现代物理学步入禅境：缘起性空

现代物理学步入禅境：缘起性空

朱清时先生是中国科学院院士、第三世界科学院院士、原中国科技大学校长、国际书协顾问。作为国际著名物理学家和教育家，他的这次讲座，曾引起争论。历史学家、清华大学文科高等研究中心主任李学勤教授评价该讲演时表示，人类已习惯于用一种思维方式来认识世界，而今天科学的进步，有可能让我们用多学科思维途径去认识这个世界。他还认为，其实从二十世纪中期已有学者提出了相关见解，而朱清时先生将这一问题提升到了哲学的高度。

二十世纪是人类历史上一个有趣的时期，这个时期的人类一面享受着自然科学创造的物质财富，一面却不了解甚至不接受它的一些基本观念。

下面这则消息就说明了这种状况：

［中新网］北京2002年8月19日消息：霍金在昨天的科普报告过程中只赢得了两三次掌声，全场几乎没有会心的笑——他的理论太玄奥，以至于大多数来自北大、清华的学子都说没太听懂。

霍金这次讲的《宇宙的起源》，其基础是当代自然科学的最新成就——弦论。本文尝试用大家听得懂的语言，大致解说弦论的主要概念，以期让读者体会些敬畏和震撼,一窥宇宙的奥秘。

我们从当代著名的哲学家施太格缪勒（Wolfgang Stegmuller）的一段名言开始。他写道：“未来世代的人们有一天会问，二十世纪的失误是什么呢？对这个问题他们会回答说，在二十世纪，一方面唯物主义哲学（它把物质说成是唯一真正的实在）不仅在世界上许多国家成为现行官方世界观的组成部分，而且即使在西方哲学中，譬如在所谓身心讨论的范围内，也常常处于支配地位。但是另一方面，恰恰是这个物质概念始终是使这个世纪的科学感到最困难、最难解决和最难理解的概念。”这就是说，一方面，“唯物主义”哲学广为流行；而另一方面，又说不清“物质”究竟是什么。施太格缪勒正是在这里看到了“二十世纪的失误”。

你可能会问，究竟什么是物质？它为什么是科学感到最困难、最难解决和最难理解的概念？

早在古希腊时代，原子论者认为物质是构成宇宙的永恒的砖块。物质作为普遍的、不变的东西，是绝对的实体和基质。物质及其性质必须独立于人类的意识而存在，是客观的实体。

后来，经典物理学继承了古代原子论的观点，把物质归结为具有某些绝对不变属性的质点的集合。对于所有能够进行机械运动的物质形态，物理学称之为实物。在当时的自然哲学中，又称之为实体。把物质归结为物体，进而把物质看成实体，这同质量在牛顿力学中的特殊地位和作用有关。牛顿之所以把质量定义为“物质多少”的量度，就是因为在任何机械运动过程中，乃至在化学反应中，质量始终如一。质量被理所当然地看成是物质本身所绝对固有的，被看成物质不灭或实体不变原理的具体表现。

以牛顿力学为代表的经典物理学在十九世纪末所取得的巨大成功，使得认为物质是绝对实体的唯物主义成了在二十世纪处于支配地位的哲学。

然而，二十世纪爱因斯坦的相对论开始揭示出了物质的实体观的谬误。首先，相对论证明质量与速度有关，同一个物体，相对于不同的参考系，其质量就有不同的值。

当物体运动接近光速时，不断地对物体施加能量，可物体速度的增加越来越难，那施加的能量去哪儿了呢？能量转化为了质量。既然质量不再是不变的属性，那种认为质量是物质多少的量度的概念就失去了意义。既然物质与能量是可以相互转化的，能量并非“实体”，物质也就不能再被看作是实体。

与此同时，科学家对物质结构的认识也迅速深入发展。在上世纪30年代以前，经典物理学一直认为：物质是由分子构成的，分子是由原子构成的。原子是组成物质的最小“砖块”。1932年，科学家经过研究证实：原子是由电子、中子和质子组成的。1964年，美国物理学家马雷·盖尔曼大胆地提出新理论：质子和中子并非是最基本的颗粒，它们是由一种更微小的东西——夸克构成的。然而单个的夸克至今未找到，人们始终不识庐山真面目。

在二十世纪的后期，物理学的一个前沿领域——弦论的发展又使我们对物质的看法更进了一步。

弦论可以用来描述引力和所有基本粒子。它的一个基本观点就是自然界的基本单元，如电子、光子、中微子和夸克等等，看起来像粒子，实际上都是一维弦的不同振动模式。正如小提琴上的弦，弦理论中的宇宙弦（我们把弦论中的弦称作宇宙弦，以免与普通的弦混淆）可以作某些模式的振动。每种振动模式都对应特殊的共振频率和波长。小提琴弦的一个共振频率对应于一个音阶，而宇宙弦的不同频率的振动对应于不同的质量和能量。所有的基本粒子， 都是宇宙弦的不同振动模式或振动激发态。简言之，如果把宇宙看作是由宇宙弦组成的大海，那么基本粒子就像是水中的泡沫，它们不断在产生，也不断在湮灭。

有人会说, 把物质世界看成是宇宙弦演奏的一曲交响乐,不正是与物质的对立面——意识有些相同了吗？是的。按照当前流行的观点，意识是完全基于物质基础(我们的脑)而存在，但意识不是一种具体的物质实在，因为没有人在进行脑科手术时在颅骨内发现过任何有形的“意识”的存在。我们都知道贝多芬的交响乐，可以用一套乐器把它们演奏出来。但这套乐器本身并不是交响乐。意识是大脑演奏的交响乐。这个图像为理解“心物一元”，即意识和物质的统一，开辟了新途径。

有人还可能说，无论宇宙弦多小，无论人们能否观察到它们，宇宙弦总归是客观实在，它们是组成物质世界的基本单元，因此物质世界也应该是客观实在。此话不准确。组成物质世界的基本单元是宇宙弦的各种可能的振动态，而不是宇宙弦自身，就像组成交响乐的单本单元是乐器上发出的每一个音符，而不是乐器自身一样。

《入楞伽经》云：“譬如巨海浪，斯由猛风起。洪流鼓冥壑，无有断绝时。藏识海常住，境界风所动。种种诸识浪，腾跃而转生。”

在弦论之前，物质的实在性体现在组成客观世界的砖块是上百种原子，这些原子都是由质子、中子和电子等基本粒子组成。这些基本粒子都被当作是物质实体，都是组成物质世界的“超级砖块”，因而可以把物质世界看作是物质实体。在弦论之中，情况发生了根本变化。过去认为是组成客观世界的砖块的基本粒子，现在都是宇宙弦上的各种“音符”。多种多样的物质世界，真的成了“一切有为法，如梦幻泡影，如露亦如电，应作如是观（《金刚经》）。”物理学到此已进入了“自性本空”的境界！

那么世界上还有什么东西是实在的吗？回答是肯定的。事物之间的关系就是实在的。我们根据二十世纪自然科学的进展，可以用关系实在来取代绝对的物质实体。例如，我们看见一束红光，这是“果”。这个果是由多种因缘聚合而产生的。首先是光的波长值，这是“第一类性质”，这类性质是物体自身内在所固有，它既不依赖于观察者，也不依赖它物。我们把这些第一性质又称为“因”。其次，我们还需要具备一些其它条件，如眼睛正好睁开，没有色盲等等。我们把这些条件称为“关系参量”，又称为“缘”。这些因缘聚合产生了红光这个果。“红色”这类颜色性质是“第二类性质”，其存在至少部分地依赖于观察者。因而，关系参量是不可消除的，没有它们，就不会有“看见红光”这个果，因而是实在的。

再举一个更清楚的例子。要得到一棵苹果树，首先要有一粒苹果的种子，这是“因”。但是单靠这粒种子也不会长成一棵苹果树，比如把种子放在仓库里，无论放多久也不会长出树来，所以单有因是结不出果的。一定要将种子放在土壤中，并且要有适当的水分、阳光、温度、肥料等等的配合，种子才会发芽长大，最后长成一棵苹果树，结出苹果来。这里的土壤、水分、阳光、温度、肥料等等，就是“缘”。所以“因”一定要配合适当的“缘”，在因缘和合之下，才能生出果来。

缘是许多的配合条件。缘有好缘，也有不好的（“恶”）缘。因此即使是同样的种子，结出的果也就很不相同了。同时，由于缘是由很多条件配合而成的，所以缘会不停地变化着。既然缘会影响果，而缘又在那么多条件配合下产生作用，假如某个条件改变了，甚至消失了，那么果便可能不再存在。在苹果的例子中，如果天旱缺水，苹果树便会因之枯萎。所以当因缘散尽之时，果就会灭。换句话说：“因缘和合而生, 因缘散尽而灭。”

以上这些关于苹果的文字，是转述潘宗光《佛教与人生》一书有关缘起法内容。所谓“关系”者，“缘”也，“关系实在论”其实与佛学缘起说的基本思想一致。

总之，在二十一世纪开始的时候，以弦论为代表的物理学真正步入缘起性空的禅境了。

佛学认为物质世界的本质就是缘起性空。藏识海（又名如来海）是宇宙的本体。物质世界的万事万物，都是风缘引起的海上波涛，换言之，物质世界就是风缘吹奏宇宙本体产生的交响乐。

《入楞伽经》云：“譬如巨海浪，斯由猛风起。洪流鼓冥壑，无有断绝时。藏识海常住，境界风所动。种种诸识浪，腾跃而转生。”

宇宙的本体——藏识海（如来藏）本是澄然湛寂，随缘常住而不变的。因内外境风的吹荡，便使寂然清净的本体，随变为浪潮起伏，跟着生起前面七识的种种作用。由此波浪互相撞击，奔腾澎湃，便转生一切境界，而无有止境了。这里海水与波浪的关系也正是物质世界与宇宙本体的关系。当我弄懂了这个道理的时候，心里充满了敬畏和震撼。读到这里，你可能感到：“科学家千辛万苦爬到山顶时，佛学大师已经在此等候多时。”