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老庄影响了汤川秀树的物理学研究?

科普小知识2022-07-11 23:06:28
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日本物理学家汤川秀树(1907-1981)越来越受到国内学者的关注。这种对思想兴趣的增加的一个标志是汤川的作品已经被翻译出版,相关的书籍也已经被国内学者出版。在我们迎来新世纪之际,中国科学技术协会资助并出版了一部名为《科学鸟瞰》的科技成果翻译本。目前,这一系列只有11卷,但仅汤川的作品就包括了3卷,即他的自传《旅行者:物理学家的记忆》,于20世纪60年代和70年代在日本出版,以及两部选集《人类创造与创造力和直觉:物理学家对东方和西方的研究》。国内学者关于道教与现代科学关系的著作大多有关于汤川研究与老庄思想关系的专门章节,如中国社会科学出版社2006年出版的《陶与现代物理学》。

这些学者关注汤川秀树,主要是为了了解为什么汤川作为一个日本出生的科学家,能够对物理学做出杰出的贡献。1935年,大阪帝国大学讲师汤川秀树发表了一篇论文,预测了一种未知粒子介子的存在,这种粒子能产生一种结合原子核的力。14年后的1949年,这项开创性的工作为他赢得了诺贝尔物理学奖,在当时的失败阴影下,在日本引起了巨大的社会反响。令我们惊讶的是,汤川的自然科学训练和他的介子研究工作都是在日本完成的。1939年,汤川第一次出国去欧洲参加一个学术会议。他以前从未离开过日本。

一些学者认为汤川在物理学上的巨大成就是与老庄思想的影响分不开的。然而,这不是一个可靠的观点。国内学者之所以持有这一观点,部分原因是他们接受了汤川自己的观点。汤川在成功后反思自己的研究经历时,认为老子和庄子的思想不同于其他物理学家,对他的物理研究产生了积极的影响。然而,汤川的观点并不像看上去那样可信。国内学者的这一观点也部分源于汤川对一些思想和经验的总结。然而,更深入的分析表明,汤川引用的那些思想和事件作为例子并不支持这一观点的结论。至于汤川介子理论在社会上流传的提议,受到老子和庄子思想的启发,这是一种荣誉。

模糊的观点

汤川在一些文章中提到,他的物理学研究深受老庄思想的影响。在总结他一生的物理研究时,他说:“我不同于其他物理学家。对我来说,这些年来吸引我的是老子和庄子的思想。尽管这是一种东方思想,但当我想到物理时,它仍然会无意识地进入其中。”①

然而,汤川没有像思想史学者那样仔细研究这种影响。也就是说,他没有提出一些观点来明确说明老庄思想对他的物理研究的影响,而是用他经过验证的思想经验来加以论证。相反,他通常只在触及主题时才说话。正因为如此,我们在汤川的文章中在这方面看到的要么是一些宽泛的词语,要么是一些跳跃和松散的思想,但我们看不到严谨和系统的讨论。

国内一些学者毫不犹豫地接受了汤川的观点。他们在对这些观点的真实性充满信心之前,并没有对其进行批判性的审查。他们直接信任这些观点,也许他们并不认为这些观点从头到尾都有问题。他们直接引用了这些观点,并将其作为论据来支持自己的观点,即老庄影响了汤川的物理研究。总之,在他们看来,汤川的观点无疑是非常可靠的。然而,真的是这样吗?

从逻辑上讲,一个可靠的观点必须是一个清晰的想法。如果一种观点所传达的意义是模糊的,我们不能清楚地认识到这种观点所代表的事态是什么,也就是说,我们通常所说的什么都不是,那么,除了满足人们的表达乐趣和制造意识形态混乱之外,它实际上并没有给我们提供任何实质性的知识。相信这些观点是可靠的是不明智的,因为它们是空洞的,不能被证实。因此,在讨论汤川的观点是否可靠时,我们可以问这样一个问题:汤川的观点是否清晰?

如果某个观点表达了一个清晰的想法,那么出现在其中的概念应该有一个清晰的含义。我们经常被一些概念迷惑,认为它们都有明确的含义,但事实上它们没有。例如,国内一些学者喜欢谈论东方思想对现代科学研究的价值。东方思想的概念似乎很明确,指的是源于东方的哲学。然而,东方是一个地域概念,在这片广阔的土地上产生的思想是复杂多样的。有些思想之间仍然存在对立或矛盾。如果我们在没有定义的情况下讨论东方思想在现代科学中的作用,我们实际上是在使用一个我们不知道的概念。此时,从讨论中得出的观点不可能是一个明确的想法。汤川在论述老庄思想对其物理学研究的影响时,使用了一些不够清晰的概念。

1973年,日本演讲俱乐部编辑了汤川的文集《创造力和直觉:物理学家对东西方的研究》。就像一些中文作品被翻译成英文并在中国出版一样,这本书被特别制作成英文版本,向西方读者介绍这位重量级物理学家对科学和东西方思想的观点。汤川为该书写了一篇序言,论述了老庄思想对其物理研究的影响。汤川当时已经70多岁了,他的观点可以说是他中年以来对这个问题思考的总结。汤川在这篇序言中指出:

正如我在这本书的第一和第二部分反复提到的,我甚至在上小学之前就开始熟悉中国古代书籍。在江户时代和明治早期,这应该是任何知识分子家庭的孩子的正常经历。然而,当我出生的时候,这种教育几乎已经不存在了。

当我后来开始学习物理学,所有现代科学中最典型的学科时,很难确定这种经历对我有什么影响。然而,可以肯定的是,这次经历极大地影响了我的人生观和世界观。老子和庄子的思想影响特别大。在历史上,道教已经成为儒家思想的对立面,同时也包含了一些与现代科学思想相冲突的思想。因此,在我从事物理研究后的很长一段时间里,这些想法还没有出现在我的意识中,尽管这并不一定意味着它们在我的潜意识中不起作用。[汤川秀树2000,前言]

在谈到老庄等中国古代思想家对他的物理学研究的影响时,汤川使用的一些重要概念缺乏明确的含义。例如,汤川思想的关键在于他相信老子和庄子的思想影响了他的世界观,从而影响了他的物理学研究。那么,老庄的哪些思想影响了他呢?在这种影响下,他形成了什么样的世界观?读这篇文章,我们很难对老庄在他的论述中所指的思想和世界观有一个清晰而具体的理解。例如,世界观就是我们通常所说的世界观,通常指的是对世界的总体看法。然而,对世界的总体看法是不同的。一些常见的对立观点包括唯物主义和唯心主义、还原论和整体论、机械论和有机论等。那么汤川的世界观是什么?如果汤川对自己的世界观没有一个清晰的解释,我们怎么能谈论老庄对它的影响呢?因为这些概念很难被称为清晰的思想,所以包含这些模糊概念的各种观点是不可靠的。

两个未经证实的想法和经历

除了讨论老子和庄子的思想对他自己的物理学研究的影响之外,汤川还在一些文章中回忆他的思想和经历,说当他在思考现代前沿物理学的一些问题时,他会突然想起中国古代哲学家老子和庄子的一些思想。汤川对他脑海中古代思想和现代科学之间的这种相遇深感惊讶。有时,他会写文章,把这些想法和经历连同他的想法和想法一起发表。

汤川在文章中回忆的这些难忘的思想和经历,常常被国内一些学者作为证据,证明汤川的物理学研究确实深受老子和庄子思想的影响。如上所述,虽然汤川在一些文章中提到老庄在他的科学研究中的积极作用,但这些观点过于宽泛。在国内学者看来,汤川所回忆的这些思想和经验,只能用来具体探讨老子和庄子思想对其物理学研究的影响。然而,这些发生在汤川头脑中的意识形态事件并不能为他们的观点提供有力的支持。

如果我们说一件事影响到另一件事,那么在时间上,施加影响的事先出现,而受影响的事出现得晚。虽然时间上在前的事物不一定影响随后的事物,但是如果事物A影响事物B,那么事物A必须具有时间上在前的性质。我们知道,科学研究包括许多环节,例如确定要研究的现象,为这种现象提出实验性的解释或假设,根据假设作出一些预测,设计适当的实验来验证它,等等。如果说老庄思想影响了汤川的具体物理研究,也就是说,影响了上述一个或多个环节,那么老庄思想肯定在时间上早于它或它们。到底发生了什么?

1961年,汤川写了一篇题为《庄子》的文章,回顾了他在思考基本粒子背后的本质时所经历的奇妙的思想历程。本文成为人们谈论老庄思想对汤川物理研究影响的最著名的材料。汤川在他的文章中说,四五年前的一天,当他在思考这个问题时,他突然想起了庄子的混沌寓言。南海的皇帝和北海的皇帝突然在*皇帝混乱的领土上相遇,受到了热烈的欢迎。为了报答混沌的恩情,舒突然意识到每个人都有七窍可看、可听、可吃、可休息,于是他为混沌日凿出一窍,于7日死于混沌。

“我为什么要想到这个寓言?”汤川问自己。然后他分析了原因。事实证明,在物理学中已经发现了30多种不同的基本粒子。科学家们想知道,如果世界上有这么多最小的单位,它们还是基本的吗?一些物理学家致力于研究基本粒子的这个基本理论问题。类似于海森堡和其他西方科学家,汤川设想所有事物中最基本的东西可能没有固定的形式,但它有分化成各种基本粒子的可能性。在日常用语中,这种事情可以说是一种“混乱”。当他以这种方式思考这个问题时,一些有趣和意想不到的事情发生在他身上:他想起了《庄子》中的混沌寓言。[汤川秀树2000,第61-66页]

汤川在上面的叙述中谈到了两件事。首先,当他思考基本粒子问题时,他想起了庄子关于混沌的寓言。其次,他对这个问题提出了一个试探性的解释或假设,认为它不应该有固定的形式,而是可以区分成各种粒子。在汤川的回忆中,后来提到的事件首先发生,汤川不是唯一有不同看法的人。前面提到的事件后来发生了。此外,汤川认为正是因为这样一个试探性的解释或假设,他才想起庄子的混沌寓言,即“当我以这种方式思考问题时,我才想起庄子的寓言。”因此,汤川对基本粒子的解释没有受到庄子的混沌寓言的影响,而是成为他思考寓言的机会。在汤川回忆的思想经历中,我们看不出他的研究有哪些方面受到老庄思想的影响。相反,他的一些物理学观点使他想到老庄的思想。

汤川对自己思想和经历的回忆突然结束了。在文章的后半部分,他对庄子的寓言本身提出了一种新的理解或解释,对庄子“其实有一些与我今天的想法非常相似的想法”以及他基于这种新的理解对庄子思想的积极评价感到惊讶。

国内一些学者在谈到老庄思想对汤川物理研究的影响时,往往会提到汤川对老庄思想的一些现代诠释。这是不合适的。因为当我们谈论老庄对汤川物理学研究的影响时,我们谈论的是已经发生的事情。汤川基于现代物理学对老庄思想的阐释,实际上是对老庄思想的个人化阐释。汤川认为,老子和庄子的思想是一种深刻的哲学,蕴含着伟大的智慧,与现代前沿科学理论相吻合或高度一致。因此,他主张它们有利于现代物理学的研究,并在理解老庄思想内容的基础上评价它们应有的现代科学价值。可以说,汤川只是推断它们应该对物理学研究产生积极的影响,这与老庄对汤川的影响完全不同。

三介子理论与老庄的思想无关

介子理论的研究是汤川一生中最杰出的工作。汤川出生于1907年。他于1926年被京都大学物理系录取,三年后毕业。1934年,27岁的他提出了介子理论,达到了他物理学研究生涯的顶峰。在接下来的几年里,汤川和几个日本物理学家进一步发展了介子理论。大约从1941年开始,汤川就痴迷于建立统一的物理理论。这种工作已经做了30多年了,但没有什么大的进展。可以说,“我浪费了30年,却一事无成”。[汤川秀树2000,第26-36页]

人们普遍认为汤川的介子理论是受老庄思想的启发。这种观点基于以下原因,即介子理论与庄子的混沌寓言密切相关,或者说老庄思想深刻影响了汤川的世界观,那么汤川的介子理论自然会与老庄思想密不可分。

所谓汤川,受混沌寓言的启发,提出了介子理论,这完全是张冠李戴的一种。最终,汤川提出了介子理论,比他思考物理时想到的混沌寓言早了20多年。1934年9月,一场强台风横扫京都、大阪和神户地区,几天后,介子理论在友川的大脑中出现并得到澄清。在1964年纪念介子理论30周年的庆祝仪式上,汤川幽默地说:“尽管台风的能量无法控制,但我们可以预期台风会产生极其集中和无私的效应,从而促进基本粒子新概念的诞生。”②

汤川在思考物理学的时候,突然想起了上面提到的学术论文《庄子》中记载的那个混乱的寓言。我们知道这篇文章写于1961年,他回忆的思想和经历发生在之前的四五年。也就是说,大约在1956年的一天,当他正在思考物理学的时候,混沌寓言突然进入了他的脑海。他早年提出介子电离理论已经有22年了。

尽管汤川的思想都是关于基本粒子的,但这个话题的内容是不同的。介子理论关注基本粒子的相互作用。汤川在理论中假设有一种新粒子,介子,我们不知道。对汤川来说,“如果我们承认伴随着核力场的介子一定存在,那么各种现象,如原子核和宇宙射线,都可以很容易地解决,甚至不会有不可理解的现象遗留下来的物质世界的本质。”[汤川秀树2002,第281页]

然而,大约在1956年,当他在思考基本粒子的时候,他关注了许多基本粒子背后的现实。因为到1956年,物理学家已经发现了太多新粒子。对物理学家来说,新粒子太多了,所以它们不是“基本粒子”。汤川试图找到一个比粒子更基本的现实,以便构建一个统一的物理理论。

显然,无论从时间还是从内容来看,汤川的介子理论和他的庄子混沌寓言思想是两回事。人们认为唐川的介子理论与庄子的混沌寓言密切相关。当思考1956年前后基本粒子背后的现实时,这让唐川想起了庄子的混沌寓言。它附属于唐川1934年提出介子理论的工作。在汤川自己对介子理论工作的评论中,我们看不到他提到的混沌寓言的直接启示。这就是原因。

与上面讨论的简单错误不同,下面观点中的问题更不明显。一些学者认为老庄的思想影响了汤川的世界观,而这又会潜移默化地影响汤川介子理论的形成。也就是说,这种影响是难以察觉和无法实现的。汤川本人也赞同这一观点。在《创造力和直觉》的序言中,他指出:“在我从事物理学研究后的很长一段时间里,这些想法(指老子和庄子的思想——作者的注释)并没有出现在我的意识中,尽管这并不一定意味着它们在我的潜意识中不起作用。”[汤川修书2000,前言]汤川的这番话表明,他从事物理学研究后,在很长一段时间内,在思想上和思想上与老庄没有任何联系。这里的“长时期”至少应该包括从汤川大学毕业到介子理论的五六年。换句话说,在汤川提出介子理论期间,他与老庄没有任何可察觉的思想联系。然而,汤川确信老庄的思想影响了他潜意识中的物理学。

老庄的思想对汤川的物理研究有潜在的影响。事实上,它把一个信念当作一个未经证实的事实。根据定义,潜意识是不能被观察到的。因此,在很长一段时间里,科学家们拒绝了这个概念,因为它将成为建立无法验证的知识的便利工具。然而,在当代认知心理学中,潜意识的概念受到了新的关注。心理学家认为,尽管人们不能有意识地表达“无意识”,但无意识的效果可以从经验观察中推断出来,[·索斯等人,2008年,第126-130页]。老庄的思想对汤川物理学研究的影响是无法用经验观察来支持的。

汤川的物理研究工作是一个我们可以观察到的经验现象。那么,他的哪一项研究能让我们推断出这是老庄思想潜在影响的结果呢?事实上,汤川本人和持有这种观点的学者都没有在这方面做过任何工作。在这种情况下,我们怎么能推断老庄已经潜在地影响了汤川的物理学研究?

结论

在国内积极评价中国传统思想文化的学者眼中,老庄在汤川的物理研究中发挥了积极作用,这是不争的事实。一位学者以提问的形式强调了这一观点:“古代道家智慧对推动人类文明发展、改变人们生活方式的现代物理学有什么积极作用?这似乎是一个奇妙的问题。然而,著名的现代物理学家汤川秀树以其卓越的科学研究成果和特殊的工作经历对这一问题给予了肯定的回答,使“神话”成为现实。③

然而,上述讨论表明,汤川的物理学研究深受老庄思想影响的观点是不可靠的。汤川自己的评论和他回忆的一些想法和经历都不足以支持这种说法。社会上流传的关于介子理论是受混沌寓言启发的谣言是一种附属会议。没有确凿的证据证明汤川为我们创造了一个神话。

事实上,在评价老庄思想对汤川物理研究的影响时,连他自己也陷入了一种困惑。在前面提到的序言中,汤川说,很难确定他对中国古典(包括老庄)的熟悉程度会如何影响他的物理工作。所谓的“不容易确定”只是另一种说法,即没有发现明确的影响。

基于汤川的物理学研究深受老子和庄子的影响,国内一些学者主张当代科学家应积极寻求道家的启示。事实上,如果像他们说的那样,老庄的思想真的影响了汤川秀树的物理工作,并使他在20世纪30年代在物理学研究的前沿领域取得了“辉煌”的成就,那么这个几十年前的成功案例,在抹去了今天的历史之后,仍将对中国的物理学家具有很大的启发和启发意义。因为如果是这样的话,汤川借鉴老庄思想解决物理问题的经验,给我们展示了一条独特的科学研究道路,即把中国古代道家思想遗产与现代科学研究相结合,实现尖端科学研究的突破。中国科学家的独特之处在于,他们比其他国家的科学家更容易进入老庄的思想世界。只要我们积极地从这一古老的思想遗产中发现有用的知识,我们也可能在前沿问题上取得突破性进展。

然而,汤川的物理工作与老庄的思想密切相关,这是一个不可靠的观点,尚未得到明确的阐述和论证。换句话说,目前学者提到的证据不足以得出这样的观点。那么,将汤川树立为一个将东方思想与现代科学结合起来激励更多科学工作者的科学家的榜样是不恰当的,也不会产生任何实质性的积极影响。事实上,汤川晚年将自己定位为东方物理学家,致力于探索东方思想对现代科学研究的价值,也希望他的“独特”研究经历能够启发后来的日本物理学家。然而,令人遗憾的是,半个多世纪过去了,我们没有看到任何日本科学家站出来承认他受到了汤川的影响,并通过将东方思想融入他的科学研究而做出了巨大贡献。作为“东方物理学家”,汤川是孤独的。