从物理学看（物质）宇宙兼与佛学的比较

从物理学看（物质）宇宙 兼与佛学的比较 袁添亮 讲于2005年6月4日 槟城华严学会 科学方法论 人类观察宇宙，思索它的本质、缘起、演化和最终的命运 利用一套科学方法论作为手段以达到了解观察现象的目的：科学方法论，实证主义 对观察对象（如物体发光、物质的运动，宇宙中的微波背景辐射）的了解和描述得符合一套标准： 普适性（不依空间、时间而有变） 可观察（测量）性 可重复性 客观性（不依观察者而定） 原则上的可检验性（以试验、观察验证） 原则上的可证伪性（） 对其理论上的描述必须符合自洽的逻辑结构性（以数学作为工具） 科学方法论 就其性质而言，科学必须符合科学方法论的狭隘定义以便有效地创造、改造物质世界，及让我们以符合实证主义的方式了解宇宙万事万物的运作定律及其性质 也由于这样科学才能自17世纪以来带来极大创造力、生产力及物质上的进步 古代的思辨方式vs.科学方法论 这有异于古人的思辨性的形而上学，“动脑不动手”的模式来认识宇宙 如阿里斯多德，他只靠以思辨，用“脑”来“做实验”，而以直观的感觉来得出错误的结论，如“物体越重下坠的速度越快” 有人谓之“浴缸科学” 牛顿与天体运动 古人对天体运动的模型都是凭直观的、但难以辨证或辨伪的 浑天说、盖天说、世界是无限展演的平地、星星都是等距地镶在天球上的 基于技术上的困难及知见上的偏执，古人没用科学方法论来对这种模型进行判断 也由于科学方法论的从缺，在近代自然科学在17世纪文艺复兴萌芽前的自然科学发展都走得不远、发展不出长远、深重的对自然冲击 牛顿采用假设、模型建构、逻辑推演、计算而作出预测，再经客观的观察、测量数据等手段印证了其描述的正确性，从而认识了天体的运行方式及支配所有物质的引力 这是运用科学方法论成功地开示了宇宙的普遍法则的例子 伽里略范例 第一个具现代意义的实验科学家是伽里略 他动手印证了物质受引力的作用往下下坠的加速度与物体的质量无关 若运用理论符合逻辑自洽性的要求，也可否定阿里斯多德的直观结论：若二物一轻一重绑在一起，复合物应是下坠得更快呢还是更慢？ 逻辑的自洽性要求其下坠速度不因其质量大小而有所改变 这例子显示逻辑自洽要求的为非常有利鉴别一项理论是否有错的武器 比较这两者，科学方法论显出其具有客观地印证某项说法/理论的优势能力 佛教的“方法论” 科学的真实性不一定要依赖物理观察和复杂的方程式，一项假设的真伪，可以用严谨的方式进行内在体验来检验。

这种“思考实验法”无法以物理方式进行，却可得出无可辩驳的结论。 佛学研究主要立基于透过生命直接体验得知见，不受拘谨的教条（物理定律）所羁。 问题是这过程是高度个人经验化，而非可以如数据般具有“可共享性”（）。这点让客观的“审判”变为很困难 佛法与科学的异同 科学采取科学方法论来研究实相的本质 佛法也提出何为实相本质的说明，但采取的方法论有异于科学方法论 佛学的方法论比较属于思辨性、个人体验的，难以在客观上作出测量、数据分析 其论点必须通过个人亲身去体证（如禅定的境界） 再如十二因缘法，如何以科学方法论来验证、证伪？ 就科学的角度来“印证”一些佛教上的形而上学的说法是存在着困难的 就其性质而言，科学的定义是相对地狭隘的 两者属于不同范畴的思想系统, 故不能作直接比较 特别是不能要求可以把科学方法论直接应用于如佛法上 但这并非说“佛法是不科学的” 而只是说尽管两者都是要探讨“实相”，但方法、范畴、目的地都有不同 就比如你不能把咖喱鱼头与陈年普洱茶饼直接作比较那样 尽管两种食物都是吃到肚子里面的东西，但性质，营养成分、原料、生产过程、价钱、生产季节都不能直接作比较 界定两者的品质的标准都不可能一样的 咖喱鱼头要求新鲜热辣，热气腾腾，色香味俱全，大快垛颙 陈年威士忌需要越老越好，色泽琥珀透明，慢慢品尝 要做一道开胃的咖喱鱼头、沏一壶好普洱茶的要求、标准、方法都不一样 佛教要探讨的实相范畴除了牵涉到外在的客观宇宙（物质宇宙的实相）之外，更重要的是深入探究人的意识的本质 此二者既法（宇宙间万事万物+意识） 而此超越了科学所能对治的范畴之外了 科学所针对的“实相”只针对“物质宇宙”而言 人的意识是还在其范畴之外的，科学还没法针对这点做出具科学意义的说明 科学就像旧式电话，在设计上只能处理实时得声音信息 佛学就如最新一代的电脑，设计上应用微电子学的信息处理功能，可以接收电波信息，接收、播放声音、视觉画面信息、处理数据等多样功能 不能要求旧式电话能够处理（edit）用数码相机拍摄的照片 人心（意识），不是“合乎”科学方法论标准的对象，所以，不能用科学方法论来研究之 人作为有意识观察者这一现实，是科学中最棘手的难题之一 而这一点是科学没有办法做到的，因为“人心不可测（量）” 在科学领域中，有所谓的还原论者认为“精神只不过是已知物理定律操纵的机器” 此种极端观点注定难以解决意识存在的问题 总之，当今科学界还没有能力处理意识存在（心）的问题 个人认为，在原则上这问题也不是科学所能处理的问题 物质宇宙、精神宇宙 科学的对象是物质宇宙 佛学的对象是（物质宇宙+精神宇宙） 佛学的终极目标为在精神宇宙中证悟 对物质宇宙的了解并不是解脱的要素（箭喻经）佛学宇宙形状的描述是什么，不是佛家教义的重点 两者终极目标不同 这点与科学的出发点、其用意（应用性的）、知识上的探求（ quest）有所不一样 一些物质宇宙的基本问题 分辨过了佛学与科学的本质上的不同处，我们接下来针对物质宇宙其中几个最基本的命题来比较佛学及物理学的看法： 宇宙可有开端（第一因、第一推动、宇宙的创生）？ 宇宙过去、现在、以后的状态都是不变的吗？（如其大小、星系组织） 基本粒子、空间、时间、物理定律等是否具有独立的永恒性？ 这些实体能在没有意识（观察者）的条件下“存在”？ 基本粒子是恒常的实体吗？在什么时候、什么环境之下都能保持其性质吗？ 物理定律过去、现在、任何环境之下都不失效吗？ 时间、空间能独立于意识而存在吗？ 时间、空间是绝对不变的吗？ 佛家的观点 佛教说宇宙和我们的存在都是因缘和合而生的 若无原因或条件（因与缘）便无法成就任何事物（包括时空、物质） 按因缘说，东西只有变化，没有开端、终结或永恒存在，也没有独立存在的客观实体（如具有独立用很性的基本粒子、空间、时间） 个别的“我”和外在现象并不是分离的 即“外在客体不能独立于观察的主体而存在” （客体的）实在的真实状态被称为“空性”，或“没有本质上的存在” 这点与一般科学（非量子力学）的基本前提有出入 科学都以“存在外在的不变的客观实体”为前提,即存在不依于观察者是否存在的外在的、绝对的物理定律 就比如不看月亮月亮也“应该是要”存在的 但学习理解物质实象的根本性质（不实性、空性）乃灵性修道很重要的一部分 所以佛家对“一些物质宇宙的基本问题”的答案都是“否” 宇宙可有开端（第一因、第一推动、宇宙的创生）？ 佛教认为没有无因之果，也没有因果链的起点，是故没有第一推动这回事 所以宇宙是“无始”的，是一条依成住坏空而循环不息的轮回 根据标准大霹雳宇宙学，物理学家认为我们的宇宙起始于大霹雳（大爆炸），是为“宇宙的起源” 是时间、空间的开端，发生于130-150亿年前 古人直观的宇宙观 由于天象看起来“恒古不变”，古人容易便形成一种直观的看法，即天地、物质、空间、时间都是绝对的，不变的 日月星晨自恒古以来就存在而不没有创生的 也是不经演化的 时间、空间、物质也被认为如此 譬如：我们不会认为人是“自古而有，恒古不变”，因为它演化的time scale短，可以测得其变化 但若一物的变化time scale超过测量仪器的敏感度，则我们会偏向于误认为其为“永恒” 但我们永远不可能科学地证明一样事物是“永恒”的 宇宙之外、创生之前是无 按定义，没有任何东西存在于宇宙之外，也不存在任何东西在宇宙开始之前 创生“之前”是无，没有另一个宇宙、另一个世界、另一个时空，没有任何“存在”（包括意识） 宇宙进化的证据 星系间都互相飞离，距离越远的星系飞离的速度越快 宇宙是正在膨胀着的 1929年已经获观察证实（河外红移） 想象：一个正被吹涨着的皮球，球面上的点之间都相互“飞离”，而距离也越来越远 这意味着若把时间回卷（）星系间的距离就要缩小，若回转到130~150亿年前，所有星系就要挤在一点上 是故，这点是为“太初原子”，即大爆炸的起点 所以，宇宙不是稳衡的，不是“自有而有”的 这与以广义相对论建构的理论模型符合 现代的宇宙模型都是建构在爱因斯坦的广义相对论的基础上的 当时有一绝高温、绝致密的“太初原子” 极速膨胀、过程中也同时形成时间和空间 因此宇宙是动态的，热进化的 物质状态、星系组织的是依时间而逐渐演化 星系必都有年龄上的分别 分布在宇宙边缘的星系都是“年老”（类星体，贫重元素） 相对的，分布在近我们的星系都是年轻的 若星系都是无现久远前就已存在，则不可能出现星系年龄上的差别的 另一方面，由于宇宙的年龄是有限的，所以它也不是“无垠”的 此解决了“Olber’s ”的夜黑佯谬 更重要的是，1960年代发现的宇宙背景辐射（CMBR，创生之余辉）也确实地验实了大爆炸宇宙进化论的预测 总之，所有证据都确定了我们现在的宇宙是从热到冷，从密致到疏落，从混沌到有结构的随宇宙的膨胀演化 物质亦有创生 光量子、基本粒子构成太初的原始汤 此时由于对称没有破缺，各种基本粒子的个别性质都没有分别，比如没有电子、质子的分别 但随着温度的降温，导致对称破缺，各类不同性质的基本粒子开始在各自特定的温度分辨出来（如提炼石油的过程那样） 如对医院育婴室一字排开的婴孩，社会的眼光的看待都是没位婴孩一样；但随时间各婴孩逐渐长大，机遇、成就、身份都开始异化，社会的眼光也开始个别看待这些“婴孩” 所以，原子不是一开始就具有现在我们所见到的性质的，太初之时，他们都只是“原初汤”中不可分辨的原始成分而已 要点是：物质的形成都是经过演变的佛学宇宙形状的描述是什么，没有“恒古以来就以现今面貌存在的”原子 这所谓的“大爆炸核子合成理论”（BBN）经成功通过了科学方法论的验证 问题是… 大爆炸理论似乎指向一个太初原点的存在（即创生的存在） 即从现时的角度而言，若“宇宙的影片”一直往过去的时间倒卷，不是终有一个时候回到“太初原点”，即回到宇宙的“创生”时刻了？ 但宇宙如何从无中创生出来？创生之前的宇宙是怎样的？ 那是怎么样的一个世界，是无量时空、是没有时空、是无量周 期之中的一个周期的开始? 我们现在什么也不知道，物理到了这里就束手无策了 所以物理学家总都是尝试避开跟“零时创生的原点”打交道 这点跟旧时代 的科学家很相似：把创生交给造物主 或许，创生真的是可以避开的 但，这回溯过程并不是一件那么简单直接的事 若追溯 的过程在原则上是不可能 从现在倒卷回去太初原点的过程是一个渐进的过程，在到达那一“点”之前，必须经过一道“普朗克之墙” 已知的物理学有效领域是有限的，在小于某个尺度之下或某个尺度以上，按科学方法论的标准，已知的物理学都还没办法获得确切的成立（缺乏试验、观察的验证） 普朗克之墙及量子重力 lP ~ 10-43秒， tP ~ 10-33公分之下的领域是已知物理失效的领域（但广义的物理结构被认为尚存在） 相对论与量子理论（本来各别自洽的理论架构）在这里相遇，要了解在墙内的物理，就需要让这两个理论自洽的统一起来——量子重力学 量子重力学是支配普朗克尺度的物理的理论，但我们尚不知道要如何统一这两种理论 所以，已知的物理的逻辑链到了这里就得暂时告一个段落，直到我们对量子重力学的认识有了长足的认识后才能继续对“原初创生点”的科学探索 创生前、普朗克墙内的时间、空间很可能失效了 对普朗克墙内的物理臆测 接下来，物理学家对发生在普朗克墙内的推论能做的是一种“合理的臆测”，而不能当着是标准的已确立的科学陈述 这臆测认为，空间、时间进入普朗克尺度就失效了，因为空间、时间在这里“量子泡沫化” 时空顺序观念不复存在 比如：考虑两个在环形竞技场竟跑的选手，若你没一开始就跟进比赛而是半途入场，你就不晓得是谁跑在“前”谁跑在后—比喻空间失效了 在普朗克墙内没有了时间，没有了空间，没有了前后，我们所了解的一切都概念都没有了凭据，所有常识、所有已知观念都已失效，什么都变为有可能，那，在普朗克前内，还能再往“零时”追溯吗？如果‘追溯’的概念都已失效，那我们还能说有“创生”这回事吗？ 这是一个很抽象的说法，科学的推演到这里，就不能再说太多了，再说的都只是疯狂的臆测而已 或许，到了这里，就是人的意识的极限，逻辑、观念、因果链失效，我们真的再说什么都失准了。

（是涅磐境界？） 基本粒子、空间、时间、物理定律等是否具有独立的永恒性？ 就物理学上而言，答案是否的 基本粒子的寿命都是有限，且相互作用，其“”（身份）都在会相互作用之下改变 例如：微中子震荡，质子衰变 这些基本粒子都没有恒一不变的“身份” 空间、时间在狭义相对论中都不是绝对相互独立的 空间、时间会随着观察者的运动而改变 动尺变短、动钟变慢 EPR与相依性 基本粒子是否具有独立的永恒性？ 即一个基本粒子是否有其绝对的独立性而不相依与任何其他粒子？ vs 若在根本的层次上物质之间是无相依性的，则独个粒子的行为完全不取决于任何其他粒子 但EPR佯谬则证明了EPR粒子对具有内凛的相依性，两者即使相隔于宇宙的两极，其中一粒粒子亦能把量子信息“同时”传给另一粒粒子 试验已经证明了这现象 这两粒粒子间有着不可分离性 —即相依性 这有别于还原论者的言论 宇宙间的物质本质上都具有一种整体性（牵一发而动全身）而并非可以独善其身的‘遗世而存’ 结语 * * * * *