三汤对话（续）

汤双

对话之三：人类的进化是停止了，还是在加速？

我：前些时候在美国的Discover杂志上看到一篇挺有意思的文章，题目是《全速进化》。作者综述了几个大牌学者关于人类进化的看法，他们的基本观点是，近五十年来，由于科学技术的快速发展，人类的进化也正在不断加速，比以往任何时候都快，而且已经越来越接近人类的下一个阶段—Homo evolutus。evolutus是拉丁文，按照胡安·恩里克斯（Juan Enriquez）的说法，Homo evolutus就是“直接和蓄意地对自身和其他物种之进化进行控制的人类”。他甚至认为我们距离这种新人类的出现，可能仅有一两代之遥。恩里克斯是哈佛商学院生命科学计划的创始人，他的话自有其分量，不可等闲视之。与恩里克斯持类似观点的有一批人，其中不少是知名的学者。他们大都认为，科学技术可以直接推动人类的进化，尤其是基因科学的进步，使我们可能对下一代的基因进行某种程度的修改和控制，而且这些方面的进步是呈指数型进展的，也就是说若干年就能翻一番。其中一个最明显的例子是对个人基因谱解码的开销，一九九零年是三十亿美元，到二零一二年已经下降到一千美元，预计十年之内会进一步大幅降低到十美元左右。到那时，个人化、预防性的药物就将成真，人类的寿命肯定会大大延长。这等于是将人类的进化从有史以来的那种缓慢、渐进的模式一下子变成了跳跃的模式。

小汤：用人为的方法修改基因，从而使后代的基因发生不可自然逆转的变化，在一般情况下对人类的发展应该是有利的。不过这与传统意义上的进化是完全不同的。进化论用现代基因学的术语，可以比较精确地表达为：自然界里生物的进化是由随机的基因变异和变异之后的非随机的自然选择来决定的。这里有两个重点，其一是随机的基因变异，其二是非随机的自然选择。通过基因改造引起的后代的变异，直接违背了这两点。所以这类变异到底算不算进化还是有可商榷的空间的。狗就是一个典型的例子。我们今天能够看到成千上万种的狗—其中有些与它们的祖先狼相比已经面目全非，而且这些变异发生在相对很短的时间里，这全是拜人工选择之赐。狗的异化是否算进化，实在难说得很，起码狗的自然进化早就停止了。我觉得人的自然进化恐怕也已经停止了。按照自然选择的法则，任何无法自食其力的人都是应该被自然淘汰的，而我们却想尽办法去救助他们。没有自然选择，何来自然进化？当然，救助弱势群体正是人非禽兽的标志之一。但从纯粹进化的角度看，这显然是反自然的。

老汤：进化论是在清朝末期进入中国的。这其中当然有作为科学的生物进化论，但对当时的社会冲击最大的，却是严复首先引进的斯宾塞的历史进化论。经过本土化后的历史进化论不但冲垮了以儒家思想为代表的中国传统文化，同时也使物质主义、利己主义和功利主义渗透到社会的各个层面，成为无所不在的社会风气。为了生存、竞争，仁、义、礼、智、信等等道德规范全都可以不顾了。从进化论对中国社会的影响来看，其负面作用一直延续至今。这说明将一种好的科学理论无节制地外推到社会学领域并付诸实践是有相当风险的，很值得引以为戒。从中国哲学（特别是道家）上看，人类听其自然地发展才是最好的进化。例如庄子就认为如果保持人的原始状态也许更好。人为干涉越多，社会越乱，对自然的破坏也越大，反而不利于社会和自然界。

我：最近还有报道说英国政府准备在明年正式向国会提出报告，要求立法准许使用父母及捐卵者DNA的“三亲疗法”。如果国会能够通过，英国将成为世界上第一个允许基因改造婴儿的国家。“三亲疗法”可以防止一些疾病传给下一代，从而终结多种遗传性疾病。由于这种疗法实际上“修改”了胚胎，所以在社会上争议很大。它一方面可以治病，但同时又打开了通向“订做婴儿”的大门，可能引发许多复杂的社会、伦理问题。

老汤：修改基因短期来看可能对人类有好处，但是从长远看是否有害就不得而知了。人类基因成为今天这个样子，是经过了自然界千挑万选的结果，自有它的和谐之处。人为的改变也许会破坏这种和谐，一时可能没什么，但没准就埋下了毁灭性的种子。另外，这种做法也不符合中国传统的伦理道德价值，特别是儒家讲究家族谱系，“三亲疗法”将彻底打破谱系。

小汤：修改基因是有一定风险的，有可能是在玩火。以今天的技术，我们虽然能对一个人的基因谱进行解码，但对每段基因码之间的相互依赖关系还知之甚少，这种情况在短期内也不可能改变。对某段基因码的修改，从局部看可能没有问题，但如果这段基因码与其他一些基因码有着某种程度的内在关联，比如具有相互制约的功能，那就不能保证不会破坏整体上的和谐，从而留下严重的隐患。

我：退一步讲，即使有一天我们能够保证对某些基因的修改只有好处，没有害处，也还有一个大问题不好解决，那就是下一代的“质量”与父母的财力具有了直接的关联。不管用什么方法来修改基因，与看病一样，这总是要花钱的。花钱越多，下一代的基因就越完美。这样一来，有钱人的下一代就会比普通人的下一代更聪明、更漂亮，从而更容易获得成功，变得更有钱，当然就有条件让再下一代变得更完美。人与人之间的差异很快就会变得越来越大。

老汤：从社会学角度看，这是一个非常严重的问题，究竟是有利于社会还是相反很难预知，所以必须十分慎重。除非能满足一个先决条件：全社会的平等—大家都有均等的财富。只有这样，才不会发生严重的、不可逆转的两极分化。即使能做到这一点，这种做法也可能不容于某些文化，因而无法普遍应用。

小汤：从生物学的角度看，问题可能更为严重。正如恩里克斯等人认为的那样，人为推动的进化具有加速发展的趋势，因而进化的速度可以是很快的。如果在不同群体之间由于某种原因—比如经济状况而造成进化速度的不平衡，几代下来，差异就可能变得非常之大，甚至大到不同群体成了不同物种。这种人为因素造成的人类分化，其后果是十分可怕的，比一般的种族问题要严重得多。

我：也许没你说得那么严重。由于不同群体之间是可以通婚的，所以在群体之间的差异还没有大到不可收拾的程度之前，差异可能就已经被平均掉了。endprint

小汤：哪有那么简单？很难想象一个经过基因改造的既聪明又漂亮的人，会和一个各方面都比自己逊色很多的人去谈情说爱。别忘了我们说的是用基因改造的方法达成的跳跃式的进化，而不是自然选择的渐进、缓慢的进化。

老汤：看来人们是应该开始认真考虑这类问题，未雨绸缪，才能防患于未然。

对话之四：空间、时间与宇宙起源

我：近几年科学界最重大的事件，大概要数在欧洲核子研究组织的大型强子对撞机上证实了希格斯玻色子（Higgs boson，也就是所谓的“上帝粒子”）的存在。其实，在大型强子对撞机上进行的实验里，还有几项是具有同等重要意义的，只不过迄今为止得到的结果是没有结果。其中之一是间接观察是否存在更高维的空间—也就是在我们熟悉的三维空间和一维时间之外，是否还有其他维的空间。目前理论物理中最热门的超弦理论，是建立在十维或十一维空间（包括时间）上的理论，因此如果能证实高维空间的存在，对超弦理论而言，将是一个很大的利多。有些人设想，在极高能量的碰撞下，也许能在瞬间打开通往高维空间的通道，这样有一部分能量就可能会“反常”消失。如果能观测到这种现象，起码间接支持了存在更高维的空间的可能性。遗憾的是，到目前为止，这种能量的“反常”消失一直没有出现过。当然，我们也不能就此断定高维空间不存在，只能说在目前能达到的能量限度内，没有得到超弦理论家们期盼的结果。

小汤：我没学过超弦理论，也很难想象更高维空间是怎么回事。一般而论，人对空间和时间的认识首先与自身的特性或者说条件有关。我们现在这种生命形式只可能存在于三维空间之中。我小时候看过一本叫Flatland的书，讲的是二维世界里的故事。书中的主人公是个正方形，挺好玩儿的（注：这本书是英国教师埃德温·艾勃特写的，出版于一八八四年，中译本叫《平面国》。艾勃特的本意是用这部小说来讽刺维多利亚时代的阶层制度。有意思的是，这本小说更长远的贡献却是对于空间维度的审视。著名科幻作家艾西莫夫认为《平面国》是“引导人们领悟维度概念的最佳入门读物”。这大概是艾勃特本人也没有想到的）。假如真的存在某个二维空间加一维时间的世界，那里面的“人”如果要达到我们这样的智力水平，它们的“个头”就得极为巨大，因为要想把我们大脑里的全部信息存储在一个平面的“存储器”里，所需的面积将非常之大。而且对我们来说，这个二维世界恐怕是不可探测的。因为我们所有的物理观测手段，包括对薄膜和表面的观测，说到底都是三维的。如果不可观测，那么信息的交换也就无法发生，从而能量的交换也应该是不可能的。既然二维世界里的能量不能“跑”到我们的三维世界里，那么我们的三维世界里的能量不能“跑”到更高维的世界里去似乎也是很自然的。另一方面，要是存在更高维的空间的“世界”，哪怕只多一维，如果里面有“生物”的话，它们的智力一定比我们高出许多，因为那里的一小块“体积”能存储的信息，在我们这里就需要占有极大的空间才行。不过在更高维空间里生命形成的可能性却会大大降低。这是由于空间维数的增加，意味着物体运动的自由度会大幅度增加，从而使两个“小分子”在特定条件下碰撞到一起而形成“大分子”的概率变得微乎其微，而这是无机物向有机物过渡的关键。也就是说，在更高维空间的世界里出现“有机物”的可能性比在我们三维空间的世界里要小得多。没有“有机物”，“生物”当然就更谈不上了。

老汤：空间和时间从根本上来说，涉及的是宇宙观的问题。从而不光是物理学中的基本问题之一，长期以来也一直是哲学上的一个基本问题。在《淮南子》里就有“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”，可见很早以前古人就认识到必须把空间与时间结合起来才能完整地描述宇宙。往古来今和四方上下都没有确定的范围，应该已经隐含有时、空无限的思想。《庄子·庚桑楚》中说：“有实而无乎处者，宇也;有长而无本剽者，宙也。”意思是，空间通过实体而体现，但其本身却不能局限于某个具体的范围;时间有长短，然而自身却并非实体。在中国文化当中，宇宙观和认识论是不可分的，所以时、空问题同时又是认识论的问题。不管是道家还是佛家都相信宇无极（极限）、宙无限。释迦牟尼认为在人类认识范围的条件下，宇宙的问题是无法解决的，不如去研究可解决的人生的问题。佛教有“三世有”，指一个人有过去、现在和来世，前者不可知，后者亦不可知。佛教的空间观讲“九重天”，“九重天”之外则不得而知。道家则认为宇宙无极而人的认识有限，因而很难知道是怎么回事，是不可知的。

我：中国古代哲学的时、空观看起来比古希腊哲学的时、空观要高明一些，像《庄子·庚桑楚》是用时、空的性质来定义时、空，而不是囿于具体的实际物体。古希腊哲学中的空间和时间似乎更绝对一些，这种绝对性对西方科学早期的发展影响很大。直到爱因斯坦，他的相对论对经典物理的最大颠覆之一，就是否定了空间、时间的绝对性。按照相对论，两点之间的距离、时钟的快慢都与观测者的速度有关。在广义相对论里，有质量的物质则会使它周围的空间弯曲、时钟变慢。

老汤：我一直觉得我们看到的世界就像演电影，看似连续，实际上是分立的，是一个画面接着一个画面的，只是我们感觉不出来。

小汤：你的意思实际上是说，时间是不连续的。有个英国人（注：Julian Barbour，物理学家、哲学家、科学史学家） 写过一本书，叫The End of Time，大概可以译为《时间之终结》，他认为时间只是人的错觉，真正存在的仅是一个又一个分立的瞬间（moment），每个瞬间都有一个特定的、包括宇宙间所有东西的组态（configuration）。当然，一个人在每一个瞬间所能体验（experience）到的，仅是这个瞬间的组态的极小部分。这跟你的想法非常接近，你说的电影画面就是他说的组态。

我：在物理上，有人提出过一种“圈量子引力”理论，它的目的和超弦理论一样，都是为了解决引力量子化这一难题。在这个理论里，空间和时间都是量子化的，也就是分立的。这方面的研究目前还在继续，也取得了一些进展，不过算是非主流。endprint

小汤：如果空间和时间本身都是量子化的，那咱们的世界真可能就是个模拟世界了。在计算机里，空间间隔必定要有一个事先设定的最小单位，所以是格点化的;时间则是处理器每次运算之间的间隔。它们自然都是不连续的。

我：空间和时间与宇宙的起源有着密切的关联。按照宇宙起源的大爆炸理论，宇宙是在大约一百三十七亿年前从一个密度无穷大的奇点爆发开始形成，这个奇点的空间尺度为零，同时又是时间的起点。大爆炸之后一段极短的时间里，由于能量密度极高，物质间的引力非但不是吸引的，反而是排斥的，宇宙因而会经历一个极速膨胀的短暂过程。此后再进入比较缓慢的膨胀，达到今天的状态。最近有几个澳大利亚物理学家又提出了一种新的大爆炸理论，认为宇宙一开始本来是十维或十一维的，但在大爆炸开始后只有我们所处的三维空间得到了膨胀，其他维的空间则没有，因而也就不可能观测到。这样既解释了为什么我们的空间是三维的，又兼顾了超弦理论对高维空间的需求。

老汤：这个宇宙开始的奇点是客观存在的实体？还是像老子的“道”那样，是不存在而有？抑或就是纯粹的“无”？《易经》云：“易有太极，是生两仪。两仪生四象，四象生八卦。” 两仪既是天地，也可以说是宇宙。《易经》的太极是生成宇宙的本源，和你们说的奇点有相似之处。《老子》中则有“天下万物生于有，有生于无”，这里的“无”是不是也有点像大爆炸理论中的那个奇点？如果宇宙真是从一个奇点爆炸出来的，就意味着时间有起点，那么这个起点之前是什么？这个问题在物理学的范畴内也许不可问，但在哲学上却是个无法回避的问题。

小汤：莱布尼兹几百年前就问过一个与此相关的问题：“宇宙为什么在它开始的时间开始，而不是在十分钟之后？”他由此得出的结论好像是不可能有绝对的时间。没有绝对的时间，当然也谈不上时间的起点。莱布尼兹甚至认为时间并不是真实存在的，真正有意义的是事件的顺序。

我：莱布尼兹的想法在一定程度上倒是和相对论相一致。爱因斯坦提出过一个非常重要的概念—同时性的相对性：在一个参照系中的两个不同地点同时发生的两个事件，在与这个参照系具有相对运动的观测者看来，是发生在不同时间的。也就是说具有相对运动的不同参照系，是不可能定义出共同的“同时”的。不过因果关系却是绝对的，对任何参照系，因、果都不会被颠倒过来。这等于是说事件的顺序是有绝对意义的。至于时间的起点，这应该算是物理学里一个悬而未决的问题。有一种循环宇宙模型，宇宙由大爆炸开始，经过膨胀、收缩，最后又回到一个点，然后开始新的大爆炸，产生下一个宇宙。循环往复、无头无尾。我们所处的宇宙只不过是这无穷无尽过程中的一小段。这个理论似乎可以避免时间起点的麻烦。

小汤：在这个模型里，空间从无到有、从小到大，再收缩到零，然后开始下一轮的大爆炸。时间却不一样，虽然可以把每次大爆炸的开始规定为那次大爆炸所形成的宇宙的时间起点，但宇宙形成、消失、再形成……是有顺序的，因而存在凌驾于宇宙之上的时间。可是宇宙本身就是空间和时间再加上物质与能量，好像又不应该有宇宙之外的时间。

我：这的确是个问题。到目前为止，物理上并没有一个真正令人满意的理论。大爆炸理论尽管被普遍接受为解释我们这个宇宙生成的合理理论，但关于宇宙是否唯一、宇宙生成之前是怎么回事以及宇宙的归宿等等问题，却有不少五花八门的理论。塔夫茨大学宇宙学研究所所长维兰金（Vilenkin）花了三十多年时间钻研宇宙起源的问题，他自认为已经找到了答案。按照维兰金的理论，我们的宇宙只是众多宇宙中的一个，而且由于存在所谓的“量子涨落”，在空间膨胀的过程中，新的宇宙还会不断产生。对每个宇宙来说，都有各自开始的时间。

小汤：“量子涨落”必须在某个时间发生在某个空间点上，也就是说，必须先有宇宙，才能发生“量子涨落”。这不成了鸡生蛋还是蛋生鸡的问题了吗？维兰金的理论一定会导致存在第一个宇宙，这个宇宙的开始，也就是凌驾于之后产生的各个宇宙的时间之上的“超级时间”的起点。

我：你说的也许没错，按照维兰金的理论，时间确实有起点，而无终点。

老汤：你们讨论的这些理论很难说能不能算是科学理论。科学是需要实证的，而这些理论听起来都是无法验证的。它们充其量只是可以自圆其说的理论，离哲学比较近，离科学反而比较远。另外，还有些更本质的问题是这些理论本身无法回答的。比如对于维兰金的理论，我们可以问，那些宇宙是否各自遵从相同的物理规律？如果是，这些放之四海而皆准的规律又从何而来？如果不是，这些宇宙又怎么会从同一种“量子涨落”的物理机制中产生出来？庄子在《人间世》里说：“吾生也有涯，而知也无涯，以有涯随无涯殆已。”我们的生命有限，能了解我们所处的宇宙已经很不容易了，很难想象由这个宇宙中得到的知识可以应用到其他宇宙中去。

我：这些问题恐怕确实不是物理学所能回答的。一些当代哲学家也曾探讨过类似的问题，美国哈佛大学的诺齐克（Nozick）是其中名气很大的一个。不过他们的结论也不能让人十分信服，还是属于那种信不信由你的东西。

老汤：我想物理学家最好学些哲学，哲学家也最好学些物理，这样大家想问题时的思路会更开阔，有助于对空间、时间和宇宙起源这类大课题的思考。endprint