导读
推波助澜更待谁? 李国伟 《宇宙波澜》出版于1979年,是戴森五十六岁时写给非专业读者的第一本书,之后三十余年间又出版过九本这类书,然而此书「字字发自肺腑,比其他几本书投注更多的心血与情感。」如果只允许一本书流传后世的话,他会选择这本。
戴森的成就跨越数论、量子电动力学、固态物理、天文物理、核能技术、生命科学等等。他曾经表示在追求科学真理的道路上,并没有恢弘的蓝图,看到喜欢的问题与素材就拥入怀抱,应属「解决问题的人,而非创造思想的人」。这是戴森自谦的说法,他其实已是发扬科学文化的思想大师。「科学文化」比一般简化科学知识、引起常民兴趣的「科普」范围更为广泛,这种写作把科学纳入文化的脉络,带领读者以宏观视野与人文关怀,观察、检讨、评估、预想科学对于人类的深刻影响。
《宇宙波澜》英文序引述了两位物理学家的对话,齐拉德(Leo Szilard)告诉贝特,自己有写日记的念头:「我并不打算出版日记,只是想把事实写下来,给上帝参考。」贝特反问他:「你不认为上帝知道一切事实吗?」齐拉德回答:「祂知道一切事实,但是祂不知道我这个版本的事实。」《宇宙波澜》恰是渲染了戴森个人色彩的记忆手札,而不是完整的自传,例如戴森并未在情感生活上有所着墨。
串联科学与人性
戴森很早就显现数学天赋,某次假期里他埋首演练微分方程问题,以致与周边活动疏离。戴森的母亲并不鼓励他过度沉浸于功课之中,因此讲《浮士德》的故事给他听,强调浮士德的最终救赎来自同舟共济的行动,在投身超越一己的崇高使命后才获得喜乐。母亲告诫他绝对不要忘却人性:「当你有朝一日成为大科学家时,却发现自己从来没有时间交朋友。这样的话,就算你证明出黎曼猜想,如果没有妻子、儿女来分享你胜利的喜悦。又有什么乐趣呢?」戴森母亲的话,不仅是他一生学术工作的精神指引,即使一般科学工作者听来也应感觉醍醐灌顶。
戴森在剑桥大学求学时主修数学,不过也跟老师克莫尔(Nicholas Kemmer)学会许多物理学家都不熟悉的量子场论。秉持这项优势,他在24岁投身美国康乃尔大学物理系贝特教授门下。经过短暂的一年,「得到理想的量子电动力学,既有着施温格的数学精确,又有费曼的弹性。」1985年施温格、费曼、朝永振一郎共同获得诺贝尔物理奖,杨振宁曾经为戴森打抱不平说:「我认为诺贝尔委员会没有同时表彰戴森的贡献是错误的,我今天还维持这种看法。因为朝永、施温格、费曼的论文都局限在低阶的计算,所以他们并没有把重整化研究方案做完。只有戴森敢面对高阶的问题,才完成了整个研究方案。……他使用上述概念,排除万难深入分析,最终证明了量子电动力学可以重整化。他的洞识与能耐,实在是不同凡响。」
虽然戴森因完成重整化纲领而暴得大名,但他从来不吝啬赞美别人,在本书第二部的头几章里,他将几位物理学史上的英雄,描写得栩栩如生,其中样貌最突出的包括费曼、欧本海默、泰勒。
戴森对于费曼的追忆具有喜剧色彩。他曾说,去美国留学时并不预期能碰上物理学的莎士比亚,但是费曼这位「半是天才,半是丑角」的青年教授,却让他像英国剧作家强生(Ben Jonson)景仰莎士比亚一般,全心全意学习费曼的思考方式与物理直觉。社会大众的目光所以会聚焦于费曼,多半是因为《别闹了,费曼先生》这本书特别畅销。但是《宇宙波澜》比该书早六年出版,已经为费曼的登场做了最吸睛的宣传。
关于欧本海默与泰勒的故事,多少有点悲剧成分。跟费曼那种不拘小节口无遮拦的美国佬形象相比,欧本海默像是背负厚重西方文化传统的菁英份子,「揉合了超然哲学与强烈企图心、对纯粹科学献身、对政治世界的娴熟与灵活手腕、对形而上诗词的热爱,以及说话时故弄玄虚,好做诗人风流倜傥状的倾向。」欧本海默因为领导研制原子弹立下大功,所以登上了《时代》与《生活》杂志封面,成为美国人景仰的英雄。
他后来卷入政府内部的权力斗争,在麦卡钖猎巫时代从云端跌落凡尘,只能单纯担任普林斯顿高等研究院院长。欧本海默大胆延聘29岁没有博士学位的戴森为教授,以期栽培出另一位波耳或爱因斯坦。可是戴森自我检讨后,认为费曼应该会是更恰当的人选。事实上,费曼曾经婉谢高等研究院的延聘,他需要教书的舞台来发光发热,没有胃口窝在像修道院的地方,苦思冥想宇宙真理。
泰勒故事的悲剧成分,本质上与欧本海默颇为类似。他们分别达成制造原子弹与氢弹的目标后,各自寻求政治力介入,以确保自己建立的事业不致落入不当人士手中。最终欧本海默获得学界的赞许,却从权力场上彻底溃败。泰勒虽然在斗争中取得上风,但因为他对欧本海默不利的证词,令学界羞于为伍。戴森引用了不少诗句描述欧本海默,恰如其分反映出欧本海默的风格。在回忆泰勒的末尾,通过无意中听到有如父亲弹奏的悠扬琴韵,也还原了泰勒灵魂深处哀感的真情。
放眼全球
戴森在《宇宙波澜》第二部里,花了相当多篇幅谈军备竞争、裁军与限武、核武扩散等议题。因为在世界核武的剧场里,台湾毫无扮演任何角色的机会,使得我们对于核问题的关注,只纠结在造成社会矛盾的核能发电(特别是核四)问题上,也许新一代读者会轻忽《宇宙波澜》的第二部。其实戴森讨论的问题涉及全球博弈,是大战略的思维方式,这种眼界正是台湾新生代迫切需要培养的。以人口、经济力、地缘重要性来讲,台湾在世界上都不是毫无分量。年轻人的视野不能压缩到只关心在地问题,必须要提升自己眼界,使得在全球竞争的棋局里,有建构致胜策略的能力。
「我真敢掀起宇宙的波澜吗?」是英国诗人及剧作家艾略特的诗句,也是本书书名的来源,透露了戴森有勇气、有想像力,预见生命向宇宙的扩散。《宇宙波澜》的第三部虽然包含了浓重的科幻成分,但所写的并不是小说,而是立足于科学的合理推断。戴森从八岁起,就爱阅读脍炙人口的科幻小说,迷恋未来即成为他自小的嗜好。他把未来做为镜子,「用这面镜子将当前的问题与困境推向远方,以更宽宏的视野来关照全局」。
戴森推测「绿色」科技将协助人类向外太空移民,而且还有各式各样的物种顺道迁移。一旦这些物种站稳脚步,就会迅速扩张,进一步多样化。为了使这些物种适应其他星球的环境,有必要使用基因工程改良它们的性质。然而操作基因的本领,使得科学家几乎有扮演上帝的能力,这又是一次浮士德式的诱惑,很难让人不因滥用能力而丧失理智。戴森除了维护生物学家探究基因工程的自由,也认为应该「严格限制任何人擅自撰写新物种程式」。
不过在2010年5月,文特(Craig Venter)宣布制造出世界第一个能自我复制的人造生命,今年他的团队又成功将此人造生命的基因数减少到473,并且继续追求制造人工生命的最少基因数,这种进步将迫使科学家面对无可回避的伦理难题。
1992年戴森曾经演讲「身为叛逆者的科学家」(The Scientist as Rebel),2006年还以此题目做为文集书名。戴森认为每种「科学应该是这个样子」的规范性教条,科学家都应该加以反叛。虽然戴森重视「叛逆者」的重要性,但他毕生投身科学的研究、反思与普及工作,动机并非出自变革世界的野心,而是对大自然的赞叹。除了《宇宙波澜》外,台湾还出版过戴森的《全方位的无限》与《想像的未来》两书。戴森旁征博引富于诗意的笔触,文气如行云流水倜傥起伏,阅读他的作品真是一场心智飨宴。期盼继《宇宙波澜》再次出版后,能有更多戴森着作的中译本嘉惠学子。
(本文作者为天下文化「科学文化」书系策划者之一、中央研究院数学研究所兼任研究员)
中文版序
科学.浪漫.人文关怀 本书从浪漫的角度来看科学世界,把科学家的生活比作个人灵魂的航程;它有意略过每个科学家生活、工作所在的机构,与政治、经济的既定框架。在科学史上,团体与个人应当是等量齐观的,但是大部分的历史学家,往往着重于机构与团体的活动。本书特别强调个人,因为我希望写点新鲜而与众不同的东西,我对科学的浪漫观点并不代表全部的真理,却是真理中不可或缺的重点。
中文读者很可能比美国和欧洲的读者,更习惯于视科学为集体创作的事业;也因此,我很高兴将我个人的观点介绍给中文读者。如果你不觉得我笔下的故事新奇又陌生;如果你没有发现它与你习惯的思考方式有所出入,那就枉费了本书写作的初衷了。
《宇宙波澜》我的最爱
本书于十四年前在美国付梓,之后我又陆续为非专业的读者写了四本书,然而《宇宙波澜》一书仍是我的最爱。它是我的第一本书,字字发自肺腑,比其他几本书投注更多的心血与情感。如果说我的着作只有一本能流传千古,而我又有权选择保留哪一本的话,我将毫不犹豫的选这一本。
成书之后的十四余年来,我们看见在科学界,以及在政治界、经济界,都发生巨大的变化。科学上,我们看见生物学的走红与物理学的相对衰疲;政治、经济上,我们看见中国、日本的窜升与美国、苏联的相对没落;这些改变对科学团体层面的影响,远大于对个人层面的影响。
由于本书关注的乃是个人,因此,世界的变迁并未能使其褪色过时,人类个别的天性依旧如故;虽然社会系统和机构早已天翻地覆。如果今天要我修订本书,以期内容有所更新的话,我会增添许多故事来描写新近发生的事件;但是我不会对这本完成于1970年代的书,做实质的更动。做为历史纪录也好,做为个人的科学观也罢,旧的内容可说是历久弥新。
这篇中文版序让我有机会说说如果今天重写此书,我会增添的内容。
第一、我会增加一章探讨纯数学;纯数学是我个人生活的宇宙中,不可或缺的重要部分。我的科学生涯一开始是从纯数学入门,而影响我思维方式最深的老师莫过于俄国的数学家贝西高维契(Abram Samoilovitch Besicovitch),在我物理和数学的工作方式上,处处可见恩师贝西高维契的雕琢痕迹。
忆恩师,思未来
1941年,年仅十七岁的我来到剑桥大学,贝西高维契立刻成为我的良师益友。我们有两个共同的热爱:数学和俄国文学;除了数学讨论之外,我们时常一起漫步剑桥乡间,而且只用俄语交谈。他爱吟咏俄国诗赋,我则在一旁用心默念,然后再背给他听。他常告诉我,他于布尔什维克大革命前后,在俄罗斯各地的冒险故事。他给我的研究题目,远超过我能力所及,但是用来教导我如何思考却是再理想不过。所以贝氏风格,深印我心。
贝氏风格,就像建筑师—他用简单的数学元素,建立起层次分明的精巧架构,然后,当他的建筑完成后,由简单申论导引的完整结构,常常有意想不到的精采结论。就这样,他证明出着名的理论—点集合在平面上的几何结构。最近几年,我已从四十年物理工作的岗位回归到纯数学的怀抱,也因此,我变得更加熟悉科学的艺术本质。每位科学家,或多或少都算是艺术家;做为艺术家,我乃是以数学构思为工具,而且,我衷心尊崇贝西高维契为我的启蒙恩师。
我要增添的第二个部分,是用一章的篇幅来将我在〈臆想实验〉及〈银河绿意〉两章所预测的两大科技革命史料,加以增添补充。我用灰色和绿色来代表这两大科技革命;灰色表示自我复制机,而绿色表示生物工程。这两大科技革命都尚未开始;但在过去这十四年,灰色科技和绿色科技都有了长足的进步。
先说灰色科技,我们已经亲眼目睹个人电脑和资讯网路的爆炸性成长,资料处理的速度稳定上升,成本则稳定下降。在绿色科技上,我们则看见分子生物学的爆炸性成长,生物细胞的基石—蛋白质与核酸的定序速度稳定上升,成本则稳定下降。两大科技领域进步神速,但它们对人类社会的革命性冲击还看不见。灰色科技尚未制造出自我复制机,使贫穷国家得以富足;绿色科技也尚未营造出生物工厂,使化学工业洁净,不再污染我们的空气和水。
灰色科技与绿色科技促进人类生活品质的远景,仍然是一张未兑现的支票。
科学家有责任
第三个,也是最后一个增添的章节,将会探讨科学的伦理,尝试解答科学为什么未能给人类带来允诺的益处。环顾美国和许多国家的都市现况:贫穷、悲苦的废墟随处可见;遭遗弃、忽略的儿童,满街游荡。在赤贫户中,有许多是年轻的母亲及儿童,这些人在科技尚未那么发达的昔日,曾经是受到较妥善照料的一群。这种景况在道义上是不可容忍的。如果身为科学家的我们够诚实,我们要负一大半责任;因为我们坐视它的发生。
为什么我会认为美国科学社群,要对都市社会与公众的道德沉沦负责任呢?当然不全是科学家的责任,可是我们该负的责任,其实比我们大多数愿意承担的更多。我们有责任,因为科学实验室输出的产品,一面倒成为有钱人的玩具,很少顾及穷人的基本需要。我们坐视政府和大学的实验室,成为中产阶级的福利措施,同时利用我们的发明所制造的科技产物,又夺走了穷人的工作。我们变成了拥有电脑的高学历富人与没有电脑的穷文盲之间,鸿沟日益扩大的帮兇。我们扶植成立了后工业化社会,却没有给失学青年合法的谋生凭借。我们放任贫富不均由国家规模扩大到国际规模,科技散播全球后,弱势国家仍嗷嗷待哺,强势国家则愈来愈富。
如果经济上的不公义仍然尖锐,科学继续为有钱人制作玩具,有一天大众对科学的愤怒愈演愈烈,忌恨愈加深沉,我也不会感到意外。不管我们对社会的罪恶是否感到歉疚,为防患这种愤恨于未然,科学社群应当多多投资在那些可使各阶层百姓都能同蒙其利的计画上。全世界都一样,美国尤其应该觉悟,要将更多科学资源用在刀口上,朝着对各地小老百姓都有益的科技创造方向前进。
寄望中国
中国和其他东亚国家,正行经美国四十年前走过的历史舞台与类似途径。在中国,科学与技术正为整个社会带来经济成长与繁荣;1950年代的美国,科学与技术也曾经对一般市民带来同样的正面效益。但是今日的美国,科技已将一般老百姓弃之不顾,美国今天发展的技术都倾向使富者愈富、贫者愈贫。
就让它成为中国的警讯吧!中国未来必须避免犯美国过去的错误。如果未来四十年经济持续发展,中国将变得和美国现在一样富强,届时中国将有机会带领世界朝另一个方向走;在那个方向上,科技将可为各国、各阶层的儿童带来希望!
—1993年3月于普林斯顿高等研究院