自然律


文/黃小石博士
自然律只不過是上帝的數學思想。[1]─歐幾里德[2]

自然界中有一定的規律存在嗎?我們沒有理由相信它一定有或是一定沒有,如果我們相信我們的感官反應外界實存的真象,我們可以用觀察和分析,來判斷自然界中是否有自然律。假設有個外太空來的訪客,他在天上的太空船中,看見地下有些人在打棒球,不明白為什麼一堆人在空曠的場地上跑來跑去,完全不得要領,直到他發現那個最不經眼的小球(棒球)的活動,才對這個遊戲的規則之觀察有了突破,他若是再耐心地觀察(棒球是個緩慢的遊戲,大部份的人在大部份時間裡的動作都是不相干的),就會漸漸地發現一些規則─「棒球律」。




有些「棒球律」是不難發現的,比方:一人擊出一支高飛球,若這球在著地以先,被守方的人捕獲,則打擊手出局;若打出的球已先著地,打擊者則可往一壘奔去,若守方及時將此球拾起,並在打擊者抵達一壘前擲向一壘手,則打擊者亦出局;三人出局後攻守換邊。但有些球規是不容易看出來的,比方「內野高飛球規則」[3]:當攻方出局人數少於二人,而且至少在一壘或二壘已有人登上,此時若打擊手擊出「內野高飛球」,而當球還在空中時,打擊手可由裁判宣告出局。太空人既聽不見聲音,就不容易「看出」這個規則(然而當他發現之後,就可以欣賞這規則的高明之處,就是避免守方故意漏接,讓球落地,再行「雙殺」[4])。

只要是觀察者相信「球規守恆」,不會隨意改變,且沒有例外,那麼棒球的規則─「棒球律」,就不難經仔細的觀察而歸納出來。但這外太空的觀察者卻不能藉他的觀察,而知道這些規則是哪裡來的,若他以為這些規則是出於球棒、棒球、18位球員、和3位裁判的「交互作用」自然產生的,他就永遠不能明白打棒球的目的究竟是什麼。也就是說,目的是不能只藉觀察而得的。若他相信這些規則是人刻意制定的,這些規則就必然是有目的的,棒球也是有一定的目的了。若這太空人學會了人間的語言,別人不但可以告訴他規則是什麼,並且更重要的,可以告訴他棒球比賽的目的是什麼,這是太空人單單從研究棒球規則所不能知道,而是需要我們告訴他的。這就是「啟示」必要性了。

我們也都像是自然律的旁觀者,我們知道自然界有極繁瑣細密的規律,這些規律可以用數學的語言表明,我們不同於「太空觀球員」的,乃是科學家對所觀測的現象有某種程度的「操縱」,以便識別其中的「因果關係」我們相信自然界中的各種現象之發生,是在因果律的控制下,我們可以藉著許多的觀察,歸納出造成某種現象的規則(定理);或者我們先有某種合理的設想,再分析所觀察到的現象是否合乎這設想,(若是相合,則稱此假設為定理)。無論是前者的歸納法,還是後者的演繹法,都有一定程度的困難與侷限,有些哲學家[5]甚至懷疑是否有「因果律」的存在。

張三是人,張三死了;李四是人,李四也死了;王五是人,王五也死了,趙六也是人,所以趙六也將會死,而且人都必死;但是趙六之會死的原因並不是因為張三死了、李四死 了......那麼是不是趙六一定會死呢?這裡並不牽涉到真正的「因果律」。其實有些細胞好像是不會死的,例如1951年在巴爾底摩的約翰霍普金斯醫院,自一位子宮癌病人[6]體中取出的癌細胞,稱為HeLa細胞,顯然是可以無限期的保存下來[7],是種「不朽」的細胞。

什麼才是「人都會死」的基本原因呢?[8]從多方面看起來, 導致死亡的基本原因(比方說「老化」),可能是「人會死」 這事實的結果(因為人會死,所以才會老),直到我們得知真正的原因(罪),我們才對這現象有真正的知識。其實我們對自然界中是不是真的有因果律的存在,也並不是很確定,我們只不過在想辦法找出自然現象的「遊戲規則」就是了。這「遊戲規則」就是自然律。

自然律定規一切自然現象運作的原則,但是自然律卻不是任何一個自然現象發生的原因。比方:牛頓力學原理控制撞球檯上所有撞球的動向,但力學原理卻不是這些球會開始滾動的原因,那是打撞球的人以球桿擊球所「造成」球檯上的現象。自然律解釋這些撞球「如何」滾動,但並不解釋這些球「為什麼」滾動,也更不能解釋為什麼會有撞球的存在。

如果我們將上述的論點推廣,我們也可以說自然律並不能造成任何自然現象,它只定規自然現象當如何的演變,自然律不是那產生自然現象「劇本」的作者,而只是它的導演。

愛因斯坦說,當他「不自量力地沉溺於思考自然律的時 候,就不自覺地進入了一種宗教情操。」[9]


注釋
--------------------------------------------------------------------------------------

1. "The laws of nature are but the mathematical thoughts of God" ─ Euclid

2. Euclid (323-283 BC) 希臘數學家,有「幾何之父」之稱;他的著作,《幾何原本》(Elements) ,曾被用來作為幾何課本達二千多年,直到二十世紀初葉。

3. The Infield-Fly Rule

4. 只要球一落地,打擊手必須往一壘跑,在一壘的人也必須往二壘跑,守方把球拾起,先擲二壘,再擲回一壘,完成雙殺;如果站在一壘的人不等球落地先奔二壘避免雙殺,守方則把高飛球按住,打擊手出局,再將球擲向一壘,原來在一壘的人若不及時回壘,守方仍然完成雙殺。故有此「內野高飛球規則」只判打擊手出局,已在壘上的球員可以不必離壘。

5. 比如蘇格蘭的修姆 David Hume (1711-1776)

6. Mrs. Henrietta Lacks (1920-1951),死於子宮癌。

7. The Immortal Life of Henrietta Lacks, Random House (2010),ISBN9781400052172 by Rebecca Skloot

8. 生物之所以會死的原因很複雜,有些專家以為與DNA的「尖端粒子」(telomere)的長短有關。

9. "My feeling is religious insofar as I am imbued with the consciousness of the insufficiency of the human mind to understand more deeply the harmony of the Universe which we try to formulate as ‘laws of nature'" - Einstein


本文摘自宇宙光出版社 photo credit: Rob Ketcherside via photopin cc
《實存的真相》