從科學到佛學的必然性(陳明德)
由于人造衛星繞行著太陽系的星球,火箭擊中了月亮,人類步入了探索太空的時代;所以一般人都這樣說,二十世紀的科學昌明,真是登峰造極了,科學家確是萬能的啊!他們從很少的原子,能看出它中間一個核子,由不同數目的電子(氫原子有一個電子,鈾原子有九十二個電子),繞著圓形或橢圓形的軌道轉動。又從廣漠的太空中,測出地球每天以每小時一千英裏的速率自轉一次,每年以每秒種二十英裏的速率繞太陽一周;整個太陽系又以每秒鍾十二英裏的速率,在本星團的範圍內運動;本星團又以每秒鍾二百英裏的速率,在銀河系的範圍內運動;整個銀河系又朝向極遠的銀河外系(由無數的星系構成),以每秒鍾一百英裏的速率運動。現在的人類也知道以多少數量的鈾原子裝在一起,就會引起其中一部原子的爆炸,依此製成原子炸彈,或産生原子動力推動人造衛星自然征服太空了,今日一切是科學第一,科學至上,除科學知識(尤其是自然科學)外,其他一切似都不值得一顧,都無補于物質文明,都與人生多大關系。
可是這種說法,都只是外行人的一種淺溥觀點而已,真正的科學家們的看法都完全不同,他們知道在科學領域內邁進一步,並不是接近登峰極一步;相反地,科學家愈把視界擴展,愈發現前途茫茫,無邊無際,他們已經發生懷疑,集過去現在以無至未來的科學家之全部精力,是否可以走完這段裏程?
在廿世紀以前,伽利略和牛頓等,是機械地解釋宇宙,可稱爲舊物理學時代。廿世紀開始後,蔔蘭克與愛因斯坦,用數理來抽象地說明宇宙,可說是新的物理學時代。西元一九○○年至一九二七年這段期間,先是蔔蘭克提出了量子論,講質與能的基本單位;後有愛因斯坦發表相對論,講空間時間和宇宙的結構。這兩種理論現在已被公認爲現代科學思想的兩大柱石。兩者都依據一致的數理關系,在本身的範圍內,描述自然的現象。
但推溯近代科學的萌芽,是伽利略氏(Galueo)開始想法子說明事物是「如何」發生,並設法在有控製的情況下實驗,成爲今日科學研究的基礎。後叁十年,又有牛頓爵士(Sir Newton)的各種發現,因而發展成爲一個由各種力,壓力、張力。振動和波動形成的宇宙。但至廿世紀開始時,這些定律已經露了了破綻,牛頓認整個宇宙機械的一套理論體系逐漸崩潰,大家動搖了科學是不是可以說明事物「如何」發生的信心。
牛頓時代的定律,未嘗解答以前亞裏斯多德派科學家所要解答的「爲什麼」,而廿世紀新科學理論,同樣也未解答牛頓派科學家所要解答的「如何」。他們只是提供給種種的方程式,如極精確地說明光的輻射和傳達定律和各種方程式。但原子用什麼實際機構放射光?光又藉著什麼在空間傳播?依舊是自然界最大的秘密。
十九世紀時,科學家曾想盡方法,希望創出一條定律,來說明物體受熱放出的的輻射能量,但一切努力都歸失敗。直至蔔蘭克(Planck Max)假定輻射能的發放不是如流水潺潺不斷,而是間間續續一點一點放射,並且把這種小點名「量子」,才定出一個滿意的方程式——E=hv算出每個量子的能量。v是幅射頻率,h是蔔蘭克學數(planck constant)。從那時起,放射的能量,若除以放射頻率,必等于蔔蘭克常數。他找出這個不變的常數是小數點後二十六個十零再加上六六二四,共爲叁個數字。但爲什麼這個常數是這們大小不能變更,蔔氏說這是一個數理上的事實,無法解釋。這個常數亦如一八四九年科學家精確測定的光速——每秒鍾一八六·二四八英裏,成爲人類所發現的真正自然律。
時至今日,似乎沒有人懷疑物質由原子構成的,原子又由更小的電子、中子和質子構成的,甚至輻射能的單位亦經蔔蘭克定爲極微的量子,這樣大可確立物質是由「基本微粒」構成的觀念。不料量子論發表後二十五年,一位年輕的德國物理學家德布羅格利(De Broglie Louis)竟提出一個意見,認爲要充分了解物質和輻射間的互相作用現象,須不把電子看成個別的「微粒」,而應把它視作有系統的「波」。後經兩位美國科學家戴偉生(Davisson,C.J)及格爾默(Germer,L.N)加以實驗,證明電子確實顯露了波的特性,于是這個被人認爲構造「宇宙的基本材料」,就這樣地失去了它的自體。
科學家最初將電子看成堅實有彈力的球體,但英國物理學家季因斯(Jeans)即嘗表異議說:「堅實的球體在空間總有一定的位置,但電子顯然沒有位置。堅實的球體應占有多少空間一樣毫無意義。」因爲科學家如要單獨觀察一個量子,感覺它很像晚風與底夜聲,模模糊糊,不可捉摸。沒有一個人可以有把握地說,某電子就在「這裏」,以「某種速率」向前運動。所以從前被認爲球體的電子,竟變成了電能波動的負荷,于是科學家又得到一個結論,物質是由「波」造成的,我們是處在一個波的世界中。
科學家看不到整個電子,但總還依稀感到有點蹤影,改口叫它做「波」。可是另的一種科學家認爲充滿宇宙的介質——以太,就連蹤影也沒有了!較早科學家曾確定,一切光及無線電波的傳播,都靠「以太」爲媒介:但經過物理學家邁克爾遜(Micheison,A.A)和莫萊(Morley,E.W.)的精確實驗後,結論乃爲地球如果在以太中運動,爲什麼光線不論朝那個方向發射,速度都沒有絲毫的差異?因此不能證明以太的存在。科學家至此又一面臨一個困難的選擇,要是保留以太的話,就得推翻更爲人尊重地動學說。可是相信地球不動易,相信光波電磁波無介質而存在難,他們真是進退維谷,狼狽不堪!
至愛因斯坦,他不再花工夫研究電子或以太是怎樣存在或是否存在;他昂起頭來,向無限的太空中觀察。他從邁莫二氏的實驗,知道光速不受地球運動的影響,斷定這中宇宙的一個新發現,並推定光速不但不受地球,也不受日月或其他星球的運動而改變。由此,他定下了上條範圍更廣的規則:「一切自然現象和自然定律,通用于一切相對的作等速運動的體系。」基此愛因斯坦進一步闡明,宇宙是個不停的空間,星球、星雲、天河以及所有在更遠的太空中的巨大引力體系都不停地動,但是它們的運動,只能就其相對的關系加以說明。因爲光在全宇宙中的速度不變,科學家想用光作標准,來測量天體「真正的」速度是無可能的,所以他放棄絕對運動、絕對時間和絕對空間的概念。
以愛因斯坦的說法,如果太空只有我們的一顆地球,那末不論它是運動或靜止,都是一樣沒有差異,因爲太空根本沒有方向或界限。如果地球不是繞著太陽而行,我們根本也沒有一日一年這種時間計算。至于空間距離亦和時間一樣的概念,離開了宇宙對照體系的運動狀態,根本沒有空間距離。因此愛氏發表其震撼世界思想界的相對原理,他指人類主觀所感覺的運動、時間、空間,都是參照其他星球體系而來的。
弄清了這叁個相對的概念後,愛氏進一步提出其著名的「四度時空連續區」(Four-dimension-al space time continuum),證明宇宙並不是一個個定不變的結構體,而是個無定形的時空連續區。它是變化無窮的,只要某地方有物質和運動,這連續區就會受到幹擾,如魚遊水中,能夠激動它周圍的水。一顆星,一個彗星,一道天河,在空連續區運動時,也同樣能變更空時的幾何構造。
在愛氏以前的科學家,至多只說叁度空間,例如:一條鐵路的軌道是一度空間連續區,機師只要說出一個單獨座標點——車站或裏程,就知道他在什麼位置。但海上的船長,就要想到二度空間,他要藉經和緯度的兩個座標點,來確定他在這二度空間中的位置。而飛行員則在叁度空間中,他所考慮者不僅是經緯度,還有離開地面的高度。所以這個世界的空間,是個叁度連續區。可是爲要說明有關運動的物理現象,叁度空間實在不夠,必須同時指出位置如何隨時間而變化。事實上,我們若對一家航空公司主管飛行班次的人,只說飛機在緯度X、經度Y、高度Z,而未說出時間這個座標點,在他聽來等于白說,所以時間應爲第四度。
不過普通人的主觀想法,都把時間與空間絕對分開,但愛因斯坦在其「狹義的相對論」(Special theory of relativity)中指出其謬,他說空間擴時間均爲相對的量。一切時間的量度,其實是時間的量度;反之,空間的量度,視時間的度量而定。如秒、分、時、日、星期、月、季、年,都是地球在空間對太陽及其他星球相對位置的量度。同樣地,要表示人類在地球上的位置,其緯度及經度是以分和秒來量度的,如要計算精確,必須同時指出那一天的什麼時候和那一年的那一天。
基于這個四度空間連續區的概念,天文學家從望遠鏡中窺視太空時,不僅朝前看空間,也要朝後看時間。他們靈敏的照相機可以照出五億年以外散布在太空中如島般的宇宙發出的微光,他們的分光儀更顯示,這些的外層太空系統,正以高達每秒鍾叁萬五千裏英裏的不可思議的速度,離開我們的天河系,動向不可知去處。說得更確切點,他們在五億年前就已開始離開我們遠揚。它們「現在」在什麼地方?是否還存在?地球上的科學家還沒法知道。
據說現在設在美國加州珀羅馬山的新造望遠鏡,又把人類的視野帶進更深遠的空間和時間中,可以看到古老的光經過十億地球年的時間才傳到地球。叁十年前,天文家看到的,只是離地球五億光年隱約飄忽的外天河系統,現在這座新望遠鏡,正不斷露出新的廣漠的無邊空間和無數遙遠的天河。當年佛陀所說的「虛空無限,世界無限」,今日科學家已看到一點點,還有「衆生無限」,科學家只在想像之中。
現在,人類知識的外在界限不逾相對論,內在界限不…
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