2021年10月27日 星期三

 在古典物理的境界裡,每件事都看得很清楚,一旦進入近代物理的場域,馬上就變成抽象世界

古典物理的對象是摸得到的實體,可以拿到實驗桌上測試度量一下

近代物理開進了基本粒子的天地,電子質子中子夸克(quark)…無法目測必須用模型來代替實體 (基本粒子本身就是個抽象的假設),同時搞出一些新名詞,比如說「熵(這字連教育部的重編國語辭典都沒有)

(entropy)的學問很大,它牽動著熱力學近代物理近代化學…,關係到全世界你和我

我的底子實不夠格談這麼深,但真正專家距離一般人很遠,他們的語言庶人往往很難弄懂,而且專家之間也還有許多爭論

我若講錯沒關係不會動搖大局,在此直率地說:熵就是亂度,就是活力,就是潛能這就容易明白多了,雖然極不完整/精確

大家對亂度一定很有感,一個地區亂度高就代表不安定;另一方面代表蘊含著蠢蠢欲動的能量,有力量隨時改變現狀。

專家告訴我們:宇宙之始,熵值是很低的

如果我的詮釋是對的,世界之初一切相對單純,所以熵值低

按照人造定義,熵取決於事物間的兩兩相互作用,而非事物本體的絕對值,所以熵是既存在又不固定

有這種事嗎?如果讀者有此疑問,不要馬上否定自己,也許你是對的

個人想法與愛因斯坦的主張相近,宇宙必是有序的,沒搞清楚的是人

一顆距離地球40光年的星球,即使以光速將其現狀傳給地球,我們也只能見到它40年前的畫面,所以有些物理學家宣稱:宇宙沒有共同的現在。

這種說法犯了文字上的邏輯錯誤,宇宙當然有同一個現在,只是彼此無法像實況轉播一樣看到對方的即時狀況罷了

距離,使得「時間這件事在科學家口中變得扭曲多變

這裡頭有一個前提,就是沒有比光更快的速度,所以距離拉遠就會凸顯傳訊延遲的現象

沒有比光更快的速度嗎?這也是個假設,目前無法證明,但也無法推翻

科學充滿著這種假設,只要符合現狀又找不出反例,附和之說就如過江之鯽,大家也都默認/接受

在不得已的條件限制下,科學家只能「暫時想出一些假說來容納那些怪異和例外,有時說得很繞口甚至難以理解

既然是暫時的,就不代表已經成為恆定的真理,這就是假說的特質不過考試時都把它當成真的來考,跟課本寫的不一樣是沒分的

宇宙之謎正逐步解開,過程可能極其漫長,也不能排除永遠都不會完全解開,畢竟人類只在地球一隅以管窺天

不過,已經解開的部分必是清楚合理的,就像我們在教科書裡讀到的一樣

靜下來想想,大自然如果不是這麼穩定有序,你我憑什麼活到現在?

是什麼力量容許地球人搞東搞西,每天照樣有飯吃過生活,就寢時不擔心沒有明天?

盡管很多人搶著解釋,我不認為這個問題會有答案。

無需追求玄論,太陽底下沒有新鮮事,超出目視範圍以外,神話怪譚只會擾人視聽,解決不了問題。

假如有人無論什麼事都能講出一番道理…… 那麼,他就是上帝了

James KC Yang 2021. 10. 23  facebook

2021年10月17日 星期日

人類是地球上唯一懂得發展科學的生物,民生福祉和世界繁榮皆賴以成就,但科學追求的終極境界是什麼?

愛因斯坦跨出了一大步,提出願景並主張,以基本粒子間的作用力推導出包括的電場磁場和重力在內的力場基本原理,並以簡潔的方程式來呈現,世稱統一場論

 早年宏觀的科學家們似乎認為,物質與力場清楚了以後,宇宙的格局大致底定

不幸的是,愛因斯坦的終極理論迄無實現的跡象,而且不支持的科學家與支持的一樣多

 雖然如此,科際整合的理想並未宣布破局,即使持懷疑立場的人也不可否認,假如能實現,那將是科學的美好境界

至於美夢能否成真,恐怕不是這一代的人說了算

 基本上,科學做的是歸納,如果要演繹,就必須予以證明,然而證明也是歸納相關事實取信於人的過程

所有的發明與應用,都是宇宙原貌在形式上的轉變,其本質與規律未變,在目前看來,也沒有可以人為改變的跡象。

大自然允許人就地取材建造/更易世界的面貌,但嚴格講,人類不具有無中生有的原創能力

 科學從頭到尾都是序列性的連續發展,沒有跳躍,也沒有斷層

科學是一層層知識/實驗堆疊上去的,每一層都可以攤開來談,原本無序的資訊/數據經整理而成系統,部分素材來自實驗結果

科學的威力來自累積會聚(Convergence),而非無端超越

 到此,容我嘗試給科學下個註腳:

「科學在求瞭解所在的宇宙,並嘗試可能的運用。」

 有科學家主張我們所在的宇宙之外還有(超大)宇宙,也有人認為有多重宇宙,凡此進入宇宙學的研究範疇

宇宙範圍迄未明確定義,包山包海下結論可能言之過早,對未知場域保留所有的可能性或許是較為正確的態度。

 我們所在的地球只是宇宙的一個微點,視野自有一定限度

太陽系以外的天地對地球人來講,要確切掌握的困難度何止千萬倍於鄰近地球的太空?

因此,奢言太遠大未免落入坐井觀天之譏,即使有先進工具的協助,試想在井底推測井外動靜的清晰度/正確率/完整性會有多高?至少,那會是一條很長很長的路

 然後,是自然律的問題

科學的一切研究,皆依附在自然律之上,就地球人所見,自然律普遍存在而恆久不變

此一前提可無條件適用於全宇宙嗎?有何依據?

 已經有科學家主張,太陽系以外的星系,運行規則可能有所不同,而且差異超乎想像

其依歸不必然是相同的自然律,至少不能就地外插斷定

即使我們熟知的自然律,比如說萬有引力,物理學試以電子正子間的吸引力來說明,但仍未交代正負/陰陽間的相互引力從何而來?基本上還是先承認/將就事實的描述而非原理的真正參透

到此,筆者提出異想,會不會存在著根本無所謂自然律的時空?一切隨機發生,真正的生滅無常?

這不是宗教言論,而是不想漏掉任何可能的竭盡研究

用習以為常的自然律/經驗法則去類比外太空遠處,猶如以華盛頓DC來想像野性非洲,不僅是本位武斷,同時也不切實際。

 至於為什麼會有自然律?則是更難回答的大哉問。

當然,把一切不可知歸諸神,是最省事的回答。只不過,科學不談怪力亂神。

 科學對宗教沒有不敬的意思,相反地許多科學家都有虔誠的信仰,包括愛因斯坦本人晚年都慨嘆浩瀚宇宙的偉大、和諧與不可思議,他只差沒說出來,如果沒有造物者何以致此?

 科學的發展沒有止境,然而人所能探究的宇宙範圍可能不是永無限制

動輒數十萬光年以外的時空都鉅細靡遺納入科學的整編?至少在目前完全無法想像

 經過月球火星的登陸/探測,幾乎可以確定人類無法離開地球久居,器材能放到多遠也有一定的限度,補給/維修更是問題重重

沒有器材,就沒有探測;無線電波到不了的時空,就沒有訊號。

能看多遠,取決於能跑多遠,我們依稀感覺到地球人所能觸及的宇宙邊緣了

 不論人類未來如何,宇宙依然跟過去億萬年一樣存在/運行

 太遠看不見,太小也看不見,微觀世界的情況也有類似情況

分子以下的粒子世界,都只能靠儀器/模擬間接觀察,靠群體現象間接推測證明

假如一切都要眼見為憑,那就無法談現代科學。

科學是緩慢的漸進式揭露,每一代人只能參與極其微小的段落,我們有必要明白自己的歷史位置與視野。

 物理學化學生物學並非自始平行發展,最早的科學研究大抵從物理開始,大家都熟悉牛頓和他的蘋果,地質學的歷史也很久遠,動機源自想了解人類所在的地球

 化學與物理學在理念/邏輯上最大的不同在於,化學比較傾向先承認事實,再歸納為理論,即使不成理論也沒關係,因為實驗結果就代表事實。

 物理學,尤其是理論物理,比較傾向尋求宇宙萬物背後的終解/原理,而且堅信必定有那把鑰匙,愛因斯坦說,上帝不會擲骰子。

 隨著人類求知的渴望,愈來愈多現象無法以傳統物理知識來解釋,科學家暫時依其屬性臚列出來而成週期表,成為化學最重要的門面與律例。

 進入微觀領域後因為再也無法直接觀察,而有粒子模型的提出,進入所謂的近代物理,而有量子力學,部分前瞻科學從此步入模型化、抽象化。

近代化學在微觀粒子層次已與物理充分融合,雙方終於相互認識可以講一樣的語言了

 儘管殊途,終歸一體最令我驚異的是,生物學居然也是物理學家最早起步研究的,這完全顛覆了學科各行其是的印象

分子生物學日益重要,每處微觀世界都是個小宇宙,結構性與大宇宙一致,而且從未改變過。

 科學從頭到尾都是序列性的連續發展,沒有跳躍,也沒有斷層

所謂陽光底下沒有新鮮事,科學是一層層知識堆疊上去的,每一層都可以攤開來談,其威力來自累積會聚(Convergence),而非無端超越

人腦儘管可以幻想,可以創新,但在理性思維中不會跳tone,否則成不了系統性的科學

自然律不是最神奇的,神奇的是它的恆定不變

為什麼美洲的水和非洲的水都是H2O?其組成非一模一樣不可嗎?為什麼?

倘若月球火星上的元素完全不同於地球,你我所見的自然科學都要全部改寫/瓦解

 基於宇宙有恆定性,才得以發展各種科技包括太空科學。

然而恆定只是人的假設,可能永遠無法證明

沒有人懷疑定律恆定,否則一切理論都會破產

 最新的太空計畫,是太空船到達目的地以後再就地取材合成太空人存活需要的物質,和太空艙的回程燃料,因為出發時就帶足糧草的火箭根本飛不起來

假使登陸小艇著地後才發現那裏的水跟地球上不一樣,太空人就要當場渴死異鄉

雖然如此,全宇宙的水都一樣嗎?恐怕無人能回答這個問題

宇宙謎底最終會不會揭開沒人知道,古人有言天機不可洩漏,不主張穿透式無窮盡的鑽探,即使知道答案也不能講,也許老祖宗已經看到了一些極限/禁忌?

 無論如何,人類已進入太空時代,在無重力狀態飄浮中志得意滿,然而那真是很小很小的一步

知識沒有盡頭,每次的太空探測都有驚奇人究竟想怎樣,移民外太空?還只是滿足好奇/求知慾,誰能講個清楚?

 人,可能真的只是過客,曠古固然沒有人類,未來也不保證恆久長存,無數物種在亙古宇宙出現又滅絕,人類只是其中之一,我們要珍惜走這一趟

 James KC Yang 2021. 9. 6  facebook