【一頁物理】刺蝟與狐狸

■ 「狐狸知道很多事,但是刺蝟只知道一件事。」科學需要刺蝟也需要狐狸才能健康成長,刺蝟深入了解事物的本質,狐狸則探討我們這神奇宇宙的複雜細節。

刺蝟與狐狸,象徵人們追求知識的兩種態度。

撰文 ∣ 高涌泉(台大物理系教授)

  年已過八十的名物理學家/作家/公共知識份子福里曼‧戴森(Freeman J. Dyson,1923-)2005年底在《紐約書評(The New York Review of Books)》這份學術氣味頗濃但又不致於嚴肅過頭的書評雜誌發表了一篇名為〈智者〉(Wise man)的文章,來評介《費曼手札》(Perfectly Reasonable Deviations from the Beaten Track: The Letters of Richard P. Feynman)這本費曼書信集。

  戴森原是英國人,年少時研讀數學,二次大戰後到美國康乃爾大學留學,改攻理論物理。他在那裡碰上了費曼,立刻為之傾倒。他幾年前替《費曼的主張(The Pleasure of Finding Things Out)》這本書作序,裡頭這麼說:「我來美國之前從沒想到會在這片土地上遇見莎士比亞,不過只要見到他,我當然會毫無困難地將他認出來。」戴森因此「決定要充當現代強生(Ben Johnson),把費曼當作我的莎翁。」誠然,戴森在物理上最出色的貢獻就是將費曼這位當代最富原創力理論物理學家的奇特想法傳播開來。因此作為頭號費曼迷的戴森親自出馬品評《費曼手札》是必然的事。

  我先前也曾為《費曼手札》寫過書評,當然很好奇戴森會以什麼獨特的觀點下筆。《費曼手札》是費曼女兒米雪從她父親幾千份文件中篩選編輯出來的非學術性書信集。戴森說這本書出現的時候,「費曼的朋友與同事都大吃一驚,我們從沒覺得他是會寫信的人」,因為儘管費曼很愛溝通,也很能溝通,基本上他只是「述而不作」的人。他的書都是別人從他的演講(說故事)錄音或課堂筆記整理出來發表的。戴森說費曼說話的風格是「直話直說,生猛有力,從不講究形式」,而且他自己「還宣稱寫不出合文法的英文」。所以《費曼手札》可以說是揭露了費曼連親近朋友都未必知道的一面。

  費曼親手寫的這些信絕多數是給家人或從未見過面的人,內容大約是報告自己近況或回答外行人與學生關於科學以及前途的詢問。戴森說這些信是「清楚且合文法的英文」,裡頭沒有一絲炫耀的口吻。書中的費曼不是愛開玩笑的天才,而是了解生命疾苦的普通人,是位關心父母的兒子、關心太太小孩的父親、關心學生的老師、是位認真回答世界各地來信的作者。

  戴森所說的這些,並沒有太令我驚訝,因為《費曼手札》所呈現的費曼的確就是這麼一位「智者」。不過戴森文章一開始提到了「愛因斯坦是隻刺蝟,費曼是隻狐狸」倒是讓我感到有些意外。這裡所謂的「刺蝟」與「狐狸」是一種比喻,很多人是從思想史家柏林(Isaiah Berlin,1909-1997)一篇著名的文章「刺蝟與狐狸」學到了這種講法。柏林說這個比喻來自古希臘詩人亞基羅古斯(Archilochus)的一句話:「狐狸知道很多事,但是刺蝟只知道一件事。」柏林將這句話詮釋為狐狸與刺蝟分別代表了兩種作家或思想家的類型:刺蝟型的人喜歡用某個核心的、基本的觀點去看待所有的事情,但狐狸型的人則是對很多事情有興趣,會追求很多目標,而且這些目標之間可能毫無關連,甚至相互矛盾。

  柏林舉了一些例子:柏拉圖、但丁、巴斯卡、黑格爾、杜思妥也夫斯基、尼采等大致上是刺蝟,亞里斯多德、蒙田、莎士比亞、哥德、巴爾扎克、喬艾斯等則大致上是狐狸。從這個名單可以看出刺蝟與狐狸的講法其實有些含糊,柏林的例子不一定會獲得所有人的認可。不過這種分類還是有些意義,因為有些人的刺蝟味或狐狸味的確相當鮮明。總之,戴森把柏林的講法借來區分科學家,他說:「狐狸對所有的問題感興趣,可以從一個問題輕易地跳到另一個問題。刺蝟只對他們認為是基本的少數問題感興趣,同時會花上數年或數十年的時間在同一個問題上。」戴森又說:「多數的偉大發現是刺蝟找到的,多數的小發現則是狐狸發現的。科學需要刺蝟也需要狐狸才能健康成長,刺蝟深入了解事物的本質,狐狸則探討我們這神奇宇宙的複雜細節。」

  在理論物理(尤其是基本粒子理論)學家社群當中,我們的確可以按照戴森的分類區分成兩群:一群比較注重「宇宙的複雜細節」,因此比較貼近實際的現象與數據,一般稱之為「現象學家(phenomenologist)」;另一群比較注重「事物的本質」,因此比較講究邏輯推理與理論結構的完整。儘管普通的理論學者大約都會被劃分到某一陣營,但是真正頂尖的理論學者,其實都是既注重細節也注重結構,因此無法簡單地說其為刺蝟或狐狸。對於愛因斯坦與費曼這種等級的學者來說,他們既是刺蝟也是狐狸。

  如果以狹義相對論與廣義相對論來論愛因斯坦,他當然是刺蝟型的人。但是如以他獲得諾貝爾獎的光量子學說來論,則他恐怕就比較有狐狸味,因為光量子的說法在當時仍有許多矛盾待解決,只能算是一種「現象學」。同樣地,費曼的「路徑積分(path integral)」毫無疑問是刺蝟型的作品,但是他關於「部分子(parton,構成質子的粒子)模型」的工作或是與葛爾曼(Gell-Mann)合作的弱交互作用理論則是狐狸型工作。

  不過我們還是可以問愛因斯坦與費曼以他們天生的氣質而言,究竟是比較像狐狸或刺蝟?我的答案是他們應該都是刺蝟,因為兩人都非常看重理論架構上的完整性,不會無謂地引入額外的假設,都喜歡由某種基本觀點將現象連繫起來。依據柏林的詮釋,這就是刺蝟們喜歡做的事。

  至於戴森自己,則很明顯是隻狐狸。他在《太陽、基因組、與網際網路》(The Sun, the Genome, and the Internet)一書中說自己原本研讀數論,但後來覺得數論中的問題「雖然優美,但卻不重要」,所以改行攻讀物理,成為一位「應用數學家」。戴森說他的職業生涯就是在「快樂地尋找我的數學技巧可以派得上用場的科學領域」,他研究過「粒子物理、統計力學、凝態物理、天文、生物」中的各種問題,「也研究過工程問題,還將數學應用在儀器與機器的設計」。戴森知道自己沒法跟費曼一樣長時間專注在一個大問題上,便順著自己的性情,安心地當隻狐狸。

  

本文出自高涌泉教授著作集《武士與旅人—續科學筆記》頁108-113(2008,三民出版)

鳴謝:在此特別感謝高涌泉教授提供多年來著作之文稿,本專欄將繼續定期出刊。請鎖定CASE PRESS!

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