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第10章 逻辑思想的诗篇（第1页）

第10章逻辑思想的诗篇

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真正的哲学是写在那本经常在我们眼前打开的最宏大的书里面的，这本书就是宇宙，就是自然界本身。

人们要想读懂这本书，首先就要理解书写它的语言、解读其中的字符。

书写自然这本书的语言就是数学。

数学语言在表述物理法则时表现出的恰当性就是一个奇迹，是一个我们既未能真正理解，也受之有愧的奇妙天赐。

——尤金·维格纳（EugeneWigner）

纯粹数学，就其本质而言，是逻辑思想的诗篇。

——阿尔伯特·爱因斯坦（AlbertEinstein）

我希望我所讲述的这些故事已经描绘了科学所拥有的核心魔力——能够预测事物存在的能力。

只要人们去寻找，这些事物就会在现实世界中出现。

这种能力如此神奇，就连科学界的大咖也很难相信。

如前文所述，史蒂文·温伯格在他的《最初三分钟：关于宇宙起源的现代观点》一书中思考了这个问题：为什么物理学家很难相信从自己的理论中得出的预测。

[176]令他困惑不解的是关于宇宙的诞生，为什么人们忽视了1948年对大爆炸余晖所做出的预测，为什么1965年宇宙背景辐射（icbadradiation）的发现出于偶然？“问题并不是因为我们太重视自己的理论，”

温伯格总结道，“而是因为我们重视得还不够。”

我们很容易明白为什么物理学家很难相信他们自己的理论。

毕竟，涂写在黑板或白板上的神秘数学公式怎么可能与现实世界中的真实事物有任何关联呢？宇宙中的东西怎么可能有一个数学孪生兄弟，在这里尽心尽力地模拟它呢？

即使对于身处17世纪的伽利略来说，这个非凡的事实也是显而易见的：“真正的哲学是写在那本经常在我们眼前打开的最宏大的书里面的，这本书就是宇宙，就是自然界本身。

人们要想读懂这本书，首先就要理解书写它的语言、解读其中的字符。

书写自然这本书的语言就是数学，其中的字符就是三角形、圆形以及其他几何图形。

没有这些字符，人类就不可能理解自然这本书；没有这些字符，人类就会在黑暗的迷宫中徘徊。”

[177]

艾萨克·牛顿生于伽利略去世的那一年，运用精确的数学公式成功地表述了运动定律和万有引力定律。

在这之后的岁月里，数学在描述更大范围的物理现实方面取得了越来越多的成功。

19世纪麦克斯韦的电磁学方程、20世纪的量子理论方程以及爱因斯坦的广义相对论都是成功运用数学的极好例证。

毫无疑问，数学与实体宇宙之间存在深层联系的最有力的例证就是狄拉克方程。

方程对电子的描述统一了量子理论和爱因斯坦的狭义相对论，尽管这纯粹是出于数学上的一致性而凭空想象出来的，但狄拉克方程不仅预测了量子自旋的存在，而且预测了反物质宇宙的存在。

狄拉克和其他人一样对这种联系感到惊讶，他推测：“上帝用美妙的数学创造了世界。”

[178]

在20世纪30年代，尤金·维格纳（EugeneWigner）撰写了一篇著名的论文，题目为《数学在自然科学中不合理的有效性》（TheUnreasoivehematitheNaturalSces）。

他写道：“数学在自然科学中的巨大作用近于神秘，并且找不到合理的解释。”

[179]

爱因斯坦应和了维格纳的想法。

“怎么可能呢？”

爱因斯坦问道：“毕竟数学是人类思想的产物，独立于经验之外，怎么能与现实的对象如此拟合呢？”