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道家思想对汤川秀树的影响

2022-12-02路高学

日本问题研究 2022年3期
关键词:基本粒子直觉物理学

路高学

(国防大学 政治学院,上海 201602)

汤川秀树是国际著名的物理学家,因为提出介子理论而获得了1949年的诺贝尔物理学奖,成为日本乃至亚洲国家获得该奖的第一人。为了推动日本战后科学研究的恢复与发展,汤川撰写了大量关于科学、文化和教育等方面的文章[1]。其中,就以中国传统文化为主的东方文化在现代科学发展中的地位和作用,汤川结合自身经历进行了深入探讨。与以往获得诺贝尔奖的科学家不同,汤川深受中国传统文化(特别是道家文化)的影响。据汤川回忆,他在青少年时期就已经开始阅读老子和庄子的著作,对其中关于自然和人生的思想产生了浓厚兴趣,并从中领悟到了“自然和人生哲学的深奥思想”(1)日本自明治时代起,全面地学习西方文明。但是,汤川秀树的祖父和父亲却逆时代潮流,重视对后代进行中国古典文化教育,据他回忆:“我的祖父和父亲却逆时代潮流而动,从我5岁左右时就开始为我讲授孔子的弟子们编集的读物等中国古典著作。到我十三四岁时,从父亲的藏书中发现了老子和庄子的道家书籍。而且,从那些著作中深刻地领会到他们关于自然和人生哲学的深奥思想。”见汤川秀树:《人类的创造》,那日苏译,石家庄:河北科学技术出版社,2002年,第259页。。而当他进入现代科学的世界后,在潜心研究物理学之余,仍然常常思考道家提出的自然和人生问题,这直接影响到了他的科学观与科学思维。尽管汤川的物理学研究与道家思想密切相关可能还是“一个没有得到明确阐述和论证的不可靠的观点”[2],但是从其自述来看,长期吸引他,而且对他影响最为深刻的是道家思想这一点则是可以肯定的。以下主要从汤川自述的受道家思想影响的几个案例出发,尝试揭示出他在何种意义上受到了道家思想的影响。

一、“常道与非常道”的理论发展观

“道”是道家思想最核心的范畴,代表着一种最根本性的存在,也被理解为万物的总规律。在道家所描绘的世界图景中,天地万物不仅由“道”产生,而且遵循着“道”的法则和规律。老子曰:“有物混成,先天地生。寂兮寥兮,独立而不改,周行而不殆,可以为天下母。吾不知其名,字之曰道。”[3]62-63这样的“道”,遵循着自然而然的法则,在产生万物以后,辅助万物沿袭着它的规律进行演化。而“常”,代表着一种永恒性或不变性,用来修饰“道”则可以表示“由‘道’制控的永在规律”[4]。不过,在老子看来,世间所谓的“常道”,并非真正的“道”(“非常道”),而世间的“名”也同样如此,正如其所言:“道可道,非常道;名可名,非常名。”[3]1

对于老子“非常道”与“非常名”之论,汤川秀树的理解是:“真正的道——自然法则——不是惯常的道,不是公认的事物秩序。真正的名称——真正的概念——不是惯常的名称,不是公认的名称。”[5]57-58汤川认为物理学的发展也与这种情况相符。在他看来,老子的“道可道,非常道;名可名,非常名”反映了物理学发展的本质特征,即新理论不断取代旧理论的发展过程,或者说是“常道”与“非常道”交替演进的过程。

汤川秀树认为,在17世纪伽利略和牛顿发现新物理学之道以前,亚里士多德的物理学之道一直是被公认的真理;当牛顿的物理学理论建立起来之后,就取代了亚里士多德的物理学之道而成为公认的惟一真理,成为了新的“惯常的道”;20世纪的物理研究,又是从超越牛顿“惯常的道”而又发现新的“道”开始的;以量子力学和狭义相对论为代表的新“道”,也已经变成了“惯常的道”,而寻找到另外一种“非惯常的道”和另外一些“非惯常的概念”的时机已经到来[5]58。可以说,汤川是从老子在两千多年以前所说的话中获得了这样一种对于物理学理论发展样态的启示,而与此类似的表达,也可见于他的《一本〈老子〉的书》一文中[6]。从汤川的表述可以看出,他是把老子的道论与物理学的理论发展史联系起来进行思考,然后提出了从“常道”到“非常道”再到“常道”这种可以称为否定之否定的物理学理论发展规律。

从表面上看,汤川秀树对于老子道论与物理学发展关系的理解带有某种程度的附会色彩。但是,如果我们把“道”放在自然哲学的背景下思考就会发现,其自身具有一种自洽的理性主义特征。这种特征构成了一种不同于古希腊自然哲学的思想体系,不过其反映的人类认识能力与客观世界的关系,却越来越得到科学发展的证实。而且,老子的“道”作为一种高度抽象的具有内质性的存在,与古希腊哲学家所积极求索的万物存在背后的终极存在也有相似性。而伴随着东西方学术思想交流与碰撞的不断深入,老子道论也越来越受到西方学者注目,并在很多领域产生了积极影响。海德格尔受老子道论的影响,提出“道”可以为“一切开出道路之道域”[7]。深层生态学的创立者阿伦·奈斯(Arne Naess)受到老子道论的影响,提出了“生态自我论”,还说“我称作‘大我’(the Self)的,中国人则称为‘道’”[8]。这些案例说明了老子道论对于现代学术研究的积极意义。所以,我们不能简单地否定中国传统道家思想对于现代科学发展所具有的指导意义。汤川也正是意识到了这一点,从最初的受道家思想影响的无意识状态,转向了有意识地发掘道家思想对于现代科学研究的价值。

另外,汤川秀树对于物理学发展模式的理解,相似于托马斯·库恩的科学发展范式论。库恩认为,科学革命是“旧范式全部或部分地为一个与其完全不能并立的崭新范式所取代”[9]。具体而言:首先,科学共同体形成一个科学研究的范式,而科学家在这个范式下进行解决科学难题活动,这是常规科学的基本特征;其次,随着科学研究的不断推进,就会不可避免地遇到在元范式下无法解决的科学难题,从而产生科学危机;最后,为了解决这种危机,科学家就会探求各种理论和方法,而如果实现了重大突破,就会颠覆原有的研究范式,引发科学革命。当这个过程完成以后,科学也就进入一个“新的常规科学时期”,同时将在新的范式下,再按照以上模式持续地发展下去[10]。这里由“常规科学”发展而产生的“范式”,由于“非常规科学”的问题而引发“新范式”取代“旧范式”的科学革命,很明显与汤川所持论的从“常道”到“非常道”再到“常道”的理论发展观具有相似性。

当然,作为一名物理学家的汤川秀树,并没有像作为一名科学哲学家的库恩那样,对科学发展史有非常系统的论述。以上所论,只是为了更好地理解汤川关于科学的理论发展观而进行的一种比较。汤川所讲的“常道”,也与库恩所说的“范式”不同,并不具有某一学派所信奉的科学理论或某种科学共同体等意义,而只是笼统地对物理学发展形态的一种概论。但是,汤川从“常道”与“非常道”的关系角度理解物理学理论的演进过程,在逻辑上与库恩的范式理论是相似的,这也从侧面印证了老子自然哲学所具有的科学性,也是使汤川吃惊的一个地方。

二、“浑沌”的粒子存在论

汤川秀树在思考基本粒子存在问题时,想起了他在中学时代阅读过的《庄子》中的“浑沌”。《庄子·应帝王》记载:南海之帝“倏”与北海之帝“忽”在中央之帝“浑沌”所在之处相遇,两者认为“人皆有七窍以视听食息,此独无有,尝试凿之”,然后每日为“浑沌”凿出一窍,但是凿到第七天,“浑沌”却死了(2)“浑沌”在《庄子》中共出现了两次,除了文中引用的一次之外,另一次出现在《天地》篇:“孔子曰:‘彼假修浑沌氏之术者也;识其一,不知其二;治其内,而不治其外。夫明白入素,无为复朴,体性抱神,以游世俗之间者,汝将固惊邪?且浑沌氏之术,予与汝何足以识之哉!’”(郭庆藩:《庄子集释》,北京:中华书局,1961年,第309、443页)对汤川秀树影响最大的是出现在《应帝王》篇中的“浑沌”。。在形而上学的意义上,“浑沌”代表着一种万物未生、是非未分的原始秩序,而“浑沌”的死亡则意味着原始状态的结束,万事万物的是非纷起。在道家思想中,“浑沌”有着非常重要的地位,甚至可以被称为道家思想的代名词,历来都受到道家学者的关注。然而,这样的“浑沌”,又是如何被汤川联系到基本粒子的问题上的呢?

根据汤川秀树自己的解释,他研究基本粒子多年,发现了三十多种不同的基本粒子,但是每种粒子都带有一种迷一样的问题。在这种情况下,研究者往往会进一步思考这些粒子背后是否还有一个更为根本的存在,以及这个存在本身所呈现的样态是什么,这是物理学研究者追寻物质最基本形式的一种必然倾向。所以汤川意识到,不能只把目光停留在已经发现的粒子上,而不去思考物质的最基本形式。汤川推测,作为万物最基本的存在与我们现在已知的任何一种基本粒子都不对应,它可能并没有固定的形式,但却有着分化出所有种类基本粒子的能力,而在事实上应该是一种还未分化的东西。对于这样一种存在,汤川受庄子启发,称之为“浑沌”[5]63-64。而实际上,汤川是用“浑沌”来喻指基本粒子背后最基本的物质存在形式,或者说不同种类的基本粒子都是“浑沌”所代表的存在显现出来的物质形式,这是因为:现代物理学在不断地对物质基本结构进行深入研究后发现,已经不能用某种固定的形式来概括物质世界最基本的存在样态,但是一切种类的基本粒子又是从中产生的。在这种情况下,“浑沌”无疑是一种非常形象的概括。

可以说,庄子的“浑沌”对于汤川秀树的启示,在一定程度上类似于古希腊哲学家德谟克利特的原子论对于19世纪物理学家道尔顿的启迪。在自然哲学意义上,德谟克利特的原子学说是一种关于物质根本存在的思考,而庄子关于“浑沌”的思考也同样如此。尽管与德谟克利特的学说相比,庄子的本意更倾向于人以及与人相关的社会问题,但是庄子用万物本原性存在的隐喻来表达自己的思想,在实际上已经反映了他对于世界的基本认知,其中当然也包括自然物质。这样一种现象,在早期中国思想家那里普遍存在,即不对人与一般自然物进行明显区分。在美国学者艾兰(Sarah Allan)看来,具有自然物性质的意象被用于系统化的抽象概念之中,在早期中国哲人的思维中以及中国哲学的结构与语言中是很普遍的[11]。所以,汤川把“浑沌”与基本粒子相连的思考,在自然哲学的意义上具有一定的合理性。而反过来,现代物理学的粒子学说也证明了中国古代道家思想具有一定的科学性,这在汤川看来是现代物理学带来的一种古代哲学的“回声”[5]209。

相比于汤川秀树提出的“浑沌”,物理学家维纳尔·海森堡(Werner Heisenberg)为了用一种统一的方式来描绘基本粒子的存在,提出了“原物”(Urmaterie)的概念。在这种“原物”论中,存在的形式是由参与粒子的结构唯一的决定的[12]。这也是“原物”论相对于非局部交互作用理论的巨大优势之一。而汤川秀树认为,无论是把基本粒子之后的东西称为“原物”还是“浑沌”,“都是无可无不可的”[5]64。

另外,汤川秀树还用“倏”与“忽”相遇于“浑沌”之所的典故来理解基本粒子的运动。他认为,“倏”与“忽”分别从南到北、从北到南相遇于“浑沌”之所发生的事情,就好比两个基本粒子发生碰撞的事件,其中蕴涵着二元论的倾向。而按照这样一种思维方式思考,我们就可以把“浑沌”的无序状态看作是包裹着基本粒子的时间和空间[5]64。通常看来,这样一种诠释有些牵强附会,因为可以肯定生活在两千多年以前的庄子根本不会有任何关于基本粒子的认知。但是,如果我们把道家之学作为一种可以用来指导科学实践的自然哲学,那么结果却是十分出人意外的。庄子的“浑沌”论不仅是一种关于世界的本原性思考,在方法论的意义上还意味着一种认识和把握世界的方式。美国汉学家吉拉道特(N. J. Girardot)说:“浑沌不仅仅是一个语词,还是一种方法,一条看待世界的通道。”[13]在这种意义上,庄子的“浑沌”论对于汤川在思考基本粒子的问题时所起到作用,就如同黑暗世界中突然出现了一道明亮的闪光,也是被汤川称为奇迹的地方。

现代理论物理学的粒子学说奠基于古希腊哲学家伊壁鸠鲁提出的、明确区分了“存在”与“非存在”的原子论。但是,随着研究的深入,理论物理学家却发现,“存在”与“非存在”的区分,在基本粒子的世界却变得越来越模糊:一方面,一个已经存在的基本粒子可以突然消失;另一方面,不同种类的基本粒子又可以突然出现。这样的现象,一直都在发生着。而基本粒子的这种存在状态,与老庄自然哲学中“有无相生”的道论所描绘的图景非常契合。在道家的思想里,从来没有对“存在”与“非存在”进行过明确区分,因为他们相信“浑沌”比有形物体更为根本,这对汤川秀树的基本粒子理论产生了重要影响。

尽管庄子的寓言所要探讨的对象既不是构成自然界的基本粒子,也不是这些粒子运动于其中的时间和空间,但是我们还是能够从其中隐约地看到类似于微观世界的存在样态。对于这样一种现象,我们不能简单地将其视作一种偶合而不予以考虑。因为,当我们按照这样的思维方式看待世界时,就不能再说古希腊思想是惟一可以作为科学发展基本思想的学术源流了。尽管老庄之学显得可能与古希腊思想不同,但其自身所呈现出的理性主义,作为一种自然哲学,时至今日仍然具有不可忽视的理论价值。

三、“知鱼乐”的直觉论

汤川秀树不仅对于道家经典非常熟悉,而且在书法上也有很高的造诣。在他成名之后,经常会被人请求写一幅字以供装裱。在这种情况下,他往往从中国古代典籍中摘录出一段词句书写下来,而“知鱼乐”就是他曾经多次书写的三个汉字。“知鱼乐”出自《庄子·秋水》篇,是以庄子与惠子在濠梁之上游玩时的对话为背景的,具体内容如下:

庄子曰:“鯈鱼出游从容,是鱼之乐也。”

惠子曰:“子非鱼,安知鱼之乐?”

庄子曰:“子非我,安知我不知鱼之乐?”

惠子曰:“我非子,固不知子矣;子固非鱼也,子之不知鱼之乐,全矣。”

庄子曰:“请循其本。子曰‘汝安知鱼之乐’云者,既已知吾知之而问我,我知之濠上也。”[14]606-607

汤川秀树非常喜欢这则典故。1965年9月,在日本京都召开的以“纪念介子理论提出三十周年”为主题的国际物理学大会上,汤川把这段对话翻译成英文介绍给了与会的物理学家们,引起了与会者的热烈讨论。汤川把庄子和惠子的对话看作是对科学中理性主义和经验主义的间接评注。从二人的对话来看,惠子思想的逻辑实证性要强于庄子,他坚决不承认像“鱼之乐”这样既不能明确定义,又无法确切证实的事物的存在,这更加接近于我们通常所理解的科学思维。然而,作为一名物理学家,汤川却欣赏庄子的态度,更加“倾向于庄子所要暗示的东西”(3)汤川秀树:“惠子论证方式的逻辑学看来始终比庄子的逻辑学要好得多,而且,惠子拒不承认任何像‘鱼之乐’那样的既无明确定义又无法证实的事物;这当然是和传统的科学态度更加接近的。不过,我虽然自己是一个科学家,但是我却觉得自己更倾向于庄子所要暗示的东西。”见汤川秀树:《创造力与直觉:一个物理学家对于东西方的考察》,周林东译,石家庄:河北科学技术出版社,2000年,第69页。。庄子究竟暗示了什么呢?结合庄子和惠子的对话以及汤川的解释来看,所谓庄子的暗示,就是对于像“鱼之乐”这样的既无法明确定义,也无法确切证实的事物的直觉体认。

汤川秀树在总结东方思维的特点时提到:“我非常喜欢庄子的思想,他在叙述中使用了许多的比喻和反证法,他的思想为我打开了宏大而且愉快的遐想世界,这正是其具有无穷魅力之所在。”[15]而比喻和反证,其实就是直觉思维中以类相推的一种,也是中国古人最为擅长的一种思维方式。中国古代思想家的学说,主要是依靠直觉的思维方式建立起来的,这也对在历史上曾长期学习中国的日本产生了影响。正是在这样的背景下,汤川时常思考一个问题:“为什么科学是作为奠基于希腊而不是作为奠基于任何其他地方的结果而达到现代的水平的?”[5]110而类似的表达也可见于1964年6月5日汤川在由希腊皇家学会主办的第一届雅典娜会议的演讲中(4)汤川秀树:“为什么科学仅仅产生于古希腊并且能够达到那样高的发展阶段?为什么科学没有产生于其他什么地区?”见汤川秀树:《人类的创造》,第259页。。实际上,汤川是在反思为什么对于自然有着丰富思考的老庄之学不具备可以和古希腊自然哲学相媲美的清晰形态。类似的反思,在比较东西方文化的学者那里比较常见,而结论也相差无几,即中国古代思想家缺乏逻辑严密的抽象思维。然而,汤川的反思并没有仅仅止步于此。

汤川秀树首先把科学奠基于古希腊文明的原因归结于它产生了毕达哥拉斯和德谟克利特这样的天才型人物:毕达哥拉斯提出了数字之间的关系具有某种自然规律,而德谟克利特的原子论则发展出了构成世界的微小粒子和虚空的抽象概念,二者对于创造像物理学那样的严密科学原型起到了关键作用。但是,汤川也反对将科学的产生完全归功于古希腊哲学家发展出的抽象思维能力。他认为,抽象思维能力“只靠自己是不能起作用的”,“它总是以直觉能力的存在为其前提”[5]111。简单地说,直觉是抽象的前提,或者直觉先于抽象。

直觉作为人类早期就具有的一种思维能力,具有“直接性、突发性、非逻辑性、或然性和整体性”等特征[16],能够帮助人们直接地把握住事物的整体。但是,直觉的非逻辑性特征,又不可避免地使其带有很强的或然性,即直觉的结果可能是正确的,也可能是错误的。这就使一部分人在认识上对直觉产生了误解,简单地把它看作是一种低级的思维方式,进而忽视了它在科学研究中的重要作用,甚至把它与科学思维对立起来。然而,在汤川秀树看来,直觉的或然性恰恰是抽象思维得以出场的前提。因为人们为了觅得事物背后的真相,必然会积极地尝试各种方法进行探索,而严密的逻辑思维就在这样的动机下一步步地被创造出来。

汤川秀树的物理学研究,正是在运用抽象思维的同时,又积极地调动直觉思维的情况下开展的,如其所说:“我自己却相信,通过这种或那种的手段来从逻辑上把握基本粒子的结构是可能的”,“即使这一切不会像庄子知道鱼的内心那样轻而易举。但是,为了做到这一点,我们很可能必须采取某种奇特的处理方式,它将把公认的思维方式打成碎片。人们是不能从一开始就排除这样一种可能性的”[5]71。对此,韦斯科夫(Victor F. Weisskopf)这样评价:“给我们留下深刻印象的是,一位科学大师的方法的简单性以及他那可靠的直觉。”[5]前言7

汤川秀树非常重视直觉在科学研究中的作用。在第一届雅典娜会议上,他以《科学思维中的直觉与抽象》为题,阐述了对科学研究中直觉与抽象之间关系的理解。在汤川看来,尽管抽象是科学得以形成的本质因素,但是直觉却是科学能够产生的先导条件,而且科学研究在没有直觉协助的情况下,仅通过抽象化过程本身是无法发挥作用的;而当一种抽象超越原有的直觉得以形成以后,就会变为新的直觉,成为进一步抽象化的新起点;然而,当今一些领域的研究,已经远离了经验和直觉,堕落成了“一般的抽象的记述法”(5)汤种秀树在《科学思维中的直觉与抽象》中以爱因斯坦创立的“狭义相对论”和“广义相对论”为例,阐释了直觉与抽象在科学研究中相得益彰的重要性,并以此表达了对于当代物理学研究极端依赖高度抽象化的数学而远离了经验和直觉的隐忧。见汤川秀树:《人类的创造》,第258-271页。。与单纯的抽象化会造成纯粹的记述相比,直观所带来的想象力既可以为抽象的结果赋予美感,又可以提高抽象的预见能力。所以,汤川强调在科学研究中要实现直觉与抽象的协调与均衡。

在自然科学与哲学、文学、艺术等学科还没有疏远的时代,直觉与抽象的协调与均衡并不是一个问题。因为那时的学者受人文艺术的熏陶,在从事科学研究的工作中带有罗曼蒂克的气质,而后来的研究者则越来越欠缺这方面的素养从而缺乏了“审美观”(6)汤川秀树:“爱因斯坦是极少数具有审美观的理论物理学家之一。审美观对于物理学家来说究竟意味着什么呢?关于这一点的说明是非常困难的,但我想至少可以如下表述吧。如果仅仅是简单性的话,也可以由单纯的抽象化来获得,但所谓的审美观则可以看作是潜在于抽象的数学符号和公式之中,以引导那些物理学家不被自然界的复杂性所迷惑而能够直接把握其实质。古希腊的天才们正是受到了这种审美观的恩惠。这种审美观对于今天的物理学家来说,也是非常必要、不可或缺的。”见汤川秀树:《人类的创造》,第266-267页。,这正是汤川为何重视“知鱼乐”的重要原因。

四、“无形模子”的定律论

汤川秀树曾经把物理学定律比作是“无形模子”(invisible mold)(7)“无形模子”(invisible mold)又被译为“看不见的模子”(汤川秀树:《创造力与直觉:一个物理学家对于东西方的考察》,第71页)。“无形”与“看不见”意思相通,“无形”则“看不见”。另外,“无形”相较于“看不见”,更为符合道家思想的意旨。。他认为在自然界内部始终存在着一种看不见的机制,能够产生出不计其数且性质相同的东西,并用比喻的方式称之为“无形模子”[5]72。这种认识,与汤川从事的物理学研究有关。现代物理学研究表明,物质世界由若干不同种类的基本粒子构成,而每一种类的任一粒子和同一种类的其他粒子并没有任何区别。例如电子,它们无论在何时何地,每一个电子都有着相同的质量和电荷,这在汤川看来正是自然法则在其根本形式下的一种表现。

最初,汤川秀树以为“无形模子”是他的创造性思考。但是,当他再次阅读《庄子》时却惊讶地发现,其中早就有了关于“无形模子”的相关论述。《庄子·大宗师》篇记载:

子来曰:夫大块载我以形,劳我以生,佚我以老,息我以死。故善吾生者,乃所以善吾死也。今大冶铸金,金踊跃曰:“我且必为镆铘!”大冶必以为不祥之金。今一犯人之形,而曰:“人耳!人耳!”夫造化者必以为不祥之人。今一以天地为大炉,以造化为大冶,恶乎往而不可哉![14]262

这段话主要谈论的是生死问题。庄子借用子来之口,表达了他对生死的看法。在庄子看来,“善吾生者”和“善吾死者”在根本上没有区别。在天地万物的造化之中,“生非故为,时自生耳”[14]263,死亦如此,一切都是自然之功。为了更好地解释这个问题,庄子通过类比的方法,用大冶不能任“金”之欲为“镆铘”(古剑名)之意而“铸金”,以说明造化者不会任一物之欲为人而造人。其意在言明,天地作为造生万物的大冶者,磅礴无心,所生皆时,就如同一个看不见的模子。庄子以此作为隐喻,解释了生死的不可欲与不可拒。

在庄子看来,万物的生死只是存在样态的改变,是在道的作用下自然而然的结果。当时机成熟时,已经逝去的物又会被天地之间的模子铸成新的东西,所以生与死的区别并不重要。这种论述虽然主要是在讨论与人相关的问题,但在自然哲学的意义上所反映出的世界观和认识论,已经具有了客观实在性的基本特征。在这种意义上,汤川秀树惊讶于“为什么很久以前的庄子的想法和我今天的想法会这么相似”,并称其为“一位真正了不起的思想家”[5]73,也就完全可以理解了。

汤川秀树之所以会有与庄子相似的关于“无形模子”的思考并不偶然,这与他的学习经历有关。从其个人自述来看,汤川在进入小学学习之前就已经诵读过中国古典文献,而到了中学时代一接触到《庄子》,就被其中的寓言故事深深吸引。这样的学习经历,给他的思想留下了深刻的道家印迹,也影响到了他后来对物理学问题的思考,如其所言:“与其他物理学家不同,对我而言,长年累月吸引我且对我影响最深的是老庄等人的思想”,而“它虽然是一种东方思想,但是在我思考有关物理学的问题时,却不知不觉地进入其中”[17]20-21。所以,尽管我们看不出庄子的思想与汤川的物理学研究成果有直接的关系,但是可以肯定的是,一个人在青少年时期的学习经历必然会对其后来对于世界的认知产生重要影响。而这种在人生早期阶段所获得的知识储备,在后来人生的某个时刻对于认知主体认识和把握世界所起到的促进效应,在汤川看来就像是一种“回忆”。

关于“回忆”,汤川秀树在两个层面上进行了表述:第一,如前所述,是对于过往学习过的知识的回忆。“仔细的反省表明,我现在的思想和将近三十年以前的思想是出乎意料地相像的。也许我能够进一步回忆到更早一些的时候,当时我对物理学还所知甚少,但是我却确实已经和古代哲学家有过接触了。”第二,在古希腊哲学家柏拉图所说的人的知识是通过回忆而获得的意义上(8)汤川秀树:“柏拉图曾经说过,在现实世界中的学习活动,或者获取知识的活动实际上就是回忆(recollection)的过程。按照他的说法,学习或者获取知识的活动,就是对人在出生到这个世界上来之前所经验过的生活的回忆。对于20世纪的科学家来说,那也可以是对于古希腊的回忆。就我自己而言,除古希腊之外,还要加上对于古代中国的回忆了。”见汤川秀树:《人类的创造》,第270-271页。,强调人类早期思想家的创造性思考在当下再次发挥出的创造性作用。“发生在来自远古时代的德谟克利特思想身上的,却更加像是复活!牛顿似乎曾经想到过一种原子哲学,但是只有到了19世纪,道尔顿才提出一种显然类似于德谟克利特哲学的新形象。”[5]210而道家思想对于汤川所起到的影响,也可以说是在这两个层面。汤川青少年时期所受到的道家思想的熏陶,在他后来从事的物理学研究中以相应的形式不断地再现,这既说明了他受道家思想的影响之深,又说明了道家思想作为一种自然哲学而具有的科学性,可以在现代科学研究中发挥效力。

五、“万物之逆旅”的空域观

“万物之逆旅”取自于唐代著名诗人李白的《春夜宴从弟桃花园序》:“夫天地者,万物之逆旅也;光阴者,百代之过客也。”[18]其中,“逆旅”指“客舍”。李白是把“天地”比喻为迎客止宿之所,这具有非常明显的道家特色(9)李白作为中国古代浪漫主义诗人的杰出代表,深受道家思想的影响,例如,其所作的《大鹏赋》以“大鹏”为主题,实以《庄子·逍遥游》篇为本,而《古风五十九首·其九》中则有以《庄子·齐物论》篇“庄周梦蝶”的典故为题材的诗句:“庄周梦蝴蝶,蝴蝶为庄周,一体更变易,万事良悠悠!”(李白:《李太白全集》,北京:中华书局,1977年,第100页)王叔岷先生称李白为:“善读庄子者也。”见王叔岷:《先秦道法思想讲稿》,北京:中华书局,2007年,第143页。。李白的诗作传到日本以后,在那里也产生了很大影响。日本江户时代俳句诗人松尾芭蕉在他的著作《奥之细道》中就引用了李白的诗句(10)松尾芭蕉:“月日は百代の過客にして、行きかふ年もまた旅人なり。”见武德庆、吴鲁鄂主编:《日本古典文学作品选读》,武汉:武汉大学出版社,2008年,第238页。。汤川秀树深受李白和松尾芭蕉的影响,这不仅仅体现在他的生活中,而且也表现在他的科学研究中。

汤川秀树的回忆录《旅人:一个物理学家的回忆》(11)日文名『旅人——ある物理学家の回想』(講談社,1966年),后被周林东译为中文《旅人:一个物理学家的回忆》(河北科学技术出版社,2000年)。的书名,就借鉴松尾芭蕉《奥之细道》的文法,使用了“旅人”一词。松尾芭蕉所讲的“旅人”,来源于李白的“夫天地者,万物之逆旅;光阴者,百代之过客”。其中,“天地”指代空间,“光阴”指代时间,而“过客”则可以理解为在天地之间活动的“旅人”,这里面蕴含着道家浪漫主义色彩。汤川用“旅人”来作为回忆录的主题,说明他感受到了人只不过是天地之间的匆匆过客,其中所显示的意境透露出他对于人生的深沉感思,也显示出了他的道家情怀。可以说,汤川不仅是一个理性的物理学家,而且还具有感性的诗人品质。如此,我们也就可以更好地理解为何汤川在物理学研究中那么强调直观的重要性。而这样的直观,突出地表现在他对于空域概念的理解。

在思考由连续物质组成的物体如何能够与量子力学以及狭义相对论相一致的问题时,汤川秀树提出了“基元域”。通常认为,物体具有可以确定的尺寸和形状,并充满着某种成分的物质。但是,在微观领域,如何使传统的物体观不与量子力学的粒子论发生冲突,就有必要解释清楚能量如何与真空发生联系。这些联系的发生方式,可以看作是某种物质的表现,或者说就是一种基本粒子。正是基于这种思考,汤川提出了对于“基元域”的理解:如果我们想像能量与真空发生联系的区域可以变得无限小,那么“在极限情况下它就将和一个点粒子相当,从而我们的理论表述就会和从前一样地遇到困难”,因此可以“给这个区域的尺寸规定一个下限,即一个对应于最小时空量子的极限”,而“这就是一个不能再进一步有意义地细分的区域”[5]207。“基元域”相对于各种基本粒子,是一种虚空性的存在,或者也可以被理解为基本粒子的活动场域。在这种意义上,“基元域”和基本粒子是同等的存在。

“基元域”属于空域范畴,代表着一种虚空性的存在。而这样一种空域观的提出,虽然是一个科学问题,但是却反映了汤川秀树基本的世界观和价值观。正如前文所述,汤川把自己比喻为天地之间的一位旅人,那么就必然处于某种特定的时空场域之中。而这种诗性的世界图景,也反映在他对于基本粒子世界的理解上。从这个角度来看,道家思想描绘的世界毫无疑问具有科学性,而不只是纯粹主观的想像。汤川曾经毫不讳言地讲:“对于我自己来说,空域概念正是老庄哲学对我的想法所发生的成形影响的一种表现。”[5]207而这种影响不只是在微观的“基元域”,还在于宏观的“四维时空连续域”。

汤川秀树把“四维时空连续域”比喻成李白诗中的“逆旅”[5]208,即承载万物的客舍。这种比喻反映了汤川思想中所蕴含的道家浪漫主义情怀,但也只是一种比喻,在事实上不得不承认“四维时空连续域”的提出和道家思想并没有直接的关系。“四维时空连续域”是在爱因斯坦广义相对论的基础上,把万有引力与时空连续域的几何学特征结合在一起而形成的一种空域观。然而,这也并不能否定汤川试图用东方的道家思维来理解现代的物理学问题的可行性,或者可以说,正是因为汤川在早期受到的道家思想的影响,帮助他更好地理解了现代物理学问题。因为人一旦形成了某种认知世界的方式,那么就会在他随后认知和把握世界的过程中产生不可避免的影响,这可以称为路径依赖。对此,汤川说:“仔细的反省表明,我现在的思想和将近三十年以前的思想是出乎意料地相像的。也许我能够进一步地回忆到更早一些的时候,当时我对物理学还所知甚少,但是我却确实已经和古代哲学家有过接触了。”[5]210汤川在这里所说的古代哲学家,正是中国先秦时期道家的老子和庄子。

结 语

综上所述,汤川秀树至少在五个方面受到了道家思想的影响,在此基础上达到了直觉思维与抽象思维的协调与均衡,在物理学界形成了独树一帜的科学观与科学思维。产生于先秦时期的道家思想虽然与作为现代科学源头的古希腊思想有所不同,但是至今仍然具有不可忽视的科学价值。客观地讲,科学源于欧洲,古希腊思想在广义上为一切科学提供了赖以发展的思想源泉。然而,正如汤川秀树所言,在将来,我们没有绝对的理由还相信古希腊思想依然是科学发展的唯一源泉,在东方世界所产生的各式各样的思想体系中,尽管没有产生纯科学这一点至今还是不可否认的,但是不能认为其不能为未来科学的发展提供前进的推动力量。

以上所论,当然不是试图否认道家思想中存在的非科学成分,也不是随意地想对道家思想进行现代化的诠释,而是要提醒国人应该正视科学界的汤川现象。在我们大力推进源自于西方的科学教育与研究工作之时,一方面,要以合理的态度对待中国传统文化,不能一概地将传统文化都视为非科学的而完全否定其具有的现代意义;另一方面,要继承和发扬中国优秀传统文化,挖掘其中对于现代科学发展有益的文化资源,为现代科学发展提供中国文化的动力源。

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