下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
自然是一个集合概念，虽然其本质以每一种单质成分存在，但它的完美却从不取决于单个对象。
——亨利·福塞利
许多年以前，在我还居住在纽约附近的时候，我去看了伟大的自然主义摄影家安塞尔·亚当斯在现代艺术博物馆举办的作品回顾展。像许多出生在美国西部的人一样，我一直非常喜欢亚当斯先生的作品，而且我觉得我比纽约人更能领会作品的意义，于是我迫不及待地赶在第一时间去看了摄影展。这是非常值得的。任何人近距离看了这些摄影作品都会立即意识到，它们绝不是刻板的石头和树木画面，而是充满了创作者对事物的意义、地球古老的年龄、人类关怀的短暂性等问题的思考。这次展览给我的印象之强烈超出我的预期，甚至当我现在遇到难题或分不清事情孰轻孰重的当口，它依然会浮现在我眼前。
公共电视台最近播放的里克·伯恩斯的优秀纪录片《美国历程》让观众再一次认识到，亚当斯的作品，如同其他艺术品一样，是处于特定地域、特定年代的艺术家的创造力表现。 [1] 在20世纪早期，当亚当斯还是个孩子时，开拓边疆已经宣告结束，美国人热烈争论着这种结束对他们的未来意味着什么。 [2] 结果，他们决定不打算像他们的欧洲同胞那样过安逸富足的生活，而是追求一种接近大自然的有意义的生活方式。由此出现了隐喻性的边疆——牛仔的传奇，广袤的原野，坚定的个人主义理想——这些凝固成延续到今天的美国文化。亚当斯的作品正是在不断地演绎这种隐喻的过程中走向成熟的，它们勾起了人们对开拓原生态自然的怀旧心理，从而显示出作品的生命力。
人们常常认为（尤其是在欧洲），拓荒的想法不过是一种离奇古怪的带着乡土气的狭隘意识。欧洲人觉得，表现美国西部的作品的神话性质要比欧洲的更容易识别，因此这类故事的真实性常受到怀疑。我第一次接触到这种思想是在20世纪70年代，是从一本叫《船尾》的杂志上的一篇关于美洲的传奇文章中读到的，当时我正在德国服兵役。随着冷战成为历史，这类文章似乎在今天应更有市场。但实际上这种认识是错的。尽管产生亚当斯作品的那种文化力量的交汇为美国所独有，但作品本身带来的冲击却不是这样。对拓荒的渴望似乎根植于人类心灵深处，世界上不同地域、不同文化背景的人都会很快在直觉上明白这一点，没有哪个国家的人需要通过深入教育才会懂得欣赏和认同原野之美。正因此，亚当斯的作品博得了世界各地的广泛肯定。
科学作为一项伟大的拓荒事业同样是没有止境的。 [3] 虽然这种探索有许多明显是出于非科学的原因，但只有科学才是唯一需要开拓的真正的蛮荒之地。这片蛮荒的土地不是花哨的技术机会主义所断言的现代社会中似乎已经不可救药之境，而是在人类出现之前就早已存在的未开垦的自然世界——它给人一种犹如在巅峰上注视一位孤独的骑手驾着三驾马车蹚过溪流时的那种开阔感。它是生态的精心设计，是矿脉的缓慢演变，是苍穹的移动和星体的诞生与消亡。用马克·吐温的话来说，宣称其死亡那是极度地夸大。
在欧洲，拓荒的神话经常被贬斥为古怪的乡村狭隘意识
我所研究的科学分支——理论物理——关心的是事物的终极原因。物理学家显然无权垄断这种研究，每个人都在一定程度上关注着它。在一种具有因果关系——例如靠近狮子结果被吃掉——的物理世界中生存，我疑心这是人类早在走出非洲以前就获得的返祖现象。我们被造就得生来就喜欢在事物间寻找因果联系，如果发现了一条能够不断涌现出推论的法则，我们会高兴得不得了。 [4] 我们还被造就得对那些我们无法从中抽象出任何意义的众多事实极不耐烦。我们所有人内心都渴望有一种终极理论，一套可以推演出所有真理的法则，它可以使我们一劳永逸地从各种事实的羁绊中解脱出来。这种对终极原因的关注使得理论物理学家显得特别吃香，即使他们的研究极为专业化，极其深奥。
这种理论可以说是好事和坏事的混杂。起先，你会发现你对以人为尺度层面上的各种现象的解释已经有了一种终极理论。我们为有这么一套数学关系式感到自豪：它能解释自然界大于原子核尺度的一切已知的事情。这些数学式子既简洁又美观，写出来也就两三行。但这之后你会发现，这种简洁简直就是一种误导——就像一块只装有一块纽扣电池的廉价数字手表，刚买时走时准确，时间一长就不得不扔了。这些方程处理起来极其困难，而且除了个别简单特例之外，不可能解决所有问题。要证明其正确性得花上相当长的篇幅，而且还得处理得极为巧妙，得量化，你得通晓第二次世界大战（以下简称二战）以来的许许多多工作。20世纪20年代由薛定谔、玻尔和海森伯发展出来的基本概念，要等到发展出强大的电子计算机以及政府组织起各类技术人员协同攻关，才能够在足够宽泛的条件下得到实验上的定量验证。像硅的提纯和原子束机器的完善这类关键技术的进步也至关重要。可以说，如果不是冷战和电子学、雷达以及精确计时技术的民用化，要确切做到所有这一切是根本不可能的。
但在终极理论提出的80年后，我们发现我们还是处在困难之中。
对理论基本关系的重复、细致的实验验证已经正式关上了在日常事物层面上通往还原论前沿的大门。正像美国拓荒的道路被封闭一样，这是一件意义重大的文化事件，它引得全世界有头脑的人都在争论这对知识的未来意味着什么，甚至出现了讨论科学的终结和重大基本发现不再有可能这类假说的书的热销。与此同时，人们发现，用这些方程“很难”描述的那些甚至非常简单的对象的列表还在令人震惊地加长。
那些真正生活在西部边疆的人夜里听到丛林狼的嚎叫只会付之一笑。对一个真正的拓荒者来说，很少有事情能像发现文明人背后的那块巨大原野那样给他带来快乐，而面对这片土地，文明人却认为没多少市场开发价值。从历史上看，当年刘易斯和克拉克探险队在哥伦比亚河口越冬时一定就怀有这种心情。探险队凭着勇气和决心成功穿越了北美大陆，却发现这趟行程的价值不在于到达了太平洋东岸，而在于行程本身。在那个时候，政府确认边界纯属合法推定，考虑财产权和移民定居等政策因素远多于应付自然的因素。
今天依然是这样，真正的前沿，固有的蛮荒之地，只有在门外才能发现，如果你愿意一试的话。
尽管身处荒野，开拓者还是要受到法律约束的。在当年神话般的美国西部，这一法律就是无主之地上的文明力量，这种力量常常又因为由意志力克服了人性中的野蛮所创造的英雄业绩而得到加强。一个人有选择服从和不服从这种法律的自由，但他如果不服从，那就很可能被枪杀。此外还存在自然法则，事物间关系的真实性并不因人们是否观察到它而有所变化。太阳每天早晨都会升起，热量总是从热的物体流向冷的物体，鹿群见了猎豹总是四散奔逃，这些都和神话中的法则截然相反，因为它们出自本能，并构成自然法则的实质而非其遏制手段。的确，按法律形式来描述这些自然事物有些离谱，这么做意味着好像存在一部法典，那些任性的自然物有选择服从与否的自由。这显然是荒唐的，是一种为自然立法的做法。
我们所知道的重要法则毫无例外地都是机缘凑巧发现的，而不是演绎的结果。这与我们的日常经验十分相符。世界上充满了各种可以量化的复杂规则和因果关系，正因此我们才能够理解事物并按自己的目的来探索自然。但这些关系的发现却令人恼怒地不可预见，即使是科学家的预测也是不靠谱的。
这种常识性认识即使在事物处于更全面细致的定量考察的今天依然是正确的。它说明我们对宇宙的把握很大程度上是在自欺欺人——夸夸其谈，全无实质。夸口说所有重要的自然法则都已尽收眼底正是这种夸夸其谈的一部分。前沿仍有待我们去探索，仍是一片未开垦的处女地。
一边是无人知晓的科学前沿，另一边是一整套已知的自然法则，两者间的逻辑矛盾只有通过将其视为突现现象方能解决。“突现”这个词可以指一大堆不同的事情，包括不受物理法则支配的超自然现象。我指的不是这方面，我的意思是指一种组织化的物理原理。人类社会显然有一套超越个体的组织原则，例如，汽车厂商不会因为其员工不巧被车撞了就倒闭了，日本政府也不会因为重新选举就有多大改变。而无生命世界同样有一套组织规则，它们可以解释与我们相关的许多事情，包括我们日常生活中用到的高层次物理定律。像水凝成冰或钢的刚性这些极普通的现象就是其中的简单事例，这样的事例简直数不胜数。自然界充满了高度可信的事情，它们就像原始版的印象派的画。雷诺阿或莫奈笔下的花草之所以令我们感兴趣，就在于它们是一个完美的整体，而涂鸦则是胡乱的色块堆积，不可能完美。这种因人而异的画笔笔触造成的不完美性表明，一幅画的精髓在于它的集体组织性。同样，特定金属的抗磁性源于它们的过冷凝固，但构成金属的单个原子则不具有这种性质。
由于组织原理——更确切地说，它们的结果——可以以各种法则形式出现，它们本身就构成了新的法则，而新的法则群体又可以构成更新的法则，如此等等，不一而足。电子运动法则产生了热力学和化学定律，后者则导致结晶法则，而刚性和弹性定律正是建立在结晶法则的基础上，并由此建立起工程法规。自然界正是这样一种相互关联的等级序列，就像乔纳森·斯威夫特
笔下的跳蚤社会：
于是，博物学家看到，这只跳蚤
有较小的跳蚤作为它的猎物；
后者则猎食更小的跳蚤，
如此等而下之，以至无穷。
这种组织倾向是如此有力，以至我们很难识别哪儿是整个序列的基本法则。例如，我们只知道猫的行为不是基本的，因为当被推到超出其正常活动极限的境地时猫就无法生存。同样，我们只知道原子不是基本的，因为在剧烈碰撞下它们会分裂。这一论证可以用到越来越小的尺度上：在更大的碰撞力作用下，组成原子的核子也会分裂，在比此前更大的作用下，核子释放出的碎片还会进一步分裂，以至无穷。大自然组成物理法则等级序列的趋势要比学界已知的现有水平复杂得多。那为什么说世界是可知的呢？这是因为，不论这些基本法则是什么，它们既不因我们的作为而变化，也不会对我们施加任何伤害。你可以尽管放心地去探索，当然，不知道终极秘密也能够生活。
因此，所谓知识的尽头和前沿的封闭纯属耸人听闻，它们只是人类文明史的长河中一时的傲慢表现，到头来终将结束并被遗忘。在寻求理解前沿的组织法则的进程中，我们不是第一代，自欺欺人地认为探索已经成功并正走向结束的观点终将破产。人应有自知之明，就像爱尔兰渔民所说的，大海是宽广的，渔船则是渺小的。我们需要依靠开发未知领域来生活、成长，并借以确立我们的生存状态，探索未知的法则就是我们生活的终极目标。