科學的盡頭是神學?一項簡單物理實驗,結果顛覆人類對宇宙的認知

科學的盡頭是神學?一項簡單物理實驗,結果顛覆人類對宇宙的認知

在牛頓的墓誌銘上,刻有這樣一段話:“自然和自然的法則隱藏在黑暗之中,上帝說:讓牛頓降生吧,於是一切豁然開朗。”這無疑是對牛頓在物理學上偉大成就的最好描述。

作為人類史上最偉大的物理學家,牛頓開創了經典物理學。牛頓在力學、光學上都有著奠基性的成就,他甚至還在數學上做出過突出貢獻(他又被並稱為史上最偉大的三大數學家),牛頓的成就為後世的科學和科技發展奠定了極為重要的理論基礎。

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雖然牛頓發現了包括萬有引力定律在內的很多重要自然法則,但他相信這背後還有統治萬物的“上帝”。在牛頓看來,引力支配著天體運動,但這無法說明天體最初是如何運動起來的,這背後必然有“上帝”給了天體的第一推動力。

在牛頓之後,又湧現出了像麥克斯韋、開爾文、洛倫茲等一眾偉大的物理學家,他們逐漸完善了經典物理學。在19世紀與20世紀之交,一座宏偉的物理大廈建立起來,人們認為物理學的發展已經要到達盡頭,後世的物理學家只需做一些修補工作即可。

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然而,“魔鬼”說,讓愛因斯坦去吧,一切又重新陷於黑暗之中。愛因斯坦提出了相對時空觀,創立相對論,打破了自牛頓時代兩百多年來確立的絕對時空觀。

原來牛頓物理學只在低速、弱引力場的情況下才能成立,它只是相對論的一種近似理論,相對論的使用範圍則要廣泛得多。由於我們生活中很難接觸到亞光速、強引力的情況,所以牛頓物理學可以很好地描述。

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人們逐漸意識到,宇宙的本質要比想象中複雜得多,我們只接觸到冰山一角,仍然被蒙在一個巨大的謎團之中。尤其是在量子力學發展起來之後,更是顛覆了人們對於宇宙的認知。

量子力學的鬼魅,讓愛因斯坦一生都在批判推動這一理論發展的物理學家。牛頓物理學不但不適用於極端的宏觀天體,而且也不適用於微觀世界。量子世界中存在非常多反直覺的現象,一個非常著名的簡單實驗可以很好地說明,這就是雙縫實驗。

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如果讓大量的電子穿過兩條狹縫,在接收屏上並不會得到兩條與狹縫相對應的圖樣,而是會得到一排明暗相間的干涉條紋,這種現象無法用牛頓物理學來解釋。該實驗表明,電子也具有波的特性,它們在穿過狹縫時會發生干涉。

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更進一步,如果讓電子一個接一個單獨透過狹縫,等到發射足夠多的電子之後,接收屏竟然也會得到一樣的干涉條紋。這意味著單個電子能夠與自身發生干涉,它們並不是穿過其中一條狹縫,而是同時穿過了兩條狹縫。

更加離奇的是,當物理學家在狹縫旁邊放置監視器,觀測電子究竟是從哪條狹縫中穿過,電子的干涉現象竟然消失了,接收屏上出現了兩條與狹縫相對應的圖樣。也就是說,物理學家對電子的觀測改變了它們的行為,電子彷彿知道自己被觀測了。

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此後,惠勒又提出了一種更加顛覆認知的雙縫實驗變種,這就是著名的惠勒延遲選擇實驗。該實驗過程比較複雜,這裡不再詳述。實驗結果讓人們進一步感受到了量子世界的離奇現象,觀測者目前的行為能夠反過來決定過去發生的事情,嚴重違背了我們所熟知的因果定律。

這些現象表明,宇宙絕非我們想的那樣簡單。更有甚者,“科學的盡頭是神學”的說法此起彼伏,有人還拿牛頓和愛因斯坦兩位物理學家說事。

科學的盡頭是神學?一項簡單物理實驗,結果顛覆人類對宇宙的認知

牛頓確實研究過神學,但這是他那個時代背景所致。牛頓生活在17、18世紀,當時教會佔據主導,研究宇宙的奧秘其實是為了驗證上帝的存在。至於愛因斯坦,他本人並沒有在晚年研究神學,有關愛因斯坦信神的說法是胡亂編造的。愛因斯坦相信的是宇宙真理,而非具有人格的神。

最後,從某種意義上來說,神學可以是科學的盡頭。畢竟,無論是神學,還是科學,最終追求的都是宇宙本源問題。科學所要尋找的終極目標,神學其實已經設計好了。不過,神學是科學的盡頭不具有什麼實際意義,科學的發展始終還是要依靠於科學本身。

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