五 东西方都怀疑新科学，但方式不同

包括相对论与量子力学在内的“新科学”，让全世界都感到不舒服。在西方基督教文化圈里，新科学违反人们习以为常的机械宇宙观。在东方共产党国家集团里，新科学否定物质客观性，直接颠覆马克思主义意识形态大厦的基石，挑战共产主义理论的正确性、以及共产党执政的合法性。新科学的诞生和大发展，恰逢西方与共产党国家集团展开激烈的意识形态竞争。两边都非常怀疑新科学，但是表现方式和对科学造成的后果大相径庭。重温那段历史可以帮助我们看清楚两种信仰体系的根本不同。

A.马克思主义阵营

a.  苏联批判相对论与量子力学

二十世纪初，当新科学正在击碎流行了几百年的机械宇宙观时，信奉机械宇宙观的马克思主义政党却在沙俄取得政权。当时苏共里还有很多人真诚相信马克思主义的正确性，所以敏锐地察觉到新科学与自己的信仰水火不容。在1920年代苏联就开始批判相对论和量子物理了，并在1929年的第二届全苏马克思列宁主义科研机构大会和1931年的共产主义物理学家会议上达到小高潮。比如莫斯科大学物理学教授叶戈尔申在会上总结相对论和量子力学，说前者质疑原来的时间、空间和物质等概念，造成唯心主义兴盛；后者认为粒子运动路径受观测者影响、量子状态在被观测前并不客观存在、只在被观测后才出现，是“公然否认客观存在，否定因果论”。这些会议齐声发出警告，自然科学领域已出现了唯心主义倾向，甚至批判量子物理学创始人玻尔想利用物理学消灭马克思主义。此后，1931年联共（布）中央决议宣布，要在自然科学和哲学领域“对反马克思主义者进行无情批判”。

但是1930年代是苏联的多事之秋，最高层忙于无情的大清洗、大饥荒、平叛等急迫任务，没太多精力处理自然科学界的哲学理论问题。再加上当时苏联科学界还保留很多沙俄时代的“旧知识分子”（列宁用语）和他们维持的旧学术气氛。一些科学家深受西方思想影响，敢于在关键时刻坚持原则。比如苏联物理学家弗兰格尔在1931年的一次会议上公开说：“辩证法无权谋求科学领导地位”。在1934年的一次会议上，他又表示：“在哲学领域，我不是小孩子。我从列宁、恩格斯著作中读到的那些内容不足以取代我原有的方法论观点。这就是我的观点，我绝不放弃它”。政治高压之下，还有科学家立场鲜明，毫不妥协，维护科学精神，造成这次苏联批判新科学运动虎头蛇尾。

二次世界大战结束后不久，苏联最高层再次掀起了反对西方新科学的运动。从1920年代到1940年代末，相对论和量子物理都有了长足发展，成为西方科学的主流。基于广义相对论的宇宙起源大爆炸理论也已被提出，并积累大量观测结果，包括光谱红移的证据，代表能量不守恒。苏联官方认为这些西方堕落思想违反辩证唯物主义，影响越来越大，已经威胁社会主义意识形态，所以必须回击。官方学者们列出新科学的罪状，包括相对论宣扬时间与空间因观察者不同而不同，违反唯物主义；量子物理引入量子态描述物质的最基本性质，那根本不是“真实的物质”，完全违反唯物主义；宇宙不断扩张，是学术“癌症，侵蚀现代天文学，是唯物主义科学的主要意识形态敌人”。苏联强烈反对宇宙大爆炸理论，认为它很像《圣经 创世纪》里神造宇宙的故事，属唯心主义理论，是假科学。

这场在科学领域里贯彻辩证唯物主义的政治运动，由苏共第二号人物、斯大林预想的接班人，中央宣传鼓动部部长日丹诺夫亲自主持，于1946年开始布阵。在运动如火如荼时，日丹诺夫于1948年突然去世，影响了运动的发展。1949年召开全苏联物理学大会，本来计划把反对唯心主义物理学运动推向高潮，但是被严峻的美苏冷战形势打断。负责核武器研究的苏联科学家私下向斯大林抱怨说，此时批判相对论与量子力学将影响核武器研发进度。斯大林马上意识到问题重大，于是布置好的政治运动不了了之。这时候的苏联与1920年代不同，人民已经变得滑头，真心相信马克思主义的人已没有几个。这件事再次让苏联人看懂，马克思主义在现实中行不通，只是用来撑门面的。此后苏联继续在政治上打压新科学，直到斯大林去世。赫鲁晓夫上台后施行去斯大林化改革，苏共理论家们开始宣称，“相对论和量子物理完全符合辩证唯物主义”。这是出于政治需要的表态，背后没有科学或哲学基础。经过30多年社会主义制度训练，苏联左右两派都已习惯说假话。为了眼前政治利益，即使苏联顶级科学家和哲学家也践踏学术严谨性，不考虑国家意识形态是否还正确。

b.  中国批判相对论与量子力学

中共与苏共都信仰马克思主义，但有差别。早期苏联还残留东正教传统，很多人对信仰和主义非常严肃，思想深刻。而中国有深厚的忠君传统，在中共体制下，人首先要忠于伟大领袖，对于抽象的信仰和主义则远不如苏联人严肃。这种情况在国人里非常普遍，经常融化在血液里，少有人例外。比如毛泽东建国后开始关注核物理，因为那是世界科学的最前沿，更与核武器息息相关。在1955年的一场会议上，毛与中国最好的核物理学家钱三强座谈。钱三强对毛说，质子与中子是基本粒子，不可再分。毛则认为物质无限可分，并问与会者的意见。结果包括钱三强在内的所有人都不吱声了。几个月后在1956年初，毛又拿同样的问题去问大科学家钱学森，“你们科学家说的，基本粒子不可再分啦！我看基本粒子也是可分的，你信不信？”钱学森当时什么也不敢说，但在文革时对这个问题正式表态过，“毛主席对物质无限可分性的问题，从唯物辩证法的高度，作了非常精辟的论述”。

不难预料，毛泽东在后来几十年里对“物质无限可分”的观点越来越自信，因为他问过中国最好的科学家，每个人都夸他说得对，没人反对他。于是这个观点成了中国物理学界最神圣的信条，严重影响了中国理论物理的发展。物质无限可分，本是很多聪明、但非专业物理学家的人常有的误解，毛这么想本无可厚非。钱三强和钱学森都是大才子，在国家科技体制里位高权重。其中钱三强专门研究原子内部结构，在法国长期留学，师从世界著名科学家居里夫妇。二钱在当时都有机会对毛解释，“大约40年前，德国科学家普朗克就发现微观世界的量子化，后来实验也证明了，所以物质小到一定程度后就不可能再分割了”。这并不算冒犯领袖，但他们却选择了沉默，因为沉默能保住领袖的面子，保住自己的利益，也没有得罪任何具体的人。但是他们的沉默严重伤害了整个中国的科学发展，他们尸位素餐。这两个人可能都比前面提到的苏联物理学家弗兰格尔更聪明、更有学问，社会地位更高，却完全没有后者那种维护科学原则的勇气。

苏联批判相对论与量子物理的消息，在1950年代初就传到中国。但是当时的中共高层总体教育程度低，现代科学背景尤其薄弱，懂得这些哲学争论的人很少，所以没有重视。再加上当时中国科学界的骨干大多是民国遗留人物，出身西方教育，知道相对论和量子物理的结论经过实验验证，觉得苏联对新科学的批判莫名其妙。那时一般中国人还不太懂苏联式严酷的政治运动，所以发生在苏联的批判在中国没有引起很大波澜。

1960年代初，中苏交恶。毛泽东想与赫鲁晓夫争夺世界共产党国家集团的领导权。赫鲁晓夫逆转斯大林的政策，在意识形态领域对西方软化，让毛泽东看到机会，可以把自己树立为马列主义思想的正统，于是开始部署在全国掀起学习辩证唯物主义的热潮。这个政治运动当然需要冲进科学界，于是毛采用了他惯常的操作。第一是面授自己的女婿孔令华和自己的文胆陈伯达，让他们按自己不公开的目的保持运动大方向。二是发动廉价的底层群众冲击目标。当时找到一个从中学直接进入党校的马克思主义哲学专业学生罗嘉昌，还有一个满嘴跑火车的湖南小镇中学教员周友华，各写了一篇依据辩证唯物主义和毛泽东思想反驳相对论和量子力学的文章，让他们进入科学院教训科学家们。科学界的头面人物们马上嗅出了这番操作背后的政治用意，纷纷表忠心紧跟毛主席，要“用毛泽东思想改造自然科学基本理论”。于是从科学院到各大专业研究所、再到大学，几乎所有科研机构都卷入，科研活动被严重打乱。那场运动波及的学科包括相对论、量子物理、自动控制理论、化学共振论、摩尔根遗传学、宇宙学，等等。

当时主持科学界的学术领袖包括钱学森、周培源、钱三强、竺可桢、李四光等大名鼎鼎的学者。他们都从小接受严格正统的西方科学教育，青年时期在西方长期逗留：

·         钱学森：美国博士，在美国20年

·         周培源：美国博士，曾师从爱因斯坦研究广义相对论和量子力学，留学时间8年以上

·         钱三强：法国博士，师从居里夫妇研究核物理，留学时间12年

·         竺可桢：美国博士，留学时间8年

·         李四光：英国博士，从15岁到38岁长期多次在日本和英国留学，留学时间13年以上

留学时，他们在西方教授的指导下，于西方文化氛围中，都做出过斐然成绩。但是回国后他们都失去了求真的精神，文革期间在权力面前他们中没有一个人坚持维护科学。他们保住了自己的地位，却阻碍了科学在中国发展。这些人一生浸淫在科学里，为什么骨子里却没有对科学的忠诚呢？因为忠诚于科学的实质是忠诚于真实。真实是科学的根本，却不是科学的内容。它不属于科学，而在科学之外。一个人浸淫在科学里并不代表他忠于真实。那么什么人才忠于真实呢？基督徒。耶稣说，“我是真实（I am the truth）”，所以耶稣的信徒们忠于真实。基督教社会崇尚真实，为科学提供了坚实的基础，所以现代科学诞生在西欧，并一直在西方社会里发展得最好。而这些中国大学者们内心还是传统臣民思想，把忠君放在真实之上。学习西方科学、到西方留学和生活等，都没有为他们带来信仰层次的改变，所以无论他们多聪明，读了多少书，有多少学术成绩，在西方生活多少年，当了多大的官，到头来还是君王的奴才，没有捍卫科学必需的勇气。中国的科学就败在这些人手里。

图8，当时中国最高科学殿堂就是这样反对相对论的。他们反对“光速不变原理”的唯一根据是中国高中政治课本里讲到的、辩证唯物主义的一条基本原理，“运动是绝对的、静止是相对的”。其源头是总结恩格斯的一段话。相比之下，苏联批判西方新科学时，还保持一定的学术水准。比如他们发展自己的替代理论，试图重新解释已发现的实验结果。中国反对西方新科学，基本都是大字报水准。

大概在1987学年，交大特别为优异生开设了一门物理课，内容包括相对论和量子物理。但是老师在课堂上绝口不谈现代物理背后的哲学问题，却加入大量数学公式与推导。记得课上讲到量子光学里的光栅实验，与双缝实验大同小异，但技术上远更复杂。老师把薛定谔方程式、傅里叶分解等写得满黑板。我下课后试图问老师关于波函数坍缩的问题，自然引到观测的本质。两个老师里年长的一位立刻警觉，不想再多说一句。年轻的先迟疑不决，后来向老的学样，也闭嘴不言。那时文革已过去10年，但还是没人敢讨论“意识决定物质”这样的话题。中国科学家们头脑中深深印着“政治最重要，科学精神算个屁”的信条。他们经常非常聪明，有的也很勤奋，但是对科学没什么坚定信念，所以在那种环境里就变得懦弱无骨。他们避开科学中的关键问题，只依靠一些技巧，比如复杂繁琐的数学，混口饭吃。

B.基督教文化圈

人都是相似的。相对论与量子物理让各个国家、文化、政治制度下的人都感觉难以接受，觉得它们违反了常识、逻辑和人们本已习惯的经典科学观念。不但一般人如此，那些位高权重的人也如此，比如毛泽东。不但马克思主义者如此，基督教文化圈里的人也一样。实际上，相对论与量子物理在西方科学界遭遇大规模怀疑。下面讲两个西方科学家怀疑相对论与量子物理的例子。他们都对新科学的诞生有过实质性贡献，却又深深怀疑新科学。第一个是发现光速恒定的美国科学家迈克耳孙，第二个是伟大的爱因斯坦本人。对比他们和马克思主义者的不同，可以帮助我们看清两种意识形态的差别。

a.  迈克耳孙不相信自己的实验结果

图9，物理学家迈克耳孙Albert Michelson（1852－1931），普鲁士犹太人，幼年时移民美国，毕业于美国海军学院。短期服役后，在近30岁时，赴西欧继续深造，接触到物理学最前沿，并从此迷上测量光速的问题。他是美国历史上第一位诺贝尔奖获得者。

迈克耳孙一生致力于设计最好的实验方法与实验设备。1887年在俄亥俄州，他与莫雷合作，试图用实验证明以太存在，办法是测量不同实验条件下光速的变化。但实验结果却是光速在不同情况下的差别非常小，小于实验误差范围。他们的实验设计精巧，考虑周到，精度极高。世界主流物理学界因为这个实验结果开始相信光速是恒定的。这个结论对物理学后续发展起了重要作用，迈克耳孙因此获得1907年诺贝尔物理学奖。

但是迈克耳孙本人却从没相信过这个结论，并且终生认为自己的实验是个巨大失败。他坚信经典物理学，不能接受相对论，无法想象现在中学生都知道的光波基本性质，包括光可以在真空中传播、光速独立于光源速度等。他认为他那场著名实验没有发现以太是因为精度不够。在后来约40年的职业生涯中，他不断改进方法重新实验，希望增加精度后就能发现以太，直到他去世。当然他最终也没如愿以偿。

抖音里有个小段子，在饭店里，男生坐在凌乱的餐桌旁等待女朋友。女朋友赶来后说自己太饿了，端起桌上的饭碗就开始吃。男朋友马上高喊，“那是上一拨人剩下的！”于是女朋友立刻吐出嘴里的饭。这个小段子说明，人关注事情有高低之分。只有当重要的问题解决了，人才会关注次要的事。女朋友非常饿，头脑里本来关注吃饭，但是听说碗里的饭是别人剩下的，立刻意识到比填饱肚子更重要的问题出现了，于是马上把饭吐出来。

类似的道理也适用于东西方阵营对待相对论。苏联最重视辩证唯物主义，所以苏联人最介意相对论破坏了时间和空间的客观性，违反了唯物主义。美国的迈克耳孙也知道相对论破坏了时间和空间的绝对性，也觉得极不舒服。但是在他所处的文化与科学环境里，时间和空间绝对与否，不被认为最重要，最重要的是真实。所以他的努力方向是提高精度再实验，因为实验是科学家获取真实的手段。

意识形态就是社会信仰，永远最重要。苏联人信仰唯物主义，按唯物主义的指引探讨新科学。后来的事实证明，苏联这样做严重阻碍了科学发展。西方社会的意识形态是基督教，信仰真实原则。迈克耳孙反对相对论，依据真实原则靠实验证明自己的观点。即使后来证明他错了，他的行为也没有阻碍科学发展。《圣经》中耶稣说，“我是道路”，就是这个意思。即使人最初错了，如果按耶稣指引的方向努力，也会逐渐找到正确方向，找到真理。

《圣经》中耶稣说，“我是真实”，却没有说“我是逻辑”、或“我是科学”、或“我是常识”、或“我代表物质的客观性”。耶稣之后两千年，人类开始懂得相对论和量子物理。回头再看耶稣的话，就觉得他说得非常对、非常精准！假如耶稣说，“我代表物质的客观性”，基督徒也会像苏联人那样对待新科学。

b.  爱因斯坦质疑量子物理

爱因斯坦Albert Einstein（1879-1955）是最早利用量子概念解决物理问题的人之一，并因此获得诺贝尔奖。但是当玻尔和海森堡等一批年轻物理学家发展出一整套量子理论时，史称“哥本哈根诠释”，爱因斯坦就退缩了，从根本上怀疑这套理论。大概他后半生都没有相信过量子物理。具体讲，哥本哈根诠释认为，粒子在被观测前以代表概率的波函数形式存在，观测让波函数坍缩成经典粒子。爱因斯坦不能接受物质在本质上是随机的，也不能接受“观测”造成粒子从波函数状态变成经典粒子状态。

图10，1930年于荷兰，爱因斯坦和玻尔在一起

关于物质的随机性，经典物理中存在很多随机现象，但是经典物理认为物质本身是确定的，只因为人的无知、或为了人的方便，所以才引入随机概念。量子物理则认为，粒子的所有属性在本质上就是随机的，不可能精准测量或预计。爱因斯坦完全不能接受这点，于是发出科学史上一句著名感叹，“我不相信神靠掷色子来决定宇宙”。

所谓“坍缩”就是，观测前粒子只是概率，观测让它们变成经典粒子。这个观念破坏了机械宇宙观、经典物理、和唯物主义共有的两个基本假设。一是现实独立于人而存在，二是人可以了解现实而不同时破坏现实。在量子物理中，如果人不去观测，粒子只是波函数，在经典意义上不存在，所以破坏了第一条。如果人去观测，波函数就坍塌成经典粒子，也就是说观测造成物质状态改变、人无法观测到不被观测时的粒子状态，破坏了第二条。爱因斯坦又不能接受，于是发出科学史上另一句著名感叹，“我相信在我不看月亮时它也存在”。

爱因斯坦猜想，量子物理理论彻底错了，量子世界与宏观世界并无本质区别，问题出在实验手段不足、或还没有找到正确理论。他与另外两位科学家在1935年把这种怀疑变成了可验证的假说，名曰EPR佯谬。在之后的80多年里，围绕EPR佯谬的研究成了理论量子物理的主流。EPR佯谬的核心叫“隐藏变量问题”。爱因斯坦假设，粒子状态在被观测前其实已经确定了，只不过人不知道，所以叫作“隐藏变量”。隐藏变量在被观测时显现，仅此而已。如果EPR佯谬被证实，那么粒子在被观测前本质上并不随机，现实还是独立于人而存在的，人的观测也没有破坏现实。那样的话，哥本哈根诠释就崩溃了。可见，EPR佯谬直击量子物理的核心。

举个类比的例子帮助大家理解EPR佯谬与哥本哈根诠释的区别。设想一个高中生梦想考进交大，高考录取完全依照分数，评分靠计算机，绝对公正。从现在到进交大，这个孩子需要经历高考和收到高考结果邮政快递两个关键时刻。在高考前，不可能知道他是否将被录取，所以他能否成为交大人本质是随机的。高考日所有考生上交考卷后，他是否进交大就确定了，但依然无人知道，直到他打开高考结果快递信封之前。爱因斯坦的EPR佯谬认为，观测就像孩子打开快递信封，之前录取状态本身已经确定了，但还是隐藏变量，它的随机性只是因为人的无知，打开信封的动作并不改变录取状态。哥本哈根量子理论认为，观测就像高考，之前录取状态本质不确定；高考（观测）让录取状态从随机到确定；如果没有高考（观测），录取状态永远不确定。

在验证EPR佯谬的过程中，世界各地的物理学家们或发明新理论，或做新实验，成果层出不穷。在理论方面，英国物理学家贝尔John Bell（1928-1990）于1964年发表贝尔定理，提供了一个巧妙的实验原理，能够区分隐藏变量假说与哥本哈根诠释。1967年，加拿大数学家科亨Kochen和瑞士数学家施佩克尔Specker对贝尔定理做出补充。1969年，四位物理学家，美国的克劳泽John Clauser、霍恩Michael Horne、和史摩尼Abner Shimony，以及加拿大的霍特Richard Holt，提出以他们姓氏首位字母命名的CHSH不等式，延伸了贝尔定理，并使其可以直接用于实验。1972年，克劳泽基于贝尔定理做出第一套实验，结果符合哥本哈根诠释，否定隐藏变量假说，也就是否定爱因斯坦的EPR佯谬。之后，法国物理学家阿斯佩Alain Aspect和奥地利物理学家蔡林格Anton Zeilinger等指出之前实验的关键漏洞，并用新实验堵上漏洞。总体讲，这类堵漏洞过程延续了几十年。在2015年，荷兰年轻物理学家汉森Hanson公布自己的实验设计与结果，被物理学界广泛认为堵住了所有重要漏洞，EPR佯谬从此算寿终正寝。2022年10月，阿斯佩、克劳泽和蔡林格三人因在验证EPR佯谬方面的贡献而获得诺贝尔物理奖（作者于2022年11月补充资料）。

c.  多世界诠释

目前主流量子物理理论被称为哥本哈根诠释，由玻尔和海森堡为首的哥本哈根学派创始。它曾让爱因斯坦等科学家极不舒服，今天它依然让新一代物理学家们极不舒服，尽管它已经战胜了很多挑战。学术界近年来出现了很多与哥本哈根诠释竞争的新量子诠释，五花八门，数量众多， 包括多世界诠释、量子信息论、客观坍塌理论、德布罗意-玻姆理论，等等。大概因为哥本哈根诠释让人感到荒唐，所以为竞争对手们设定了很低的门槛。每个新诠释被提出，通常是出自某些特定考虑。但在一般人眼里，新诠释比哥本哈根诠释更荒唐。我简单介绍它们，为了提醒读者，科学从来只是还未被证伪的假说，量子物理也如此。

图11. 多世界诠释示意图。时空“分叉”成多世界，分叉后的不同世界永不再相交。

目前，多世界诠释是最时髦的新诠释，最初由普林斯顿大学物理学博士生艾弗雷特Hugh Everett（1930-1982）在1957年提出。他认为所有量子作用，包括观测，都让世界“分叉”成多个平行世界，比如每个人也“分叉”成多个版本进入每个平行世界，这样的过程每秒钟发生十亿、百亿次。有人估算目前存在的平行世界总数是10的500次方或更多。我们感觉不到其他世界，因为在任一时刻人只能在一个世界，永远无法接触其他世界。多么荒唐的理论！

多世界诠释的鼓吹者对传统哥本哈根诠释的批评是，后者把世界一分为二，观测前是量子世界，遵循薛定谔方程；之后是经典世界，薛定谔方程失效。多世界诠释的鼓吹者并没有找到哥本哈根诠释的任何错误，只是不喜欢它对世界的断裂式描述。多世界诠释的根本观念是，薛定谔方程是描述世界的唯一规律，永远有效。为了保证这一点，它必须引入平行世界的概念。

多世界诠释还在发展中，理论界还没有达成共识。我觉得它游离于科学的边缘。科学必须真实，所以科学理论都应该有可验证性。在多世界诠释里，人只可能处于一个世界里，永远无法接触其他平行世界。目前看不出怎么设计实验来验证这套理论，所以我怀疑它是否还算科学假说。

C.讨论：权威与科学

在中国、苏联和西方，新科学都惊动了关于科学问题的最高权威，最高权威都利用体制给予的最有力方式反对新科学。在中国，关于任何问题的最高权威都是领袖。这被认为是“全国一盘棋”的体制优势。领袖发出最高指示，科学家们“用毛泽东思想改造自然科学基本理论”。在苏联，一切权力归苏维埃，联共（布）中央决议称，在科学界“对反马克思主义者（新科学的支持者）进行无情批判”。西方科学界是统一的，爱因斯坦就是西方物理界最高权威。他长期、明确质疑量子物理的根基，并给出自己强有力的竞争假说。在三地，新科学都在权威的反对下度过很多年，但结果却很不一样。在中苏，权威的压制耽误了科学的发展。在西方，量子物理界花了80年，艰难地回答爱因斯坦在1935年提出的问题，但这个过程强有力地促进了科学的发展。

很多国人会认为这是不同政治制度造成的结果，其实不然。比如在新科学发展最活跃的20世纪初期，关键人物如爱因斯坦、玻尔等在荷兰与比利时，当时是君主制或君主立宪制。普朗克、波恩、海森堡等在德国，经历君主制、民主制和纳粹。发现宇宙扩张的哈勃、测量光速的迈克耳孙、著名量子理论家费曼、多世界诠释的发明者艾弗雷特等在民主制的美国。这些国家的政治制度非常不同，它们的共同点是基督教文化。在这个文化下，如果荷兰国王、美国总统、甚至希特勒发表对科学内容的意见，科学家们会礼貌地倾听和答复，但对于西方科学家们来说，政治家的意见远不如爱因斯坦的意见重要。总之，基督教文化滋养了现代科学，并一直为科学成长提供最好的土壤。