【一頁物理】你在那裡嗎？

■ 當世界被創造的時候，你在那裡嗎？當關鍵的演化發生時，你在那裡嗎？為何我們可以相信，未曾親眼見過的事情為真？

撰文 ∣ 高涌泉（台大物理系教授）

　　2002年，公共電視台播出了一連八集介紹達爾文演化論的影片，每集長約五十分鐘。這一套影集是由美國波士頓公共電視台製作的，內容包括達爾文生平、自然選擇理論、基因、人類演化等，其中穿插了歷史戲劇與一些名學者的現身說法。全部影片中有一幕特別引我興趣：最後一集討論演化論與宗教信仰的衝突這個尖銳話題，其中一處真實場景看起來像是創造論者的演講聚會。台上很有煽動力的演說者對著台下情緒高昂的聽眾說：「每當你聽到有人開口講說『在幾百萬年前…』，你就問他『你當時在那裡嗎？』來，跟著我說一遍『你當時在那裡嗎？』」聽眾立即隨聲附和，彷彿演化論就此應聲而倒。背後的邏輯似乎是如果沒有任何一位演化論者能夠回答「是」，演化論就沒有堅實的證據，僅不過是理論而已，其力道就此全被消解，沒有什麼強過創造論之處。

　　當然這只是創造論者壯膽的心理戰而已，無關乎戰役的勝負。不過我們該怎麼回答「你在那裡嗎？」這個故意刁難的問題呢？我們可以耍嘴皮地反問：「你見過你曾曾祖父嗎？」但是這樣好像還是不能全然令人滿意。其實，這個問題碰觸到了現代科學知識（甚至是哲學）的核心意義，只有靠「一長串的論證」才能講得完整，沒有簡單的答案。

　　就原則而言，我們真正面對的問題是什麼時候才可以相信不能直接摸到、看到、聽到的事物。舉個例子，一個原子的大小只有可見光波長的幾千分之一，因而無法看得到。物理學家一直要到一九八〇年代，利用新發明的掃描穿隧電子顯微鏡（scanning tunneling microscope）才勉強算是「看到」了原子。然而在此之前，所有的科學家已經都相信了原子的存在。何以如此？原因當然是原子的概念可以圓滿的解釋太多的現象，如果放棄了它，很多學科（包括大部分的物理、化學、生物）就要垮掉了。再者，沒有任何一件與原子概念相矛盾的現象出現。同時，原子理論的預測都獲得證實。一個關鍵的例子是，愛因斯坦1905年提出的布朗運動理論，認為植物學家布朗於1827年所發現，花粉在水中的晃動，就是花粉受水分子不斷地碰撞造成的。愛因斯坦還利用數學預測了一些定量的結果，後來由法國實驗學家裴林（J-B Perrin，1870-1942）證實。這樣的例子每多出現一個，原子理論就更穩固一些。所以到了一九八〇年代，原子的存在已不需懷疑。

　　可是在十九世紀末，對於一些比較保守謹慎的科學家來講，原子的證據依然不足。原子論的贊成與反對兩派，仍有爭辯的空間。那時名物理暨哲學家馬赫（E. Mach，1838-1916）採實證主義觀點，堅持反對（質疑）立場，使得擁護原子說的大將波茲曼（L. Boltzmann，1844-1906）相當沮喪。波茲曼後來自殺，傳言與他的理論不為人所接受有關。這段歷史說明任何對於科學理論的質疑，科學社群自家人絕對不落人後。科學理論也只有經過千錘百鍊，才會為人所接受。在近代科學中，「證據」的意涵已更為豐富。尺度太小的物體是否存在，固然不能以看不看得見為判準，一些歷史事件，例如大霹靂（Big Bang），無須身處事件的現場，我們也能肯定事件的真實性。

　　回到達爾文理論，它已經取得原子論般的穩固地位了嗎？我的答案為尚不完全是，但已相差不遠，算是最成功的科學理論之一。就如原子論，在原子現身之前，便已通過檢驗，演化論也在我們無法「看到」所有的演化過程之前，已經成立。原因是演化論一來可以解釋生物界的諸多現狀，二來與非常多的科學知識彼此相容，直接一點的如地質、生理、生化，間接一點的如物理、化學。三來透過長期觀察，已經可以驗證某些天擇現象。這些多重因素，就構成演化論堅實的證據。

　　名科學哲學家卡萊特（Nancy Cartwright，1943-）1999年出版了一本書討論科學定律的本質，名為《斑駁的世界》（The Dappled World）。從書名就可以約略猜出卡萊特的觀點：科學定律是七拼八湊的，而不是像金字塔那樣，有規則地疊合在一起；科學已經分散成各個學門，各有各的適用範圍。這種說法引得（提出著名的『多就是不一樣』的）物理學家安德森（P.W. Anderson，1923-）寫了一篇嚴厲的書評，駁斥這種觀點已經過時。安德森認為用綿密的網來比喻現代科學才恰當。科學知識固然不是七拼八湊，也不像金字塔，而是一張多重聯通的網。安德森顯然贊同生物學家威爾森（E.O. Wilson，1929-）所強調的「知識大融通（consilience）」的講法。卡萊特的回應則是安德森扭曲了她的觀點。兩人之間的爭議讓我領悟到，或許科學行外的人低估了前面我所強調過的「科學知識彼此相容」之困難與可貴。科學之網越來越嚴密，出差錯的機會越來越低，這是大量科學研究的成果。此之所以我們雖不在「那裡」，卻也知道「那裡」發生了什麼事。

本文出自高涌泉教授著作集《另一種鼓聲——科學筆記》頁109-112（2006，三民出版）

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！