2023年10月7日晚八點(diǎn),由北京市科委、中關(guān)村管委會(huì)科普專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助的科學(xué)傳播公益項(xiàng)目“高山科學(xué)經(jīng)典”邀請(qǐng)到了北京師范大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院教授狄增如,科學(xué)文化學(xué)者潘濤,央視財(cái)經(jīng)記者張然,一起為公眾導(dǎo)讀比利時(shí)著名物理化學(xué)家普利高津的著作《確定性的終結(jié)》。
北京市科委、中關(guān)村管委會(huì)文化科技處(科普處)副處長(zhǎng)龍華東;“高山科學(xué)經(jīng)典”項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人、一起教育科技聯(lián)合創(chuàng)始人肖盾受邀出席導(dǎo)讀活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)。
在未知的世界里追尋確定性是人類的心理需要。用科學(xué)方法研究自然規(guī)律,人類的文明史在某種程度上其實(shí)就是一個(gè)不斷尋求確定性的歷史。
那么,未來(lái)是定數(shù)嗎?
狄增如教授在導(dǎo)讀中介紹說(shuō),大家司空見(jiàn)慣的自然現(xiàn)象背后都有科學(xué)道理,更關(guān)鍵是這個(gè)科學(xué)道理是確定性的,“在牛頓力學(xué)方程里,只要給了位置和速度的初始條件,我們就能夠決定所關(guān)心對(duì)象的未來(lái)運(yùn)動(dòng)。”牛頓的自然法則為我們描繪了一個(gè)確定性的宇宙,可以預(yù)言未來(lái),或“溯言”過(guò)去。但事實(shí)上,“我們每個(gè)人都有自由意志,我們又面臨著方方面面的選擇和不確定性。”
這該怎么理解?導(dǎo)讀現(xiàn)場(chǎng),狄增如教授從時(shí)間開(kāi)始說(shuō)了起來(lái)。
狄增如教授在高山科學(xué)經(jīng)典導(dǎo)讀現(xiàn)場(chǎng)
《確定性的終結(jié)》一書(shū)中,普利高津毫不隱諱地宣稱,他的工作是在發(fā)起一場(chǎng)科學(xué)革命,而這場(chǎng)革命的主題就是“時(shí)間性的發(fā)現(xiàn)”。如果根據(jù)牛頓定律,宇宙是確定性的,那“時(shí)間之矢”存在嗎?
事實(shí)上,在牛頓力學(xué)方程里,時(shí)間是可逆的,過(guò)去和未來(lái)是對(duì)稱的,沒(méi)有區(qū)別。
“但在我們的日常生活經(jīng)驗(yàn)中,時(shí)間箭頭是客觀存在的。”狄增如教授引用《 論語(yǔ)·子罕 》里的“逝者如斯夫,不舍晝夜”一句來(lái)描述。
所以時(shí)間到底有沒(méi)有方向?這一問(wèn)題困擾了無(wú)數(shù)科學(xué)家數(shù)年,直到熱力學(xué)第二定律的出現(xiàn),“當(dāng)我們面對(duì)系統(tǒng)的時(shí)候,理想氣體有了一個(gè)時(shí)間箭頭,這便是時(shí)間之矢的來(lái)源。”導(dǎo)讀現(xiàn)場(chǎng),狄增如教授用系統(tǒng)里的理想氣體運(yùn)動(dòng),生動(dòng)演示了熵增加的方向,解釋了時(shí)間的存在,時(shí)間箭頭里一切都在逐漸走向無(wú)序。
但是,新的問(wèn)題又出現(xiàn)了。如果按照熱力學(xué)第二定律,時(shí)間箭頭里一切都在逐漸走向無(wú)序,那么就不可能有生命!
普利高津提出的“耗散結(jié)構(gòu)理論”恰恰解答了這個(gè)歷史問(wèn)題。普利高津說(shuō),當(dāng)我們真正地關(guān)心一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)的問(wèn)題時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)不可逆過(guò)程不僅僅存在著走向無(wú)序的過(guò)程,而且還有漸序的能力,它能夠創(chuàng)造秩序,能夠造就我們的生命。事物從無(wú)序變得有序,就是耗散的一個(gè)過(guò)程。
狄增如教授在導(dǎo)讀時(shí)強(qiáng)調(diào):“我們必須能夠理解從無(wú)序到有序的演化時(shí)間方向,這實(shí)際上是普利高津所有研究中最大的一個(gè)貢獻(xiàn),也是他獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的一個(gè)主要工作。”
圓桌嘉賓潘濤老師是第一個(gè)將《確定性的終結(jié)》翻譯版帶到中國(guó)的學(xué)者,1998年在北大讀博還未畢業(yè),就參與策劃了翻譯這本《確定性的終結(jié)》,而且取得了意想不到的成功。“改革開(kāi)放之初,普利高津的‘耗散結(jié)構(gòu)理論’跟我國(guó)科學(xué)的春天同步發(fā)展,當(dāng)時(shí)普利高津在中國(guó)有無(wú)數(shù)粉絲,報(bào)紙、雜志、期刊無(wú)不刊登相關(guān)的各方面理論文章。其實(shí)大家未必都懂,但都覺(jué)得這個(gè)東西很有吸引力。”
潘濤老師在高山科學(xué)經(jīng)典導(dǎo)讀現(xiàn)場(chǎng)
關(guān)于時(shí)間,很多學(xué)者有不同的意見(jiàn)看法。“普利高津認(rèn)為‘時(shí)間先于一切’,意思是在我們宇宙還不存在時(shí),就有時(shí)間了。時(shí)間是沒(méi)有開(kāi)端,沒(méi)有結(jié)尾的。”潘濤老師在對(duì)談時(shí)解釋了普利高津的時(shí)間概念,“那大爆炸之前是個(gè)什么狀態(tài)?他認(rèn)為那叫‘量子真空’,之前叫做‘前宇宙’,或者叫‘元宇宙’。”
愛(ài)因斯坦也曾談過(guò)時(shí)間:“過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)的區(qū)別只不過(guò)是一種頑固堅(jiān)持著的幻覺(jué)。”在狄增如老師看來(lái),這只是愛(ài)因斯坦從某個(gè)角度做了一個(gè)表述,“他對(duì)于時(shí)間的理解肯定不是這么簡(jiǎn)單。”
關(guān)于確定性與不確定性,圓桌嘉賓兼主持人張然最后感慨:“我們過(guò)去很多的研究都建立在牛頓經(jīng)典力學(xué)的一個(gè)確定性基礎(chǔ)上,如果我們現(xiàn)在以一個(gè)不確定性的目光去看待的話,那包括經(jīng)濟(jì)學(xué)、教育學(xué)在內(nèi)的許多學(xué)科,都會(huì)有一個(gè)新的很大的討論空間。”
高山科學(xué)經(jīng)典導(dǎo)讀現(xiàn)場(chǎng),左起依次是張然、狄增如、潘濤
與科學(xué)家一起讀好書(shū),“高山科學(xué)經(jīng)典”是一個(gè)由高山書(shū)院發(fā)起的公益科學(xué)傳播項(xiàng)目。邀請(qǐng)百位知名科學(xué)家每周導(dǎo)讀一本科學(xué)經(jīng)典書(shū)籍,引領(lǐng)公眾參與閱讀的大型科學(xué)傳播公益項(xiàng)目,旨在提升全民科學(xué)素養(yǎng)、培育科學(xué)精神、傳播科學(xué)思想。期望在全民學(xué)科學(xué)的時(shí)代背景下,高山科學(xué)經(jīng)典能在科學(xué)傳播領(lǐng)域盡一份綿薄之力。
高山科學(xué)經(jīng)典項(xiàng)目書(shū)單
高山科學(xué)經(jīng)典的目標(biāo)是,讓科學(xué)精神通過(guò)書(shū)籍,跨越地域、階層、年齡、民族的界限,傳播到每個(gè)角落、每個(gè)人心中。希望科學(xué)成為一種生活方式。與科學(xué)家們跨界對(duì)談,讓科學(xué)更有趣。
高山科學(xué)經(jīng)典世界讀書(shū)日發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
未來(lái),“高山科學(xué)經(jīng)典”項(xiàng)目將打造三大重點(diǎn)產(chǎn)品:出版《高山科學(xué)經(jīng)典》系列叢書(shū);開(kāi)展線上導(dǎo)讀直播;沉淀專業(yè)級(jí)科學(xué)導(dǎo)讀視頻節(jié)目。達(dá)到出版、傳播、教育多重效應(yīng)。開(kāi)展全民科學(xué)閱讀,共同推動(dòng)“科學(xué)復(fù)興”,提升全民族科學(xué)文化素質(zhì),實(shí)現(xiàn)“公心大用”。
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