科學的未來是藝術？

「我們是誰，一切事物是什麼，這是人類最深沉的問題，如果我們想知道答案，就需要同時藉助科學和藝術，這樣一來兩者才能互為補充。」

上世紀二十年代早期，丹麥物理學家niels bohr努力對物質的結構進行重新想像。從前的物理學家認為原子的內部空間看起來就像微型太陽系統，原子核是其中的太陽，快速移動的電子是軌道上的各個星球。這便是物理學中的經典模型。

不過Bohr仍對電子進行了研究，並意識到「科學」需要引申出新的含義。電子的表現似乎有悖於任何一種傳統解釋。如Bohr所講；「我們一提到原子，只能用詩的語言來描述。」普通詞語無法盡意。

Bohr長久以來都迷戀立體派藝術家的畫作。正如睿智的歷史學家Arthur Miller觀察到的那樣，Bohr隨後的研究中充斥著抽象靜物，他樂於向訪者闡釋自己對藝術的理解。對Bohr來說，立體派的魅力在於其粉碎了物體的確定性。藝術揭開任何事物的裂縫，將物質的可靠性轉變為超現實的模糊一片。

丹麥物理學家Niels Bohr

Bohr極具眼光地深信：電子所在的看不見的世界屬於立體派藝術家。到1923年，de Broglie已確認電子既可以是粒子形式，也可以是波的形式。Bohr堅持認為電子存在形式取決於我們如何看待這些電子。它們的根本性質等於人們的觀察結果。這意味著電子完全不像微小星球，而像畢加索解構後的吉他畫作，筆法模糊到仔細看才能看出端倪來。看上去如此奇怪的藝術其實訴說著真相。

人們很難相信一件抽象藝術作品實際上可能影響了科學史。立體派似與現代物理毫無共通之處。人們一想到科學進程，腦子裡就會立刻閃現出以下特定辭彙：客觀、實驗、真相。我們在科學論文的被動時態中想像真實世界的完美寫照。而畫作可以是深奧的，卻永遠佯裝淺顯。

將科學看作萬事萬物唯一的調解員是基於一條不成文的假設：藝術與時尚周而復始，而科學知識呈線性上升。科學史應遵從一個簡單的等式：時間加上數據等於理解。人們相信總有一天科學將擺平一切問題。

畢加索畫作《吉他與小提琴》

不過現實中的科學軌跡還要稍微複雜一點點。我們知道越多的現實，關於其悖論就越明顯。正如小說家、鱗翅類學者Vladimir Nabokov曾寫下的那樣：「掌握的科學知識越多，不可思議的感覺越深。」

以物理學史為例。曾經很長一段時間內，物理學家以為自己把全宇宙的問題都解決了。雖有某些含糊難解的細節問題尚未解決，可對於整個宇宙的基本結構已瞭然於胸。走出天真後，相關理論的出現從根本上改變了時間及空間關係的經典理論。隨後有了Heisenberg的「不確定性原理」，量子物理學也呈現出超現實主義風格。

或者瞧瞧神經學科的情況吧。僅僅在幾十年前，科學家帶著十足把握猜想「橋接原則」這個神經學上的大事件將能解釋人類的大腦細胞活動是如何創造出意識的主觀感受。各種各樣的橋接模式問世，從大腦皮層40赫茲振蕩到微管內量子相干。人們猜想是生物進程使大腦的清水演變為精神的美酒。

不過近年來科學家們不再談論這些橋接原則。神經學科繼續在有關大腦詳情的探索上進展迅猛，可這些詳情只是突出了我們長久的謎團：我們無法感受到這些細胞的詳情。唯有連科學都不能改變的現實才是我們所知的現實，這句話很諷刺，卻真實。

根本點在於現代科學在事物的任何共識上進步甚少。人類的未知領域並未顯著減少。在大量實例中均有反例出現，以致人們將大多數基礎科學歸入徹底的奧秘。倒不是說我們對答案一無所知，而是我們根本不知道問題是什麼。

上述表達適用於人類大多數基礎科學，比如物理學和神經科學。物理學家研究現實的構造，研究構成物質世界的微粒及其無形的規律。神經系統科學家研究人類對於世界的感知能力，他們解剖大腦來理解「人」這種動物。這兩種學科共同致力於解決一個最古老最宏大的未知提問：何為萬事萬物？我們是誰？

在我們能夠揭開這些謎團之前，科學必須擺脫自身的限制。如何做到這點呢？我的答案是:科學需要藝術。我們需在試驗期間為藝術家找一個位置，以重新發現Bohr看到那些立體派畫作時所觀察到的東西。科學的現存限制使人明白：雞尾酒會上因兩種文化的衝突而使雙方無法交談的案例並非僅僅是個學術問題，而是個現實問題。這樣的現實問題擋住了科學的各項理論。如果我們希望在最核心的問題上得出答案，則需要連接起文化鴻溝。科學家們留心到藝術的智慧，可因此而收穫新的見解與視角，就像收穫到科學進程中的種子。

自20世紀早期開始，神經科學已成功成為與大腦關係緊密的一個學科。科學家們已將我們的感知降到了支離破碎的水平。他們想像人類的大腦皮層可以自主思考，他們計算離子通道的形狀，並以機械方式將其併入亞原子規範。

然而儘管我們擁有了如此大量的物質知識，奇怪的是對物質創造出了什麼東西依然一無所知。我們了解突觸，卻不了解我們自身。事實上，簡化論的邏輯暗示出人類的自我意識實在是複雜的幻想，是額葉皮層內某些流電震動所產生的伴隨現象。機器中是沒有鬼魂的，只有機械震動。你的大腦中有一千億個流電細胞，其中沒有一個是你，它們也不了解你、關心你。事實上，你甚至根本不存在。大腦什麼都不是，不過是物質的無窮化回歸，最終縮減至物理學無情的規律中。

該方法的問題在於它否認了真正需要解決的謎團。神經科學擅長於從下而上來解剖思想。但對人類自我意識的解剖似乎需要的是自上而下的方法。正如小說家Richard Powers寫下的那樣：「我們如果只是通過突觸來認識世界，又怎能認識『突觸』呢？」神經科學的悖論在於：其驚人的發展已暴露出自身範例的局限性，簡化論無法解答我們內心浮現的思想。它仍舊無法解釋人類的許多體驗。

人類經驗的世界是藝術的世界。小說家、畫家和詩人擁抱思想的稍縱即逝，你無法改變或解剖這些思想，也無法將它們轉化成一個縮寫詞。這些人努力捕捉生活，把生活看作是有生命的。如Virginia Woolf表述的那樣，小說家的任務是「將平凡的一天中一個平凡的思想審視片刻......（追蹤）其模式，雖說從外表看並不連貫，然而每一次瞥視每一個小插曲都構成意識。」她試圖從內部來描繪思想。

Virginia Woolf

儘管如此，神經科學仍需捕獲到第一人稱視角。其簡化法沒有將「我」置於萬物的中心位置，而是努力探尋感受性的問題。然而像Woolf這樣的藝術家們，幾世紀以來卻一直在研究此類現象，在思想的謎團方面已積累了大量知識。這些人建造出人類意識的精簡模型來表達人類體驗的紋理，將現實生活的細節提煉成散文和故事情節。這就是為何他們的小說保持歷久彌新：因為內容感覺真實。為什麼？因為其捕獲到了現實層面，而簡化論做不到。

如果神經系統科學家嚴肅對待這些藝術性的探索，便可更好理解自己試圖解析之事物的整體性能。將某件事物分離之前了解它的結合方式有助於完成這項工作。從這個意義上講，藝術是異常豐富的資料庫，使科學的盲點有看得見的可能。如果神經科學想要找尋意識的神經性關聯，或發現自我的來源，或找出主觀性細胞，如果這門學科想要超越人類皮層術語庫，那麼得與高層次精神方面開展深入了解。這是當前科學所採用的方法所欠缺的。

神經科學需要的是一個新的方法，一個能構建起思想的複雜表述、並非自下而上的方法。有些時候，按照整體來理解整體是最好的方法。William James像往常一樣首先意識到這個問題。他編寫過1890年一本史詩般的教科書《心理學原則》，頭八章內容講的是實驗型心理學家慣用的第三人稱視角所描述的思想。第九章內容卻截然不同。這一章的標題是「意識流」，James以一句預告開篇：「現在我們從內部開始對思想展開研究。」

這個單句所蘊含的情緒就像現代主義小說那樣激進，James試圖轉換心理學的主題。他否定了試圖將思想解剖成元素（感覺或突觸）的任一科學方法。「這一簡化視角站在了科學的反面，」James表明：「因為它無視我們的實際現實。」

現代科學並未遵循James提供的線索。在他的教科書出版數年後，「新心理學」問世，這個嚴謹的學科無需Jamesian式的含糊性。它想通過自我凈化來解決任何無法測量的事物。心理學家把人類體驗的研究趕出了實驗室。

但是科學家們繼續創造著他們對於意識的複雜模擬。他們從未放棄那不可言喻或迂迴婉轉的體驗，因為這種體驗太難了。他們立即陷入一片混亂。對此作出最好證明的非James Joyce莫屬。在他的小說《尤利西斯》中，Joyce試圖捕獲思想的現在時態。小說中的一切事物並非通過作者的全知視角展開，而是通過書中人物的視角。讀者可以偷聽到這些人物的內心獨白，比如Bloom、Stephen和Molly如何看待美麗、死亡、 床上的卵和數字八。Joyce說道，這是思想的肉湯，是標點之前的精神，是紙上渲染的意識流。《尤利西斯》始於William James中斷的地方。

同樣地，沉迷於鴉片的Samuel Taylor Coleridge早在精神方面的學科形成前，就寫下關於「思考過程中思想的自我體驗」的詩歌。或者瞧瞧視覺藝術的世界吧。正如神經系統科學家Semir Zeki所註：「藝術家和畫家中有的是官能神經病學家，他們採用技術方法來研究大腦，這些技術對他們來說很特別。」莫奈的畫作《乾草垛》吸引我們，某種程度上是因為他對顏色的感覺理解到位。Jackson Pollock 的滴畫能引起強烈共鳴，是因為其刺激了視覺皮層某些特殊的細胞電路。這些畫家對大腦開展逆向操縱，結果發現了迷惑雙眼的視覺規律。

當然，科學的標準回應會說這類藝術對科學進程來說太過散亂。美麗反映不出真理，莫奈是因為運氣好。小說只是虛構作品，與實驗性的事實背道而馳。這類藝術無法用圖表標繪出來，也無法壓縮成變數，因此不值得加以注意。但是，這樣的散亂難道不是人類思想的本質么？我們的內在體驗難道不是充滿了跳躍性，全是不合邏輯的推論和莫名其妙的感覺？從這個意義上講，小說的零亂與畫作的抽象實際是一面鏡子。正如詩歌評論家Randall Jarrell 所說：「藝術作品中包含矛盾，因此它們可以代表我們，代表這個同樣充滿矛盾的世界和我們自身，而邏輯化、系統化的概論無法實現這樣的功能。」

與思想有關的科學模型沒有一個是完整的，除非其包含的是無法改變的事物。科學依附於嚴格的方法論，依賴於實驗數據和可測試性，但是該辦法可得益於額外的輸入信息。藝術家們給出的文化命題可以激發提問，進而促使科學上新的重要答案的產生。如果科學能從更加全盤的角度看待大腦（這樣的視角可能需要藝術想像力的參與），那麼世間的科學理論將從人類看待自身的方式中擺脫出來。

當然了，神經科學認為自身是沒有局限的。將來的一天，若干科學家可能會對人類意識作出解釋。「橋接原則」將會迎刃而解。有關體驗的謎團原來只是小把戲。這種樂觀主義也許沒錯。只有時間能證明一切。（值得注意的是，不是每個科學家都這麼樂觀。比如Noam Chomsky就說過：「相比心理學科而言，我們從小說中更能體會到人類的生活和個性。有人會想，事實很有可能就是這樣，極有可能！）哲學家David Chalmers將大腦最深層的謎團稱作「意識的難題」，不管怎樣，要解開這個謎團需要的是新的科學方法——能與藝術智慧融合的方法。人類由材料組成，夢想建於材料之上，然而人類也僅僅是材料而已。如果孤立地看待上述兩種真實，沒有哪一種能作為我們的解決之道，因為現實不止一個。

乍看之下，物理學似乎離藝術的主觀世界特別遙遠。其理論提取於各類晦澀的方程式和超級對撞機的亞原子碎片。這個學科在不斷地強調：我們對現實最基本的直覺其實是錯覺，是感覺的虛構。藝術家依賴於想像，但現代物理學超越了想像。為了解析《哈姆雷特》，天地間的事物多於人能想像出的事物，像暗物質、夸克和黑洞。面對這般奇怪的宇宙只能去發現，不能去感受。

莫奈畫作《乾草垛》

然而物理學的超現實主義性質正是其需要藝術家幫助的原因。這門學科的發展已超出我們的理解能力，至少其字面意義超出了我們的理解能力。正如Richard Feynman所說：「我們的想像力延伸到了極致，我這樣說，不是指沉迷在小說中想像那些虛構的事物，而是去領會那些實際存在的事物。」心理學上有個殘忍現實：人類思想不可能理解弦理論的雙位維度，或平行宇宙的可能性。我們的思想植根於一個簡明的世界，在這兒，要緊的是確定性，時間永遠向前流動，只存在三維空間。如果我們要超越這些固有的直覺，就只能求助於隱喻。現代物流學的反諷之處在於：一方面它試圖尋找現實的最基本形式，並用數學來表示，另一方面我們卻對這些超越了數學的基礎完全無法理解。認識宇宙的唯一方法是藉助類比。

因此，物理學的歷史充斥著跳躍性的類比。愛因斯坦在思考移動的火車時得出了「相對論」。Arthur Eddington將宇宙的膨脹比作一隻脹氣的氣球。James Clerk Maxwell將磁場想成是太空中的小漩渦，他稱之為「旋渦」。「大爆炸」只是在宇宙中放了回鞭炮。 陷入宇宙煉獄的實驗——「薛定諤的貓」有助於解釋量子力學的悖論。若沒有「橡膠水管」的類比，「弦理論」將變得難以想像。

這些比喻可能太過簡化，但確實意義重大。正如身兼物理學家和小說家的Alan Lightman寫下的那樣：「科學中出現的隱喻不僅是一種教學手段，還幫助了科學的發現。我們在開展科學工作時，雖為準確表達含義而藉助文字和方程式。但要進行分析的話，很可能需要依靠物理模擬，建立心理圖像，想像球的反彈和鐘擺的擺動。」隱喻的力量在於它可以讓科學家們透過具體事物想像抽象概念，這樣來領會出數學方程式的內在含義。這個我們所知的唯一世界圈定了人類的思維。

然而，藉助隱喻也可能不安全，因為所有的隱喻都不完美。如Thomas Pynchon所說：「隱喻與真相背道而馳，隱喻是謊話。」存在於宇宙的弦可能的確像是橡膠水管，但也只是相像而已。太空也不是塑料球。理論一旦和平常話語相連，方程式的純正便受到了污染。藉助類比來思考，就像行走在「準確」的懸崖邊上。

薛定諤的貓

這便是現代物理需要藝術的原因。一旦接受「隱喻對科學進程很重要」的觀點，我們就可以想一想怎麼讓這些隱喻變得更好。詩人當然屬隱喻高手，他們的藝術力量在於將各種含義壓縮進韻律，他們還將模糊的感覺轉化成生動的描繪。20世紀許多最偉大的物理學家皆因其清晰而浪漫的思維方式而聞名，如愛因斯坦、 費曼、玻爾這樣的傑出人士。這可不是巧合，這些偉大的科學家借用隱喻看到了他人永遠無法看到的事物，所以有了用鐵路比喻相對論，用液體的下落比喻原子核。詩人能幫助物理學家創造新隱喻，改進舊隱喻，以此推動本學科的發展速度。也許我們能創造出比「橡膠水管」更好的比喻。也許明喻將有助於我們解開暗物質的謎團。正如研究「弦理論」的專家Brian Greene最近所寫的那樣，藝術有能力「強勢顛覆我們對真實的固有判斷」，促使科學想像力的觸角延伸至新的事物。

然而，藝術家還可以為宇宙對話提供另外一種途徑：在他們的幫助下，科學隱喻可以變得有形有狀。如將抽象方程式變成實體，物理學家便可以從全新的角度探索數學的意義。比如看看Richard Serra的雕刻作品吧。他用彎曲的金屬造出迷宮，人們可因此從全新的角度想像空間與時間之前的奇異曲線。立體派繪畫與先鋒派物理學有許多共通點，前者那支離破碎的形狀同樣向人們提供了一個全新的角度。畢加索通過時代思潮運用的幾何學遠非歐幾里德式的，他永遠理解不了那些方程式，卻堅決用畫作來表現這種思考空間的新方式。一個世紀之後，物理學家仍將他作品中那些破碎的靜物作為科學的有力符號。抽象藝術使我們理解了那些難以理解的事物，哪怕只有一點點。

是時候讓科學和藝術這兩種文化的交流成為科學方法的一個標準了。大學校園可開設「物理學家的詩歌」這門課程作為開端。但同時還有關鍵的一點：使科學隱喻超越其隱喻的範圍，這樣一來我們就可以更好地理解那些理論得出的結論。讓人目眩的弦理論和愛因斯坦-波多斯基-羅森悖論應該布滿藝術畫廊。每個物理系都應邀請一位藝術家的加入。現代物理學常常擺一副疏離的面孔，其提出的推測太奇怪，結果淪落成毫無意義。藝術可幫助我們將物理學重新接上地氣。

藝術家同樣可以讓神經科學受益。小說家的作品可以催生有關意識的最新理論。如果理論無法賦予各類性格真實的感覺，那麼理論本身很可能也不真實。舉個例子，Woolf是早期研究弗洛伊德理論的評論家，她否決了那種將自己「各種性格劃成案例」的方式。畫家可以探究視覺皮層的全新理論。舞蹈家可以幫忙解開身體與情感之間的神秘紐帶。科學通過對藝術智慧的關注，來與藝術互相交流，也可加入進藝術的全部領域。另一方面，要想理解科學思想和理論，藝術也向科學提供了一面鏡子，通過它科學可以審視自我。

散文作家C.P. Snow新創過「兩種文化」的思想，他為解決不同文化而提出了一個簡單的解決辦法。他論述說，我們需要「第三種文化」，以縮短科學家和藝術家之間的「交流隔閡」。他說，通過互相理解，雙方都將受益，因為作家可因此而了解熱力學的第二法則，而科學家也因此而閱讀到了莎士比亞的作品。

C.P. Snow

如今的確有新生的第三種文化，卻偏離Snow所持的觀點。他所說的第三種文化基於互動，而實際的第三種文化，基本上就是說科學家直接向公眾談話。這種文化的創立者John Brockman寫道：「傳統所說的 科學』到了今天變成了『公共文化』......新聞唯一的內容變成了科學。」當然，科學家們切斷「中間人」，並向公眾解釋他們的研究，這樣的做法是很有意義的。實踐這種第三種文化的大量科學家大大提升了公眾對先鋒派科學的理解。不管是Richard Dawkins還是Brian Greene，Steven Pinker還是 E.O. Wilson，這些人不僅從事重要的科學研究，還寫出優美的散文。這些人教給我們很多東西。

但是科學與藝術之間的協作到底指什麼？我們真的準備活在永久的文化分歧中？如果我們真想聯合人類的各類知識，那就需要與第三種文化和諧共處的新運動，然而它卻故意侵犯我們的文化邊界，試圖將藝術和科學聯繫起來。管它第三種文化還是第四種文化，運動的前提是：藝術與科學這兩種文化均無法孤立存在。運動的目標是：發展積極的反饋，其中藝術作品引導新的科學實驗，科學實驗引導新的藝術作品，如此等等。科學和藝術要真正地彼此影響，而不是採用膚淺幼稚的方式彼此忽略、競爭或挑選。舊有的智力邊界將會消亡。神經科學將獲得新的工具來對付意識的謎團，現代物理學將改善其用到的隱喻。藝術將變成科學思想的重要來源。

這樣一來我們最終將對真實擁有更加廣闊的視野。如今，科學被認作是真實的唯一來源，其中「真實」兩字用簡稱代替。那些無法用簡稱和方程式來說明的事物，可能讓人誤以為是漂亮的小說而忽略掉，這樣就與科學真相背道而馳。

但是現代科學必須解答的宏大問題科學是無法單獨解決的。融合兩種文化可以使我們通過有用性來判斷我們的知識，而非通過其起源。這本小說，這個經歷，或這首詩在認識自我方面教給了我們什麼呢？又是怎麼幫助我們了解自己，了解宇宙的？它長期面臨的問題是什麼？已解決的問題是什麼？如果我們以開放的心態面對這些提問，會發現詩歌和繪畫有助於豐富我們的體驗和理論。藝術可以讓科學變得更好。

但是這樣的局面還沒有出現，這兩種現存的文化必須調整自身的習慣。首先，人文學科必須與科學真誠合作。Henry James將作家說成是百寶箱，藝術家必須聽從自己內心的聲音，同時也要重視科學對現實那激動人心的描述。

其次，科學必須認識到自己的真實並非唯一的真實。沒有哪個知識領域壟斷得了整個知識。正如Karl Popper這位科學的擁護者所寫：「放棄『知識的終極來源』這種想法，承認所有的知識都是以人為本，這點很重要；承認知識混合了我們的失誤、偏見、夢想和希望；承認我們所能做的就是探索真相，即使其超出我們的能力範圍。」追尋科學真相的過程既漫長又艱苦，而且永無止境。我們是誰，一切事物是什麼，這是人類最深沉的問題，如果我們想知道答案，就需要同時藉助科學和藝術，這樣一來兩者才能互為補充。

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