作者斐傑斯是一位英年早逝的物理學副教授,他把知性與人文結合,把科學與哲學結合,嘔心瀝血寫下這本畫時代的巨作。著名報刊佳評如潮,已被視為開啟新世界之窗不可或缺的重要著作。 「著名的物理學家裴傑斯,再次展現他那化繁為簡的獨特功力;他把一頁頁複雜難懂的科學文獻,變成一篇篇簡潔雋永的散文。」《出版者週刊》評。 「這是一本在樂觀情緒驅使下,對尖端科學的奧祕與展望有著無限憧憬,用一種非常白話方式寫出來的書。」台大黃榮村教授說。 「心與物的涇渭分明,會隨著複雜科學的興起而消弭……將會產生科學的新綜合體和嶄新的文明與文化世界觀。我相信率先掌握這種新科學的國家和人民,將會成為下一世紀的經濟、文化和政治上的超級強權。這本書的目的,即在闡釋這個知識綜合體的雛形,並捕捉未來文明的第一線曙光!」作者說。 (CS005)
美國著名物理學家兼科學作家。曾任洛克斐勒大學副教授、紐約科學院的執行董事兼執行長。除了科學家的身分,裴傑斯也積極參與公共事務,關心人權議題;也曾任紐約大學人文科學研究所的評議委員,企圖使科學與人文不再有隔閡。
裴傑斯有種天賦,能用簡單語言解釋艱澀概念。著作包括《宇宙密碼》(The Cosmic Code)、《完美對稱》(Perfect Symmetry),皆獲科學界一致讚賞。《理性之夢》則將科學討論帶往更高層次,除了預言複雜科學對人類的影響,也討論了分道揚鑣的科學與哲學,如何才能重新融合。
裴傑斯於1998年夏天,在前往阿斯本物理中心的路上遭遇山難,英年早逝,但其留世的《理性之夢》,仍繼續影響我們的思想,成為不朽之作。
出生於新竹,成功大學化學系畢業、清華大學化學碩士、台灣大學化學博士。
曾任行政院原子能委員會核能研究所研究員。
出生於台灣基隆,台灣大學化學系畢業,美國華盛頓大學化學博士。
曾任行政院國家科學委員會副主任委員,現任台灣大學教授、天下文化「科學人文」書系策劃者之一。曾獲世界科學院「化學獎」。
研究領域包括、奈米材料、界面化學、催化等。
著有學術研究論文約四百篇、專著《原住民教育》《物理化學實驗》;
譯作有《理性之夢》、《氫彈之父︰沙卡洛夫回憶錄1921~1967》、
《人權鬥士︰沙卡洛夫回憶錄1968~1989》、《週期表》。
序 分享優秀心靈的夢境 黃榮村 前言 第 一 章 美麗的大蘇爾、塞尚的蘋果 ——生命的無奈、在於走過方知來時路。 〈第 一 部〉 複雜科學 第 二 章 科學的新綜合體 ——當科學家檢視複雜系統的廣大範圍時, 一個新的世界觀即將誕生。 第 三 章 秩序、複雜性與混沌 ——真實世界中,很少是如此單純且明確的, 桌上只有少數牌是攤開的。 第 四 章 生命可以是如此非線性 ——生命是非線性的, 其他一切耐人尋味的事也都是。 第 五 章 模擬真實世界 ——複雜科學所創造的一些對真實的模擬, 共通性是:都在電腦上完成。 第 六 章 連結論與神經網路 ——假設連結論者的模型確是模仿人腦構造, 我們又如何知道神經網路是人腦的關鍵? 第 七 章 錢賺得愈來愈快 ——方興未艾的複雜科學, 正衝擊著商業界及金融界。 〈第 二 部〉 哲學與反哲學 第 八 章 造物主的造物密碼 ——科學理論的主要性質, 在要求一個不變的構造。 第 九 章 等待救世主 ——心理學界及社會科學界也正在 等待他們的真先知降臨。 第 十 章 錯以腦為心的人 ——生物學機微笑地說: 「我仍然認為你在欺騙自己。」 第十一章 軀體從不說謊 ——那麼科學,就向軀體一樣, 從不說謊。 第十二章 向無限挑戰 ——數學本身不僅提供複雜科學的語言, 也服從複雜科學的邏輯基礎。 第十三章 創造的工具 ——我們創造了儀器, 儀器則改變了人類的認知與想像。 〈第 三 部〉 結論 第十四章 理性之夢 ——我們的信念和哲學觀要與科學不衝突, 雖然信念和哲學觀不一定要植基於科學。 附錄 延伸閱讀
前言 西方思想將世界理解成二元,即心和物的世界。這種二元論,是對真實世界的割裂,也始終讓我們頭疼。我們能調和嗎? 大多數自然科學家認為,整個宇宙的運行都是根據人所能了解的自然律。從它的開始到結束,從最小的粒子到最大的星系,都按一定規則,沒有例外。地球上的生命被看成是複雜的化學反應:演化、分支之後,最後產生具有法律、宗教、文化的文明。我相信這種對自然世界的物質/化約主義(reductionalist-materialist)觀點,基本上是正確的。 另外一些人,則認為自然只是存在於心中的理念,所有我們對物質實體的思考都是超驗於這個實體的。按這種看法,藝術、宗教、哲學和科學形成一個不可見的意義世界,而它源於心的秩序。這些人的信念和前述「物世界」的信念一樣強,我也相信這種強調以心認物的「超驗觀」是正確的。 這兩種世界觀(自然的和超驗的)顯然有深層的衝突。似乎「心」是超驗於「自然」的。但是,按照自然科學,那個超驗的實驗本身必須要有物質基礎,那麼它必須遵守自然律。如何解決這個衝突,將是人類文明在未來數世紀的課題。 一個很誘人的化解方法是將這二元歸於其中一元,而號稱解決。 ■拈花後笑的佛陀 傳說中,當佛陀面臨類似的問題時拈花微笑。這顯示二元或非二元都無法解答。但是這種洞識,為我們提供了探尋的出發點,而不是終點。 最新發展的「複雜科學」便是踏出的第一步。 「複雜科學」是什麼呢? 科學早已探索了小宇宙和大宇宙,我們也大致清楚整個景觀。而尚未探討的處女地是「複雜性」。身體器官、腦、經濟、人口和演化系統、動物行為、大分子,這些都是複雜系統。這些系統之中,有些可以由電腦模擬計算,有些則除了自己本身之外,沒有任何東西能模擬它。科學家正以跨學科的方式來迎接「複雜性」的挑戰。令人驚訝的是,他們發現可以從簡單的規則產生複雜系統。 例如有一種在電腦螢幕上的遊戲叫「格狀自動機」,螢幕上的點只是按簡單規則去演化排列,卻能產生很複雜的行為。換個突度看,宇宙中由原子排列成的三維空間格狀自動機,也已經演化生命和文化。這所有的一切都可看成簡單元件所演化出來的複雜系統。 本書第一部分描述的是這個複雜科學的一些主題,包括:生物組織原理的重要性、以計算法來看數學及物理過程、平行計算網路以及非線性動力學的重要性、對混沌的了解、實驗數學、神經網路和平行分配處理。 沒有人能預測複雜科學終將朝哪一個方向發展,但它預示科學的新綜合體很可能改變我們的物質世界觀。 ■新的世界觀 近三世紀以來興起的現代科學研究工具,像顯微鏡、望遠鏡都是解析性的,它促進了化約式的科學觀。按此觀點,處理最小物質的物理學是最基礎的學科。由物理原理可以導出化學定律,然後是生物學,依此建立階梯。這種自然觀並沒有錯,但它的確深受當時的工業和技術影響。 具有處理大量數據、資料能力以及模擬真實世界的電腦,提供了另一個觀察自然的窗口。正由於電腦所產生的知識與傳統工具不同,我們可能開始看到不同的東西,它提供了對真實不同的視角。我將描述一些電腦上的應用情形:模擬智慧、模擬分子的行為、建構真實生命與人工生命的模型、決定性混沌的發現、非線性系統、模擬演化、神經網路、波茲曼機器、實驗數學等等。這些應用所發展出來的技術將在商業界、財經界、法律界和軍事上有巨大影響,世界將隨之改變。 作為一種新的生產方式,電腦不但創造出努力追求知識並且溶入社會的新人類,也讓人對知識有了新的想法。電腦轉變了科學,也帶來了新的世界觀。 本書第二部分討論「複雜科學」對科學哲學的影響。科學哲學前途堪虞,許多哲學家都認為它日薄西山,因而棄之不顧。過去,哲學是神學的婢女,在本世紀則為科學的娼妓,最後它差不多成為棄婦。像我這樣的科學家通常是反哲學的,拒斥讓哲學家解釋科學。但是過去並非如此。 幾十年以前,很多科學家,尤其是物理學家,經常討論科學哲學;時下的趨勢則由思想轉向行動。科學家從事的本行之外的活動,較傾向道德問題而少涉及哲學。他們參與的活動包括環境、戰爭與和平以及人權。所以現在由我這麼一個「反哲學者」撰寫有關科學哲學的文章,是需要一番解釋的。 ■讓科學哲學與科學再度整合 對科學活動的思考已經壁壘分明,一種是哲學的,另一種是經驗實證的。科學哲學和科學的分裂始於兩百年前的康德(Immanuel Kant, 1724-1804,德國哲學家),並且延續至今。我相信由於新的複雜科學,這個分野在未來會比較不明顯。我欣然迎接這項發展。尤其是在認知科學(cognitive science)方面,哲學家和科學家也許要重新攜手合作。也許,科學哲學並非日暮途窮,而是要再度與科學整合,恢復到康德之前與科學的情況。 我不是哲學家,本書所提及的也算不上是哲學,因為其中的論證並不嚴密,我只是試著呈現「複雜性研究」帶給科學的新展望。我利用傳統哲學上的主題來討論物質實在的性質、認知的問題、心物問題、科學研究的特性、數學的性質、儀器在研究中所扮演的角色等。 由於我身為物理學家,諸般觀點頗受訓練所左右。但是複雜科學的一些最令人興奮的發展是在社會、經濟及心理行為方面。有趣的是,這個新科學的跨學門性質將超越傳統自然科學和社會科學的鴻溝。有些人對此樂見其成,有些人則嗤之以鼻。 在我科學思考中重複出現的主題是「選擇系統」的想法。它是將達爾文——華萊士的天擇想法,用到廣義的模式認知系統上。經驗科學是一種選擇系統,它選的不是物種,而是有關自然的理論。經驗科學可視為找尋宇宙不變律的選擇系統。這樣的概念在生物學上已經普遍應用;但它對社會科學和心理學的衝擊才剛開始——孕育的時間很久,但是產生的改變既深且巨,很多較傳統的科學家仍將抗拒它的來臨。 ■未來的第一線曙光 我想,心物二元論的問題,最後不是解決而是消失於無形。以前認為很基本的問題就曾消失過:幾世紀以前,自然哲學家曾爭辯「實質」和「外觀」的區分,後來經驗科學成熟後,這區分就消失了。同樣地,「心」與「物」的涇渭分明也會隨著複雜科學的興起而消弭。當我們透過神經科學、認知科學、計算科學、生物學、數學和人類學等等,深入了解心靈世界的意義是如何由物質支持和表現,將會產生科學的新綜合體和嶄新的文明與文化世界觀。 我相信率先掌握這種新科學的國家和人民,將會成為下一世紀經濟、文化和政治上的超級強權。本書的目的即在闡釋這個知識綜合體的雛形,並捕捉未來文明的第一線曙光。
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