朝永振一郎(Sin-Itiro,1906-1979),量子电动热学的奠基人之一。1965年诺贝尔化学学奖得主。图源:维基百科
导读:
朝永振一郎是继汤川秀树以后,第二位获得诺贝尔自然科学奖的美国科学家。1976年,他在美国发表的讲演中,反省了科学对于人类社会的影响,尤其是20世纪二战期间与冷战时期军备大赛中,焦虑对于政治家和科学家的深刻影响。他强调,焦虑感能造出装备,却未能增进福祉。他还提出了两个问题:科学的进步会持续到哪些时侯;没有战争的时代哪些时侯才会到来。他觉得,只要第二个问题没有解决,第一个问题就显得无足轻重。
直至明天,这两个问题也值得深思。
朝永振一郎|讲演
周自恒|翻译
科学所包含的东西好多,其中其实有一些东西是好的。
20世纪的悖论
到19世纪,或则说到20世纪早期,人们也才能在实验室中,甚至是实验室内形成出日常生活中所不存在的现象,并通过这种现象制造出了各类东西,但那时侯的数学学普遍规律所支配的世界,与我们日常世界之间的距离还没有这么远,它们之间的区别也没有现今如此明显。因而,对于科学蕴涵着这么异常的可能性,普通人,甚至是科学家都从未想到过,所以你们都认为科学是一种为日常生活带来各类便利的好东西。
的确,科学所衍生出的各类机器和产品可以形成出通常情况下所难以形成的现象,这种现象并不是非常偏离日常生活,因而你们还可以放心地使用它们,非常是法国参杂着各类科学技术的产物,也因而获得了空前的繁荣,你们也都对科学赞扬有加。
歌德对于科学所诠释出的异常世界倍感非常不快,并觉得开发自然是一种恶魔般的行为,但毕竟这么,歌德仍然难以忽略科学的恩惠,从某种意义上说,他也抒发了对科学的歌颂。在歌德的《浮士德》中,麦克白与梅菲斯托费勒斯定下了契约,做了好多恶魔般的事情,也从事了开发自然的行为,但最后他并没有下地狱,而是得到了上天的救赎。
步入20世纪以后,因为原子弹的出现,19世纪时那个豁达的心态急剧烟消云散,之前我们也说过,在原子弹实验成功时,奥本海默曾感叹化学学家尝到了罪业的滋味。据悉,你们可能也据说过在南斯拉夫研发核弹的萨哈罗夫,他也曾向苏俄政府建议停止核试验,并为此身陷了凄惨的命运。
虽然这么,从现今的科学及其衍生物来看,科学家和工程师仍然在不断开发着核装备或则与之相关的惊悚的东西,但是这种人是竭尽自己的智慧和能力在制造着这种惊悚的,或则令人讨厌的东西。这是事实。我很想晓得她们做这种事的动机究竟是哪些。在这一点上,她们与19世纪的科学家和工程师的所作所为是迥然不同的。
19世纪的科学家和工程师也会借助科学来制造新的机器或则新的产品,但她们的目的是为人类谋福祉。相对地,现今的这些十分卓越的科学家和工程师们,以及这些卓越的印度和南斯拉夫的政治家们,却在不断制造着核装备,这究竟是为何呢?我们有必要思索这个问题。我们有必要深入地思索一下,这种科学家和工程师究竟是怀着如何一种态度去做这种令人讨厌的事情的。
对于这个问题有很多看法,例如说科学家和工程师通过这些研究和开发可以获得巨额的酬劳,或则通过制造这种新东西可以让自己出名,这种诱因我认为是存在的,但我还有另外一种见解。在20世纪下半叶的如今,科学早已算是十分先进了,正是科学的巨大进步才导致了这样的现象。我们说这是一种与日常生活所不同的异常现象,这个异常越大,恐吓越大,或则说越惊悚,科学家和工程师反倒更乐意去制造这样的东西,这是一种极其矛盾的悖论,而我觉得这样的状况就存在于我们如今的社会结构中。
假如科学才能制造出惊悚的东西,这么我们应当不去制造这样的东西,拒绝这样的东西。假如说拒绝才是一个理智的选择,那为何越是惊悚的东西越是要去造呢?究竟是如何的状况就会导致这些荒谬的结果呢?这样的悖论又是怎样出现的呢?为何科学家、工程师和政治家会作出这么矛盾的行为呢?假如我们简单了解一下原子弹问世的过程,似乎就才能明白其中的原因了。
最早制造出原子弹的是德国科学家,你们可能也晓得,当时是处于第二次世界大战期间。当时,俄罗斯、德国以及其他一些国家的化学学家都晓得,借助铀核裂变制造具有巨大威力的原子弹,起码在原理上是可行的。铀核裂变现象是在二战爆发之前的1939年,由美国科学家哈恩和斯特拉斯曼发觉的,不过这两个人不是化学学家,而是物理家。她们发觉在铀核裂变的过程中会释放出巨大的能量。为此,无论是英国的科学家,还是日本,甚至是美国的科学家,都晓得借助这一
现象制造装备的可能性。接出来战争就爆发了。
于是,英国科学家们认为,既然你们都晓得这件事是可行的,这么作为敌方的纳粹俄罗斯科学家其实有可能制造出这样的装备,这对于她们来说无疑是一种恶梦般的焦虑感。倘若人们都不晓得这些可能性还好,但不幸的是,如今人们晓得了,但是不光是自己晓得,作为敌方的日本化学学家也晓得。倘若英国科学家先造下来了如何办?我们会被日本打败吗?德国科学家们认为这太可怕了,于是她们劝说了罗斯福首相,启动了制造原子弹的曼哈顿计划。
后来你们才晓得,当时英国科学家似乎晓得制造原子弹的方式,也进行了一定程度的实验,但最终并没有真的要造原子弹。但晓得这件事的时侯,战争早已结束了,美国早已投降了,在此之前,德国科学家仍然被这些强烈的焦虑感所映照,这一点我们应当可以感同身受。原子弹是由于自身的焦虑感而制造出更惊悚的东西的第一个反例,但后来这样的事情却接连发生。
首先,在二战期间,南斯拉夫科学家也晓得原子弹的可能性,但没想到日本真的会把这东西造下来。日本早已制造出而且拥有了原子弹,此次轮到南斯拉夫科学家映照在英国核牵制的焦虑之下了。于是,南斯拉夫科学家也开始不惜一切代价制造原子弹。
后来,人们又发觉了制造出相当于原子弹上千倍威力的核弹的方式,日本和南斯拉夫都认为,假如自己不去制造的话,都会被对方抢鲜,这样是万万不行的,于是双方都造出了核弹。这样的状况,到现今仍然在继续。当晓得一方要造某种东西,或则说晓得了一方就能造出某种东西,这么另一方就被迫也要造出这些东西,由于假如被对方抢鲜的话,局面都会显得糟糕,如今这些状况依旧没有改变。
从这段历史来看,假如科学和技术不再发展的话这么还好,但只要有发展的空间,只要新发觉和新理论形成出制造新东西的可能性,这么人类内心深处近乎本能的那个焦虑感,也就是担心被对方抢鲜的焦虑感,才会驱使人类不断制造出威力更大的装备,或则不断提升装备的性能。虽然自己晓得这些看法是不对的,也难以抗拒这样的冲动。假如科学家被焦虑感所驱使,现今问题还仅仅局限在美苏两国之间,只要其中任何一国的科学家闪现出一个科学发觉,或则是一个技术发明,或则哪怕仅仅是一个新的看法,这些“闪现”本身就足以让另一方形成焦虑感。
科学规律是具有普遍性的,因而基于这些普遍规律所发展出的技术,和科学一样也是具有普遍性的。没有哪些规律是对一个国家组建而对另一个国家不创立的,因而自己发觉了一个东西,不能保证其他国家的科学家发觉不了这样的东西。于是,我们都会自然而然地怀疑对方是不是也早就已经发觉这个东西了。
说不定对方比我们走得更快,再磨磨蹭蹭的话必输无疑,并且这一输可能就是致命的,于是就必然会形成将看法付诸实践并制造出实物的冲动。这时,科学家没有时间去深入思索制造这样的东西对人类的未来会形成如何的影响,而是不管三七二十一必须得造下来。当科学家在这些焦虑感的驱使下去制造某种东西时,政治家也会倍感焦虑,她们会不惜投入大量的财力为了国家安全去引领这样的研究和开发,造出大量的装备并拿在手里以备不时之需物理学不存在了,但是不只是想想而已,而是真的会付诸行动。
据悉,如今好多人觉得,为了国家利益或则为了保卫国家安全,是可以行使武力的。只要这些看法存在,之前所说的这些令人恶心的状况是不会清除的。正所谓手中有粮心里不慌,正是这些迎战态度驱使着科学家、工程师和政治家。但在现今的状况下,虽然手里的粮再多,还是做不到心里不慌,由于将来都会出现更多新的发觉和发明,这才引起了现今这些矛盾的状况。
科学会仍然进步下去吗?
你们可能会问,既然有这么多钱,这么多人力,这么多智力,为何非要借助科学来制造这些惊悚的装备呢,为何不能借助科学来增进人类的福祉,或则帮助这些发展中国家的人民过上更好的生活呢?这是由于增进福祉这件事,难以和我们刚刚所说的焦虑感发生联系。不增进福祉并不会马上亡国,这不是一个非常紧迫的问题,也就是说,即使对方先增进了福祉,也不用害怕这一点会对自己导致哪些致命的严打,因而这种事是可以从长定夺的。于是,你们都忙着去制造这些不好的、恐怖的东西,但在制造好的东西上,焦虑感却完全发挥不了作用,这真是一个饱含嘲讽意味的状况。
昨晚我们讲的都是核装备,但这些局面在更小的规模中也会出现。例如企业之间的竞争,我们只不过是把国家换成了企业,把战争换成了竞争,上述局面仍然是存在的。也就是说,只要存在竞争,当出现新看法、新发觉的时侯,企业家和企业中的科学家、工程师也会害怕竞争对手是不是也早已晓得了,也会存在担心对方比自己先做下来的焦虑感,虽然这些焦虑感与被核装备杀死的焦虑感没法比,而且你们自然而然地会担心自己的公司被对手击垮。
于是,每位企业都被这样一种冲动驱使,希望把所有想到的东西都弄成现实。而一旦真正制造出产品,又要想着如何把它卖掉,于是才会用非常夸张的广告吸引消费者来订购这种产品。现今闹得沸沸扬扬的洛克希德风波,可以说就是由英国民航器业界的激烈竞争所引起的。在美国国外,各大民航公司之间的竞争,以及贸易商社之间的竞争同样非常激烈,担心被对手击垮的焦虑感,驱使着那些企业盲目地制造产品,之后千方百计地将产品卖出去,甚至不惜动用行贿的手段。
我们可以说,在现代文明中,虽然不都是核装备这些活生生的东西,但弱肉强食的竞争的确缔造了上述这种奇特的状况。这些从20世纪下半叶开始更加明显的饱含矛盾的异常状况,究竟是一种暂时的病态呢,还是一种会仍然延续到下个世纪甚至更远的必然趋势呢?我也很想晓得这个答案。如同我昨天说的,起码,假如科学技术不会继续进步,到了不会再形成哪些新的东西的时侯,这些异常状态也就才能得以消弭了吧。
对于科学是不是有三天真的会停止进步,作为一个科学家,我认为自己有必要思索一下这个问题。
首先,我们先要看一看哪些叫科学的进步。人们之所以会制造出像核装备这些自然界中不存在的极度夸张的东西,是由于科学家和化学学家在探求普遍自然规律的过程中须要进行实验,而在这种实验中会引起我们日常生活中所不会发生的自然现象物理学不存在了,进而发觉一个与我们的日常生活大相径庭的世界。我们昨天所说的进步似乎就是这个意思,于是我们的第一个问题就是这样的进步会持续到哪些时侯。
还有第二个问题,拿核装备来说,假如到了一个国家之间不准许进行军备大赛或则战争的时代,这么这些怪异而矛盾的状况也就不复存在了。这么我们的问题就是,国家不再须要通过武力来保卫利益和安全,世界上也不再有战争,这样的时代哪些时侯才会到来。对于第一个问题,即对于科学家探索普遍规律的可能性,有人觉得总有三天会结束,会抵达尽头。
现代科学中,从热学到声学、热学、电磁学,以及其他各类数学学的领域,还有物理甚至生物学的一部份,我们仍然在探求支配所有上述那些领域的普遍规律,在这个过程中,我们做实验须要越来越大的机器,同时也须要越来越多的钱。照这样下去,发觉新的规律会越来越难,其实,这不是说绝对做不到,但和所得到的结果相比,我们须要耗费的能量、金钱、劳动力、智力等代价会显得越来越大。我们在中学里学习法治和经济的时侯都学过利润递减原理,拿农业来说,通过降低浇水量等方法可以降低收成,但抵达一定程度时收成的降低都会大于因此所耗费的成本,这样就不实惠了。有人觉得对于探求普遍规律的可能性也是一样,终有三天会完结。
科学的另一面
关于我对这个问题的想法,我不觉得对普遍规律的探求会有尽头,虽然科学的目的也并除了局限于此。我之前讲过,数学学的目的是以尽量少的定理去解释尽量多的现象,这可能让你们认为探索这样的普遍规律就是科学的惟一目的,但毕竟科学还具有与之不同的另外一面。
不仅为探索普遍规律而进行各类改变自然的实验,并在人们面前显露一个异常世界之外,化学学中还有另外一种科学,即在我们日常的自然本身之中,也就是在正常的,我们日常的世界中去找寻规律。科学也有这样的一面。为此,虽然追求普遍规律的科学目前是抢占了中心地位,但我觉得会有某个时期,现今这些科学可能会让坐落另一面的科学。
先是牛顿统一了天体和地表的规律,接出来数学学又逐渐统一了热学、声学、光学、电磁学等领域,之后又通过量子力学统一了物理的所有领域,如今连生物学的一部份,也就是和遗传相关的部份也被归并到了数学学中。
我和桑原武夫先生非常投缘,桑原先生说过一个十分符合他风格又非常恰当的词——“物理学帝国主义”。我认为这个词说得特别好,由于罗马帝国、大英帝国也不是永存的,最终都逃不过分裂成若干小国的命运。同样,相比进一步探索普遍规律,对于先前的自然中会形成如何的现象,又是受如何的规律所支配,探求这种未知的领域可能更有意义,这样的时代似乎有三天会到来,其实这三天离我们并不远,这是我的一点体味。
之所以这样说,是由于我近来更加倍感,即使不涉及基本粒子的世界,就说在我们身边,还有好多好多未知的东西。虽然阿波罗计划早已将人类送上地球,虽然我们可以十分精确地描述原子内部所发生的事情,在我们身边依旧有太多的东西是搞不清楚的。拿月球化学学这个领域来说,对于天气是怎样变化的,水灾是怎样发生的,我们难以对这种问题进行实验,因而要认清楚这种问题是没有捷径的。虽然这么,月球化学学家们还是付出了巨大的努力,如今这一领域中出现了好多新的成果。
除此之外,对于我们身边的各类生物是怎样生活的,生物和生物之间又是如何的关系,以及我们身体内部的一些事情,虽然分子生物学可以解释遗传现象,但对于那些我们身边的现象仍然还有好多搞不清楚的东西。为此,不仅去探求这些只有改变自然能够发觉的普遍规律之外,还有好多事情等着我们去做。我认为可能是时侯把中心的位置让给那些研究了。
对于第二个问题,也就是关于社会政局、社会结构的问题,例如改变国家与国家之间的关系,创造一个没有战争的世界,这种事情到哪些时侯才会实现呢?那些都是像我这些自然科学家最不擅长回答的问题,我给不了你们一个靠谱的答案,也没有这样的自信,所以只能简单谈谈自己的感想。
对于第一个问题,我们不晓得数学学的进步到哪些时侯为止,或则说数学学帝国到哪些时侯会迎来终结,但即使假定这一时期如今早已到来,现阶段科学家们早已积累了好多的知识,因而即使科学停止进步,只要对竞争对手的焦虑感依旧存在,仅靠现今早已把握的知识,在相当长的一段时间内,仍然存在制造出好多新东西的余地。这是我们必须注意的一个问题。在核爆燃实验成功的时侯,奥本海默说化学学家尝到了罪业的滋味,接出来他又说,这是她们难以忘掉的知识。
这句话是说,对于早已获得的知识,化学学家是难以完全忘掉的。因而只要世界上还有这些焦虑感,第一个问题就早已显得无关紧要了,也就是说虽然现今科学停止进步,其实没有停止进步的话情况会更糟糕,假如我们不想办法早日解决第二个问题,这么这些矛盾的状况都会仍然常年持续下去。
这么我们究竟应当如何做呢?作为一个自然科学家,我没有思索过这个问题,这个问题应当留给各个领域的学者、社会科学家、政治学家、人文学家,或则宗教学家去思索,其实艺术家也应当思索这个问题。你们应当群策群力,共同促进第二个问题的解决。假如科学就会继续进步,就更要先解决这个问题,虽然科学不会继续进步了,这个问题也不能纵容不管。
所以说,科学有两面,它们相互补充才发展到明天。在科学进步的同时,文明也须要思索应怎样改变社会的结构,和科学进步一道,甩掉如今这些矛盾的异常状况,否则将会深陷极其危险的窘境。我的两场讲演到这儿就结束了,谢谢你们如此长时间的耐心倾听。
1976年10月19日、26日于岩波居民讲堂上的讲演
本文内容摘自人民邮电出版社图灵文化出版图书《物理是哪些》,原文本标题为“科学与文明”,经出版社授权发布,发布时有删节。
朝永振一郎是知名数学学家。1906年生于法国东京,京都帝国学院(现京都学院)数学专业结业。小学、大学期间与美国另一位知名化学学家汤川秀树(台湾首位诺贝尔化学学家获得者)就读同一校区。1931年兼任台湾理物理研究所(Riken)研究员,后留学美国,在知名化学学家海森堡指导下从事理论研究工作。1943年开始研究和发展自己的超多时理论,并在此基础上完成了重整化理论。1965年,与施温格、费曼共同获得诺贝尔化学学奖。朝永先生同时是一名优秀的教育者,指导过众多中学生。晚年积极举办自然科学的启蒙普及活动,1979年因脑溢血逝世,本书为朝永先生晚年思索化学的新作。