深空探测与人类思维方式的变革

杨力行

(中国地质大学 (武汉)政法学院，湖北 武汉 430074)

人类对宇宙的兴趣亘古有之，早期人类就创造了一系列有关宇宙的美丽神话和传说。在人们的心目中，太阳、月亮、星星以及所能想象到的地外天体都是完美无缺的，因而也把他们美好的希望都寄托在那些遥远的天体上。早期人类对地外天体的认识是由宗教和神学来完成的，而宗教、神学对宇宙的认识所使用的方法就是想象和虚构。到了近代，自从第一架望远镜被制造出来并用于观察地球以外的其他天体时，就标志着人类对宇宙的认识已经超越了宗教神学，进入到科学的范畴，因为观察和实验是科学研究的最基本方法。但受科技发展水平的限制，近代科学开始后相当一段时期，人类还没有能力同外星球进行近距离接触，所谓的经验事实还只是通过望远镜所获得的零星片段而已，远不能为外星球和宇宙的研究提供坚实的经验基础。现代科学已将人造卫星送入太空，直接实施对目标天体的近距离观测，并且实现了人类登月的壮举。这使得在对宇宙天体的认识上，建立经验科学已经成为可能。

然而，随着深空探测的深入，它也向我们现行的认识框架和思维方式提出了一系列的问题，例如自然观的深化问题、方法论上的局限性问题以及思维逻辑的转换问题等等，这些问题显然不能由科学来解释，而只能由哲学来回答。

一、自然观问题：自然存在状态的变化以及人与自然关系的变化

当深空探测将人类活动由地球拓展到地球以外的其他星球时，自然的存在状态以及人与自然的关系也在发生着变化。首先，由于人的活动加入，月球、火星等地外天体已经由过去的“自然状态”向“非自然状态”过渡，尽管目前人类对这些天体的影响力还很小很小，但随着深空探测活动的深入，这种影响也会越来越大；其次，由于自然界在内涵和外延上的扩展，人与自然的关系也由过去的“人地关系”过渡到如今的“人与宇宙的关系”。

在人类这个智慧生命产生以前，地球也曾经历过一个漫长的自然状态，如同现在的月球、火星一样，没有生命，没有文明。自从有了生命，尤其是出现了人类以后，地球这种原始的自然状态就被打破了，人类已经在这颗星球的每一个地方留下了自身的印迹。如今的地球已经是一个充满了人类精神标识的东西，原始地球的自然状态,我们只能从月球、火星那里去获悉，这也是人类进行深空探测的目标或动机之一。尽管地球仍将一如既往地遵循自身的规律演化，但日益强大的人类活动总是会在一定程度上对地球的存在或演化产生影响。

如同原始地球一样，目前人类尚未涉足的地外天体，也是一种纯粹的自然状态，这种状态的存在和变化只需要也只能够由其自身以及它们所处的那个系统(如太阳系)来说明。但是，一旦人类进入到月球、火星等地外天体以后，月球、火星等也成为了人类科学和实践活动的客体，并且形成了一种新的主客体关系。而这时的月球、火星作为处于主客体关系中的客体，无论是其存在还是变化状态，都不能完全由其自身来说明，主客体关系也是其存在和变化的原因之一。总之，一旦人类涉足到哪个星球，就意味着这个星球原始的自然状态的终结，并且开始了一个存在和演化的新时代。

传统的自然观主要是指地球观，因为此前人类认识和实践的客体对象总体上限制在地球的框架以内，因而人与自然的关系也应该是指人与地球的关系，而当深空探测活动将人类认识和实践的范围扩充到地球以外的其他星球时，同时也赋予了人与自然的关系更加丰富的内涵。

地球上人与自然的关系经历了一个变化的过程。早期的人类是自然的奴隶，他们只能在自然的庇护下生存。风调雨顺时，人们便安居乐业、人丁兴旺；而一旦遭遇自然灾害，人们则只能祈求上天的怜悯，或者像野兽一样四处逃散。然而他们终究逃不出地球，逃不出自然赋予他们的厄运。如今的人类则是自然的主人，依靠科技的进步和现代工业创造的各种手段，人类已经具备了征服自然和改造自然的能力。“普天之下，莫非王土”，在这个星球上，人类已经成为真正的并且也是唯一的统治者。

从自然的奴隶到自然的主人，人与自然的关系发生了根本性的变化。而这一变化的原因不在于自然界的弱化，而在于人类的强大，在于科学的进步。如今人类又要将这种关系进一步演绎到地球以外的其他星球上去。然而从理论上讲，太阳系中的任何一个星球，作为这个系统中的一个成员，其状态的变化不仅会影响到自身的存在，也会对系统及系统成员(包括地球)的存在和变化产生影响，系统原有的平衡状态有可能因此被打破。也许在相当长的一个时期内，深空探测还不足以对其他星球的存在和变化产生影响，或者这种影响力太小以致于可以忽略不计。但从根本上说，系统原始的平衡状态被打破的可能性是存在的。人类历史上，近代科技革命和工业革命至今也不过几百年时间，地球上的平衡状态就已经被打破。正因为如此，重新构建人与地球的平衡，也是21世纪地球人类的重要任务之一。更何况如今人类的起点更高、能量更大，我们凭什么保证，在不设定规则和限制的前提下，系统的平衡不会因人类日益深入与强大的深空活动所打破。人类既然能在地球的每一个地方留下自身作用的痕迹，也就同样能在地球以外的其他星球上留下自己的痕迹。虽然我们不能因为深空探测的深入有可能导致星球系统平衡的破坏而放弃深空探测活动，但无论如何我们也不希望，人类在外星球上实践的开始，又来重复地球昨天的故事。

总这，随着深空探测的进一步深入，必然导致传统自然观的变化，并使人与自然的关系更加复杂化。这种复杂关系可以下图来表述：

图1 传统的人与自然关系框架图

图2 现代的人与自然关系的框架图

二、方法问题：从演绎到归纳、从科学假说到科学理论

自从牛顿创立经典力学以来，人类就构建了认识地球物体运动的基本框架，甚至于万有引力理论还能超长距离地描述地球以外其他星球的运动，并且精确地计算出它们的运动轨迹。但是，在人类进行深空探测活动以前，科学对其他星球以及宇宙的探讨，总体上还处于科学假说的阶段，这种假说阶段的科学研究具有两个显著的特征：一是在方法上以演绎和类比为主导；二是缺乏经验和实证的支撑。因此，这一时期的假说始终不能通过验证达到向科学理论的过渡。

从近代开始，科学便开始了由过去的综合与演绎向分析与归纳过渡。近代科学是建立在经验基础上的，是经验科学。但是这种经验仅仅限于地球，在对外星球的研究上，总体上仍然是以演绎和类比为主,还不是严格的经验科学。例如关于“宇宙中生命产生的必然性”以及“外星文明”的假说由来已久。太阳系的存在已经有50亿年，地球也有46亿年的历史，而宇宙的历史更是长达200亿年。在地球漫长的演化史中，地球上最简单的无机物，在大气、阳光等外部条件的作用下，经过各种物理的、化学的作用过程，最终产生了生命。然后由低级生命进化到高级生命，最后才形成了当今的人类文明。地球作为宇宙的一分子，必然包含了宇宙的某些共性，因此人类就有可能将地球的演化规律逻辑地推广到地球以外的其他星球乃至整个宇宙上去。于是便出现了在“无限的宇宙中必然存在着类地行星”的假定，这些类地行星遵循地球一样的演化规律，在长期的演化过程中形成了生命存在的条件，从而也必然会产生生命，并且开始由低级到高级的进化过程。所以，生命的产生具有必然性，茫茫宇宙中必然存在着类似于地球的文明。

显而易见，上述假说是建立在类比和演绎基础上的，缺乏经验和实证的支撑，本质上它们更像是一个哲学命题。事实上，古希腊时期的哲学家就已经提出了泛生论的观点。近代意大利的哲学家希鲁诺也认为在无限的宇宙中存在着无数的地球，在那些地球上同样居住着各种生物。20世纪美国哲学家洛夫乔伊提出的“丰富原理”也认为：凡是地球上能够存在的东西，在其他星球上也必然存在。从本质上讲，“宇宙生命产生的必然性”以及“外星文明”假定并没有超越上述哲学命题。因而这些假说必然会遭到一些科学家的反对。这些反对派认为，除地球之外，银河系中没有任何文明。因为智慧人并非生物进化的必然属性，自然选择的过程是极为复杂的，这种复杂性导致了生命产生的偶然性，在银河系中再次产生类似地球生命这样的机会微乎其微。如果智慧是生物进化的必然结局，那么地球上其他生物是不是也会必然地进化到智慧生命上来，甚至超过人。事实上，银河系已存在100亿年了，如果存在生命现象或地外文明，对于地球人类发射到太空的信息，他们早就该接收到了。然而从20世纪60年代中叶开始，人类已经通过各种形式向太空发射了无数信息，却至今一无所获，我们没有得到一丁点儿来自外星球的反馈。

通过对地球研究所形成的认识来由此及彼推及到外星球上去，这对于人类认识外星球来说是必要的，也是有意义的。因为人类只有依托地球这参照物来推及其他，并且在认识外星球以前，我们也需要依托对地球研究形成的认识来提出假说。但问题在于，这种假说必须通过经验来验证，无论证实也好，证伪也罢，否则假说永远不可能过渡到科学理论上来。并且，运用类比法研究外星球也必须借助两个前提：其一是类比双方必须是属于同一性质的对象，否则就不具有可比性；其二是假定类比双方遵循同样的规律。而这两个前提本身就是有待证明的东西。并且从已有的结论来看，月球和地球无论是起源上还是性质上，都不是同源同质。月球产生的时间要比地球早得多，在物质构成上也同地球不一样，因此很难说这两个对象之间具有可比性。即使类比对象同时具备了上述两个前提，通过类比所得出的结论也只具有或然性，不具有必然性。所以，应用演绎和类比来研究外星球，是具有明显的局限性的。“因此，我们不能将地球的本质、现象及其演化规律作为整个宇宙的本质、现象及其演化规律，也不能将简单地球的本质、现象及其演化规律简单地推广到地球以外的其他星球上去”。[1]“原则上，类比方法并不是逻辑推理方法，而是一种猜测方法。因为真正意义上的逻辑推理，其结论必是通过一定的逻辑程序从它的前提中必然地引申出来。但类比根本不具有这种特性”。[2]

科技史上，古代科学向近代科学的转变是从方法上的变革开始的，由于引入了观察和实验，人类获得了前所未有的大量的经验事实，在此基础上，应用分析的方法、综合的方法、归纳的方法，形成了近代科学的一系列理论，使近代科学在短短几百年的时间所取得的成果，较之过去几千年的总和还要多。深空探测的实施也将使人类对外星球的认识方法发生一次深刻的变革，外星球开始由过去理性推导的对象变成为经验的对象，在经验事实的基础上进归纳，并且对原有的诸如“生命产生必然性”之类假说进行验证，使理性真正建立在经验的基础上，深空探测建立在实证的基础上，使假说有可能通过经验验证上升到科学理论上来。

总之，深空探测的实施必然引起人类对外星球认识和方法上的根本变革，这种方法上的变革又将促进深空探测的进一步深入。

三、思维逻辑问题：从可能性到不可能性、从证实到证伪

人类对地球以外其他星球的认识是一项非常特殊的科学活动，在某些情况下，它很难按照科学对地球认识的思维逻辑来进行。科学对地球的思维逻辑是：提出问题——针对问题构建假说——运用观察与实验等方法进行验证——形成科学理论。

科学假说的提出本身就是建立在已有科学理论和经验事实基础之上的，科学假说同科学理论的区别在于，科学假说是还没有被证明的科学理论，而科学理论则是已经被证明的科学假说。但是在对外星球的认识上，有些假说根本就是难以证实的。往往是对同一问题形成了各种各样的假说，这各种假说意味着解决这一问题存在着种种可能，然而真实的结果只能是一个，它可能包含在这些假说中，也可能不包含在这些假说中。如果不对这些假说进行验证，科学对这一问题的认识就只能停留在假说阶段，而不可能上升为科学理论。问题在于，我们在很多情况下很难证明这些假说或其中的某一假说是可能的，但却能够证明它们是不可能的。例如对月球起源的认识就是如此。

对于月球的起源问题，科学上存在着三种假说：月球捕获说、地球分裂说和地月同源说。

月球捕获说认为，月球是宇宙形成过程中由一小块宇宙尘埃聚集而成的一颗小星球。月球形成后一直是一个自由自在的星球，在茫茫宇宙中沿着我们不知道的一条轨道运行。当月球运行到太阳系时，被地球的引力抓了过来，成为了地球的卫星。对于这一假说，我们真的很难证明它是可能的，但是我们却可以并不困难地证明它是不可能的，因为我们可以从一系列的思想实验来发现其中隐含的内在矛盾。首先，月球的直径是地球的四分之一，有3 764公里。以地球的质量和相应的引力，要在384 400公里以外的轨道上抓住月球，实在是力不从心。其次，在太阳系中，太阳对月球的引力要远远超过地球，从引力的角度来看，月球被太阳抓过去的可能要远远大于地球，从宇宙来到太阳系的月球没有被太阳吸引去，反被地球吸引了过来，这在逻辑上是讲不通的。此外，在太阳系中，还有一颗巨大的行星——木星。木星的质量比地球大得多，相应地引力也大得多。一般而言，来自太阳系以外的其他天体一旦进入太阳系，它们首先就会被这个大块头的木星给吸引过去，因而在太阳系中，由于木星对太阳系以外天体的作用，它事实上起到了保护地球不受地外天体撞击的作用。而月球为何也能逃脱木星的吸引，投向地球的怀抱，这一点在理论上也很难讲通。

地球分裂说认为，月球是从地球这个母体分裂出去的，在地球形成时期，其状态十分不稳定，曾经发生过多次反复的分裂，月球就是在地球的一个次分裂中产生的。在地球形成过程中的某一时刻，地球发生了一次巨大的爆炸，这次爆炸把地球上的一些物质抛了出去，从而形成了月球。按照地球分裂假说，月球应该在时间上晚于地球，至多在时间上同地球是一样的。但是，根据对月球上带回的样本分析，月球上岩石的年龄达到200亿年，在时间上基本上和宇宙同龄。而地球上只有46亿年的历史，太阳系中最早的太阳也只有50亿年的历史，因此月球是从地球分裂出去的假说是不能成立的，就象我们不能说一个比其母亲年龄还要大的人是其母亲的亲儿子一样。

地月同源说认为，月球和地球是同一时间由一个宇宙尘埃团组合而成的，所以月球和地球具有同源性。这一假说也有明显的缺陷。且不说具有200亿年的历史的月球要比地球形成早得多，地月同源说必须为这一假说提供这样一个前提，即作为同源的月球和地球，在物质成分和构造上也应该是一样的。但是从对月球上取回样品的分析结果表明，月球的物质构成也与地球相去甚远。在月表的岩石中，至少发现有6种矿物质是地球上没有的。仅此一点，就可以证明地月同源说是不可能成立的。

“尽管对于月球的探测、观测和月样分析研究研究获得了大量的科学数据，对月球的许多基本问题有了重大突破，但还有许多根本性问题仍然模糊不清，有很大争议”。[3]例如月球起源就是这样一种存在很大争议的、模糊不清的认识。对于月球起源问题的种种假说，证明其不可能性要比证明其可能性更具可行性一些。尽管这种证伪的结果并没有给出“月球起源”的最终结论，但是通过对假说的证伪，使我们得以排除错误，并且将寻求“月球起源”问题的答案范围越缩越小，从而也使对这一问题的认识更加接近真理。

从证明可能性到证明不可能性，从证实到证伪，这种思维逻辑的转换体现了科学研究的深入和精确化，也促进了科学假说向科学理论的进一步转化。

人类的科学活动已超越了地球，进入到地球以外的其他星球。深空探测活动可以看作是人类科技史上的一次重大突破。在这样一个大的科学变革面前，人类思维不可能再墨守陈规，以不变应万变。那样的话，哲学思维不仅不能成为贯穿于科学活动中的理念，反而有可能成为阻碍科学进步的绊脚石，最终毫不留情地被科学所抛弃。

[参考文献]

[1]杨力行.认识外星球的“二律背反”及认识宇宙的辩证法[J].中国地质大学学报(哲学社会科学版),2007(6)：8.

[2]林定夷.科学哲学[M].广州：中山大学出版社，2009.138-139.

[3]欧阳志远.永远的月球梦[M].贵阳：贵州科技出版社，2004.280.