一般来说是把一个作为“尺子”的物体放进体系里,比较它和体系中各个部分的量的关系。宏观体系包含一些可以划分出来的部分,而测量工具又比这个系统要小,所以这个测量工具可以被放“进去”。与此同时,由于它比它所测量的系统小,它的引入对于系统的影响可以忽略不计。比如说,我测量一间屋子长和宽,屋子比我的尺子、至少比我的尺子上的一个单位(如1cm)要大得多;我的测量不会影响屋子的长和宽。

但在微观体系中就不是这样了。因为首先没有原子尺度上“尺子”。尺子也必须要由原子组成。如何用一个由原子组成的东西去丈量另一个单一原子的内部尺度呢?这做不到。再者,这个被测量的原子也并不包含什么可以被划分的部分。我们不能把原子核切2/3下来,这在物理上做不到。在这种情况下,实际牵涉到的测量工具一般都比微观体系要大得多(10-100亿倍)。这样一来,测量工具就必然外在于系统。有趣的是,当它外在于系统时,测量活动必定对系统有破坏或至少有扰动。要考察一个原子的性质,就得“轰击”它,用外部的条件把它激发到高能态,在它从高能态回落到稳定态时观察它的行为。对微观体系的测量,做的都是类似的事情。

宏观体系微观体系
包含可分析的部分不包含可分析的部分
测量工具比被测量的系统测量工具比被测量的系统
测量工具可被放进系统测量工具必然外在于系统
测量对系统影响很小测量往往对系统有破坏性

齐玛曼的意思是:如果我们发现,在这个微观系统的行为之中,有一些违背宏观系统的物理规律的情况,这可能并不意味着微观系统服从的是另一套物理规律;有可能只是因为我们测量宏观体系和测量微观体系的方法在本质上是不一样的。由于方法不一样,得出来的物理规律也不一样。

也就是说,齐玛曼试图回到一种在形而上学上比较保守的观点:将量子力学带来不确定性等疑难,限定在人的观测方式的范围之内。他不想过快地跳到世界本身的不确定性、世界本身的量子化那里;他觉得,从量子力学内部的研究中,得不出那样激进的结论。

量子力学发现了一套原理,用来预测新的现象时非常成功。现在的问题是,我们在世界观层面要不要跟着这套非常好用的工具走?我们是只是把它当成工具呢,还是觉得它真的描绘了世界本身的性质?在量子物理学家内部,这是一个争论。我们之前看到的罗韦利比齐玛曼的解释要更激进一些。

齐玛曼的保守主义还体现在他的如下观点:量子力学并没有提出什么全新的时空观念;物理学家们基本上假定或沿用了宏观上测量的时空概念。他们可以观察一个原子核衰变的时间,但这个时间本身是用宏观的钟表来计量的,相当于是沿用了宏观尺度上的时间概念。从微观的物质体系的量子化推不出时空自身的量子化,因为时空自身毕竟不是物质体系。时空可以认为是使物质体系得以被测量的尺度。

在解释量子力学在预测能力上的局限时,齐玛曼没有说得非常死,只是说经典的时空观念也许不能够运用于微观世界。他没有明确说适合运用于微观世界的时空观念是什么。尽管如此,量子力学在解释和预测系综的行为时是无懈可击的,想要多准确就有多准确,也没有模棱两可的情况。当粒子数足够多的时候,系统的行为总会趋近于量子力学所描述的情况。

所以最后齐玛曼总结说,如果我们想要给量子力学这种本身非常成功且坚实的理论加上一个额外的、与时间概念相关的形而上学解释,这是可以的,但是要满足一个条件:加上的部分不仅要能够重现量子论的所有结论(如果这都不能重现,它还不如没有),还必须要“具体、准确而严格地解决至少一个现有的量子力学所不能满意处理的问题”。如果加入或不加入时间观,在解释力上都是一样的话,那么根据奥卡姆剃刀原则(如无必要,勿增实体),我们宁可不要引入这个额外的有关时间的形而上学命题。后者相当于是一种从现有的量子论出发的形而上学猜想,但它并不能被承认为物理理论的一部分。要把它称为物理理论一部分,它就必须使得量子论获得额外的解释力。这就是所谓“哲学解释上的保守主义”。


4 双缝实验中灵异的“探测器”

【按】在讨论之先,我们一起观看了张远林(清华大学哲学系博士生)推荐的如下视频:【恐怖程度不断升级!最完整的双缝干涉实验演变史】 https://www.bilibili.com/video/BV1dK4y1U7VH/?share_source=copy_web&vd_source=262fee1a3df012130377c53ff399bca0

黄裕生:这个很有意思!特别是前面那几个实验,我们有没有可能自己做?我们总是在理论层面思考、讨论这个问题,当然这也是我们的本行。但我们也可以直接操作看看。

刘任翔:实验中出现了两种情况,一种是好多条线,中间最亮,这是干涉条纹。干涉表现的是波的性质。另一种情况只有两条条纹,表现的是粒子的性质。粒子的性质是在打开半路上的观测仪时展现的。波的性质是在不打开观测仪时展现的。

在展现波的性质时,通过双缝的波,会以双缝为起点相互干涉。在屏幕上,两个波峰同时到达处就是亮处,两个波从来都不同时到达处就是暗处。

任逸:我试图解释一下。实验的核心在于,观察者希望知道光子达到屏幕之前经过的路线,尤其是知道它通过了双缝中的哪一条。由于肉眼看不见光子的路线,就用了探测器。探测器的用途是确定光子是从哪条缝过去的。但一旦确定了这一点,光就不再表现波的性质了,而表现出粒子性,直直地过去了。我们作为测量者,有一个意图,即希望知道光子从哪条缝穿过、到达底片的具体路线是什么。这个意图影响了光的行为。

在更深的层面上,当我们把光当成一个粒子去研究的时候,光就表现为粒子了,就不展现波的性质。

刘任翔:观测仪通常被认为是人的视觉的延伸。但在目前的倾向下,这一点未必全对,因为观测不完全是接受性的,而是对被观测的东西的存在方式有规定。也就是说,我们把光当作粒子去观测,相当于把光规定为粒子,来试图获得关于它的信息,这个信息就在于,光作为一个粒子,是通过了左边的缝,还是通过了右边的缝。因为如果把光当成波,问这个问题就是没有意义的。波总是同时走两边的缝。

而在实验中使用的所谓的探测仪,从来就没有把光当成波在观测。它始终在问一些关于作为粒子的光的问题,所以它观测出来的自然就是光的粒子性。

黄裕生:那么光表现哪种性质就和实验对它的设定有关系,而跟做实验的人的意识活动没有关系。可能正因为此,视频最后说的那个心理学家的实验没有得到广泛认可。

刘任翔:我看了一眼这位心理学家所在的机构的名字,特别有意思:Institute of Noetic Sciences。胡塞尔就谈过noemanoesis。这是一种古希腊式的“看”,打开“心里”的“眼睛”去看,不是日常的视觉。

我觉得目前这个问题里有一个难点。我们用比如说康德的框架很容易理解:如果我们的知识必然包含着对对象的规定,那么对象就是按照它被先验地规定的方式向我们显现。现在的问题是,这整个康德式的过程,竟然好像是物理世界的一部分,这就很麻烦。我们在这里似乎是要用自然的因果律去解释康德意义上的范畴的超验作用。探测仪之类东西的都是物理存在,康德式的超验条件直接被作为一个物理存在做进了实验体系,并似乎对实验结果构成了因果影响。这样一来,就不能够仅仅通过超验层面的论证去解释实验现象。

黄裕生:但探测仪对光的规定还是一个经验性的规定,规定光是粒子,所以测出来就是粒子的行为。

刘任翔:现在的问题是:探测仪在打开时,与光之间真的有物理作用吗?好像这个事情不是很显然。实验里设定它是“探测”仪,就是在默认它不会干预光的行为。否则,就只能说我们在光的行进路线上加了一个对它进行影响的部件,而光的行为变化全在于这种影响,那就不存在什么悖论了,因为被比较的两种情况根本是两个物理系统。

如果要在严格的意义上说探测仪是“探测”仪,就要假定它与光之间并没有物理作用。果真如此,我觉得还是要从系综的视角去看问题。我们最终看的都是统计规律,是大量光子通过双缝后在屏幕上显现出来的图样。单凭一个光子产生不了图样,只能产生一个点,根本看不出任何统计规律。

如果从系综的视角看问题,那么可以说,探测仪对于我们观测到的结果的规定作用,不是通过与单个的光子发生物理的相互作用而产生的,而是使得一个原本是别样的可能性的空间坍缩为特定的现实性。也就是说,观测仪的规定只容许了特定的可能性,而这恰恰是光表现出粒子性质的那些可能性。

当然,这种解释的背后有一个假定,就是所谓平行的可能世界,是对量子力学的不确定性原理的一种阐释。比如,如果我在这一刻说这句话或不说这句话是不确定的,那就有两个平行世界。从这一刻开始,会分出两个平行世界,一个是我说了这句话的世界,一个是我没说这句话的世界。如果我确实说了这句话,就相当于我们所有人都进到那个我说了这句话的世界去。只有假定平行的可能世界,才真正会有我刚刚说的那个“可能性的空间”,也才能说,观测仪使得这些平行世界的可能性空间发生了坍缩,把我们导到其中某些特定的“世界支”上去了。如果不采取这个假设,我的解释就无法理解。

当我们把视角放在单个光子上时,这单个光子有无限种可能,因为它可能会打到屏幕上的任何地方。它只是有一个统计上的概率。在没有探测器时,它有一个概率分布。有探测器这件事情,把它的无限可能性的空间做了一个变换。变换的结果,虽然还是无限的可能性,但打到不同位置的概率发生了变化。概率发生变化的原因是,变换依据的规则就是向光子询问:它作为一个粒子,如何去表现?比如说,是通过左边的缝还是通过右边的缝?无限可能性变成了无限可能性,数量上看似没有什么区别,但概率上相当于发生了过滤作用。简而言之,探测仪通过改变单个粒子的可能性空间,对整个系综的行为进行了过滤。

黄裕生:探测仪不打开时,光表现出波的性质。那么是不是可以说,光的波的性质与我们的自然观察更接近?

刘任翔:这只是因为往屏幕上打了足够多的光,表现出了一种整体的行为。而波的视角就是一种整体的视角。我们可以想象波从中心开始往外扩散,却难以想象一个粒子可以这样扩散。粒子扩散了,不会越变越稀疏吗?如果只有一个光子,它还能分成什么?而波的视角是说:从中心出发的所有可能的粒子,如果看成一个总体的话,可以有扩散现象,也就是说有可能朝向任何方向。波可以变得稀疏,稀疏的意思就是说:到达某一点的概率变小了。所以我觉得波的视角本身就是个统计视角。

黄裕生:那是不是可以说,光的波的性质是以其粒子的性质为前提?

刘任翔:这个用社会学类比特别好。如果我们认为,某种社会学的规律是以个体的选择为前提的,那我们在这里也可以说波性以粒子性为前提。但是如果我们不承认统计规律基于个体的行为,那我们也不能说光的波性基于它的粒子性。还是取决于视角。


5 彻底解构实体,这可能吗?

任逸:罗韦利《时间的秩序》第六节的标题是“世界由事件而非物体构成”。正如他用英语和意大利语的区别举的例子一样:英语就像一个有秩序的体系,它的词都是按一定的秩序出现的。意大利语呢,就是一堆词挤在一起,是一个无序的状态。第六节的叙事方式很像意大利语的感觉:逻辑上不是很严谨,但是很有启发性。

我们先按照文本的顺序考察,然后我把他的观点总结一下,最后,我还会尝试指出他的论述中的模糊之处。

首先,这节的标题就很耐人寻味。“世界由事件而非物体构成”,这里面有三个非常重要的概念:世界、事件、物体。这都是非常难理解的概念,互相之间的关系也很难理解。物体看似是一个大家耳熟能详的概念,但往往这种自明的概念背后却有许多东西有待挖掘。

我们之前考察过《时间的秩序》1-5节。(参见:003|罗韦利论时间的崩塌)在这几节中,时间的独立性、统一性等等都因为相对论和量子力学等的新发现而“崩塌”了。但崩塌的是时间的一些性质;它并不表明时间就整个被消解了。罗韦利想要追问的是,如果我们曾经怀有的时间观念崩塌了,那么还剩下什么?他说,还剩变化。既往的时间观念的唯一合理内核就是变化;我们是通过对变化的把握才有了时间的观念。如果我们承认变化是存在的,我们就能引出“事件”的概念。

“变化”和“事件”的概念内核是一样的。它们导向的是一种去–实体或前–实体的理解,或者说,是一种把事件认定为在存在论上在先的理解。所以罗韦利说,世界是事件的网络。

接着,在第70页,罗韦利谈到了“秩序”。如果我们从物体的本位出发来看世界,会觉得世界有一种秩序。比如,牛顿力学从物体本位出发,把时间看作一根“轴”,实体或实体的状态都被排列在时间轴上,仿佛按部就班地发生,不会出现混乱。在这个意义上,时间轴体现了这些物体或其状态出现的秩序。包括爱因斯坦的广义相对论所通往的四维时空的精密的“几何学”,也蕴含着一种物的秩序。

而如果我们从事件的本位出发,通往的就是一种无序状态。罗韦利进一步说,这个无序就是一种弥漫、分散。至于弥散的事件如何构成他所说的“网络”,他并未具体说明。

在作者看来,通过前面几节的阐明,我们通过物体的视角来看到的秩序似乎就崩塌了。时间的主要性质都消失了,那么与之相关的依托时间轴的秩序也就失效了。但是,普遍、必然意义上的时间性质消失了,这并不妨碍时间在某些特定情形下仍然起作用。比如说,在地球的尺度上,我们仍然可以有“当下”或者“同时”的概念;在这个意义上,世界还是有一定的秩序。

而如果我们追随罗韦利在思想上走个极端,把残存的“本地”秩序全部打破,也就是说彻底转换到事件的视角,那么如何理解时间的秩序就成一个问题了。换句话说,如果我们承认时间本身就是无秩序的,那么我们如何解释时间观念的产生,以及在这样的观念下的实体观念的产生?

刘任翔:问一个小问题。这本书的标题是《时间的秩序》。任逸是不是觉得第六节说的是,我们不能继续把时间理解为一种单一的秩序?

任逸:第六节面对的是传统的秩序打破之后的废墟状态、无秩序的状态。到了后面的章节,他还要对时间的概念进行重新建构。

黄裕生:这节特别有意思,相当于把所有的实体都解构掉了。一切都只是过程。

物体的概念跟实体的概念是紧密相关的。在希腊人那里,实体概念(ousia)隐含着“不可抽去的东西”的意思。它使一个事物成为该事物。实体概念和后来物理学的物体概念的相关性在于,物体必定有一个舍去它便不成其为该物体的基底(substratum)。

但是这一节却说,不需要基底。罗韦利举例子特别有意思:在我们日常生活当中,石头是最固定的东西之一,它是一个物体。但罗韦利说,实际上它也并不简单地是物体,而是一个事件的网络。中国思想或中国传统里没有过关于实体的思想;相反,一个很重要的概念是“事”、“事情”。“格物致知”中的“物”,在传统的理解中就被等同于“事”。所以,这个世界上只有事情,没有事物。是不是这个味道?

任逸:我特别喜欢罗韦利举的这个对比:在石头之后举的例子是亲吻。作为一个事件,亲吻是完全不可预知的。这其中不仅有人的自由意志的不可预知性,还有从自由意志的多元性而来的不可预知性。它和石头特别不一样。石头作为物,可以从因果性、实体、相互作用等角度来说明;而亲吻这个事件就带有不可预知的意味,而且它也不是实体。

黄裕生:它过去了就过去了,并不静态地停留在时间里面或空间里面,不是一种持存(Beharrlichkeit).

任逸:对。有一种观点认为,即便是亲吻,也预设了两个人、两个实体,似乎还是得有实体在先,才会有亲吻这个事件的可能性。但与此相对,也可以大胆地断言,事件在存在论上是优先的,亲吻这个事件使得参与它的二者成为可能。


6 量子力学的存在论意涵

任逸:我感觉可以区分两个层面的问题:一个是我们用什么样的视角来看待世界,涉及的是什么是终极的东西。第二个层面是我们以什么样的方式去描述这个视角下的世界。

我觉得,罗韦利在第六节中有时会混淆两个层面。比如说他批判了柏拉图,但柏拉图和他在第一个层面上的观点是一致的:世界的终极是生成(becoming)。罗韦利是在第二个层面(如何去描述这个以生成为基的世界)批判柏拉图的。柏拉图的方法是用数学描述原子的形状,涉及了各种正多面体。而罗韦利认为这是一条死胡同;应当用数学去描述原子的运动而非形状。

在罗韦利看来,描述运动而非静态的事物的形状,这是后来牛顿等人成功的原因。但是,牛顿虽然在第二个层面(描述世界的方式)上与罗韦利一致,在第一个层面(终极的东西)上却与他不一致。牛顿把实体放在第一位,从物体的角度出发去研究变化、相互作用,用力的概念来解释它们。这两个层面,是否能够等同于海德格尔那里的存在论层面和存在者层面?

【注】任逸在这里试图将罗韦利对传统世界观的倒转解释为一种“存在论差异”:事件是存在论层面的概念,而存在者层面的物体必须依托前者才能理解。尽管之后的讨论表明这种解读并不总是适用于罗韦利,存在论层面的奠基也并不总是能够等同于寻找“终极”,任逸所做的对比却为沟通量子力学和海德格尔式的现象学创造了可能。

进一步的问题是理解,说“事件”或“生成”是世界的终极,这在存在论上是什么意思。这意味着,实体或物体只有在事件中才是可能的,而不是说先有实体或者物体才有事件。或者说,“实体化”是一个在后的东西。如果完成了这种存在论上的转向,在讨论上期视频中双缝干涉的例子时也许就能避免陷入矛盾的境地。

黄裕生:你说什么矛盾的境地,我没有特别理解。

任逸:如果我们按照罗韦利的思路,认为世界里都是生成、都是事件,那么我们就必须把物、实体这些东西放在次要的地位。它们之所以出场或“实体化”,是基于事件的发生。

在讨论双缝实验时,我们基于实体优先的存在论,难免聚焦在粒子上,考察它如果从某一边的缝通过会如何如何。这个时候,我们已经是以这个粒子的实体的视角来考虑问题了,所以会陷入矛盾,想不明白为什么这一个个粒子打在屏幕上时不呈现粒子的性状,而呈现波的性状。

黄裕生:这是不是可以转化为一个问题:世界的确可能是一个由事件组成的世界。但是,从事件到实体是如何过渡的?我们不可能不把事件牵涉的事物作为实体来加以理解和规定,来确立它们之间的关系。

比如地球围绕着太阳公转,我们当然可以把公转看作宇宙在漫长的变化运动中的发生的一个事件。但在承认这个事件的前提下,我们仍要开展认识或规定活动,要确立地球和太阳、以及其他行星的关系。这时我们又不得不把地球和太阳独立出来,当作两个实体,才能确定它们之间的关系。那么,事件的“优先性”,在哪个层面上是合理的?我们又为什么会进行“实体化”?

任逸:我想到两点。第一,当黄老师刚才说地球绕太阳公转,就已经把它们当做实体了,就好像我们把光作为粒子观察,就已经在实体的语境下考察它。

第二,要回答物体优先和事件优先何者更合理的问题,就要考虑一些极端情况,不能只在日常经验的范围内追问。因为在日常经验中,两种视角往往看起来都很合理,就好像在宏观层面,量子力学和牛顿力学都显得很合理——那些吊诡的东西都被“日常性”给隐去了。所以我们要把情况推到极致,来考察哪个理论仍然是有效的。

最经典的一个情形就是对物质的切分。从古希腊开始,人们想要对物质一直做切分。切到原子,切到质子和中子,又切到夸克。在这整个过程中保持有效的唯一理论就是量子力学。量子力学告诉我们,物质是波。如果物质是波,物质世界就是一个事件的世界,而不是一个实体的世界,因为波更像事件而非实体。

刘任翔:我想知道,你在读了罗韦利的论述之后,是否认可“在存在论层面上,事件比物体更基本”这个观点?

任逸:考虑到逻辑和科学的发展历程,我不得不得不承认它。它是目前唯一一个合理的解释。从情感上说,我也倾向于接受它。因为它将我们置于一种有更多可能性的境地,“余地”会更多一些。

刘任翔:你提到科学上和情感上的考虑,这两个听上去都是存在者层面的事。科学探讨是存在者之间的经验关系,而情感涉及的是我们希望存在者表现出什么样的性质。

任逸:没错,但我觉得罗韦利的讨论已经不限于在存在者的层面上运作的量子力学了。

刘任翔:对,因为他已经在探讨“世界”了。一谈“世界”,就没有办法把存在论层面和存在者层面分开了。比如,《存在与时间》第14节对“世界”的四重定义中,第三重(存在者层面上的周围世界,Umwelt)和第四重(世界之为世界,Weltlichkeit,是一个存在论概念)没有办法分开。现在罗韦利说,对“世界之为世界”这个问题的回答是事件。那么事件(event;Ereignis)就比物体更基本。所谓更“基本”,就是说我们可以从事件的角度出发、在事件的基础上去理解像石头这样被当作物体的存在者是怎么回事。将事件确立为基点后,我们还要能解释,为什么我们会感受到、看到有物体在那儿?


7 生成的形而上学的理论疑难

刘任翔:罗韦利在第71页上说:“最坚硬的石块,根据我们所学的这些学科,实际上是量子场的复杂振动,是力瞬间的作用,是粉碎重归尘土前短时间维持原状、保持平衡的过程。”我的理解是,他所谓“事件”的概念包含了诸如力的作用、短时的平衡过程、历史的遗存(“新石器时代人类的痕迹”)、实践的用法(“孩子使用的武器”)等。我感觉,他的“事件”概念非常宽泛,在存在论层面上并没有给“事件”一个特别明确的规定:什么算事件、什么不算。似乎但凡不能按物体的方式把握的、捉摸不定的、存在有时效的、说不清什么时候在什么地方的,都可以放进“事件”的筐里。

但如果是这样,他的理论就有点头足倒置。本来,我们是假定所经历的世间现象中有非常少的一类,叫做“物体”现象,这类现象能够用来解释剩下所有现象。比如,有了“石头”这个物体的现象,就可以解释石头碎了、石头发热了、石头碰鸡蛋了等等。相当于可以用1来解释100。现在,按照罗韦利对“事件”的宽泛定义,那100是事件,1是物体,相当于要假定了100,才能来解释1。这种理论称作“科学”还合适吗?感觉假设了更多的东西,能解释的东西反而变少了?

任逸:这也是我思考的问题之一。第72页强调,把世界看作是由物体组成的,这是行不通的;把世界看作事件的网络才行得通。我们一开始把世界看作是由原子构成的,而科学的发展通往量子力学,从而回归到非–物体或非–物质。理论本身被推到了这个境地。到了这一步,罗韦利提出我们可以倒转视角,把事件当作世界的终极,论述的文学色彩很浓。我想帮他在存在论上奠基,但他自己确实没有给出明确的阐释。

孔维鑫:罗韦利说“物体只是没有变化的事件”,我想,他所说的“事件”,是不是就是指“变化”,物体之间的关系的变化?

刘任翔:我觉得这个说法切中了问题的关键,即对于“事件”和“物体”的区分依据是什么。在文本中,最明显的区分依据就是是否随时间而变。一直变,就是事件;在可观的时间跨度中不变,就是物体。

据海德格尔说,传统形而上学将存在(Sein)理解为现成存在(Vorhandensein),理解为持久的在场(ständige Anwesenheit)。那么,罗韦利是相当于给出了一种头足倒置的形而上学,有点像后尼采主义的所谓生成的形而上学(metaphysics of becoming),与存在的形而上学(metaphysics of being)对立。生成的形而上学认为变化(Werden)比存在(Sein)在存在论上更根本。它要从变化、生成出发,把不变的存在解读为暂时性的中间环节。

另外,我感觉在文本中同时出现了两种意义上的区分。一是从时间上,按照是否持存来区分物体与事件;二是从类似空间的意义上,按照是否“自立”来区分物体与事件。物体是自立的,它自己就是它自己;而事件往往不是自立的,而是一种关系,比如上期中说的亲吻。如果说事件先于物体,那么不仅(依据第一种区分)意味着变化先于持存,而且(依据第二种区分)意味着关系先于关系项、定义了关系项,如亲吻定义了亲吻的人是谁。

存在论层面的争论焦点,简而言之就是:是持存的先于变化的、自立的先于关联的,还是反过来?

孔维鑫:我感觉罗韦利好像想把物体都消解掉。即便通常认为最像物体的物体——石头,他也理解为“粉碎重归尘土前短时间地维持现状”。他并不是说,石头是物体、亲吻是事件;而是在说:并没有什么物体,连石头都是一种事件。

刘任翔:在对罗韦利的解读上,我们没有太大分歧。现在的问题是,假如接受了他这一套,会不会产生别的问题?

黄裕生:问题就是,现象层面的物体是怎么出来的?确定性是怎么出来的?

孔维鑫:如果同意他说的,根本没有物体,那我们还要解释物体是怎么出来的吗?

黄裕生:说真实的或更基础的世界由事件而非物体构成,这是可以的。这是在说:世界上没有什么固定的、现成的或天然的东西,没有具有自我同一性的、本质性的物体。一切都是事件。


8 量子力学与现象学能否殊途同归?

黄裕生:我觉得,这种从物理学里引出的观点,实际上已经很接近现象学,在某种意义上也很接近东方的古代思想。

我觉得这一节里有两个问题值得讨论:

  1. 为什么说,一旦这个世界被当作事件的网络来看待,时间就可以没了、消失了?
  2. 假定世界是由事件构成,但所有的科学仍是建立在“确定的、有规定性的事物”这一基础之上的。如果没有确定性,没有自我同一的事物,我们就无法确定各种必然的、不随事件和主体转移的联系,那么所有的科学就都会瓦解。如果有确定性,如果事物之间有确定的关系,那么显然就要将事物从事件的网络中切割出来,或者说把事物固定下来。这就不再是纯粹的becoming,而是要引入being。这具体是如何可能的?

刘任翔:顺着“事件形而上学”的思路,我们认为放之四海皆准的科学,就变得好像是基于我们人这种存在者的特定的结构、或者说特定的认识方式。世界本无物体,是人为了做科学而从事件的网络里切割出了物体。换言之,科学基于人类学。但与此同时,人类学又是一门科学。这会不会是一种恶性循环?

黄裕生:这是很重要、很值得讨论的一个问题:科学在什么意义上基于人类学,在什么意义上又不基于人类学?

刘任翔:关于黄老师刚刚的第一个问题(为什么一旦这个世界被当作事件的网络来看待,时间就可以没了、消失了?),我的理解有一点不同。我并不认为,把事件放在物体之先,就一定会导向完全无时间的世界图景。我觉得只是没有了经典时间,或者说没有那种全世界统一的时间。这并不意味着世界是永恒、静态的;它可能恰恰意味着一个彻底的赫拉克利特式的世界。

在这个世界里,甚至不能断言两个事件谁先谁后。在我们先前看的双缝实验的视频中,也出现了看似后发生的事件可以对先发生的事件有因果作用的情况。

黄裕生:这个世界里只有变化、快慢,但没有同时、没有先后。在这个意义上,时间就“崩塌”了。看这些的时候,我觉得特别有触动的是:他从物理学出发,得出的许多想法竟然跟哲学的想法完全一致。

刘任翔:我同时也不是特别同意黄老师说的:罗韦利对事件的解释是现象学的解释。更具体地说,我不能同意,罗韦利所说的“事件”,就是现象学所说的“现象”。

黄裕生:当然不是在这个意义上等同二者。他接近现象学的地方是:这个世界没有现成(vorhanden)的东西。现成的东西是派生的。在这个意义上,他跟海德格尔的现象学很近。

刘任翔:可是,事件是不是另一种现成存在者,只不过不是静态的?

黄裕生:事件可以被现成化。但既然它是不断生成的过程,它就不是现成的。

刘任翔:首先,“变化”或“生成”与“现成”并不矛盾。从牛顿力学到达尔文的进化论,都是通过将变化和生成给现成化的方式,给出有关它们的科学理论。

其次,我们用语言描述事件的时候,往往还是要涉及实体。比如,我们的确是在谈论变化,但我们一般会说石头变冷、石头碰到鸡蛋了;还是会需要涉及实体的名称。如果仅在言谈的层面上做一个现象学分析,那么在这个层面上的现象(自我显现者)从来都不只是包含纯粹的生成和变化。相反,我们永远是同时给出了(a)持存者和(b)持存者参与的事件。也就是说,在现象层面浮现的永远是物体–参与的–事件,或物体–参与了–事件,而不可能只浮现一个完全把握不住的、赫拉克利特意义上的生成。

照此看来,“事物如何出场”就不成其为一个问题,因为在现象的层面,事物总是已经浮现,只不过是以和事件“手拉手”的方式,而不是作为现成的事物浮现的。

黄裕生:但是还是要问它是如何显现的。

刘任翔:是的,但这不是一个有关事物如何从完全无事物的基础出发被建构的问题,而有可能是有关事物如何总已(immer schon)被预设的问题。

黄裕生:怎么理解罗韦利说的这个“事件”?德文是Ereignis吗?

刘任翔:是Ereignis,但这是德语译者的选择,与作者没关系。用Ereignis就已经预设了有一个“事件向其显现者”,因为它有eigen(自己)的词根,意味着事件既是“自己”发生,同时也是“向着”或“为了一个自我”而发生。

如果只考虑我们先前涉及的“事件”的内涵,我觉得罗韦利的讨论没有穷尽Ereignis的全部丰富性。我觉得他想说的事件更接近Geschehen,纯粹的发生。


9 科学何以剧烈撼动思辨的世界观?

曲经纬:哲学家们从古代的世界观出发,单凭思辨似乎很难达到量子力学得出的那些结论,甚至很难得出“地球是圆的”这样的结论。

刘任翔:这涉及一个复杂的问题。比如,我们对轴心时代的希腊人、印度人或中国人说:“你脚下的大地事实上是一个球体”,他们会难以接受,但这也不能完全怪他们。因为,他们在现实生活中见过的球体,其视大小与人的身体大小都是可比的。在严格区分了形状和大小的纯粹几何学深入人心之前,这种大小的可比性或许也是对“球体”的定义的一部分。

在那种情况下,人们可以承认椰子像个球,也可以想象天上的太阳是一个球。但如果对他们说,他们脚下踩着的、看不到边的这个东西,也是个球,我觉得他们不是特别能理解这句话究竟想说什么。它首先涉及一种在尺寸上的巨大的不对称,然后他们还要想象在一个比他们大那么多倍的球上的他们自己是什么情况,还要去想象那个球的“上”和“下”。我们今天已经不会把站在南极的人说成是“上下颠倒”的人,但这是因为,我们已经在借助球体的形象来理解“上”和“下”:接近地心的就是“下”,远离地心的就是“上”。

所以,科学带来的变化,主要在于引入了日常经验之外的一整套看待世界的方式,与此同时把这套新的方式设定为世界的“本质”;而我们平时熟悉的种种却是被说成仅仅是“现象”,只是看上去如此;或者被说成是不准确的。在这两个世界之间,出现了巨大的差异和断层,甚至许多时候无法将它们相互对应起来。量子力学尤其是如此,其中出现的许多理论建构根本没有日常经验中的对应物。

我们从日常经验出发,可能有一些存在论的假设;现在的问题是,这套存在论假设在碰到量子力学所声称的“真实”的世界时就失效了。罗韦利这样的量子力学研究者,正在从他们“坚实”、“严格”的物理研究出发,试图挑战我们基于日常经验的存在论设定。挑战涉及各个方面:世界的构造;什么东西算是一个物体;什么算是自然;什么算是一个事件。量子物理学家试图给出一种新的存在论。哲学的思辨,如果不是先接受了科学家对“本质世界”的设定,当然也走不到科学家在存在论层面的结论。

曲经纬:量子力学给我们的思维带来了如此多的困惑。在公元前,即便最智慧的人,也无法理解现代的宇宙观;但在今天,即便是小学生的宇宙观都比公元前最智慧的哲学家要正确。自然科学的进步给人的思辨带来的突破,是思辨仅凭自身达不到的。

成果:我觉得曲经纬把两个人群分得太泾渭分明了,好像哲学家是和科学家完全不同的群体。事实上,提出那些最为颠覆日常经验的观念的,恰恰是哲学家群体。连牛顿都自认为做的是自然哲学。再者,如果没有哲学家在思辨层面的准备,后来的科学家也无法发展出一整套的世界学说。

刘任翔:我最后有一个想法。双缝实验里的光、探测器和屏幕,你说它们是自然的一部分吗?如果不是因为先有了波的理论乃至量子理论,谁会去弄两个缝,再去观测屏幕上有什么?这种东西,还能说是自然的一部分?从这里得出的科学,还能说是自然科学?这是我一直以来的疑惑,当然,今天解决不了。就先放在这里。

003|罗韦利论时间的崩塌

在本次讨论中,任逸和刘任翔探讨了量子力学中时间观的变化,尤其依据罗韦利的《时间的秩序》。讨论分为三大部分:从时间的消失到无时间的世界再到我们的时间观念重构。时间的统一性和方向性被质疑,尤其是狭义相对论引发的“当下”概念消解,强调不同观察者之间无法有共同的时间认知。同时,二人也探讨了热力学熵的概念,认为熵的变化和人类的感知推导出时间的单向性,进一步引申至哲学与神学的交融。

文本概览

任逸:前几次我们讨论了牛顿、康德的时间观。这次由我来做一个关于量子力学时间观的介绍。我选择的文本是意大利理论物理学家罗韦利(C. Rovelli)的《时间的秩序》,这本书国内外评论都很高,其优势在于对时间的整体的介绍。我们先把这本书的整体思路了解一下,然后具体再来看各个切入点。量子力学的时间观需要2-3次的讨论,我们先做一个铺垫。

这本书的整体思路值得注意,分为三大部分。第一部分,从牛顿以来的物理学开始讲时间的“消失”,对我们平常有的关于时间的各种观念一一打破。这里面涉及到狭义相对论、广义相对论、量子力学。我们可以从物理理论的结论及其哲学阐发的视角来回顾,至于具体数学公式的推导,还有许多工作需要进一步去做。第二部分讲的是这些观念消失以后时间还剩下什么。罗韦利要从量子引力理论,具体是圈量子引力理论的角度去阐发或者说描述在这个理论框架下“没有时间”的世界是什么样的。第三部分回到对我们日常的时间观念的建构:当我们把现代物理学的时间观梳理了之后,时间“消失”了,但我们自己确确实实能感知到有这样一种时间观念。它是怎么来的?

刘任翔:这本书的“过山车”结构很有意思。根据物理学,各种关于时间的性质被消解;到了谷底——一个无时间的、对于世界的物理描述;最后重新讨论我们怎么建构我们所拥有的时间观念。在很多书里都是这种结构。海德格尔解释哲学史的方法也是先解构、再建构;现象学也是先还原,讨论所剩下的超验的结构怎么把我们的生活世界给构成出来。

任逸:这里还有一个倾向的问题。现代物理学有两种观点,罗韦利在书中也提到了。一种是让我们的直觉适应于物理学时间,另外一种是改变物理学时间以适应我们的直觉。罗韦利的倾向是前者。所以这本书第三部分中关于时间的建构他也是秉承这种倾向。另外一派试图证明时间是实在的,物理学的时间应该适应于我们的直觉。

本书第一部分具体分为5个方面:统一性的消失;方向的消失(涉及热力学);当下或现在(the present)的消失;独立性的消失;固有时(proper time)的消失(与时间的量子效应有关)。今天我们重点讨论第2、5方面。


问题1
时间的统一性和同时性

任逸:首先是统一性的消失。

刘任翔:正好提一个问题。我们通常认为时间是连续的,连续性消失了吗?连续性和固有时的关系是什么?

任逸:在第5个方面中,时间量子化的两个特征是分立性和不确定性,前者是连续性消解的体现,后者是固有时消解的体现。 

统一性是广义相对论打破的。牛顿的绝对时空观认为时空是绝对的、数学的和真实的,有别于亚里士多德的相对的、经验的时空。牛顿的时空观有一种统一性,即同一个时间在均匀地流逝。爱因斯坦的广义相对论告诉我们,在每一个空间的位置都有一个自己的时间。典型的例子:在不同的海拔,时间流逝的快慢不同。总之,统一性指的是,不同的空间点上的时间没有统一的标准。

黄裕生:统一性的打破是否可以理解为同时性的消失?因为在不同地点时间不一样。在同一个地点,仍然可以谈论同时性;但是实际上任何事物都不在同一个空间点,这是不是等于说同时性就没了?

刘任翔:我的身体跟我的灵魂在同一个空间点吗?

任逸:虽然每个地点有自己的时间,但是否可以说这些时间之间就完全不一样?如果两个空间点的引力场相同,这两点的时间是否可以有同时性?

刘任翔:书的这一部分讨论山上跟山下的时间谁快谁慢。既然要比较快慢,总归还是要有一个共有的尺度才能谈得上快慢,否则只能说不可比。比如说钟表在山下是走得更慢,所谓走得更慢是什么意思?比如说过了“一天”(太阳转一圈),山上也掐表,山下也掐表,发现山下的表走过的比较短,说明山下的时间更慢。但是如此还是要把山上跟山下做比较,而比较的共同尺度就是日升月沉。

黄裕生:就是说还是需要一个共同的参照系。

刘任翔:对,但是共同的参照系不一定意味着同时性,同时性是另外一回事,因为取决于我们把什么定义为“时间自己”。我们是把太阳的运行当成是时间的最准确的定义,还是把钟表当成最准确的定义?由于引力场,这两者对不上了。

任逸:除了光速以外,速度毕竟是相对的。所以作者说我们只能把两个相同的表调准后先放在一起,让其中一个人带着其中一个表走,回来之后,他们还得回到某个同一的点,比较这两个表,这样的话快慢才有意义。山上快还是山上慢,理论上能算出来,但是要比较的话还是得把表放在一起。

黄裕生:放在一个参照系里面?就是说可以把它变成一个标准的钟表?

任逸:在一个参考系里面,我们只能说谁快了谁慢了,但是否可以说有一个标准的钟表呢?

黄裕生:但是谁快谁慢不是要有一个标准吗?

刘任翔:每个钟表都有原理让它均匀地走动:发条、石英晶体的振荡、原子钟(原子的共振)等。总归要有一个周期运动。任逸刚说的这个实验,二者从同一点出发,回到同一点,最基本的假设是表的运动的周期是恒定的时间,不然没有可比性,例如我可以假定这一秒走得快,那一秒走得慢。

任逸:根据广义相对论,在每一个地点都有自己的快慢,这个一秒的长度是不一样的。

刘任翔:对,反映到两个钟表的比较,比如说有一个钟表放着没动,另外一个出去绕了一圈,发现它俩走过的周期的数目不一样,所以时间快慢就可以比较。每只表的周期,必须被假定为在时间上等长。此时发现两只表走过的周期数不一样,说明时间有快慢之别。

任逸:这里面有一点奇怪的是,就是如果周期数不一样,我们还是承认了……

刘任翔:承认了每个周期的时间单元是一样的,我只是想指出这会是个假设。需要假定表不会因为运动或者静止就出问题。这是个双自由度系统,必须要定下一个才能去比较另一个,否则没法比较。可以规定钟表的周期不变,所以走过周期数多的表经历的时间更长,也可以规定,先分开又见面的两个人在其间经历了等长的时间,于是走过周期数较多的那只表相当于走得“更快”。

任逸:我觉得这好像是一个问题的两个方面。

刘任翔:是一个问题的两个方面。你可以说一个,但你不能同时说。

任逸:我们既可以说山上的表一秒振的次数多了,也可以说它一次振的时间长度小了。所以我觉得这是一回事。

刘任翔:你这个视角是山下人的视角,你说一秒钟那是谁的一秒钟?不能是山上人一秒钟,因为对他而言,他的表就是一秒钟走一格。

黄裕生:是否需要承认一个第三方的东西?这里边是切换来看,来比较多和少,从不同角度来看会发现多和少。但是当我们在切换这个角度的时候,我们是不是已经承认了一个共同的东西?

任逸:相对论表达的就是两者之间,相对于我他怎么样,相对于他我怎么样。

刘任翔:恰恰没有绝对的视角。

黄裕生:没有第三方视角。

刘任翔:第三方固然可以引入,但是第三方也不能说就是绝对的视角。

【注】黄老师在这里提出的“共同的东西”,可能不一定是第三方的视角、乃至绝对的视角;它有可能指的只是使得任何两种视角的比较得以可能的那种“可通约性”(commensurability)。事实上,牛顿的绝对空间、时间,也可以在弱的意义上解读为一切相对空间、时间的可通约性,而非意味着一套额外的空、时尺度。

问题2
空间的统一性与时间的统一性的关系

黄裕生:这里是不是承认有一个共同的空间坐标?因为周期就是对空间的划分,不管在上面还是下面,空间的划分是一样的,你才有一个频率,才能确定我这边说的频率和你那边说的频率是一回事,我们才能发现你那边慢了,或者我这边快了。

刘任翔:我也觉得空间必须共享。我倒不是说计算的事,我感觉与可行性有关。在低速情况下,我出去跑一圈再回来找任逸,这个当然很容易,但是在我们这种速度和距离下根本体现不出相对论效应。要体现出相对论效应,它就会出现“导航”问题,因为当我都跑出去了,我怎么知道任逸在哪?我的导航要靠时空的关系来导航,如果我连共享的空间都不预设,我根本不能按照实验的要求回到任逸这里。能相遇的前提是共享空间。

黄裕生:我们能够发现快慢,是因为有一个周期,这个周期实际上是以空间作为基础。

刘任翔:周期好像跟空间没关系,因为它是表走的周期。

黄裕生:但时间要体现出周期来,不是要空间吗?要不然怎么体现?

任逸:如果是内心的运动就不需要了。

刘任翔:什么是内心的运动?

任逸:比如说心灵、思想是有节奏的,是有延续的,在时间中的,但能说思想在空间中吗?思想的延续需要空间吗?亚里士多德在《物理学》里说,我们需要变化来计算或测量(measure)时间。他同时说如果我们身处一片漆黑,几乎也都感觉不到,但是我们还是能感觉到我们心灵的一些想法,这竟然跟奥古斯丁有点相近。

刘任翔:我可以承认心灵不需要空间,但是我不一定能承认心灵的活动不需要空间。我需要定义什么是心灵的活动。我们通常心灵的活动是跟心外的东西打交道,甚至康德说的Selbst-Affektion(自感、自我打动),作为一个反身行为,也需要“空间”,比如说看镜子。这不是同一性,这是反身性。但是当然这不等同于物理空间,我承认。

黄裕生:现在我们先不涉及心灵,还是回到物理学层面。在物理学里面时间消失以后,最后其实我们还能谈的时间就是心灵的问题。现在我们先不到那一步,我们现在谈统一性,是不是还有一个空间的统一性?如果没有这个空间,周期没法算了,你的周期是快还是慢的,没法算没有衡量。

刘任翔:所谓周期,指的是系统回到空间中的同样位置所需的时间。

成果:为了得出“时间消失了”这个结论,需要有一个前提;但是要得出的结论恰恰又导致前提本身被拆解掉。

刘任翔:有点像一个反证法。

任逸:频率这个东西,它是需要以空间为基础的,因为它需要在空间中振动。但是是不是频率大小取决于空间?

黄裕生:大小不一定取决于空间,但它必须有一个共同的空间来衡量它。

任逸:它需要以其为基础的空间,山上和山下是不是同一个空间,是这个意思吗?但其实山上和山下的空间,按引力场的理论肯定尺度是不一样的,但是这不影响计算它频率的大小。

刘任翔:尺度不一样,只说明空间不均匀,没有说明这不是共享的空间。相对论还是需要共享空间,不共享空间我都没法谈时间是相对的还是绝对的。

任逸:我承认共享,但是共享的是一个绝对的空间吗?

刘任翔:黄老师说的是周期运动,计时所依赖的周期运动本身预设了一个空间,但是这个空间是周期运动自己的,从而是本地化的,可以跟非常遥远的地方没关系,只是因为把系统的几种状态区分开来的依据是空间位置的不同,而一个周期是当它回到同一空间位置所需要用的时间,这是周期的定义。

黄裕生:如果空间除了共享以外,没有一个“同量的”空间的话,你说你快了还是慢了,是不是就有问题?

任逸:我觉得没问题。周期的单位是s,频率的单位是s-1,它的确是借助空间来定义,但是它的量的大小是跟空间无关的,最后把空间的单位都抵消掉了。

刘任翔:任逸能不能回到一下作者对统一性的定义?他讲统一性指的是有一个大家共享的时间?

任逸:不仅共享、而且是同一的时间,就一个时间。

刘任翔:比如说,如果时间有统一性的话,我可以谈论这一刻在太阳当中发生了什么事?

任逸:不仅是我们是整个宇宙就一个时间,而这一个时间以一样的快慢一样的速度流逝。这是他说的统一性。

黄裕生:就是牛顿的理解吧。


问题3
当下的终结

任逸:我想再说一下“当下的终结”,涉及到狭义相对论。其实“破”当下也是“破”同时,当下应该比同时的含义更多一些。当下就是我们在一起的同时的现在。 

在讨论当下的时候,我们就要讨论运动了,狭义相对论讨论的都是有速度的物体。每一个运动的物体都有自己的时间,也就是固有时。好比我现在口袋里揣个表,然后我运动,这个表指示的就是属于我自己的时间。作者举的例子:

如果你姐姐在比邻星b上,光从那里到你这儿要花四年。因此,如果你从望远镜里看到她,或者从她那儿收到无线电信号,你得知的是她四年前在做的事,而不是她现在正在做什么。比邻星b的现在显然不是你通过望远镜看到的,或是通过无线电听到的。也许你会说,你姐姐现在做的,是从你透过望远镜看到她的时刻起,四年之后将要做的?但并非如此,这也行不通:在你透过望远镜看到她的四年后,在她的时间里,她也许已经返回地球,并且是在未来的十个地球年以后了。可是,现在不可能在未来……

你觉得你4年后看到她的是你在4年前的时候她正在做的。或者说你想知道她现在做的话,你再等4年去看,但其实可能4年后你确实也能看到她正在做什么。但对她来说,她在她的四年后已经出现在你的面前了。因为她接近光速运动,时间变慢。你的4年跟她的4年不一样。

刘任翔:这为什么会消解当下的概念?

黄裕生:你当下的点跟她当下的点是不一样的,就消解了。

任逸:我的理解是,我们说不清楚到底该按照谁来定义当下。罗韦利的想说明的是,问这个问题是没有意义的,就像问篮球赛什么时候得了足球冠军一样,这个让我想到他讲的时间结构的图示——光锥。

刘任翔:每个空间点都有自己的光锥,光锥的上碗是未来,下碗是过去;在这两个碗之外的,既不是过去也不是未来,但又不能说它是当下,因为我们认为当下不应该有厚度。当某个点落在你的光锥的外面的时候,你能说它属于你的当下吗?我们从前的观点是,过去与未来的点状的界限是当下。现在发现,有一堆东西是过去的、有一堆东西是未来的,但是在它俩之外的这个部分仍然可以有时间上的差别,于是就没有办法定义超空间的当下了。

任逸:每一个物体、每一个事件,它自己就是自己的当下,而且唯有它是自己的当下,当下是唯一的。当我们提出了当下概念的时候,我们其实暗含着许多东西有一个共同的当下的意思。我问4年后姐姐在干嘛,对于姐姐来说,4年后她已经回到地球了。但对我来说,等了10年姐姐才回到地球。如果你和你姐姐的时间快慢不一样,就无法去问当下这个问题。

刘任翔:我感觉作者想要消解的是“当下已经发生”这个概念。我们通常对于当下的理解是从不确定到确定的点,因为过去是确定的,当下也是确定的,但是不能准确地预测未来,不能说未来一定会发生什么事情。我们现在是2022年,可以看到2018年姐姐的情况,这个没问题。我想要完成的任务是知道姐姐2022年在干什么,但我知道这很慢,至少得4地球年。

作者想要消解的是“宇宙有同一个当下”这一想法;他想要消解的不是我的当下,我可以仍然有当下。他想问的问题是,我能不能说我的2022年就是我姐姐的2022年?这个问题之所以麻烦,是因为我不能在2022年的时候说我姐姐的2022年就是我在2026年要看到的事情。对于我来的时间轴来说,2022年的左边是确定的,右边是不确定的;但是在我看来,因为我在2022年看到的是我姐姐2018年的情况,所以2018年的左边是确定的,而右边是不确定的,这就导致了我没有办法知道2022年的她在干什么。也许我等到2026年,确实可以看到她2022年具体干了什么,但是那是2026年的事情;我在2022年的时候不能谈论她的2022年。我觉得最主要的矛盾是这个。至于她怎么旅行,包括她要10地球年才能到地球,我觉得不是很重要,因为那是2032年的事。

作者说的事情是,我在2022年的时候不能采取“宇宙视角”谈论姐姐的2022年,原因是,我在谈论她的时候,时间不是以2022年为界被划分为确定的过去和不确定的未来。

应该不会有那种矛盾,就是我既能在比邻星上看见她,又能在地球上看见她,这个应该是不可以的。不会出现这个问题,作者说的应该也不是这个。

任逸:如果她是2022年离开比邻星,这个2022年是我的2022年,对于她也是2022年吗?

刘任翔:因为我们要消解“有一个共同的2022年”这件事,所以我们只能一开始假设真的有共同的2022年,然后发现出现了悖论。

黄裕生:她22年离开,但是我们看到了不会马上看到她离开。我们应该是在26年看到她动身走。但实际上是在我们22年的时候她就走了,是不是?但是我们后面这几年我们看到她还在上面,实际上她已经不在上面了,但是我们看到她还在上面。所以就没有一个共同的现在。

刘任翔:那段时间是她的过去,却是我们的未来。

黄裕生:悖论应该是这个意思。

刘任翔:我觉得这是最简单的表述方式,虽然不是最严格的。

黄裕生:就是最直观的。

刘任翔:我们用这个表述其实很容易。我们就只考虑2020年这一点。假设有宇宙尺度的2020年,对于我和我姐姐是一样的话。但是,如果我在2022年看到了我姐姐的2018年。2020年是我的过去,因为我在2022年,但是是她的未来,因为我看到的是她的2018年。悖论就在于,为什么宇宙尺度的2020年可以既是过去又是未来?反过来说明,不能预设宇宙尺度的2020年。

任逸:我觉得作者想区分绝对的当下和我们能够测量、感知的当下。牛顿的绝对时空观隐含的不仅是能够测量的当下,而且是绝对的当下。

即便人感觉的当下因为光有速度这件事而有个延迟,也不妨碍宇宙有一个共同的、绝对的当下。宇宙有共同的当下,意味着什么?不管对于我来说,还是对于我姐姐来说,我们的纪年是按照相同的快慢去记的。我的4年也是我姐姐的4年,这才是绝对的、宇宙的时间观,宇宙尺度的当下。虽然我感知到的我姐姐的情况是4年前的,但这不妨碍我们设想一种上帝视角。这4年的“延展的现在”对于我来说好像是未知的,但在上帝视角看来,这4年只是对我而言的、接收上的未知,而我并不能左右这4年内我接收到的信息,因为它已经发生了。所以,它对我而言不是真正的可改变的未来,而只意味着信息接收的延迟。现在如果姐姐动起来,发生的就是另一件事。姐姐自己用了4年从比邻星回到了地球,而我等了10年,是不是说宇宙就没有一个统一的纪年了?因为我们两个都是宇宙的一份子,这是不是意味着宇宙没有一个绝对的当下,而不只是没有同一个可感知的当下?

刘任翔:前面都懂了,最后一点不太懂。我感觉,说宇宙没有统一的纪年,是论证了统一性的消失,不是当下的消失。我们在讨论统一性的消失时就在说,山上山下一个快一个慢。这里姐姐非常快速地旅行,她的4年等于我10年,这只是把差别变得更大了一点,说明了我跟她没有共用的时间尺度。但这并不说明对宇宙而言没有当下。因为“当下”是一个点,它跟时间的拉长、紧缩没有关系。拿两根等长的橡皮筋,一根绷得很紧,一根放松,我们仍然可以把它们上面点做一一对应。

任逸:我们如果承认宇宙有一个绝对的当下,能不能推论出:不仅宇宙的空间,还意味着宇宙里的万物度过的时间的节奏就必须是一样的?如果节奏不一样的话,万物就各有各的当下。如果宇宙万物身上都带着表,把它们都拨到一点,从这点往下走。如果这些事物在宇宙的不同位置,以不同的速度运动,过了绝对的一段时间之后,每个事物的表都走得不一样多。那我们还能说它们都在同一个当下吗?对“当下”的定义是不是一种摧毁?

刘任翔:因为我们总在说“当下”(present),所以我老是想用在场(presence)来理解当下。所以我会觉得,你在这儿,我出去溜了一圈,咱俩时间不一样,我过了4年你过了10年,但凡我回来咱俩面对面了,我就会觉得咱俩还是在共享同一个当下;只是在我出发的当下和我们俩见面的当下之间,咱俩时间的“松紧”不一样。

任逸:没错,我们俩在一起恰恰就是我们光锥重合了,所以那一刻我们是有当下的,恰恰是因为我们在一起,我们在一个点上了,而且以同样的速度,所以在那一刻我们是有当下的。

刘任翔:那么在中间我出去的这个过程里,之所以没有唯一的当下,只是因为咱俩没有一起在场吗?从哲学的角度看,这里好像说了一个非常平凡的命题:没有在场(presence),就没有当下(present)。

任逸:海德格尔的“出场”、“相遇”以及“关联”,还有康德的经常用的“与……相关”的说法,都和量子力学特别相近。量子力学说,唯有出场了,才能确定,不出场时都是不确定性。

黄裕生:只有出场,才有真正的当下?

刘任翔:这个用德语特别不好理解,因为我刚刚说presence和present,但是德语中,presence是Anwesenheit,而the present是die Gegenwart,这两个词没关系。我们刚刚得出的结论是:只有在Anwesenheit的情况下,才能够确定什么是Gegenwart。这就不是一个平凡的命题了,这是一个很不平凡的命题!

【注】刘任翔此处的发言基于海德格尔等人对Anwesenheit和Gegenwart这两个词的词源分析。前者指的是在近旁(an-)持续地展开出一物之所是(Wesen),而后者指的是以生成变化(werden; wart)的方式前来照面(gegen)。

问题4
时间的方向也消失了吗?

任逸:时间的方向是一个特别有趣的问题。物理学中所有的公式对时间的方向都不敏感,唯一的例外是某些热力学公式。在牛顿第二定律

中,由于变量t出现在距离对它的二阶导数中,因此把t变成−t,公式还是成立。如果不考虑热力学的问题,我松手放一个小球使之下落,好像是因为我放下去了它才下落;但如果有人把这个小球使劲摁在地上使之有弹性形变,然后再释放它,它也能弹起来回到我的手中。将这个小球设想为一个弹簧可能更好理解。如果将小球从手中松开后落下到地面的这个过程用摄像机拍下来,再用倒放的功能重新播放一下,对于这两个过程,我们并不能判断哪个在时间上是正向的,哪个是倒放的。因为它们都符合力学定律,也都符合因果律。

刘任翔:如果只看胶片,不知道是正放还是倒放前提是:不考虑摩擦损耗(摩擦涉及热力学第二定律)。可以正着来,可以反着来,都符合物理定律。

任逸:如果不知道初始状态是哪一个,相当于不知道谁是因、谁是果。唯有一个东西能够确立时间的方向,即热力学的熵的概念。用热力学第二定律表述:不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起任何别的变化。

刘任翔:我们通常使用的把热量从低温物体传给高温物体的仪器,是空调和电冰箱。电冰箱里本来就比外面冷,所以里面低温的,外面是高温的。我们想做的事情是让里面变得更冷,同时因为能量守恒,会让外面变得更热。让里面变得更冷的方式就是要把里面的热传出来。但是这么做必须引起别的变化,需要压缩机做功。这个系统的自然状态是冰箱停电的状态:此时冰箱里面就会变热,不会变得更冷。空调也是一样,要让冷的更冷,让热的更热,这件事情是需要引起“别的变化”(此处是压缩机做功)才能完成的。

任逸:这个规律是从观察到现象中反思总结出来的。最早是卡诺发现了热的传递方向的规律,但是他并没有进一步去考虑,为什么这样?后来克劳修斯发现了唯象规律背后更深层次的原理,因此他提出了一个概念叫熵(entropy),其微分表述为

并给出孤立系统的熵增原理(∆S ≥ 0)。

刘任翔:我们可以用具体的例子来理解。绝对温标(K)是用约273度加上摄氏温标下的温度得到。比如冰箱里面是273K,即 0℃;冰箱外面的房间里是293K,即20℃。我现在想要让冰箱里变得更冷,相应地屋子会更热一点。我要做的事情是把热从冰箱里传到外面。热力学第二定律说的是,我想做这件事可以,但是我不能不引起别的变化。现在用熵的表达式考察一下这个过程中的∆S,即熵的变化,从而刻画物理过程的所谓不可逆性。如果只有在熵增(∆S ≥ 0)的情况下,这个过程才能是自动的、不用引起别的变化的,我就说明了,自然中的孤立系统总是倾向于熵增。

根据能量守恒,我想要传递的热对于两边来说量是一样大的,假设我想要传递的热量是1000J。对于冰箱里面来说,它的Q的变化是−1000J,负号代表它失去了1000J的热量,而它的温度T是273K。对于冰箱外面的屋子来说,由于冰箱失去了1000J热量,所以屋子获得了1000J,与此同时它的T是293K。冰箱内部的熵的变化

屋子的熵的变化

我如果把它们加起来,得到的就是冰箱和屋子构成的一整个(孤立)系统的熵的总变化

这里得出一个负值,而这个过程按我们之前所说,不可能在不引起别的变化时自行发生。于是熵增原理就是说,对于孤立系统而言,∆S为负的过程不可能在不引起别的变化时自行发生。

我根据日常经验知道我没法从冰箱里往外传热而不引起别的变化,而必须得上一个压缩机。而反向的过程(∆S为正),只要我把冰箱门打开,就会自行发生。

任逸:这个是从宏观上来看。我们现在看玻尔兹曼公式所描述的微观情况:

S = k ln W

S是熵,k是玻尔兹曼常数1.38×10−23 J·K−1W是微观状态数。

从分子动理论来看,温度越高,分子无规则运动越剧烈。从而,在物理学家看来,这个系统就越无序。

刘任翔:不太能理解为什么运动剧烈就意味着无序。物理上能说一个系统越热,熵就一定越高吗?根据热力学第二定律,宇宙是熵增的,但是宇宙的平均温度趋向于降低。

我们讲“冷热”其实是讲一个东西的温度,不是讲它的热量传递情况。温度的定义是:大量分子做无规则运动的平均平动能的表征。对理想气体而言,温度与分子运动平均速度的平方成正比:

这是温度的定义。熵的定义不能直接对应,所以,并不是说所有温度更高的系统的熵一定更大。

任逸:一堆气体分子,是不是温度越高,熵越大,也就是说无序度越大?

刘任翔:温度越高,分子运动越剧烈是对的。但为什么运动越剧烈就越无序?我们能不能有序地剧烈运动?

任逸:我们如果想象绝对零度,那种情况下所有分子都是不动的。这被认为是一种秩序。

刘任翔:首先你说绝对零度的时候分子不动,这是绝对零度的定义。你说绝对零度的时候有序,我也可以承认。我能理解这为什么会被认为有序。咱们或许可以思考一下热力学的政治哲学前提。

任逸:其实这已经可以说明时间的方向为什么会消失了。在熵的定义中出现的有序与无序的区分,是基于我们人类的视角去理解这种秩序。在绝对零度下,所有的分子都不动。但我们为什么认为它是一种最高的秩序?这来自我们人类的视角。如果我们有一种洞察一切微观状态的视角,其实物质每一种状态都是一个特殊的、独特的状态,谈不上谁更有序、谁更无序。因此,时间的方向(熵增,从有序变得无序)也取决于人类的视角。

作者的例子是,如果我把一副扑克牌的4种花色分开,将每种花色按从2到A的顺序排列,在我们人类的视角看来,这很有序。现在我开始洗牌,洗得越乱,对于人类的视角来说就越没有秩序。但其实仔细想想,我们为什么说把花色分开就是有序?这只是因为我们用了一种宏观的视角去将各种微观的状态分类。但是如果我们视角更细化一点,是不是这54张牌的任何一种排列都是特殊的?

黄裕生:都是特殊的,这是一点。另一点是,对于打牌来说这样恰恰是能够更公平。你不会一下子抓的全是好牌。看起来抓的牌是无序的,但实际上从游戏的角度来说,恰恰为了在玩家之间形成一个公正的秩序。

刘任翔:作者的这种说法似乎与我了解的玻尔兹曼方程的解释是矛盾的。我熟悉的那个例子,不能用作者这种方式来消解掉关于有序和无序的定义。玻尔兹曼方程里,对数式中的W的物理意义是“宏观上被认定为同一状态的系统,在微观上可能有的组合方式的数量”,这是统计学上的定义。这个式子(S = k ln W)建立了所谓唯象热力学(phenomenological thermodynamics)和统计热力学的关系,左边是唯象热力学的熵,其定义dQ = dS / T仅涉及宏观量;右侧则是统计热力学下的微观表述。

举一个很有意思的例子的非常简化的版本。有一个封闭的、透明的箱子,假设这个箱子不在任何有方向的重力场里,而它的里面有6个全同的小球在飘着。我将这个箱子在想象中分成均等的左右两半,然后定义:当6个球都在左半边时,是一种更有序的情况,而最无序的情况是左右各三个球。熵增原理在这个系统里表现为:随着时间的流逝,它总是更倾向于出现一边3个球这种情况。尽管球在里面不停地运动,但是回到6个球都在一边这种情况的几率非常小。如果球有数十亿个(即如果它们事实上说的是分子),当然几率就更小了。这是直观上的情况,但是从统计层面怎么解释?

对于其中任何一个小球来说,可以认为它出现在左右两边的概率是相等的。整个系统有对称性,不能假设小球就喜欢往左去,或者就喜欢往右去。甚至可以认为,统计地看,每个小球有约一半的时间在左半边,另一半的时间在右半边。如果每个球都是这样,那么所有球都在左边的概率是

这是一个非常小的概率。而左右各3个球的概率是

这种情况的概率为什么不也是1/64?因为这些小球是全同的,互相是不可分辨的。在这种情况下,如果要算3个在左半边、3个在右半边的概率,要考虑20种情况:1、2、3号球在左边,4、5、6号球在右边;1、2、4号球在左边,3、5、6号球在右边,如此等等。波尔兹曼定义的W是什么?假设每次给这个箱子拍一张照片,可以被认为是一种情况的话,6个小球都在左半边只有一种情况,而3个在左半边,3个在右半边可以有20种情况。

【注】如果把小球的各种配置出现的概率作成一个图,会得到下图:



而当系统中小球的数量增加,这条概率曲线将越来越接近于正态分布曲线。如30个小球的情况:

这种情况下,我们把1和20分别带入W的值,会发现ln 20比ln 1要大,因而后一个系统(左右各3)的熵比前一个系统(左6右0)的熵要大。我们一开始说,系统倾向于熵较大的情况。

为什么我的这个结论跟任逸的扑克牌的例子得出的结论不一样?看起来都是在推导,为什么结论竟然会不一样?我感觉最主要的原因是,扑克牌中的每一张都标了号,在这副牌里是独特的,比如黑桃A就是黑桃A,就是独特的一张;而我刚才在推导的时候,假设6个小球是全同的;只有在它们全同的时候,那20种情况才是同一种宏观情况,才能把它们并在一起代入对数,否则每次都只能把1代进去。“123,456”和“124,356”,如果认为粒子不全同的话,应该是两种情况,而如果认为粒子全同的话,它俩是一种情况,而全同性又是因为我们在观察的时候无法分辨,无法给这些微观粒子编号。我们假定(比如说)每一个水分子都完全一样,这是做统计的基本假设。

这是我对于作者的论证有质疑的地方。因为在他举的例子里面,正好扑克牌是编了号的,每一种牌都有且仅有一张;而在实际的微观世界里面有大量的全同粒子。那么他用扑克牌举例来说的事情是否还适用于实际的微观世界?

黄裕生:这边有一个定义:6个小球都在一边的情况是更有序的。也就是说,随机性更大就更没秩序,随机性更小的、出现概率更小的,就显得更有秩序。

刘任翔:比如说,如果大家随便几点上班,第一种情况是大家都在8:00上班,第二种是有三个人8:00上班,剩下三个人10:00上了班。我们会认为第一种情况更有秩序,因为大家构成了对于一个原本非常自由的空间的划界,都恰好跑到了边界的一边。

黄裕生:秩序还是人定义出来的吧?

刘任翔:在概率论里,概率更小的更有秩序。这个其实也可以用打牌来说。抽到红桃3到红桃2的同花顺只有一种情况,但是一手烂牌有超多组合,所以一手烂牌是更无序的,原因是可以有超多的方法构成一手烂牌,但是只有一种方法构成一手同花顺。

任逸:这个似乎也不矛盾。这本书的作者要表达的是,因为人类的宏观视角的有限性,才有了时间的方向性。在宏观的视角看来,诸如温度、压力、体积这样的量都似乎很清晰。但是作者的观点是,在人类对于微观的(有限)视角看来,事情是模糊的。如果我们能够洞察所有微观的细节,就没有道理说一种状态与另一种状态相比谁更有序的。区分不了它们在时间上的先后。

刘任翔:他设想能够洞察每一个微观细节,这个条件非常强,要求非常高。他讲的不仅仅是能看见粒子的分布情况,而且是能够分辨每一个粒子。对于这个要求,我最直接的联想是莱布尼茨。莱布尼茨说,没有两片完全一样的树叶,每一个实体(单子)都是独特的,每个都如同一张“扑克牌”。与这种“没有两片一样的树叶”相配套的知识模式就是所谓神的知识(scientia Dei)。本书作者所要求的完美的知,甚至要能知道每一个单元的个体性,知道绝对的区别,否则还不能算是完美的。

黄裕生:不仅是每个独特的个体的位置,还有个体与其他个体的关系,他都能够知道。如果是这样的话,还有有序、无序的区别吗?

刘任翔:那种情况下,所有的秩序都是理智不完美的人的想象。对于上帝来说,所有情况都是等价的,没有特殊性。或者说,对秩序的把握是人的有限性的一个征兆。又因为熵增原理用秩序定义了时间的方向,所以时间只对人来说有方向,对于物理的视角、或者说所谓上帝视角来说,时间没有方向。

张远林(清华大学哲学系博士生):上帝一直在无时间(永恒)里。而且这种永恒不同于无限的绵延(sempiternity)。

黄裕生:这跟神学中的很多说法是一致的。

任逸:所以作者说,熵的概念捕捉的仅仅是我们模糊的视野所无法识别的微观状态的数量。他还说人正因为思想的时候是熵增的,所以人才有时间的方向感,能感觉到过去与现在,能够有记忆。

刘任翔:思想过程在自然的、生理的层面确实是熵增的,但是在思想的内容层面也有可能是往有序走。我终于想明白了一件事,这是不是变得更有序了?计算机科学里有一个叫信息熵的概念:计算机做运算,就是从外界输入能量,让信息熵减少,让信息变得更有序。整理一间屋子,就是让它有序。在我的思想的内容或者意识层面上越是熵减,我在自然层面就越需要熵增,准确地说是越需要消耗有序的能量。

任逸:还能引申到一些心灵哲学或者是宗教中“反思想”的观念。不思考反而能退到一种无时间的状态。

黄裕生:这是在减熵?

刘任翔:我稍微有一点怀疑。不思一般就意味着不做分别,但是我们刚刚说,上帝恰恰是要做最细的分别。

成果:上帝不用进行思考,全部已经分辨好了。

任逸:所以是直观。

张远林:对于那些细微的差别,上帝是直观到的。在我们看来很细的、需要费更多心力才能够得出来的东西,对上帝来说,都是同样浅层次的,也是同时直观到的。

黄裕生:对这个问题我们可以继续讨论。慢慢讨论,别着急,这个问题很难,物理学在这个地方跟哲学已经交叉了,甚至跟神学交叉,这是很有意思的。

刘任翔:很难考虑神作为一个物理系统的熵的问题。