自然之谜究竟是在膨胀，还是在塌缩？
纵观科学史和哲学史上对未知世界的提问和回答，我们有必要研究这样一个问题：随着时光的流逝，人类文明的演进，自然之谜究竟是在膨胀还是在塌缩？按照如今流行的语言，科学知识随时间的推移呈指数型增长，未知的彼岸自然界是否在加速向此岸靠近？
对这一问题，《宇宙之谜》和《未知世界》给出了相近的答案。海克尔认为，“如果我们愈深入了解实体的属性、性质和能，愈彻底认识实体的无数现象形式及其发展的话，那么，实体的这种真正本质对我们来说就会变得愈来愈奇妙和不可思议(《宇宙之谜》，第358页)。《未知世界》的编者写道：如果把“已知比作一个池塘，那末还没有了解的知识就好比浩瀚无际的大西洋。”(第1页)
但是，一般的哲学教科书上则强调，人们“每天都在把‘自在之物’转变成‘为我之物’，即被我们所认识了的东西”。“科学的发展过程，就是不断化无知为有知，由知之不多到知之甚多的过程。”(见韩树英主编《马克思主义哲学纲要》第223—224页)这样一种对认识过程的概括不能说不对，但是它忽略了问题的另一侧面：人类的认识也是一个从未知甚少到未知不断增多的过程。科学的目的主要不在于积累一些零星的、简单的知识，而在于寻找支配各种运动形式的规律，并建立起这些规律之间的过渡和联系，恰恰在完成这一根本使命上，我们愈来愈感到知识的贫乏和已知规律适用范围的极其有限。试分析一下未知之源，大致有三个：天然自然各个层次的运动规律及其原因；形式化科学(如数学)的内部关系及与现实世界的关系；人化自然、人工自然(包括人工智能)的发生、发展及其后果。很明显，人类的诞生同时就使人类面对第一类未知；自古代以来，在解决第一类未知的时候，第二类未知也逐渐显露并突出出来；进入现代，实践和理论水平的提高，使前两类未知在广度和深度上达到空前的规模，而以往未引起兴趣或未曾出现的第三类未知以其复杂性、综合性及人类自我反省的性质向自然科学提出了尖锐的挑战。
如果说，我们的时代是科学技术突飞猛进的时代，那末也同样可以说，我们的时代也是未知的荒漠从未如此辽阔的时代。消极地讲，“我们始于迷惘，终于更高水平的迷惘。”(〔英〕查尔莫斯：《科学究竟是什么？》中译本第8页)积极地讲，未知是已知之源，正是未知的丰富才导致了科学的繁荣。反过来，已知之中也蕴藏着未知的种子。笔者赞成《未知世界》的这样一个观点：“如果一个理论没有为超出其本身范围之外的某种东西留出余地，以供必不可少的外界输入，那么这个理论就是片面的。”(第7页)科学探索的目的，是对自然界事物的认识不断接近肯定的或否定的回答，但万不可对提出来的争论问题作出完全相信或完全不相信的轻率结论。《未知世界》通过分析数理逻辑中的哥德尔不完全性定理，量子力学中波函数的统计解释，分子生物学中遗传密码的中性漂变，脑科学中一个大脑两个意识以及宇宙学的人择原理等一系列悖论性质的超级难题指出，如果说经典科学曾给人带来完美、和谐的感受，并产生了全智全能的拉普拉斯精灵的幻觉，那么现代科学则充斥着破缺和对立，不得不求助于“掷骰子的上帝”和人类中心说的目的论解释。甚至有人说：“二十世纪科学所有成就之中最伟大的成就就是发现了人类的无知。”(引自Wesley D.Camp，Roots of Western Civilization.Vol.Ⅱp.263)的确，就连恩格斯曾作为“永恒的自然规律”例证的“水在摄氏零度和一百度之间是液体”，也愈益变得只能相对成立。除了恩格斯提到的温度、压力的条件外，还需要说明是轻水(H<SSB,2,/SSB>O)，还是重水(D<SSB,2,/SSB>O)、超重水(T<SSB,2,/SSB>O)，水中是否溶入了足够的空气，是否存在可作为凝结核的微尘……可以预期，随着科学的进步，将会给这一命题附加更多的边界条件。
这样阐述自然科学在揭示自然之谜时所面对的形势，是否说明我们背离了可知论，走向了不可知论呢？否。首先，不可知论的本质在于他不承认在感觉的界限之外有任何“确实可靠”的东西，而我们则承认物质是精神现象的本源；其次，马克思主义经典作家从未提到过“可知论”，历史上也未曾出现过可知论派别(参见秦淮沙：《论“可知论与不可知论的根本对立”之不能成立》，《晋阳学刊》一九八五年第二期)，作为关于本体问题论争的一个派别，不可知论的对立面就是唯物主义；第三，在认识论的范围内，恩格斯倒是说过一句名言，人的认识能力，“按它的本性、使命、可能和历史的终极目的来说，是至上的和无限的，按它的个别实现和每次的现实来说，又是不至上的和有限的。”这个矛盾只有在“无止境的人类世代更迭中才能得到解决。”(《马恩选集》第三卷第126页)也即是说，对于每一代现实的、活生生的人，比起发展着的物质世界多层次、多方面的属性和运动规律，他那个时代的科学所把握了的部分只是个无穷小的量。许多学识渊博的学者都有这样的感受。拉普拉斯说：“我们知道的东西是有限的，我们不知道的东西则是无穷的。”爱因斯坦比喻得更为形象：“用一个大圆圈代表我所学的知识，但是圆圈之外是那么多的空白，对我来说就意味着无知。而且圆圈越大，它的圆周就越长，它与外界空白的接触面也就越大。”山外有山，天外有天，我们和我们的子孙有幸站在历代巨人的肩膀上，但人类赋予它的晚辈的是更伟大、更艰巨的使命。
在已知和未知的边界上耕耘
未知是通向已知的起点，已知的疆界又可以未知来标志。要从整体上把握近百年来科学所创造的业绩，最好的方式也是对比此前此后思想家们心中的迷惘和疑虑。拿《未知世界》和《宇宙之谜》进行对照，将使我们接近问题的答案。
一八八○年，著名的德国生理学家艾米尔·杜布瓦－雷蒙提出了七个“宇宙之谜”：(1)物质和力的本质；(2)运动的来源；(3)生命的起源；(4)自然界的合目的的安排；(5)简单感觉与意识的起源；(6)理性思维及与其有密切联系的语言的起源；(7)意志自由问题(见《宇宙之谜》第14页)。当年的海克尔将它归结为两个基本谜：实体、运动的本质和来源；生命、意识的本质和来源。海克尔立足于当时自然科学的成就，特别是物理学得到的能量守恒定律，化学得到的物质守恒定律，以及生物进化论，对这些谜作出了一元论的实质上是唯物主义的回答：从自然界的普遍统一性和自然规律永远适用的信念出发，就可以排除唯心主义的干扰，废弃所谓“人格化的上帝、灵魂不死和意志自由”三个中心教条，从自然界发展运动的规律出发对无机界和生命界的种种现象给出原则上正确的说明。海克尔本人由此成为一个声名显赫的自然科学唯物主义者。但是这种海克尔式的唯物主义也明显地表现出机械观、还原论的思想倾向，它将心理学归结为“生理学的一个分支”，将生理学“归结为物理和化学领域里的现象”，再将化学的物质守恒定律和物理的能量守恒定律概括成“实体守恒定律”，而实体的基本属性则是物质和能。作为一个不懂得辩证法，又自发地倾向唯物主义的自然科学家，这种否认高级运动形式特殊性，撇开认识过程中主体与客体的矛盾，将本体讨论孤立起来的思想方法是朴素、原始的，又是不可避免的。
如果说十九世纪的科学哲学界热衷于讨论本体问题的话，二十世纪的科学界却对它已经失去了特别的兴趣。这大体上导因于三种情况，第一种情况是马克思主义对本体问题提出了自己的研究方式。马克思要求从“人的感性活动”，从“实践”，而不只是从“客体”或“直观”的角度去理解事物、现实、感性，摈弃了离开认识过程、认识能力去讨论本体的唯物论传统方法；其次要归因于自然科学本身的进步。一方面，物质世界第一性被科学工作者自觉不自觉地接受，爱因斯坦说：“相信有一个离开知觉主体而独立的外在世界，是一切自然科学的基础。”(《爱因斯坦文集》第一卷，第292页)另一方面，由于对量子力学和相对论的哲学诠释的深入研究，仪器、选择、测量不可避免地进入关于客体属性的说明，孤立地讨论实体的绝对属性已无意义。第三种情况是，多数西方科学哲学家，一部分受其影响的自然科学家则认为“心”和“物”的争论是思辨的陷阱，科学的赘疣，他们不愿再去纠缠这类“形而上学”的问题，而去转向研究所谓可以整理的经验知识的可靠性、或然性，以及获取新知识的模式和途径，于是产生了实证主义、否证主义、科学革命的结构等科学哲学流派。用海克尔不甚确切的话讲，就是“真正的物理学家”对一元论自然哲学获得的巨大进步感到充实和满足，而“纯粹的形而上学家”却无意于再去琢磨那愈来愈奇妙和不可思议的“自在之物”(《宇宙之谜》第359页)。
那末，今天的理论自然科学家们感兴趣的富有哲学色彩的又是些什么谜呢？《未知世界》借助那些在有代表性的学科工作的科学家之笔，大致勾勒出这片疑云的轮廓。它包括：有没有对宇宙运动作出完整描述的“世界方程”？微观运动与宏观运动存在着怎样的联系？空间弯曲、时间不可逆的本质究竟是什么？整体的属性如何并在多大程度上还原为部分的属性？基本核子在哪里？哥德尔定律、测不准原理对人造系统的功能作出了什么限制？人工智能智力的极限何在？生物进化论中发生了什么困难？意识与脑的物质运动，心理与生理之间如何相互关联？……《未知世界》对这些问题的探讨没有拘泥于通行理论的常规见解，而是另辟蹊径，寻觅创立新理论的可能性。它不赞成所谓广义相对论就意味着空间的非欧几里德化，在定域实在性不能成立的实验基础上，要求以宏观时间和微观时间分别作自先至后和自后至前的相反解释的方案来重建时间概念；它既指出了达尔文进化论的局限性，也指出了将分子生物学融于其中的新达尔文主义的困难并提出了社会生物学的可能性，等等。了解这些新鲜观点和提出这些观点的方式是有价值的，它将督促科学工作者从哲学的或科学全局的高度重新思考从自己的老师或是从标准教科书上所接受，并曾被认为准确无误的基本概念和论断；它还指出了自然科学规律的适用界限，如果你要运用你的科学知识，不要忘记它的约束条件，如果你要开创新的领域，你应当在已知和未知的边界上耕耘。
比较两部著作，我们容易发现它们都有着广阔的科学视野，试图从物理科学、生物科学和思维科学的最新成就出发，提出问题并阐明自己的观点，但海克尔时代的物理科学是古典的，生物科学还处在形态学和宏观解剖学的水平上，远“不能精密地表达”，而心理学中则充满着“模糊的和神秘的概念”。通过《未知世界》所反映出来的当代科学的形势，已绝非昔日可比。物理学对质量、能量、空间、时间等基本范畴的理解已和经典物理产生了质的差别，分子生物学把对遗传、变异、进化的研究推进到微观的、定量的水平，系统论、控制论、信息论的创立则把生理、心理学的研究建立在新的方法论基础上，数学不仅深入到各个自然科学学科，而且渗透到社会科学之中。
无论从所运用的自然科学材料，还是从所提问题的深度看，无庸置疑，《未知世界》都处在更高的层次上。在自然科学与哲学的关系上，《宇宙之谜》和《未知世界》都表示了他们对现状的不满，如果说海克尔的世界观带有明显的机械唯物论的印记，那末，撰写《未知世界》的这批学者则不同程度地接受了近代西方科学哲学的影响，时而迸发出闪光的思想火花，同时也时而暴露出观念上的偏见。
科学家与哲学素养
《宇宙之谜》和《未知世界》是两部风格不尽相同的著作。《宇宙之谜》着眼于哲学的论争，运用了大量的自然科学成果；《未知世界》力图揭示当代科学的困惑和症结，指望未来作出回答，但贯穿着作者对问题的哲学思考。它们的共同点之一，就是对自己时代科学家与哲学家的分道扬镳表示惋惜和不满。海克尔抱怨道：“至今还有相当数量的经院哲学家，他们只愿用自己的头脑凭空来设想世界，因而轻视经验的自然认识，因为他们对真实世界毫无所知；另一方面，某些自然科学家至今还认为，科学的唯一任务就在于取得‘实在的知识，即对个别的自然现象进行客观的研究’。‘哲学时代’已经过去，代之而起的是自然科学。”(《宇宙之谜》第17页)如果说十九世纪处于巅峰的经典自然科学，需要擅长哲学思维的科学家们揭示其中的矛盾，并探讨解决矛盾的出路，从而涌现出肖莱马、海克尔、马赫、彭加勒这样具有不同思想性格的科学—哲学家的话，那末愈来愈远离人的直观感受的现代自然科学，必须由爱因斯坦、玻尔为代表的既有高度的哲学素养，又有过人的科学造诣的学者创立，也只有他们才能把科学推向新的发展阶段。就在“知识爆炸”的宣传一浪高过一浪的现时代，同时也有人提醒世界，半个多世纪以来，我们的确赢得了数以万计的发明和发现，但我们却没有取得超过或相当于相对论和量子力学的突破，重要的是，科学革命主要不在于量的积累，而在于科学概念的飞跃。困难在哪里？首先是科学实验还没有向理论提出根本性的挑战，此外恐怕还在于缺少富有哲学气质的大科学家。难怪《未知世界》的作者发出这样的感叹：“不幸的是，擅长于发展清晰理论的科学家，常常不大了解事实；而那些熟悉事实的科学家，却又倾向于不大喜欢动脑筋。”(266页)
正是意识到哲学思维对于理论自然科学研究的重要作用，《未知世界》的相当一部分作者本身就是科学哲学家(如E.W.F.托姆林，R.W.斯佩里)，或者至少也是对科学哲学问题表现出很高兴趣的科学家(如H.邦迪，J.A.惠勒，I.W.罗赫布洛，P.C.W.戴维斯)。他们达到了这样一种认识：“未知的领域里，物理学和哲学纠缠在一起。”(第113页)透过该书对基础科学疑难的分析，我们可以窥见西方科学哲学思潮之一斑。
《未知世界》的特点之一是多处阐发和运用了系统观点，特别强调在活的机体和人类行为的研究中不能离开整体孤立地考察部分。在概念系统的分析中，依据哥德尔定理指出了系统破缺的必然性——理论不完整不仅不应当遗憾，反而是科学前进的起点。《未知世界》也反映了逻辑实证主义的衰落和波普尔否证主义的兴起。有的作者主张，“理论除非能对自己作出某种预测，或提出某种决定性实验，说明本身就是一种预测……它就不能算是真正的科学理论。”(第15页)否证主义与实证主义相反，它对新的理论取代旧的理论这个规律性现象持乐观的、赞赏的态度。事实上，之所以有未知，就是因为它超出了既成理论的阐释能力。无论对原有理论的批判，还是探索性的真知灼见，从否证主义中将可以获得更多的力量。“意志自由”问题是《宇宙之谜》和《未知世界》都涉及到的问题，但在前者，仅仅从一元论哲学的角度出发加以否定，在后者，则是从总结脑科学，尤其是裂脑人的工作出发，得出了“自由意志是一种幻想”的实验科学结论，攻陷了唯心主义的又一块立足之地。
《未知世界》在科学上和哲学上也有值得斟酌和商榷之处。它对于西方以外的科学进展(如针刺、气功等东方特技)缺少了解；它在正确指出不可能有“包罗万象，没有为不知道的或至少还没有确定的事物留有余地”的理论的同时，却得出了“爱因斯坦和其他人的统一场论要失败到底，所有这些努力都是白费的”武断结论(第10页)。首先，统一场论的第一阶段成果——弱电统一理论已被证实；其次，四种相互作用的统一仍给生物科学、思维科学以及社会科学保留着充分发展的余地，它无论如何不是包打天下的理论。《进化论的谬误》一文中，硬把马克思主义与还原论扯在一起，说它是“人类自尊的三大威胁”(247页)之首，这是没有道理的。怀疑论者笛卡尔说，“我思故我在”，这已经是从精神到躯体的主观唯心论命题，但《意识》一文对“我在”也表示怀疑(309页)。不是力图沟通精神与脑之间的鸿沟，而是肯定甚至制造这一鸿沟，照这样的方向去研究意识问题是很难让人乐观的。关于悖论的发生，作者认为“物质客体不可能是悖理的，但知觉可以出现悖理”(316页)，但古老的芝诺悖论和现代的波粒二象性的悖论都来源于物质客体，以往的研究已经证明，否认这类实在的悖论，势必要否认实在本身。
《未知世界》的英文原名是The Encyclopaedia of Ignorance(《未知百科全书》)，看来是大题小作了。实际上，它仅仅在英国人所擅长的基础自然科学领域里提出了一些有价值的，但又很有限的问题。为了我国科学的繁荣，为了使我国科技发展中提出的大量实际课题引起广泛重视，我们为什么不能自己编辑一套既包括基础科学，同时也包括技术科学和社会科学在内的名副其实的《未知百科全书》呢？
一九八五年十二月于杭州文一街
(《科学的未知世界》，〔英〕罗纳德·邓肯、米兰达·威斯登－司密斯合编，黄绍元译，上海科学技术文献出版社一九八五年三月第一版，3.55元；《宇宙之谜》，〔德〕海克尔著，上海外国自然科学哲学著作译组译，上海人民出版社一九七四年三月第一版，3.00元)
刘明