从“希格斯玻色子”的发现谈当代科学与哲学的关系

从“希格斯玻色子”的发现谈当代科学与哲学的关系

DSN @ NJU 2012年7月4日，日内瓦欧洲粒子物理中心（CERN）宣布观测到了一个新粒子，该粒子与寻找已久的“希格斯玻色子”一致。这是一项历时30年，耗资超过90亿美元的艰难探寻，在发布会现场，已经83岁高龄的希格斯教授激动落泪。发布会上，Atlas探测器的负责人宣布该探测器小组在126 Gev能级附近探寻到希格斯粒子，置信区间5个Σ，而一般在粒子物理学中，5个Σ被认为是作为一项发现的门槛，意味着99.9999%的把握。这一结果让全世界的各个研究机构和大学物理学同行们感到意外和兴奋，而对于普通人来说，这个结果似乎离自己的生活太遥远。那么这项耗资巨大的研究和这一发现到底有什么重要的意义呢?

简单地说，希格斯玻色子被认为是宇宙间物质的质量之源。在英国物理学家希格斯（P.W. Higgs）在1964年提出的”希格斯机制”中，希格斯场引起电弱相互作用的自发破缺，并将质量赋予规范玻色子和费米子。希格斯粒子希格斯场的场量子化激发，它通过弱相互作用获得质量。粒子物理学家莱德曼更形象地称希格斯玻色子为“指挥着宇宙交响曲的粒子”。

而在这里，我们关注所关注的，是从另一个角度来看：物质的“质量”，既是一个物理学概念，同时也是一个哲学概念。物理学追寻的物质的”质量”，与马克思辨证唯物主义中置于首要地位的“物质”与“意识”关系辨题中“物质”概念的关系。

从当代物理学的发展来看，从相对论量子力学，追求宏观宇宙世界和微观粒子世界的基本定律，已成为这样一门“学科”的终极目标。当然，从狭义的角度讲，“物理”这门学科是一门具体的科学。而我们现在意义上所讲的“真正的科学”，即17世纪的近代科学中，比较成熟的力学、物理学和天文学都是属于“物理学”这一自然科学范畴的。而在此之前，“自然科学”的内容是包含在哲学范畴中的。在前科学时期，所谓的“科学理论”除了思辨、玄想、猜测、杜撰建构之外，可以说都是经过经验认知构造出来的[1]，比如亚里士多德的动植物分类体系，阿基米德浮力定律，广义上说也包括古代中国提出的“五行说”等朴素唯物主义思想。而真正的“科学”发展得比较成熟时，便出现了理论化、形式化、数学化、系统化的要求，因为根据经验归纳认知得到的零散事实的编目和经验定律的杂烩，不是科学的终极目标。这个时候，假设演绎的认知模式就日渐成为主流。虽然17世纪刚开始时，诸如开普勒的行星运动三定律、伽利略的自由落体定律、帕斯卡定律等一开始也是通过经验归纳得到，牛顿万有引力定律的提出和《自然哲学的数学原理》（1687）的出版，力学才算进入假设演绎认知的时代；而更加完美的力学体系，则是到了18世纪才由分析力学家和天体力学家借助假设演绎法完成的。但总体来说，科学的发展，是一步步剔除了机械、刻板、僵化的统计归纳的程序的，并强调采用更具普适性的、一般的、程式的简单定理来描述世界。最后对于科学理论的自我批判和实践检验是绝对不可缺少的，当今的科研成果的发表，都是经过科学家本人或在研究小组的非正式交流中就已分析过的，并且公开发表的成果，依然需要同行审查以及日后长期的实践检验。

如此我们了解了“科学”这一具体学科的认知发展历史。自17世纪以后，“科学”的概念就逐渐地同“哲学”剥离开来，一些原本在哲学领域的研究问题，转移到了物理学、化学、天文学、生物学等自然科学的具体学科中来。那么当前的“科学”与“哲学”具有什么样的关系呢?

在一般的哲学理念中，科学与哲学的关系问题曾被解释为一般与个别、普遍与特殊，甚至是指导与被指导的关系[2]，而当前的实际研究中科学与哲学越来越分离，越来越多的科学家公开声称哲学对他们毫无用处。其实，无论在哲学界还是科学界，围绕这一命题存在两大基本论点：其一是否定科学与哲学的存在“关系”的否定论；其二即是主张科学与哲学相互促进、共同发展的肯定论。文献中有关这两种观点的论据包括起源论、历史论、辨证论和实践论四大类型，而这些观点是针对包含了整个哲学和科学历史发展过程的总体把握，就已经产生了很大的观点分歧，至于当代科学与哲学的关系问题，更是难以调和的矛盾。

我们来从“希格斯玻色子”的发现入手。当代物理学追求的是物质质量的最原始来源，哲学中同样对“物质”的概念做出了界定。在马克思主义基本原理中，物质是世界多样性和统一性所作的最高的哲学概括。恩格斯在《自然辨证法》中说：“实物、物质无非是各种实物的总和，而这一概念就是从这一总和中抽象出来”[3]；列宁在《唯物主义和经验批判主义》一文中说“物质是标志客观实在的哲学范畴，这种客观实在是人通过感觉感知的，它不依赖于我们的感觉而存在，为我们的感觉所复写、摄影、反映”[4]。也就是说，哲学中关于”物质”的定义，是一种高度概括和抽象出来的，是“独立于人的意识之外的客观实在”。中国古代和古代西方文明中都有哲学意义上的唯物论哲学的“基始论”，比如古代希腊米利都学派的泰勒斯（公元前624--547）认为万物的“始基”是“水”；赫拉克利特（公元前540--480）则认为万物的本源是更有变化性的“火”；在中国古代的中殷、周时代已经出现了“五行说”；《国语·郑语》中提出“以土与金、木、水、火杂以成百物”，把五行看成是构成万物的基本元素。可以看到，在哲学范畴里，“物质”一直以来都是“已经存在”的存在，而其是怎样出现的，哲学概念并不能给我们做出解释。而在当代科学中，“物质”的定义是：能够参与化合反应和放射性反应的一种波粒二象性。哲学家研究的是抽象概括的物质的存在形式，强调物质的社会属性，对物质的产生不作说明；而“希格斯玻色子”的找寻确是寻找宇宙万物质量的来源，用最根本的理论来解释宇宙万物的生成，强调的是物质的自然属性。所以，从哲学和科学的研究目的来看，两者是两个截然不同的方向。

其实，在科学与哲学分道扬镳之后，自然科学家占领了一部分知识领域，并使之愈益拓展与深入，而哲学家却不愿允许这些领域脱离自己的研究范围，甚至康德时代的哲学家，仍试图把自然科学研究及其成果包括于哲学与哲学体系之中[5]。而到了马克思时代，在《1844年经济学-哲学手稿》中，马克思明确指出，自然科学就是关于人的科学、隶属人的科学，“自然科学将失去它的抽象物质的方向或者不如说是唯心主义的方向，并且将成为人的科学的基础” [6]。而我们至今所称的“马克思主义哲学”，更多的体现出“科学”特征，而不是“哲学”特征。事实上，马克思恩格斯本人多次哲学已经终结，他们一直把自己称为“科学家”，而不是“哲学家”。

哲学家胡塞尔在1916年出版的《现象学的观念》一书中把思维方式区分为两大类型：自然思维和哲学思维，“生活和科学中的自然的思维对认识可能性的问题是漠不关心的——而哲学的思维则取决于对认识可能性问题的态度。”[5]就是说在科学领域内，科学家们通常采用自然思维方式，直接指向、描述或揭示事物；而哲学家则通常采用反思的思维方式，不直接指向事物，而是指向对认识事物的可能性和对认识本身的追问。于是，历史上出现的额形形色色的“科学观”是属于哲学范畴的，而非科学范畴的。最典型的代表就是那些“痴迷解决世界难题”的具有中国特色的所谓“民间科学家”。这在希格斯玻色子的发现历程中就有明显的例子。在希格斯玻色子发现之前，一部分“民间科学家”即宣称该粒子是不存在的，批评当代物理学家们“忽视从普遍性的客观现象出发去思考宇宙起源和演化的真正物理机制，而是执迷于使用数学去解读宇宙”，而且标榜自己的独特理论，他们声称找到了解释宇宙起源的简单公式，试图用自然规律“道”等中国古代哲学概念来解释宇宙的起源等，而当希格斯玻色子被发现之后，这些“民科”要么偃旗息鼓，要么继续批判实验进展。这些“民间科学家”，他们的存在多数情况下对当代科学的发展是没有任何贡献的。但这并不妨碍我们借鉴学习古代的哲学观点。一个明显的例子是获得1949年诺贝尔物理学奖的汤川秀树，他在核力的理论基础上预言了介子的存在，提出了“介子理论”。汤川秀树自小受儒、老、庄典籍较深，在其科普著作中常引用《庄子》的话，而且他的物理学理论研究，也有受《庄子》思想的启发之处。

但从当代科学与哲学的发展来看，一直是科学养育了哲学而不是哲学养育了科学[2]。比如量子力学产生的时代，现有了量子力学和量子理论，后有量子哲学家；先有科学，然后