科學(xué)研究是建立在觀察到自然現(xiàn)實(shí)與用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表述的理論，對(duì)這一現(xiàn)實(shí)表述之間關(guān)系的基礎(chǔ)上。如果理論的所有結(jié)果都被實(shí)驗(yàn)證明了，那么它就被認(rèn)為是有效的。這種方法已經(jīng)使用了近四百年，建立了一致的知識(shí)體系。但這些進(jìn)步都要?dú)w功于人類(lèi)的智慧和先驅(qū)智者，盡管如此，他們?nèi)匀荒軌驁?jiān)持自己先前存在的信仰和偏見(jiàn)。這可能會(huì)影響科學(xué)的進(jìn)步，即使對(duì)最偉大的人來(lái)說(shuō)也是如此（比如愛(ài)因斯坦）。
第一個(gè)錯(cuò)誤：宇宙學(xué)常數(shù)
在愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論杰作中，他寫(xiě)下了描述宇宙隨時(shí)間演變的方程式。這個(gè)方程的解，表明宇宙是不穩(wěn)定的，而不是像當(dāng)時(shí)認(rèn)為的那樣，是一個(gè)體積恒定的巨大球體，恒星在周?chē)瑒?dòng)。在20世紀(jì)初，認(rèn)為我們生活在一個(gè)靜止的宇宙中，在這個(gè)宇宙中，恒星的運(yùn)動(dòng)是不變的。這可能要?dú)w功于亞里士多德，他說(shuō)天空是不變的，不像地球是運(yùn)動(dòng)的。
這一想法引起了歷史上的反常：1054年，我們中國(guó)人注意到天空中出現(xiàn)了一種新的光線，但沒(méi)有歐洲歷史記錄提到這一點(diǎn)。然而，它可以在全天看到，并持續(xù)了幾個(gè)星期。這是一顆超新星，也就是一顆垂死的恒星，其殘余物仍然可以被視為蟹狀星云。在歐洲占主導(dǎo)地位的思想，阻止人們接受一種與天空不變的想法完全矛盾的現(xiàn)象。超新星是一種非常罕見(jiàn)的事件，平均肉眼只能在一個(gè)世紀(jì)內(nèi)觀測(cè)到一次。
上一次可以追溯到1987年，因此，亞里士多德認(rèn)為天空不變幾乎是正確的，至少在人類(lèi)生活的規(guī)模上是這樣。為了保持與靜態(tài)宇宙的想法一致，愛(ài)因斯坦在方程式中引入了一個(gè)宇宙學(xué)常數(shù)，這“凍結(jié)”了宇宙的狀態(tài)。他的直覺(jué)讓他誤入歧途：1929年，當(dāng)哈勃證明宇宙正在膨脹時(shí)，愛(ài)因斯坦承認(rèn)他犯了“他最大的錯(cuò)誤”。
第二個(gè)錯(cuò)誤：量子隨機(jī)性
量子力學(xué)幾乎與相對(duì)論同時(shí)發(fā)展，量子力學(xué)描述了無(wú)限小尺度上的物理（普朗克尺度），愛(ài)因斯坦在1905年對(duì)這一領(lǐng)域做出了巨大貢獻(xiàn)，他將光電效應(yīng)解釋為電子和光子之間的碰撞，即攜帶純能量的無(wú)限小粒子。換句話說(shuō)，傳統(tǒng)上被描述為波的光行為就像粒子流，正是這一進(jìn)步，而不是相對(duì)論，為愛(ài)因斯坦贏得了1921年的諾貝爾獎(jiǎng)。但是，盡管做出了這一重大貢獻(xiàn)，他仍然頑固地拒絕量子粒子世界不受經(jīng)典物理嚴(yán)格決定論的約束。
量子世界是概率性的，我們只知道如何在一系列可能性中預(yù)測(cè)發(fā)生的可能性。在愛(ài)因斯坦的盲目中，我們?cè)俅慰吹搅讼ＥD哲學(xué)的影響。柏拉圖教導(dǎo)說(shuō)：思想應(yīng)該保持理想，不受現(xiàn)實(shí)的偶然性影響，這是一種高尚的思想，但并不遵循科學(xué)的戒律。知識(shí)需要與所有預(yù)測(cè)的事實(shí)完全一致，而信念則是建立在可能性的基礎(chǔ)上，這種可能性是由部分觀察產(chǎn)生的。
愛(ài)因斯坦本人確信，純粹的思想能夠完全捕捉到現(xiàn)實(shí)，但量子隨機(jī)性與這一假設(shè)相矛盾。在實(shí)踐中，這種隨機(jī)性并不是純粹的噪聲，因?yàn)樗艿胶Ｉy(cè)不準(zhǔn)原理的約束。這一原理將集體決定論強(qiáng)加于粒子組，電子本身是自由的，因?yàn)槲覀儾恢廊绾斡?jì)算離開(kāi)空穴時(shí)的軌跡，但一百萬(wàn)個(gè)電子繪制了一個(gè)衍射圖，顯示出我們確實(shí)知道如何計(jì)算的暗條紋和亮條紋。
但愛(ài)因斯坦并不接受這種根本的非決定論，正如他挑釁性的結(jié)論所總結(jié)的那樣：上帝不會(huì)和宇宙擲骰子。愛(ài)因斯坦設(shè)想了隱藏變量的存在，即物理學(xué)家用來(lái)描述粒子的質(zhì)量、電荷和自旋之外尚未發(fā)現(xiàn)的數(shù)字。但實(shí)驗(yàn)并不支持這一觀點(diǎn)，不可否認(rèn)的是，現(xiàn)實(shí)的存在超出了我們的理解，我們不可能知道關(guān)于無(wú)限小世界的一切。
想象力偶然的突發(fā)奇想
在科學(xué)方法的過(guò)程中，還存在著一個(gè)不完全客觀的階段。這就是理論概念化的原因，愛(ài)因斯坦用思維實(shí)驗(yàn)給出了一個(gè)著名的例子：想象力比知識(shí)更重要。事實(shí)上，當(dāng)一個(gè)物理學(xué)家觀察不同的觀測(cè)時(shí)，他必須想象一個(gè)潛在的定律。有時(shí)，幾個(gè)理論模型會(huì)爭(zhēng)相解釋一個(gè)現(xiàn)象，只有在這一點(diǎn)上，邏輯才會(huì)再次占據(jù)上風(fēng)。情報(bào)的作用不是發(fā)現(xiàn)，而是準(zhǔn)備，它只對(duì)服務(wù)任務(wù)有好處，這樣，思想的進(jìn)步就源于所謂的直覺(jué)。
這是一種超越純粹理性的知識(shí)飛躍，客觀和主觀之間的界限不再是完全穩(wěn)固的。思想來(lái)自于電磁脈沖作用下的神經(jīng)元，其中一些特別活躍，就好像細(xì)胞之間有一條短路，在那里偶然性在起作用。但這些直覺(jué)，或人類(lèi)精神的“花朵”，對(duì)每個(gè)人來(lái)說(shuō)都不一樣，愛(ài)因斯坦的大腦產(chǎn)生了“E=mc2”，而普魯斯特的大腦則提出了一個(gè)令人欽佩的比喻。直覺(jué)是隨機(jī)出現(xiàn)的，但這種隨機(jī)性受到每個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)、文化和知識(shí)的制約。
隨機(jī)性的優(yōu)勢(shì)
這不應(yīng)該是一個(gè)令人震驚的消息，因?yàn)橛幸粋€(gè)現(xiàn)實(shí)不是我們自己的智力所能掌握的。沒(méi)有隨機(jī)性，我們就會(huì)受到本能和習(xí)慣的指引，一切讓我們變得可預(yù)測(cè)的東西。我們所做的幾乎完全局限于這第一層現(xiàn)實(shí)，有普通的關(guān)切和必須完成的任務(wù)。但還有另一層現(xiàn)實(shí)，在這層現(xiàn)實(shí)中，明顯的隨機(jī)性是關(guān)鍵特征，任何行政或?qū)W術(shù)努力都無(wú)法取代偉大人物所擁有的機(jī)會(huì)奇跡。愛(ài)因斯坦是創(chuàng)新精神和自由精神的典范，但他仍然保留著自己的偏見(jiàn)。
愛(ài)因斯坦的“第一個(gè)錯(cuò)誤”可以概括為：我拒絕相信宇宙的起源。然而，實(shí)驗(yàn)證明他錯(cuò)了，他對(duì)上帝擲骰子的判決意味著，“我拒絕相信機(jī)會(huì)”。然而，量子力學(xué)包含了強(qiáng)制性的隨機(jī)性。他的話回避了一個(gè)問(wèn)題，即他是否會(huì)在一個(gè)沒(méi)有機(jī)會(huì)的世界相信上帝，這將極大地限制我們的自由，因?yàn)槲覀儗⒈幌拗圃诮^對(duì)決定論中，愛(ài)因斯坦頑固地拒絕了。對(duì)他來(lái)說(shuō)，人腦應(yīng)該能夠知道宇宙是什么。海森伯格謙虛得多，他告訴我們，物理學(xué)僅限于描述自然在特定環(huán)境下的反應(yīng)。
量子理論表明，我們無(wú)法完全理解，但它提供了隨機(jī)性，這帶來(lái)了挫折和危險(xiǎn)，但也帶來(lái)了好處。人類(lèi)只能在短暫時(shí)間內(nèi)逃避這個(gè)世界的法則。停頓的瞬間，沉思的瞬間，純粹的直覺(jué)瞬間，…正是這些閃光，他才有能力成為“超人”。愛(ài)因斯坦是一位傳奇的物理學(xué)家，是一個(gè)富有想象力的完美例子。因此，他對(duì)隨機(jī)性的拒絕是一個(gè)悖論，因?yàn)殡S機(jī)性使直覺(jué)成為可能，允許在科學(xué)和藝術(shù)中進(jìn)行創(chuàng)造性的過(guò)程。
博科園｜文：Fran?ois Vannucci/The Conversation
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