三位大神级科学家掀桌子:老派唯物主义是否阻碍了科学发展?


三位科学家指出老派唯物主义可能是科学前进的隐形笼子。数学事实不是物理事实,体验永远第一人称。要突破,就得承认规律藏在可探测的潜在空间里。

这三位分别是天体物理学家、神经科学家和合成生物学家,各自从不同角度挑战了传统的唯物主义框架。

  1. Adam Frank 是一位天体物理学家,主要研究恒星起源、宇宙中的文明以及意识问题。他在讨论中指出,科学所谓的“客观视角”根本不存在,所有认知都始于第一人称的经验。
  2. Lisa Feldman Barrett 是神经科学家,情绪研究领域被引用次数最多的学者之一。她提出了“关系性实在论”的观点,认为颜色、速度、硬度等属性不是物体自带的,而是观察者与物体之间关系的产物。
  3. Michael Levin 是合成生物学家,专注于再生生物学,用青蛙干细胞制造了“异种机器人”。他强调数学事实(如圆周率)不是物理事实,说明解释世界的源头不限于物理世界,并主张通过实验探索“潜在空间”中的规律。

科学家们说老派唯物主义可能是个坑

咱们先搞清楚这帮大牛在吵什么。几位顶尖科学家站出来说,现代科学可能被一个叫“唯物主义”的老框框给绑住了手脚。

什么叫唯物主义?就是那种“世界就是一堆原子撞来撞去,别的啥也没有,你的喜怒哀乐都是大脑电路的反应”的想法。你可能觉得这不就是科学常识吗?错了。这三位要说的是,这恰恰是科学偷偷默认的一个设定,而这个设定放在今天,可能已经变成了拦路虎,不是垫脚石。

天体物理学家Adam Frank一上来就吐槽。他说我们总觉得科学告诉我们要做个彻底的唯物主义者,好像只有承认世界全是物质和粒子,才配叫搞科学。

但他觉得这是个天大的误会,是科学史上一个严重的偏科现象。

你想想,学做饭一开始照着菜谱死磕,按克称盐,掐表煮面,确实能吃上饭。但时间长了你就发现,真正的大厨根本不背菜谱,他们靠手感、靠经验、靠对食材的直觉。科学也是这样,唯物主义在早期特别有用,帮我们搞定了力学、化学这些硬邦邦的东西。但一遇到意识怎么产生的、生命到底怎么起源、量子力学里那个观测者到底是怎么回事这些硬骨头,唯物主义就开始卡壳,甚至强行把复杂问题简化成粒子碰撞,这就尴尬了。

神经科学家Lisa Feldman Barrett接着补了一刀。

她说问题其实更狠。很多科学家默认一个叫“传统实在论”的东西,就是说存在一个完全客观的、跟你这个观察者没半毛钱关系的真实世界,像上帝客厅里摆好的家具一样。科学家的任务就是把这个世界的真相一五一十地挖出来。(康德:物自体不可知,客观事物不被命名就无法知道)

她认为这个暗藏的假设才是真正的麻烦制造者。

你看见一个红苹果,红色真的是苹果自带的属性吗?当然不是。那是特定波长的光波打到你眼睛里,你的大脑和神经系统翻译出来的结果。
一个棒球以九十英里时速飞过来,那个速度真的是球自己的属性吗?也不是。那是球跟击球手、跟观众席、跟你测量它的方式之间的一种关系。

所以她说,实在其实是“关系性的”,不是东西本身有什么固定性质,而是东西跟观察者之间的关系共同构成了我们所说的“现实”。

这个思路直接动摇了唯物主义那种“世界就是一堆独立于人的物质”的根基。

数学事实先给唯物主义来了一记闷棍

合成生物学家Michael Levin扔出一个让物理学家头疼到失眠的问题:你们发现没有,有一大类事实完全不是物理事实。比如数学定理。圆周率π的具体数值,自然常数e的数值,分形图形的形状,四元数的运算规则,这些玩意儿没有任何一个物理学家能用粒子对撞机撞出来。你从空集的定义出发,然后定义后继数,一步步按照逻辑推,最后必然会得到这些具体的、不能改的数字。这不是你选的,是你被迫发现的。

这说明什么?说明物理不是一切解释的源头和终点

他开了一个脑洞很大的玩笑:如果你在物理系或者化学系一直追问“为什么”,比如问为什么这个粒子会这样运动?回答是因为某种力。再问为什么这种力是这样的?一直往下追问,追问到最后,你会发现你站在数学系的办公室里,手里拿着半拉西瓜,一脸茫然。

物理现象背后的对称性、周期性、那些看起来漂亮的深层解释,最后都指向抽象的、非物理的数学结构。

这不是什么迷信,这是实实在在的学术现实。你不可能把数学系就地解散,然后拍拍物理系同事的肩膀说“哥几个加把劲,把微积分和数论也顺便搞定吧”,那根本不可能,数学家会跟你拼命。

这就给唯物主义出了一个超级难题:唯物主义的核心承诺是什么?是“所有能算作解释的东西都必须老老实实待在物理世界里”。但数学事实显然不在物理世界里。你找不到一个代表“数字三”的粒子,也找不到一个名为“加法”的力场,更没有“微积分”这种物质形态。这些东西是真实存在的,它们能深刻地影响物理世界。没有微积分你连火箭都造不出来。但它们本身不是物理的。

那唯物主义怎么办?它只有两条路,要么假装看不见这个问题,把头埋沙子里,要么承认自己的地盘从一开始就不完整,被数学给从根基上攻破了。

Levin说他想做一个特别实在的实验。既然我们已经承认有数学事实这种非物理的规律存在,那有没有可能还有别的非物理规律?比如生物学里有没有类似于“数学定理”那样的、藏在底层的、不可还原的规律?认知科学里有没有?你不能因为懒就假设数学是唯一的例外。他正在用实验室里造的“异种机器人”做实验。就是用青蛙的干细胞组装出来的、完全不是自然进化出来的微型生物机器人。这些东西的行为模式从哪来的?它们的基因组就是普通青蛙的基因组,但你把细胞拆开重新拼成一个全新的形状,它就会表现出青蛙身上从未见过的全新行为。这些行为背后的规则,就藏在某种“潜在空间”里。你得靠做实验、猜规律、再验证,像物理学家研究粒子一样,去慢慢摸清这个空间的底细。他说这才叫干活,而不是甩一句“这是涌现出来的”就当完事了。

你的体验永远第一人称上帝视角根本不存在

Adam Frank用一个特别日常的例子把这个问题拉到地面上。你们都玩过游戏吧。有第三人称视角,就是你看着蜘蛛侠的后背在纽约荡来荡去。还有第一人称视角,就是你端着激光枪自己看。你觉得哪个视角更真实?实际上,我们根本就没有第三人称视角的体验。那个所谓“上帝视角”,看着宇宙从大爆炸到现在,把所有星系尽收眼底,那是没有人能体验到的。因为体验本身就是第一人称的。你不可能跳出自己的身体去“客观地”看世界,就像你不可能抓着自己的头发把自己提起来。

他说那些唯物主义者假装自己可以从“宇宙之外”观察一切,好像科学的目的就是画出一张完全不带任何人味儿的“客观地图”。但问题是,画地图的那个人永远站在地图里面。你测量的每一个数据,都经过了你的测量工具、你的感官、你的理论框架的过滤。没有“纯净”的数据这回事。他打了个比方,说这就好比你想知道自己的声音听起来什么样,于是你录下来听。但你听到的依然是录音设备和房间声学环境处理过的版本,你永远无法听到别人耳朵里你的声音。科学也是这样,我们永远在从某个角度、某个位置、带着某个问题去观察世界,这个角度本身就会影响我们看到的东西。

那这是不是说科学就完蛋了?当然不是。他说恰恰相反,承认这一点反而让科学更诚实、更有力量。因为你知道自己的位置在哪里,知道自己用的是什么样的“滤镜”,你就能更好地校准你的观察,而不是假装自己站在全知全能的立场上自欺欺人。量子力学早就告诉我们,观测行为本身会改变被观测的系统。这不是 bug,这是 feature。唯物主义的问题在于,它让你以为你可以当一个纯粹的、不干扰系统的“旁观者”。但你做不到,从来没人能做到。

背景Context全都算进去之后唯物主义还能活吗

Lisa Feldman Barrett提出了一个让传统实验设计崩溃的想法。她说背景Context信息不是边角料,背景Context本身就是完全的因果因素。什么意思?你做一个实验,控制变量 X,测量结果 Y,同时控制住 A、B、C 三个背景条件。唯物主义的做法是说,只要 A、B、C 固定住了,X 对 Y 的效果就是普适的,换个地方换个时间也能重复出来。但她认为这个想法太天真了。

她拿自己每周五烤面包举例。同一个配方,同一个烤箱,同样的面粉品牌,为什么这周的面包和上周的永远不一样?因为室温变了,湿度变了,面粉的批次不同了,甚至连你揉面的手劲都随着心情变了。这些“背景Context”因素每一个都在实实在在地影响结果,但你永远不可能把它们全部控制住。所以她说,一个严谨的科学结论不应该是“X 导致 Y”,而应该是“在我们观测到的 A、B、C 水平上,X 对 Y 产生了这样的效果”。换个背景,效果可能完全不同。

那这不就跟科学追求的“可重复性”冲突了吗?她说要看你怎么理解“可重复”。在那种认为世界由简单普适机制构成、背景Context只是微扰的唯物主义框架里,可重复性是黄金标准。但如果你承认世界本来就是复杂的,所有生物包括细菌都在做简化、做分类,那么可重复性就变成了一个程度问题,不是一个非黑即白的问题。科学的目标应该从“找到不变的规律”转变为“找到可预测的结构化变化”。今天的面包跟上周的面包不一样,但如果你记录了温湿度、面粉批次、揉面时间,你就能建立一个模型,预测明天改变某个参数后面包会变成什么样。这同样是科学,甚至更贴近真实世界的科学。

唯物主义的地盘到底有多大其实早就不够用了

Michael Levin把之前几位的观点收拢起来,给出一个更激进的结论。他说严格意义上的唯物主义,或者说物理主义,其实早就死了。不是今天才死的,也不是因为生物学或者意识研究把它杀死的。杀死它的是一样更基础、更古老的东西,就是数学。数学事实的存在,从根上就告诉你,解释的源泉不限于物理世界。

他注意到一个现象。当你在生物学会议上说“有些规律可能不是物理规律,而是藏在某个数学空间里的结构”,台下的反应通常是皱眉,觉得你在讲玄学。但他说,最玄学的恰恰是唯物主义的那个核心假设:“物理宇宙里的东西就是所有能存在的东西”。这个假设没有任何证据支持,它只是一个信仰。你不信宗教,但你信这个,本质上是一样的,都是先画一个圈,然后说圈外没有东西。

那怎么办?他说出路很简单,就是做实验。数学家用推理研究数学空间的结构,生物学家也可以用实验来探测那个“潜在空间”里有没有对生命现象有用的规律。他在实验室里造异种机器人,用青蛙的正常基因组但重新排列细胞,观察出来的新行为。然后问一个问题:这些行为的规则,能不能提前预测?如果能,那这些规则是从哪个“空间”里挖出来的?它们跟物理定律是什么关系?这些问题没有一个预设的答案,都得靠动手去摸。他说这才叫科学的态度,不是站队,是挖地。