西方文化由古典步入近代,主要的特徵就是思想的解放,從社會規範、宗教 信仰、倫理道德的束縛中解放,爭取個人的自由。這條「爭自由」之路從啟蒙運動 開始,經過「現代」,到「後現代」達到一個高峰。在整個發展過程中,科技扮演 著舉足輕重的角色。首先,中國古代科技點燃了導火線,引爆了西方社會文化的
大變動,其中包括科技革命、再由科技波及經濟、政治、社會所有層面。
科技革命的第一波由伽利略(G. Galilei 1564–1642)、牛頓的古典力學 及焦耳(J. P. Joule 1818–1889)、卡諾(L. N. Carnot 1753–1823)的熱 力學所造成,機械代替了人力獸力。其次麥斯威爾的電磁學引致的通信革命,縮 短了人際的距離。接著量子力學帶來半導體技術及電腦革命,很快的轉變成信息 革命。一波波的「革命」不斷引進新的生產技術,創造新的經濟力量,再透過經 濟影響全人類,從國家的軍事、政治到個人的日常生活,人類的文化發展幾乎完 全在科技主導之下進行。
以理性認識自然進而征服自然、駕馭自然,是人類對抗外在物質世界的限制 所做的努力,是對外的爭自由,卻與對內的心靈的自由牽連在一起。心靈的自由 要擺脫肉體的慾望,傳統中,人靠道德修養與宗教信仰來克服慾念,追求靈魂 的淨化。雖說靈肉掙扎永無止盡,直到中世紀,宗教與道德一直發揮著它的力量 近代的發展使情況迅速改觀。一方面,科技提高生產力,提供富裕的物質條件,
助長物慾;另一方面,科學家以自然定律取代上帝統治宇宙,甚至企圖自己扮 演上帝的角色,宗教信仰日漸式微。科學與宗教原本是獨立的,在近代的發展中 卻變得息息相關,使人的「自由之路」過程曲折,結果離奇。
近代初期的牛頓力學以簡單的定律統治自然,展現無比的威力,逼迫上帝 讓位,上帝變成「不需要的假設」(拉普拉斯語),「上帝死了」(尼采語F.
Nietzsche 1844–1900)。人的命運從上帝手中解脫,卻立即套入另一個更加 緊箍的枷鎖。確定性(deterministic)的牛頓定律告訴人們,當前的狀況來自 確定的過去,也決定了唯一的未來,一切早就命定,加上自然趨向最大亂度的 熱力學定律,宣告宇宙終將走向寂滅,人類的命運每下愈況。
轉折仍然來自科學。混沌研究表明,非線性系統中有「蝴蝶效應」(注44), 些微不同的初態可能演化出差異極大的末態,使長期預測變得不切實際,確定 性實質上喪失了。如果辯說當前宇宙狀態完全確定,測量誤差是人類能力的限制 宇宙仍在確定性的自然律之下,仍有確定的過去、未來,這種說法終究還是被另
一門新科學—量子力學—完全否定了。根據量子力學,任何系統的狀態不可能完 全確定,受到海森堡(W. Heisenberg 1901–1976)「不確定性原理」的限制 狀態的不確定度有一下限,是理論內在的極限,而非測量技術等外在因素所致。
理論預測只能以機率表示,物理學不再是確定性的,而是機率性的。在這非確定 性的自然律之下,人的宿命似乎得以解脫。看來,人在科學之途中意外拾得了自 由。
人從宿命論中解脫,獲得自由,必然性退隱,偶然性登場,人偶然的降生 在這個偶然形成的地球上,未來充滿偶然。人可以自由選擇,但選擇之後前途仍 然充滿不確定性,自由意志似乎於事無補。自身的存在不是自己的意志所決定,
存身的世界不是自己所能掌握,人的眼中只賸荒誕、疏離與虛無。然而,恰在這 虛無的自由之中,邏輯無所著力,理性退隱,感性現身,廣大的審美空間於是 展開。
從浪漫時期開始標榜獨創、個性的藝術價值觀,經過兩三百年的發展,到了 當前這個信息爆炸的時代,表現得淋漓盡致,可謂標新立異,花樣百出,無奇 不有。各種稀奇古怪的「美」充斥於現代及後現代的社會中,唯美主義文學、無調 性音樂、超現實繪畫,還有數不清的後現代前衛藝術。
二十世紀的科學也像藝術一樣充滿奇異性。相對論之所以吸引廣大群眾的注 意,主要原因就是那些超乎傳統經驗與想像的奇異現象:時空彎曲、質能互換、
黑洞…。相對論雖然奇異,它的本質仍然是「古典的」,與古典物理同樣是確定 性的、實在論的科學。量子力學則打破了這些框架,有關電子自旋的一些實驗充 分顯示這些非傳統特性。根據量子力學,粒子有自旋角動量,允許的大小是 0、1/2、1、3/2 …,電子的自旋是 1/2。量子力學又預測:測量電子自旋在任一 方向的量子只會得到 +1/2 或 –1/2,測得二值各有一定機率。在古典物理中,
角動量的大小可以是任意非負值,不限於整數或半整數。若自旋大小為1/2,則 其分量可以是 –1/2 到 +1/2 的任意值。量子力學中「量子化」的取值限制是非 古典的特徵之一。
用一束非極化電子作實驗,「非極化」指電子自旋在各方向的機率相等,例 如,選定 x-方向測量,則自旋 x-分量為 +1/2 與 –1/2 的電子約各佔半數。
理論無法明確預測一次測量的結果,只能預測多次測量的機率分布。自旋 x-分 量為 +1/2 的電子,重複驗證都保持 +1/2,表示這些電子確實具有「自旋 x-分量為 +1/2」特性,以「+x」簡稱之,類似的有「–x」電子、「+y」電子等等。
對電子束中約半數的「+x」電子測量其自旋 y-分量,顯示「+y」、「–y」約各半
(各為原電子束的 1/4),「+y」、「–y」特性也都經得起複驗。依常識,我們 會將電子分為「+x+y」、「+x–y」、「–x+y」、「–x–y」四類,約各佔 1/4。到此 為止的實驗結果與常理吻合。試照以下的順序檢測自旋分量: x-分量、 y-分量、
再 x-分量,結果為「+x+y+x」、「+x+y–x」…八類約各佔 1/8,對同一個電 子,在測 y-分量之後,重驗其 x-分量時,半數的電子「變了」,「+x+y–x」電 子的出現證明電子的「+x」特性並非永恆,並不存在具有不變的「+x…」特性之 電子。古典物理中的實在論要求客觀物理實在(reality)的存在,不因觀測而 改變。在量子力學中卻非如此,實在性伴隨著確定性也隱匿無蹤。
失去實在性之後,客觀性也就沒有了依據。處於高能量狀態(上能級)的原 子會自動釋出能量,轉到低能量狀態(下能級),但下能級原子若無外來能量 激發,則無法跳到上能級。上能級原子每經過一定時間(半衰期)有一半機率
「跳下」。因此,在上能級的許多原子,經過一個半衰期之後,約有半數跳到下 能級,另半數仍留在上能級,再過一個半衰期,留在上能級的原子賸下約 1/4,餘此類推。實驗證明確實如此。原子經確認在上能級的瞬間開始,依此衰 變規律跳到下能級。但量子理論又預測,最初瞬間跳下的機率是零,確認原子在 上能級的儀器若持續「盯」著這些原子,則不斷重新確認其在上能級,跳下的機 率保持為零,所有原子被「盯」在上能級,不論時間多久,無一掉落。但若不監 控,半衰期時間後再檢視,則不知何時,半數原子已偷偷溜到下能級。對這些
「投機」的原子,「看不看」有關係,觀察方式影響結果,觀察者(或儀器)不能 客觀獨立於「物理實體」之外。事實上,「物理實體」已經不存在,何來客觀性與 獨立性。
最後再看一個令科學家(或哲學家)處境更尷尬的實驗(注45),實驗原本 是用光的干涉做的,為了方便讀者理解,沿用前文電子自旋的概念,改用電子 來敘述。在量子力學中,電子和光了一樣,具有「波」和「粒子」的「二象性」,都 會表現干涉的現象。設想某種原子會放出兩個自旋相反的電子,沿不同方向飛出 檢驗甲電子的自旋則知乙電子自旋,例如甲為「+x」則乙為「–x」,甲「–y」則 乙「+y」。在乙電子路徑上放置雙狹縫干涉裝備,並在狹縫前設置適當磁場,使
「+x」電子必經「左狹縫」,「–x」電子經「右狹縫」。理論與實驗均已證實:有足 夠信息確認每一電子經過哪一狹縫時,干涉現象消失,電子顯示粒子性;反之,
無法確認所通過的狹縫時,電子表現出波性而干涉。在進行前面的「乙電子」干 涉實驗時,若檢測「甲電子」的自旋,從而得知乙電子的自旋及所經之狹縫,則 干涉現象消失;不檢測甲電子,則乙電子干涉;實驗結果完全符合量子力學的 推論,對甲電子的檢測與否,可以完全不干擾乙電子的運動卻控制其干涉現象,
再度顛覆傳統的客觀性概念。不僅如此,實驗事實上是這樣安排的:乙電子的干 涉裝置離原子較近,檢測甲電子的儀器極遠,在乙電子結束它的旅程之後,再 決定(選擇)是否檢測甲電子。前面所謂的合理結果,現在看來完全無稽。甲電 子控制乙電子,而乙電子在甲電子發動控制之前就預先表現恰當的行為以迎合 未來的未知控制;乙電子必須「猜測」不久之後甲電子是否將被檢測,而猜中機 率百分之百;甲控制乙,甲是因,乙是果,但果先於因。這樣的關係怎能稱為因 果關係?因果關係不再成立,連邏輯都要受懷疑了。
科學以及其他因素曾將存在主義者逼進荒誕虛無的絕地,在失去實在性、客 觀性、確定性及因果律之後,科學自身也面臨同樣荒誕的境遇。海德格(M.
Heidegger 1889–1976)以「無(Nichts)」避開了邏輯的枷鎖,為存在主義 解套。但是科學豈能拋棄邏輯理性,那又如何解套呢?科學本身的未來確確實實 充滿了不確定性。