严家祺:「感官的光明」和「理智的光明」

现代科学大厦建立在一个原理基础之上,这个原理,就是「光速是宇宙空间速度的最高极限」。在一个高速运动的飞艇上的光源发出的光,飞艇的速度,加上光的速度,仍然等于光的速度。1905年,爱因斯坦就根据这一原理,建立了相对论。

与现代科学大厦相并立,还有一座座高耸入云和宏伟壮丽的建筑,这就是宗教的教堂。这些建筑,建立在一个信念之上。这个信念是,在人类周围的世界之上,还存在另一个世界,这个世界,就是「神的世界」。佛教是无神论宗教,对佛教和无神论来说,这个世界可以称为「超验世界」。

【圖】三個世界

「现实世界」是由物质世界和人类的观念世界组成的。「超验世界」是「现实世界」以外的另一个世界。
科学与宗教永存于人类世界。科学探索现实世界,科学是人类最高的理性;宗教揭示人生的意义,反映神的大爱精神,宗教是人类最深的情感。

神的第一句话「要有光」

翻开《圣经》,神说的第一句话是「要有光」。没有光,就没有生命、没有正义。没有正义的世界,就是黑暗的世界。英国思想家法兰西斯·培根(Francis Bacon,1561-1626)说:上帝创造宇宙的那几日中,他所创造的头一件东西就是「感官的光明」,他所创造的末一件东西就是「理智的光明」。  没有感官的「光」,不仅没有生命、没有正义,而且看不到周围世界,看不到道路和方向;没有理智的「光」,就不能发现真理,人类就不能超越动物,就不能发现、发明、创造。

「现实世界」中的各种事物,人可以发现它。人可以根据自己的探索、研究、设计、制造出各种人造分子、人造物品、人造物种,但我们人想象的许多事物,并不都能存在于物质世界中,现在不存在,今後也不会存在。物质世界中可以制造出「正立方体」,也就是六面都是相同正方形的「正六面体」,还可以制造出「正四面体」、「正八面体」、「正十二面体」、「正二十面体」。【图】但人类永远不可能制造出一个五个面完全相同的「正五面体」。「正五面体」可以在人类的观念世界中加以想象,但不能在物质世界中制造出来。埃及的金字塔是「五面体」,因为金字塔的底部呈现四边形,而侧面是三角形,金字塔不是「正五面体」,实际上有十个面,每一面都不是「正多边形」。有一种病毒——腺病毒( Adenovirus )颗粒呈正二十面体结构,不可能呈「正二十一面体」结构。

【图】物质世界中可以制造出的五种「正多面体」,不能制造出「正五面体」  

自从爱因斯坦建立相对论以来,许多人提出了他的「超光速」理论。「超光速」理论可以在人的观念世界中存在,但至今在物质世界中没有发现超光速现象。

人性三大要素

人生活在社会中,按自己的或他人的意愿、意志行动。当人看不清方向、找不到道路时,只有神能够引导我们前进,神就是道路、真理、生命 。人类与动物的共同点,就是有动物性,人超越动物,看到了「现实世界」外还有一个「超验世界」或「神的世界」,按照神的指引方向前进,就是人的神性,人还有超越动物的理性和人类情感。人性是动物性、人类理性和情感、神性三种因素的组合,婴儿带有很多动物性,随着人的成长,人的理性和情感不断增长,但有的人会没有神性,有的人会丧失人性。

自然界的四种力

在21世纪的今天,人类所了解的周围物质世界,是一个有限范围。我们把空间尺度1米(1m)定为尺度的单位,人的高度是1.8米左右,1米 = 1×100米,人的空间尺度的数量级是0。地球的直径为12756公里,也就是1.27×107米,比人的尺度大7个数量级。太阳系直径为120亿公里,也就是1.2×1013米,比人的尺度大13个数量级。地球与太阳之间的距离为1.5×1011米,这一距离称为一个天文地位,表示为1AU。从太阳发射到地球的光,要走8分钟。

为了度量宇宙空间,宇宙学中用「光年」作为长度、距离单位。一光年就是光在一年中走过的路程,相当于6.3万AU,也就是9.5×1015米。太阳系直径1.2×1013米,用光年计算,是10-3光年,即0.001光年。

按照空间范围的大小,自然界可以划分为许多不同「尺度」的世界。按照现代科学技术观察分析,最小的长度单位称为「普朗克长度」(Planck Length),数值为

1.6×10-35米。目前可觀測的宇宙的直徑估計值約为930億光年,即8.8 × 1026米,即為5.4 × 1061倍普朗克長度。也就是说,最大、最小的空间尺度,相差61个数量级。

  宇宙分层结构普通使用单位用米(公尺)作为单位空间数量级
宇宙尺度1000亿光年10271027
银河系尺度10万光年1.9×10211021
太阳系尺度0.001光年1.2×10131013
地球直径12,756公里(km)1.27×107107
人的尺度1.8米(m)1.8米100
细胞尺度1-30微米(μm)1-30×10-610-6至10-5
病毒尺度10-100纳米(nm)10-100×10-910-8
氢原子尺度0.1纳米(nm)10-1010-10
强力作用范围10-15
夸克尺度10-1710-1710-17

【表】  空间数量级。目前可觀測的宇宙的直徑估計值約为

930億光年,忽略细小差别,把930億光年按1000亿光年计算。   

 

自然力有四种力——万有引力、电磁力、核强作用力和弱作用力,都是相互作用力。在原子核10-15米的空间范围内,主要作用力是强作用力。引力、电磁力作用微乎其微,在原子核内可以忽略。

弱作用力发生在电子和中微子这些轻子之间。

引力发生在有质量的粒子或有质量的物体之间,宇宙空间、地球上和人类生活中,引力都起着作用。

电磁力发生在带电粒子或带电物体之间,由于分子的键是依靠电荷连接起来的,无生命的物体和生命体内的细胞之间、细胞内部,都充斥着电磁相互作用。一切化学反应,动植物机体内部的化学反应、人类在实验室和化工厂的化学反应,一切用电的地方,从无线电到互联网,都离不开电磁力。

地球上如果没有人类,地球上就没有人为的化学反应,没有炼钢炉、没有水泥厂、没有化工厂、没有制造业,没有城市、没有公路、铁路、轮船、飞机、没有建筑物、没有各种制成品,地球上也不会有人类的各种组织、没有道德、法律、制度。没有人类的地球,仍然有各种动植物,四种力无时不刻起着作用,这样的地球就是一个原始的自然界。宇宙中的引力、电磁力、核强力和弱力,主宰自然界。只要没有人类,地球上就不可能有人类的各种创造物。

今年4月初,美国费米实验室发表了一项实验结果:他们发现,一种叫缪子(μ子)的基本粒子在磁场中表现出来的行为与目前基本粒子标准模型预言的结果有所差别,他们认为可能发现了第五种力。

人的创造力

鸟会筑窝、水濑会筑壩,白蚁会建造巨大的地下网路,一些动物还会使用自然界现成的工具,这种能力,是动物的本能,就像蜘蛛制作的网一样,是动物身体的衍生物。比较人类行为与动物行为,可以发现,动物没有创造力,创造力是人脑的特有功能。人类与动物相比,人和有脑的动物对物质世界的认知,会在脑中形成一个观念世界,每一个人、每一个有脑动物的观念世界,由于他们所处的环境和经历不同,是各不相同的。生活在阳光灿烂中的蜜蜂的观念世界,与生活在暗无天日下的白蚁,与我们人类,是迥然不同的,就是人类,幼儿与成人、古人与现代人、科学家与政治家、不同国家的人,各不相同。就是兄弟姐妹之间,也不尽相同。

尽管人类个体的观念世界各不相同,但人类的观念世界有一个共同点,就是在人的成长过程中,除了大脑不健全的人以外,会逐步认识到,要在物质世界中创造、制造一种新的物品,要解释一种人们不理解的现象,要与他人合作共同进行一件事,都需要预先在自己的观念世界中形成一个观念,一个计划、一个方案,或一种企图、一种要求、一种愿望,这种观念、计划、方案、企图、要求、愿望,也可能在实施中,不断试验、调整、修改。这种能力,就是人的创造力。

人类超越动物,因为人类理性和人类情感与动物不同,动物能形成超越个体数倍、数十倍的权力,但只有人类才能制造武器、建立军队、政府和国家,形成超过个人千万倍的权力,也只有人类能够发明自然界没有的货币或金钱,利用财富的力量,形成超过个人千万倍的财力,按一个「个人提出的目标」,建立企业,共同行动,生产物品;也只有人类,能够形成超越自然界四种「力」或五种「力」的一种「力」,创造自然界所没有的武装力量、创造国家、创造工厂、制造自然界所没有的物品。

要认识这种力与引力、电磁力、核强力和弱力的区别,就要为这种力取名,这个名字就是「创造力」。

创造力是人和自然界、人和人之间发生作用的一种力。在有创造力的地方,引力、电磁力仍然起着重要作用。起重机、飞机、宇宙火箭、航天器是人用来克服地球引力的人类创造物。水力发电、人工降雨、降落伞、是利用引力的设备。人类利用电磁力非常广泛,遍及人类生活和生产的各个领域。核电站、X光和科学探索,是人类利用强作用力和弱作用力。然而,人类利用这四种力前,必须首先有创造力,没有创造力,人只能与动物一样,像黑猩猩一样在原始森林中过日子。

人类的发现、发明,是依靠理智的光明,使人看到了「超验世界」中的「存在」,使这些「存在」进入发现发明家的「观念世界」中,并把它描绘或设计出来,一切创造就是让「超验世界」中「存在」的「物化」。良好而有效的政治经济社会制度的建立,也是「超验世界」中「存在」的「物化」。

「發明」和「發現」很不相同。在地球上,我們發現一種「新物種」。在太空中,我們發現一顆「新星球」。這種「新物種」和這顆「新星球」,原來就存在。「發現」還包括對「物質世界」規律性的新認識,如發現「萬有引力定律」。而發明創造,是「發明」出一種「新辦法」,創造出一種地球和太空中從來沒有的東西——「新材料」、「新產品」、「新設備」、「新制度」。

當我們知道了人類為什麼能夠「『創造發明』後,一個人如果並懷有創造發明的強烈信念,當他從事某一專業時,有明確目標、有堅定的決心、有百折不饒的毅力,就能提出「發明創造」的構想。當一定的物質條件(物質條件也可以創造)具備時,這種「構想」就可以「物化」,作出創造或發明。

哥倫布在發現美洲新大陸前,就相信地球是一個「球體」。哥倫布希望從歐洲出發,向西航行,就可以到達印度。哥倫布尋找葡萄牙王室贊助他遠航,但葡萄牙王室沒有接受他的提議。原因之一是,當時人們認為,哥倫布的地理學說只是一種「猜想」,原因之二是,1488年,已經有人從非洲繞道好望角,找到了歐洲通往印度的航路。

1492年,哥倫布發現了美洲新大陸,但這時人們仍然不能確切知道地球是否是一個球體。麥哲倫正是懷有『地球是圓的』這一強烈信念,在西班牙的支持下,從歐洲出發西行,繞道南美、接近南極地區的海峽——後來被命名為「麥哲倫海峽」,進入了太平洋,在海上漂泊了三年,完成了人類史上第一次『環球航行』。

一種「信念」,在未被大多數人接受前,往往會找到冷落、排斥、打擊、嘲笑,「信念」也需要經過證實,才能廣泛地為人們接受。在今天,人可以創造愈来愈好的「人工智能」,创造地球上從未有過的「新物種」,就是新的「信念」。就是在中國,「保障人权」、「民主政治」是中國長期政治穩定和國家富強的基礎,也是一種「信念」。正確的「信念」與人類對真理、正义、完美的追求是連在一起的。

「地址理论」和「文库技术」

人类形成「地址」概念,是一大发明创造。有了地址,相隔十万八千里的两个人,可以找到对方。在互联网时代,「网址」实际上起着「地址」类似的作用。

地球上的沙粒,每一粒都不相同,就像地球上的每一个人一样,像宇宙空间中的每一颗星球一样,各不相同。如果有一个在巴黎的人,希望在南美洲巴西的里约热内卢市,一个海滩上,找一颗有特定特征的沙粒,在21世纪20年代的今天,许多人会认为没有意义,而且做不到的。地球上全部沙粒的数量,可以大致计算出来,现在已经知道,地球上全部沙粒的数量,比宇宙中已经知道的星球数量少得多。今天,宇宙中已经登记在册的星球,已有10亿个。我们指名道姓地要找某一颗星球,实际上与我们指名道姓地要找里约热内卢海滩上一粒沙粒一样。

我们地球在宇宙空间中的「地址」是:本星系群(州或省)银河系(市县或郡)猎户座旋臂街(街道)太阳系(公寓大楼)。

【图】地球在宇宙空间中有一个「地址」,地球住的街道是「猎户座旋臂街」

要找一个人、找一粒沙粒、一颗恒星,与发现一种蛋白质分子结构、一种新药、一种病毒疫苗,道理是一样的,当有了各种蛋白质分子结构的地址总汇、医药药品地址总汇、病毒疫苗地址总汇,几天之内,人类就可以人工合成所需要的新蛋白质分子、医药药品、病毒疫苗。就像今天在几天之内可以找到远方的朋友、找到特定的沙粒和遥远的、银河系外的一颗恒星。

當代化學和生物學中的“文庫技術”(Library  Technology)﹐可以說是承認一個不依賴於人的「超验世界」存在的前提下發展起來的,也可以说是「分子尺度世界」的「地址理论」。

若干單元通過排列﹑組合都可以形成巨大數量的個體﹐這些個體在高一級層次上又可以排列﹑組合﹐形成高一層次的新的﹑巨大數量的個體。在「分子尺度世界」中,不同元素的原子可以組成分子﹐小分子可以組成大分子。20種氨基酸可以組成數量巨大的﹑形形色色的蛋白質分子。各种分子的可能组合,构成「分子文庫」。各种组成蛋白質分子的可能组合,构成「蛋白質文庫」。同樣可以形成核酸文庫﹑病毒文库、疫苗文库、細菌文庫﹑抗菌素文庫﹑糖文庫﹑酵母文庫和微生物文庫。這些文庫中的對象﹐有些早在自然界中存在﹐更多的在自然界中從未存在。用文庫合成方法﹐就可以製造出這些在自然界中從未存在的物質或微生物。然而,「超验世界」中的「存在」,并不是任意的。只有在数学上可能的「空间构象」,它的「原型」才是「超验世界」中的「存在」,才可能在「物质世界」中「物化」。這種方法今天已在製藥工業中得到廣泛的應用。這就是說﹐那些在自然界中沒有的化合物﹑生物大分子﹑形形色色的微生物和抗菌素﹐它們的結構都可以通過科學分析把它設計出來﹐即在「超验世界」中找到它們﹐然後用「文庫技術」把它們一一合成出來﹐使它們一一「物化」﹐從「超验世界」進入人类的观念世界和「現實世界」中來。

几个世纪後,也许到了23世纪,人类已形成各个学科领域的系统的「地址理论」,掌握了完备的「文库技术」。如果一天突然发现武汉发生一种新病毒,无需封城,更不会在全世界引起恐慌,只要查找一下「病毒文库」中的「地址」,在几分钟内就可以制造出抑制这种新病毒的疫苗。

光明的太阳  温暖的太阳  希望的太阳    

人类有不同于自然界的四种「力」的创造力,这使人类世界超越了自然界,自然现象可以预测,气候、地震、飓风、海啸可以预测,但唯有人类行为不可完全预测,人有创造力,而且「人心叵测」,人会背信弃义、不守承诺。金融世界和政治世界总是充斥突发现象,只要金融现象存在一天,只要人类社会还有政治现象,就不可预测。

人类社会无法消除「人心叵测」,因为人性三大要素无法改变,也许当「人心可测」时,人类就变成了一种新的物种。在人类社会中,平民百姓在权力方面是同一数量级,即使「人心叵测」、不守承诺,造成的不良後果也可能严重,但後果的影响范围还是有限的。对人类社会来说,首要的就是要防止大权在握的首脑人物,以实现美好理想为名,挑起战争、践踏人权,制造灾难。所有导致人与人之间残杀的理想都是欺骗。

「大人物」通常总是「坏人」,这句話出自英国历史学家阿克顿勋爵(Lord Acton)1887年4月3日给蒙代尓•克里埃顿主教(Bishop Mendell Creighton)的一封信。阿克顿勋爵在这封信中說的前一句話常被人引用,但紧接着的一句却往往被删去。这兩句连在一起的話是:「权力导致腐败,绝对权力导致绝对腐败。大人物通常总是坏人。」(「Power tends to corrup,and absolute power corrups absolutely.Great man are almost always bad man.」)  。

按我的理解,阿克顿勋爵所谓的「大人物」,是指追求权力或追求绝对权力,并成为「大人物」的那些人來說的。那些杰出的科学家、发明家、作家、艺术家、思想家,如但丁、达 • 芬奇、哥倫布、哥白尼、马丁·路德、牛顿、达尔文、爱迪生、莎士比亚、曹雪芹、托尔斯泰、莫扎特、爱因斯坦,是「大人物」,而且是「伟人」,当然不是「坏人」。就是大权在握的人物,如一些杰出的政治家,如华盛顿、杰婓逊、孙中山、甘地,也是「大人物」,我认为,他们属于阿克顿勋爵所說的「almost」的例外。他们同样是「伟人」,而不是「坏人」。

然而,阿克顿勋爵认为,追求权力并成为「大人物」的那些人通常总是「坏人」。

大权在握的首脑人物,与我们每一个人一样,是一个普通人,问题是,权力会放大人的动物性。人与动物的根本区别,就是人有神赋予人的神圣的人权,人权是政府权力不可侵犯的领域。所以,防止战争、实行民主、保障人权,是全人类的共同使命。

  

 

 

 

【图】在晴天太阳刚升起时,从窗口拍摄的照片     

 

我家窗口面对一面巨幅的镜面墙,早晨有三个太阳从西方升起,一个是光明的太阳,一个是温暖的太阳,一个是希望的太阳。我写这篇文章,就因为在早晨经常看到三个太阳,大自然从不违背自己的承诺,向我预告,太阳即将升起。很快,在东方,一个真实的太阳慢慢升起,同时包含着光明、希望和温暖。

【本文中的「超验」一词,原来用「规范」一词,在纽约罗慰年的启示下,把「规范世界」改为改为「超验世界」。在我写第五种力时,我原来称它为「自主力」,在罗慰年启示下,改为「创造力」,这是两项重大修改,谨此向罗慰年表示感谢。2021-4-25 写于Washington DC】

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