讨论:物理学可以替代生物学吗?

2017年4月30日,某个科学群的群主郑先生说,你可以把群里面的讨论定期整理一下,我一口答应了。之前有很多精彩的对话和讨论,可惜都被我清空了。以下为5月1日晚上21:30~22:15的发言记录(有删节)。不知道能不能公开姓名,所以不公开真名。

主要讨论者:章(教育工作者)吴(记者)江(哲学爱好者)H(本人)郑(某协领导)林(生物学研究者)许(天文学爱好者)C(某出版社编辑)CH(IT研究者)戴(物理学研究者)

讨论:物理学可以替代生物学吗?

物理学可以替代生物学吗?

章:希望以后能把科学素养基准中的阴阳五行拿掉。

郑:对。阴阳五行不一定能行得开,可以不管它。

许:应该拿掉,从小就学这个,害人不浅。

H:釜底抽薪的方法还是加大学校教育。比如,卡尔萨根的文章入选初中课本就会很有效果。

许:《车库里喷火的龙》。

H:其实卡尔萨根可以入选的文章很多,不一定是火龙。至少10篇文章足以入选。国内一些作家的文章也不错,也可以入选。

C:有道理。

许:应该从小就让孩子们建立一个正确的科学观。现在思想混乱,泥沙俱下。

H:教师队伍也应该重新培训。很多教师天天在课堂上乱说,对学生讲特异功能存在、爱因斯坦老年信神的谣言,学生怎么会不信以为真?

许:一定会。老师的言传身教对孩子影响太大了,家长说了不一定信,他们太相信老师。

C:现在有股思潮就是人文(宗教)必须指导科学研究,鼓吹“科学是双刃剑”。

H:科学本来是人的活动,是人文精神的最集中表现。在科学之外寻觅“人文精神”,结局必然是反科学。纵观那些打着“人文”旗号的反科学论述,所宣扬的恰恰不是“人文”而是“神文精神”,大抵是一些神学家攒出来的“后现代”垃圾。科学的一大特点就是脱离形而上学,不承认任何“超自然”的终极解释,不接受任何意识形态的指挥。

C:对!科学与人文本身并不冲突。科学就是最高层次的人文。与科学冲突的人文,仅仅是低层次的人文。

H:最近换人头的话题又有人炒作了。换人头目前就是忽悠。以前我有过科普。我找找。

吴:我去年对这个话题很感兴趣,曾经打电话问过上海第九人民医院宣传科。宣传科找了一堆医生,最后说不能接受采访,因为这根本就没法实施。上海九院不是做了很多断指再植手术吗,我想他们应该有很多经验,结果让我挺吃惊的。乱七八糟的消息网上横行。脊柱断裂了没法换的啊,肯定死路一条,这头怎么换?!

许:没错。我咨询了医学专家,这个难度太大了。

CH:这都是郭德纲的思路:脖子以下截肢。

章:关键是脊椎神经接不起来。如果能接起来,首先受益的是大量因脊椎神经出问题而瘫痪的患者。如果这项技术突破了,才有换人头的可能。否则就是忽悠。

江:目前不能接脊椎神经。所以那个换头即使成功,手脚也不能动。

章:哈尔滨的那位医生所做的动物换头实验中,动物脊椎神经都接不起来,动物都瘫痪了。

江:拿人做这样的实验,应该跟志愿者明确说明接起来后要么死亡,要么瘫痪,没有第三种可能。我不知道医生是否能明确告知病人这一点。

H:这是童小华的文章。这是《原理》的文章,《关于质子的三个谜题》。

章:有学生提问,为什么所有的质子都是一样的?或者说,为什么所有的基本粒子,比如说地球上某个电子,和太空中某个电子,所有的性质都是一样的?还是有细微的差别?我们怎么区分?

林:基本粒子不可区分。如果有不同之处,那造成不同的内在机制又回归到了某种东西的一致。地球上没有两片相同的树叶,但是,宏观和微观不一样,不可以用这个道理来论述。

章:基本粒子的高度一致性,一定有更深刻的根源机制。

吴:现在只能追溯到夸克吧,还有更小的吗?

H:主流学术界研究到夸克(弦)的层次,但据说已经展开对比弦更小的理论的研究。

吴:弦理论也超级有趣的,但是据说物理学上已经差不多放弃了?

H:夸克就是弦的一种状态。如果将来建立低能态模型可以实验检验的话,弦理论就可以被检验是不是正确。温伯格也说过,他不知道还有没有更好的候选。我想,只是数学工具现在不够用了。弦理论依然是第一候选,圈量子理论是第二候选。

许:耐心等待吧,弦理论是比较有前途的模型。

江:目前还没有出现比弦更小的主流认可的理论,而且,弦理论目前尚无法证实、证伪。按波普尔的说法,不能证伪的理论不是科学理论。弦理论属于伪科学吗?

H:弦理论不是科学理论,也不是伪科学,而是科学假说。证伪是科学理论的充分条件,不是必须条件。伪科学也可以证伪。比如,特异功能就可以证伪。不是只要能够证伪,就可以忽悠别人说自己是科学理论。个人假说——科学假说——科学理论,是三个等级层次。释迦牟尼是神,具有大智慧,就是个人假说,因为它无法证伪,无法准确预言,没有建立数学模型。而弦理论是科学假说,虽然它目前无法证伪,但由于它建立了数学自恰的模型,可以预言在什么状态下被证明,所以,它高于个人假设的层次。

吴:这是。弦理论如果被证实,倒是可以解答很多物理上的疑问。这个科学假说太有创造性了!

H:弦理论离科学理论只有一步之遥。数学模型自恰,证伪,预言,是科学理论成立的三个条件。三个条件都满足了,就是科学理论。少一个,就是科学假说,比如弦理论。一个都没有,就是个人假说,比如,我们生活在虚拟程序、上帝存在。

吴:所以想象力是多么的重要,很多科学理论开始都是假说,最后被证实的。

H:想象力同样是建立在知识基础上的。知识是想象力的基础,想象力是挖掘知识的工具。弦理论,就运用了数学和经验知识。生活在地心的人,永远不会联想到航天飞机。地面上的人看见了鸟,才发明风筝。

吴:没错,是这样的,知识是想象力的基础。我听很多医生说,人体本身就很奇妙,我们现在的手段还很有限,只能去探索、去解密,根本不知道为什么它会这样运行。

H:人体确实结构很奇妙。其实就是任意的一个细胞,也复杂到难以想象,相当于几百万个工厂同时开工。

吴:是的,细胞内的运行模式都让人惊叹不已。所以很容易产生对生命的敬畏之心。

江:系统科学、复杂性科学是理解生命现象的好的视角。国外有很多这方面的研究。

H:现代科学的时长还很短,将来一定可以解开生命的谜团。

吴:我一直觉得文史哲数理化是完全通的,学科之间的融合是必然的。

H:理论上说,将来生物学也可以用物理学完全解释。

江:物理学解释不了生物学,这种想法是还原论思维。

吴:细胞之间的力,就需要物理上的解释。其实,人体就是物质的化学反应和物理反应综合体,无数的酶在催化各种化学反应。

林:从目前看,物理学解释生物学还不太可能,层次不一样。但这条路是可行的?

江:原则上就不可能,不仅仅是目前不可能。

章:物理学解释不了生物学?那你觉得物理学能解释化学吗?

林:物理解释化学还有可能。

章:物理能解释化学,就能解释生物学。生物学和化学是相同的。

吴:物理现象也是人体中的一部分,物理学可以解释基本粒子之间的力。

H:用物理学解释生物现象,目前学术界已经有人尝试了,而且取得了不小的进取。只要有足够时长的话,这条路是可以走通的。当然,我说的是未来。

江:物理确实能在一定程度上解释化学。但是,物理与化学之间的间隔,远小于物理与生物学之间的间隔。

章:物理和数学是一切自然科学的基础。而化学和生物学,研究到最后,还要回到基础上面来。

江:物理确实可以解释生命活动的某些环节,但解释生命现象的核心的东西,是不可能的。

H:并非不可能。只不过是没有研究到这一步而已。

章:江,这是你的理解,还是生物学界的看法?生物学的基础是化学,物理学能解释化学就能解释生物学。

江:人挥拳背后的肌肉骨骼的运动是力学现象,光通过晶状体成像是光学现象,这些都离不开物理。但它解释不了生命现象最核心的特征。

吴:生命现象最核心的特征?我替你说了,意识之谜。或者说意识是怎么诞生的。

H:江,我知道你想说的。最核心就是生物为什么会诞生意识。

吴:其实我觉得所谓再生人就是复制了意识。现在解释不了,不代表以后解释不了。科学是永恒发展的,不断进步的,永远没有尽头。

江:用量子力学解释自行车运动,有意义吗?牛顿就可以了。所以,解释生物现象,用生物学本身就可以了,不一定用上物理学。

H:牛顿力学不也是物理学吗?生物学的尽头,到了最后,还要物理学的跟进。你对物理学的概念很模糊,以为物理学就是研究运动和力的。其实,物理学的高层次是可以研究生命的核心问题的。

吴:我们的意识如果输入到电脑里,连接到一个机器人身上,是不是也是一样?我认为,研究透彻基本粒子之间的关联,就可以解释意识。

江:意识是复杂现象,需要从系统的角度加以认识。系统不等于部分之和。

H:系统研究到最后,依然是物理。系统当然不是部分之合,但这个系统研究到最后,无非是换一套全新的物理理论而已。比如,意识是量子态吗?意识的诞生机制是什么?解释这一切的,最后还是物理学。

江:意识是量子态吗?有那么简单吗?无限扩大学科的边界,把什么都说成物理,那就等于取消了学科。

章:江,解释生物现象为什么不能一步到位呢?为什么学科不能融合呢?物理是基础。

江:章,生物学不会取消的。n步之后,已非物理。

H:你错了。不是“N步之后,已非物理”,而是最后还要回归到本源的学问——物理。

章:江,其实一开始,我就知道你想说意识。意识的基础是大脑。将大脑研究透彻即可。意识一旦研究透彻,也就没有那么神秘。意识最终还是用物理解释。

江:章,意识的存在,是生命的核心现象。

章:大脑的运作,现在研究不透,但是,其根基一定是物理学的。请问,植物是不是生命?水母是不是生命?植物和水母的生命核心现象是意识吗?微生物是不是生命?病毒是不是生命?它们都有意识吗?“意识的存在,是生命的核心现象”这句话很有问题。

H:意识的诞生机制和进化,最终还是用物理学来解释。不用物理学解释,莫非用上帝解释吗?我们大可不必制造神秘感。就说艺术创造力,以后人工智能也可以创造出诗歌文学,人工智能也是物理学研究对象。只要搞清楚意识的本质,我们完全可以让人工智和人类产生一样的意识。甚至只要通过某些技术手段,我们可以让更多的无机体诞生意识。

吴:人工智能目前很难做到人类智慧的层次,它其实就是大数据组合,缺乏情感和逻辑推理能力。

H:人工智能也可以具有意识,从理论上看,是可以达到的。可以通过穷举法的进化完成。

章:其实,人工智能恰恰拥有逻辑推理。而且这个能力比人类更加强。

吴:哈哈。机器人怎么产生多巴胺?

章:情感是化学物质的刺激,难以模拟,但是不一定很难,也不一定需要。

H:化学物质完全可以模拟出替代效果。电击大脑某个区域,你就可以感觉任何一种感觉。一旦可以替代真实感觉,将来人类完全可以生存在虚拟世界,没有肉体的存在。

江:章,谢谢指正,准确的说,意识是生命的最高级的现象。生命的一般特征很难清晰描述,自我维持、自我更新、繁殖后代、对环境刺激作出反映,大致应有这些特征。

吴:我一直对人工智能保持审慎态度。

H:吴,不必担心。只要人类和人工智能结合,或者人类进化成智能本身即可。比如,我担心机器人造反,那么人类直接进化为机器人不就可以了。从本质上说,机器人具有人类的意识,他们就是生命,反过来,人类和具有意识的机器人也没有本质差别。

吴:但是这样的话,世界很容易被操控,一个人可以制造无数的有意识的机器人。

江:生命不一定需要物质载体,更不需要碳水化合物的形式,生活于虚拟世界不是没有可能,计算机病毒也符合生命的一般特征。

H:吴,无所谓操控。你活在虚拟世界,就是上帝一样快乐,还管它有没有操控?

吴:说白了,就是意识的复制问题。但是电脑需要能源,人体需要能量代谢,难道未来人体就装个太阳能吗?零部件换了自己拿下来修,很离谱。

H:意识复制是不能100%的,因为涉及量子信息不可复制原理。但无所谓必须100%。只要差不多就可以。一个人一根头发不同,他一样是人,没有本质差别。到了未来,都是自动的,能源也是一样。自我自动修补,进化,汲取能源。再进一步,将恒星排列为量子计算机,让恒星本身成为生命体,人类和恒星计算机结合。宇宙不死,人类即不死。量子恒星计算机理论上是可以的。即使做不到那个地步,解释问题的途径依然是科学。

章:江,别被人的意识能力吓住了,研究意识的基础是研究动物大脑功能。可以从神经系统最简单的生物开始。人脑很复杂,但是一定是建立在最简单的神经运作基础上的。吴,现在当然离谱,因为技术还达不到。但是展望未来一定能达到。我们现在遇到科学还没有解决的问题,不要迫不及待到宗教那里找捷径。

江:复杂的东西确实建立在简单的东西的基础上,但不能通过研究简单的东西本身得到理解,它涉及到简单的东西的结构,这已经转换了学科。就好比个人是社会的细胞,但把个人搞清楚了,只能说有助于搞清社会,不等于就能搞清社会。否则,就不需要社会学这一独立学科了。就好比宏观经济学无法还原为微观经济学一样。

章:气功,特异功能,曾经给了好多中国人一个幻想:也许我们的传统文化中,有超越现代科学的秘密;我们只要把它研究透了,就能实现跨越式发展。朱清时就是这样迷信玄学的,以至于臭名昭著。直到2005年,《科幻世界 》上还有一篇小说梦呓中国的“内功”演化出“体内文明”。研究眼睛就是典型。很多教徒说:眼睛这么完美,不可能是一步步进化而来的。他们忘了,动物界还有很多不完善的眼睛,某些动物仅有简单的感光细胞。而且,现在医学已经证明:人类非眼睛并不完美,还有很多缺陷。研究简单的感光细胞,可以逐步理解眼睛的运作。人的意识也是如此。

H:江,社会学的基础就是生物演化论,很多行为,甚至道德的起源,都是生物演化学解释。伦理,道德,喜好,都是进化的结果。国家,也是生物部落性的结果,也是进化的产物。

江:H,那些都是有用的,但仍需要独立的社会学。

H:江,没有说它能不独立啊。一门学问,建立在简单原理基础之上,不代表就要取消这门学科。

江:章,您对教徒的批判有道理,复杂性科学有助于搞清眼睛的形成。

章:前面我们说,生物学能从物理学的角度解释,怎么可以理解成物理学取代生物学呢?现在生物学已经到了分子生物学的层次。

江:我的意思是,物理学只能解释一部分生物现象。生物学也许具有物理学不能解释的东西,有化学不能解释的东西。

H:江,现在只能解释一部分,不代表以后永远只能解释一部分。你说的还是立足于个人现在的知识。并不是说,物理学现在就能直接解释生物学,而是通过发展,逐步消除层次差异,最后搞清楚本质问题,达到学科融合。

江:还原论思维行不通。

吴:人类其实本身就是很有趣的生物,有欲望,有进取心,他能构建出一个个社会,分工协作,前赴后继。就算知道人生不过是倒计时,也会奋斗到最后一刻。这种行为的机制隐藏在DNA里面,被其驱动。

H:吴,对,欲望也是进化的产物。江,这个并不是还原。量子力学就不是还原。但最后量子生物学就可以解释意识,所以不是还原。

江:量子生物学是物理学,还是生物学?

H:只是一个名词。你说生物量子学也可以。说阿猫阿狗也可以。

章:江,这个很好理解。建立在量子力学基础上的生物学。就是宗教也是可以用科学解释的。难道我们还要问,分子生物学到底是化学、物理学还是生物学?当然是生物学。一切学科融合到最后,核心和研究的基础还是物理。

戴:广义的物理学可以解释化学生物,甚至社会学。都是物理模型而已。

章:刚才前面江说的话,我觉得他把很多概念搞混淆了。

整理者/怀疑探索者

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

此站点使用Akismet来减少垃圾评论。了解我们如何处理您的评论数据