- 第一推動叢書·宇宙系列:死亡黑洞(新版)
- (美)尼爾·德格拉斯·泰森
- 3011字
- 2019-01-03 14:51:50
1.覺醒
人類憑著自己的五官感覺探索周遭的宇宙,并稱這樣的探險為科學。
——愛德文·鮑威爾·哈勃(1889—1953),《科學的本質》
在我們的感官之中,視覺是最特別的。眼睛不僅可以獲取房間里的信息,還可以獲取整個宇宙的信息。少了視覺,天文學就不會誕生,我們測量自己在宇宙中位置的能力也必定受到制約。想想蝙蝠吧,無論它們代代相傳的秘密是什么,可以確定的是肯定沒有一個與夜空的景色有關。
如果把人的五官感覺看作一組實驗儀器的話,那它們的敏銳程度和感知范圍都令人驚訝。我們的耳朵既能聽見航天飛機發射時震耳欲聾的轟鳴聲,也能聽見蚊子在頭頂上飛行的嗡嗡聲。我們的觸覺既能感覺到保齡球砸在大腳趾上的沖擊,也能感受到1毫克重的小蟲在胳臂上爬行的感覺。有人喜歡品嘗哈瓦那辣椒(據說是世界上最辣的辣椒)的刺激,敏銳的舌頭能夠以百萬分之一的精度分辨食物的滋味。我們的眼睛能夠觀察陽光明媚的海灘上的耀眼沙地,同樣的眼睛也能在黑暗的禮堂里毫不費力地發現幾百米外剛剛點燃的火柴。
不過,在我們被驕傲沖昏頭腦之前,也要注意在我們擁有較廣感知力的同時也失去了感知的精度:我們是以對數而非線性的關系感知外界的刺激。例如,當把某個聲音的能量放大10倍的時候,你的耳朵聽到的變化要小得多。如果增大2倍,你幾乎不會注意到。我們感知光的能力也是這樣,如果你看過日全食,那也許會注意到只有當日輪被遮擋超過90%的時候才會有人說天暗下來了。用于表示星星亮度的星等,眾所周知的表示聲音大小的分貝,以及衡量地震強度的震級都是用對數表示的,部分原因就是我們生來就是這樣看、聽和感覺世界的。
在五官感覺之外,我們還有什么?是否存在超越五官以外的其他感知方式?
人體善于解析周圍即時環境的簡單信息,比如現在是白天還是黑夜,或是察覺有生物要掠食我們;但是如果沒有科學工具,就無法解析自然的其他部分是如何運作的。如果想知道外面有什么,除了與生俱來的感知能力以外,還需要其他探測器。科學儀器的用處是為了超越人類感官的廣度和深度。
有些人自夸擁有第六感,能夠知道或看到別人無法看到的東西。算命先生、通靈者以及神秘主義者是最常見的聲稱擁有神秘力量的人。于是眾人對他們的能力神往不已,尤其是出版商和電視制片人。這種可疑的心理玄學之所以有市場,是因為人們希望至少有些人的確擁有這樣的天賦。
對我來說,最大的疑問是為什么這么多算命先生不到華爾街去炒期貨發大財,反而跑到電視臺靠接熱線電話維持生計。而且我們也從沒看見過這樣的頭條新聞——“算命先生中彩票大獎”。
和這個疑問完全無關的是,用來驗證心理玄學的雙盲對照實驗一再失敗,證明所謂心理玄學毫無根據,根本不是什么第六感。
從另一個角度來說,現代科學擁有許多感覺。科學家們并沒有說這些是什么特別的力量,只說是特別的硬件而已。當然,最終這些硬件把利用額外感知力采集到的信息轉換為人的天然感官可以解讀的簡單圖表和圖像。在科幻電視劇《星際迷航》原初系列里,從星艦降落到未知星球上的船員們總是帶著三度儀——一種能夠分析任何物體(有生命或沒有生命的)基本信息的手持設備。在待測物體上揮動三度儀,它就會發出使用者能夠聽懂的古怪聲音。
面對一團發光的未知物質,如果沒有三度儀那樣的分析工具,我們就無法獲得這團物質的化學或原子組成。我們既不清楚它是否有電磁場,也不知道它是否輻射γ射線、X射線、紫外線、微波或無線電波。我們更無法確定這團物質的細胞結構或晶體結構。如果這團物質離我們很遠,看上去只是天空中的一個亮點,我們的五官感覺就無法判斷它的距離、速度、自轉等信息。我們更無力分析其光線的光譜信息和極化信息。
沒有幫助我們分析它的硬件,也沒有接觸它的本質的特別沖動,我們只能這樣向星艦報告:“船長,這有一團東西?!彼∥颐胺腹?,本章開篇的那段動人又充滿詩意的話應該改作:
人類憑著自己的五官感覺,以及望遠鏡、質譜儀、地震儀、磁力計、粒子加速器和各種電磁頻譜檢測器,探索周遭的宇宙,并稱這樣的探險為科學。
請想象一下,假如我們生來就具有高度精密的可以調諧的眼球,呈現在我們面前的世界將會比現在豐富多少倍,我們發現宇宙的基本性質會早多久吧。把眼睛調到電磁頻譜的無線電波部分,白晝的天空就會變得像夜晚一樣黑暗。天空中散布著明亮的光點,那是那些著名的射電源,比如位于射手座幾個主星后面的銀河中心。把眼睛調到微波波段,我們會看見整個宇宙都被早期宇宙的余暉照亮,那是一面產生于大爆炸之后、厚達38萬光年的光墻。調到X射線波段,你可以立刻定位黑洞的位置,看見物質不斷卷入其中。調到γ射線波段,你會看見宇宙里各處的劇烈爆炸,差不多每天一次。觀察這些爆炸對周圍物質的作用,會發現物質溫度上升,并發射出其他波段的光。
如果我們有與生俱來的磁探測器,指南針就永遠不會被發明,因為沒人需要它。只要對準地球的磁力線,磁北極就像奧茲國(童話《綠野仙蹤》里的一個虛構的國度)一樣隱現在地平線上。如果我們的視網膜里有光譜分析儀,就不會好奇地想知道我們呼吸的空氣的成分。只要看一眼儀器,就知道空氣里是否有充足的氧氣以維持人類的生命。我們也會在幾千年之前就已經知道銀河系里的恒星和星云所含的化學成分與地球上的一樣。
如果我們長著內置多普勒運動探測儀的大眼睛,即使是史前的穴居人也能立刻看出整個宇宙正在膨脹,遙遠的星系正遠離我們飛去。
如果我們的眼睛有高性能顯微鏡的分辨率,就沒有人會說瘟疫和其他疾病是神的惱怒和懲戒。你可以一目了然地看到致病的細菌和病毒玷污你的食物或者感染你皮膚的傷口。借助簡單的實驗,你可以很容易地分辨這些微生物哪些是有益的、哪些是有害的。那樣,術后感染的問題早在幾百年前就能被鑒別出來并得以解決了。
假如我們能夠探測高能粒子,就能在很遠的距離上定位放射性物質而不需要蓋革計數器。你甚至能看見氡氣從你家地下室的地板滲透出來,而無須花錢讓人幫你檢測。
從小對五官感覺的訓練,使我們作為成人能夠判斷生活中的事件和現象是否“合理”。問題是,過去一個世紀里幾乎沒有什么科學發現源自人類感官的直接運用,而是來自運用感覺更加靈敏的數學和硬件。這個簡單的事實說明為什么普通人會認為相對論、粒子物理學和十維弦理論不合理。在這份名單上還有黑洞、蟲洞和大爆炸。實際上,這些概念對科學家來說也不完全合理,至少在我們運用所有技術手段進行了很長時間的宇宙探測之前是這樣的。最終出現的是一個更新、更高層次的“公理”,它使科學家能夠創造性地思考,對陌生微觀世界里的原子,或者對令人震驚的多維空間里的情況做出判斷。20世紀德國物理學家普朗克對量子力學的出現作了類似的評論:
現代物理學給人印象最深的莫過于一條古老的真理,它告訴我們:在我們的感知之外,還有事實存在。在某些問題和矛盾上,事實對我們來說比最豐富的經驗更有價值。(Planck,1931年,第107頁)
我們的五官感覺甚至會與愚蠢的形而上學的問題的合理答案相互沖突,比如:“如果一棵樹倒下時附近沒有人,它會發出聲音嗎?”我的最佳答案是:“你怎么知道樹倒了?”但這樣的回答常常令人惱怒,所以我就打了個毫無意義的比方:“問:如果你聞不到一氧化碳的氣味,你怎么知道它存在?答:因為你死了?!痹诂F代,如果周圍的信息全靠五官感覺來獲取,那你的性命就難保了。
一直以來,探索新的感知方法令我們的非生物感知手段日漸豐富,讓我們對宇宙的認識逐步加深。每當找到新的方法,宇宙就展示出新一層的雄偉與繁復,就好像我們逐漸進化為感覺超級敏銳的人類一樣,令我們覺醒。