吴鑫岩
圣诞节是西方国家中最隆重的节日,今年在中国似乎遭到了一些抵制。如果人们在国内接受过洗脑式的政治教育,往往就会认为所有宗教都是反科学的。一提起基督教人们马上就会想起当年伽利略所受到的迫害和布鲁诺所受的酷刑。然而,现代科学恰恰诞生在基督教所统治的西方国家中,而在缺乏宗教信仰的东方国家中反而没有出现科学的萌芽。
技术总是复杂的,而科学却是简单的。东方人面朝黄土背朝天,他们所看到的世界十分复杂,因此注重于技术。西方人则有仰望天空的精神,因此发现了科学。如果寻觅现代科学的起源,那就会追溯到古希腊的哲学。首先,柏拉图认为现实世界仅仅是抽象世界的一个投影,因此单纯靠观察这些“幻影”而不去思考抽象世界的“原型”一定会使人迷惑。其次,古希腊有一种“元素论”的思想,有人认为水或火是构成万物的基本元素,后来又发展出“四元素说”(土水气火)。如果用现代的概念来解释,那就是物质的四种相(固、液、气和等离子体)。当然,与现代科学最吻合的还是“原子说”。此外,欧几里德的几何原理揭示了自然界的一种公理体系。
基督教认为世界是上帝创造的,当然,上帝是人类按照自己的身影所创造的。由于当时科技水平的落后,人们相信在创世纪过程中上帝一定采用了某种简单的规则。当日心说的证据越来越充分的时候,基督教就承认了这个学说,因为它实际上比地心说更简单。此后,牛顿发现了力学三大定律和万有引力定律以后,基督教也是给予支持的,因为这似乎揭示了上帝创造世界的规律。其实,科学界也是追求简单的。如果两个理论都能够解释实验现象,那个简单的理论往往被认为更优秀(Ockham’s Razor)。爱因斯坦说过:“理论越简单越好,但不能过于简单。”
经典物理学具有决定论的特色,也就是说未来是可以根据现在的初始条件来预测的。当时的天文学提供了一幅十分完美的图像:通过对日月星辰的观测,人们可以准确地预测其轨道,从而可以算出月食和日食发生的精确时间。第一个对决定论构成挑战的也许就是所谓的“三体问题”,人们当时无法找到稳定的轨道。后来人们发现了混沌现象,任何微小的扰动都可以对结局产生巨大的影响。而量子理论证明人们的观测结果有物理的极限,因此不可能获得绝对精确的初始状态参数。所以,人们得出的结论似乎是未来不可预测,这让宗教界感到十分不爽。
当达尔文提出了进化论以后,基督教表示了强烈反对。在表面上进化论直接挑战了上帝造人的教义,在深层次上进化论似乎也违背了上帝创造世界的简单规律。其实,进化论也不复杂,它只有三条基本法则:第一是遗传,第二是变异,第三是自然选择。但是,这是一个开放的体系,上帝不再主导世界了,因此没有决定论的信仰那么让人心安。当计算机出现以后,人们对进化论有了新的认识,进化就类似于迭代过程。例如,Mandelbrot set可以产生十分复杂的分形,但是其迭代方程却极为简单:z(n+1)=z(n)^2+C。因此,复杂的现象似乎可以用简单的规则来描述。
其实,我们的神经系统也是靠迭代来实现学习的。如果我们重复地做一件事,大脑中的神经元之间就会建立起比较强的网络链接,从而做这件事就会变得越来越轻松。人工智能也利用了这种迭代的观念来进行深地学习。此外,人类的探索性科研活动也与此类似,科研工作者沿着不同的思路来探索解决方案,获得一些初步成功的方案会吸引更多的人转向这个方向。如今人们常用“研发”(R&D)这个词,其实“研”与“发”是两个不同的概念。西方文化对失败比较宽容,所以科研(Research)能力很强。而东方文化有成王败寇的观念,所以更善于做结局比较确定的优化工作(Development)。此外,东方的应试教育加深了人们对失败的恐惧感,因此那些成绩最优秀的学生反而很不适合做探索性科研工作。
如果把迭代的概念推而广之,人类社会的演化也可以看作是一个迭代过程。尽管其表现出纷繁复杂的形态,其背后的规则也许十分简单。例如,在唐朝早期出现的《推背图》能够预测未来几千年的事,迄今为止其预测都已经应验了。好莱坞在1999年拍过一个科幻电影Matrix,认为人类的生活实际上就是类似于计算机生成的一种动漫游戏。这似乎与佛教的观点暗合:“一切有为法,如梦幻泡影,如露亦如电,应做如是观。”当科学发展到了极致的时候,也许就与宗教可以达成共识。