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喬治

喬治

他說,確實,在四十年代的那些日子里,對核武器的研製幾乎是出於道義的必要性。在二次大戰期間,考溫和他的科學家同事們是在和納粹拚命競爭。當時納粹仍然擁有一些世界上最傑出的物理學家,而且在炸彈設計上領先於美國——雖然這個假設後來被證實是錯誤的。「當時我們認為如果我們不能有所突破,希特勒就會研製出原子彈。那就完了。」考溫說。
物理學家伊爾亞·普里戈金聲大張旗鼓地宣揚的自組系統也是被非線性動力支配的系統。確實,致使一鍋湯沸騰的自組運動的動力被證實與其它非線性形態非常相似,比如像斑馬身上的斑條,或蝴蝶翅膀上的斑點。但最令人吃驚的是被稱為混沌的非線性現象。在人類的日常活動中,沒有人會因為聽說這兒發生的一件小事會對那兒發生巨大影響而吃驚。但是,當物理學家開始在他們的學科領域對非線性系統給予高度重視時,他們才開始認識到,支配非線性系統的規律有多麼深奧。產生風流和潮氣的方程式看上去極其簡單。比如,研究人員現在才認識到,德克薩斯州一隻蝴蝶翅膀的扇動,一個星期以後會影響到海地的一場雷暴雨的走向。或者,蝴蝶翅膀扇動朝左一毫米也許會整個改變雷暴雨的方向。這一個又一個的例子都表明了一個相同的意思:即一切都是相互關聯的,這樣的關聯敏感到令人不可思議的地步。微小的不可測性不會總是很微小。在適當的條件下,最小的不確定性可以發展到令整個系統的前景完全不可預測——或用另一個詞來形容:混沌。
考溫回憶說,在他到達羅沙拉莫斯的一、兩周之後,放射化學研究室主任來訪。他用一種秘而不宣。又轉彎抹角的口氣問他,他的新實驗室是否完全沒有輻射污染。當考溫給予了他肯定的回答后,考溫和他實驗室的設備馬上就被征派去做一項極為緊急的、最高機密的分析工作。空氣標本那天夜裡就被送了過來。考溫沒有被告知這些空氣標本是從哪裡採集來的。但他能猜到,這是從靠近蘇聯邊境的某處採集來的。當他和他的同事發現其中含有泄露機密的放射性微塵后,事情的真相就被揭示得無可迴避了:蘇聯人已經試爆了他們自己的核炸彈。
考溫說,有一度他甚至懷疑,這是科學家沒有能盡到自己的責任的另一個領域。「雖然那時我的意識不如現在這樣清晰,但我感到,科學家應該能夠用更加全面的眼光來看待戰後世界的本質。」但事實卻是,他們沒做到這一點。更確切地說,他自己也沒能夠這樣做,因為那還不是時候。自1949年8月蘇聯人爆炸了「約-1 號」原子彈后,羅沙拉莫斯開足馬力投入了研製威力更大的熱核武器:氫彈。爾後,在1952年秋天,當第一顆氫彈實驗成功后,羅沙拉莫斯的實驗室繼續全速前進,研製更小、更輕、更可靠、更易於操作的氫彈。考溫說,在朝鮮戰爭和與蘇聯在歐洲持續對抗的背景下,「大家都覺得,核武器在權力競爭中起著使天平傾倒向哪一邊的作用。核武器的研製因此變成了一項極端重要的使命。」
更不同尋常的是,這幅圖景的創建人——喬治·考溫,羅沙拉莫斯研究所前主任——是一個與新時代截然相反的人物。六十七歲的考溫是一個說話溫和、即將退休的人。他穿著高爾夫運動上衣,敞著毛衣,把自己弄得有點像特麗莎修女。他並不因為有領袖魅力而名聲在外。在任何一個群體中,他總是站在一旁傾聽的人。他當然也並沒有因為雄辯的口才而聞名遐邇。任何人只要問他為什麼要創建桑塔費研究所,總是會聽到他的一番既精確又高度理性的關於二十一世紀的科學現狀和抓住科學機會的必要性的談論——就像是一篇完全可以在《科學》(Science)雜誌上發表的嚴肅的專家評論。其實聽者會慢慢認識到,考溫有他自己的思維方式,他確實是一個熱情而志向不移的人。他完全不把桑塔費看作是一樁怪事。他認為桑塔費所要達到的目的遠比他本人、比羅沙拉莫斯、或任何其他導致桑塔費創立的偶然因素要重要得多。就此而言,也遠比桑塔費研究所本身要重要得多。他常說,如果我們這次不能成功,二十年以後還有其他人會沿著這一思路從頭做起。對考溫來說,桑塔費是一個使命,是一個為整個科學界獲得拯救和新生的契機。
但權力和責任的問題始終困擾著他。1982年,當考溫從羅沙拉莫斯研究中心主任的位置上退下來,並接受了白宮科學顧問委員會(the White House Science Council)顧問一職以後,權力和責任的問題就完全佔領了他的腦海,他甚至預見到科學家獲得第二次機會的可能。
但具有諷刺意味的是,他們的靈感似乎是來自於分子生物學。這是大多數人都不會認為一個武器實驗室會感興趣的領域。但考溫說,物理學家從一開始就深深地捲入了分子生物學。分子生物學領域中的許多開拓者其實剛開始都是物理學家。他們轉入分子生物學的一個很大的驅動力來自於一本薄薄的書,這本書的名字叫《生命是什麼?》(What Is Life)。該書出版於1944年,在這本集子中,奧地利物理學家、量子力學的發明人之一歐文·薛定諤(ErwinSchrodinger)對生命的物理和化學基礎提出了一系列富有挑戰意味的思索。(薛定諤逃出希特勒的魔掌以後,二次大戰期間一直安全地隱藏在都柏林。)深受這本書的影響的人之一是弗朗克斯 ·克拉克(Francis Crick)。他在1953年與詹姆斯·華生(James Watson)一起,利用從X光結晶中提取出來的數據推演出DNA分子結構。X光結晶是早在幾十年前物理學家發展出來的一種亞微觀的想象技術。事實上,克拉克起初是學實驗物理學出身的。五十年代初,匈牙利理論物理學家、宇宙起源大爆炸理論的最初提出者之一喬治·加莫(George Gamow)也開始被基因密碼結構所深深吸引了,他鼓動了更多的物理學家投入了這個領域的研究。考溫說:「我聽到的第一堂關於生物化學的真正有見解的課就是加莫上的。https://read•99csw.com
從1942 年到戰爭結束,考溫一直在芝加哥大學的冶金學實驗室工作。當時義大利物理學家尹利柯·弗米(EnricoFermi)正在那個實驗室負責建立第一個核反應堆的研究——核反應堆就是一堆能夠證實可控的連鎖反應的鈾和石墨塊。作為這個工作小組中資歷最淺的成員,考溫變得有點像個打雜的工人,從鑄造鈾金屬、切削能夠控制反應堆的反應速度的石墨塊到任何其它事,凡需要他做的他都做。項目主管們因此就把他派往田納西的橡樹嶺這類的地方。在橡樹嶺匆忙修建的核基地,他幫助工程師們準確地測算出他們究竟生產了多少鈈元素。「那時我是個單身漢,所以他們把我派往全國各地。只要一發生瓶頸問題,我總是被列入有可能派去解決問題的人的名單中。」確實,考溫是被篩選來的極少數被允許在核武器研究計劃中的不同部門穿梭往來的人之一。出於保密的需要,核武器研製各部門之間是嚴格封鎖的。「我不知道他們為什麼這麼信任我,我喝酒喝得和別人一樣多。」考溫笑道。他至今仍然保留著那段時間的一個紀念品:一封從芝加哥人事部寄往伍斯特地方徵兵處的信。這封信證明考溫先生具有對贏得戰爭的勝利不可或缺的特殊技術,已經被總統親自批准緩役。是否請他們不再將他徵召入伍?
事實上,考溫當時很沮喪地意識到,蘇聯人遠比華盛頓懂得權力的複雜和聲。「蘇聯人好像非常重視權力的知識感召力、以及權力在情感和思想意識層面上的內容。當時我認為他們很重視權力的科學性。事實證明,我們以為他們只有十英尺高,但其實他們並不止十英尺高。當然我是從俄國人的視角和我們的視角的比較來看問題的。他們玩權力就好像是在下一盤大棋,下出多著棋,而我們玩權力好像是在做某種只有單一衡量標準的遊戲。」
非線性方程式為人工所難以解開是出了名的。這就是為什麼科學家們這麼久以來一直在迴避這個問題的原因。但這恰恰是計算機能夠介入之處。在五十年代和六十年代,科學家們一開始玩上計算機就意識到,計算機不是很介意線性與非線性相對的問題。計算機只管努力運算,給出答案。當科學家利用計算機的這一優勢,用計算機功能來解越來越多的非線性方程式時,他們發現了他們在對付線性系統時從未想象到的奇怪而絕妙的情形。比如,在量子場理論中,通過一條淺狹溝渠的水波會對某種微妙的動力產生深刻的關聯:它們都是一種叫做「孤粒子」的孤立而獨立動作的能量脈衝。木星上的大紅斑(The Great Red Spoton Jupiter)也許是另一個這樣的孤粒子。它是一個比地球還要大的旋轉颶風,已經獨立存在了至少四百年。
戰爭結束之後,美國科學家與希特勒的殊死搏鬥變成了與蘇聯的你死我活的競爭。考溫說,那是一段險惡的歲月。斯大林對東歐的控制、柏林牆的樹立、繼之而來的朝鮮戰爭——這一切使冷戰者上去已經非常接近引發全面熱戰。據說蘇聯人正在研製自己的核武器。看起來,要想維持不甚穩定的美蘇權力均衡,同時也是保衛民主和人類自由,唯一的道路只有繼續改進美國人自己的核武器。這種緊迫感使考溫在1949年7月又回到了羅沙拉莫斯。在這之前,他已經花了三年時間在匹茲堡的卡內基理工學院拿到了物理化學的博士學位。這不是一個無意識的選擇。事實上,考溫是在深思熟慮、並拷問自己的靈魂之後才做出了這一選擇的。但這個選擇幾乎馬上就被強化了。
簡而言之,這整個兒就是一樁怪事。如果你試圖把桑塔費研究所想象成是發生在商界的話,你就得想象成是IBM公司總部研究所的主任離任了,回到自家的車庫裡辦起了一個小小的新時代算命諮詢服務公司,然後還說服了全錄(Xerox)、通用汽車公司(Chase Manhattan)和大通銀行(GM)的董事長也加入了。
更令他沮喪的是,他感覺到,到了年輕一代科學家那裡,事情變得越發糟糕了。就往來於羅沙拉莫斯的年輕科學家來說,他們既聰明絕頂又生機勃勃,但他們在延續科學的文化,這種文化一直在強行把科學智慧分割成越來越多的互不相干的碎片。
考溫並沒有為自己返回實驗室的做法開脫,儘管實際上他比大多數人都更多地參与社會與政治活動。比如1954年,在麥卡錫(McCarthy)的反共政治迫害鬧得最猖撅的時候,他成為羅沙拉莫斯科學家協會的主席,並與原子能源委員會主席劉易斯·施特勞斯頻繁見面。當時麥卡錫這位來自威斯康星的議員正在儘力讓每一個美國人相信,他們的國家已經到處都是共產主義分子。考溫和他的同事們則抗議以反共為名的政治迫害,呼籲更大的信息自由,減少實驗室的信息保密。他們還儘力為曼哈頓計劃的前主任羅伯特·奧本海默(J.Robert Oppenheimer)辯護——雖然沒有取得多大的成功。羅伯特·奧本海默甚至被吊銷了安全許可證。理由是,他也許和曾在三十年代參加過共產黨會議的一些人有牽連。
與此同時,科學家也開始越來越多地對複雜系統進行思考,因為他們現在已經能夠做這種思考了。當你用筆和紙來解答數學方程式時,你能夠對付多少變數,同時又不至於陷進去出不來?三個?或四個?但當你具有了足夠的計算機能力,你可以愛對付多少變數就對付多少變數。到八十年代初,計算機已經非常普及了。個人電腦大量出現,科學家們紛紛安裝上了台式高效繪圖工作站,大企業的實驗室和國家實驗室如雨後春筍般地冒了出來。突然間,含有無數變數的無數個方程式看起來沒有那麼繁雜了。比如,從救火皮帶般長的數據中提取信息不顯得那麼不可能了,數行數行的數字和幾英里長的數據帶可以被轉化成以顏色來表示的農作物收成圖、或埋在數英里深的石頭下的蘊藏石油的底層帶。「計算機是非常好的記帳機器。」考溫用很輕描淡寫的低調說。
不,這樣不行。他想,只有一個辦法。考溫開始想象創建一read.99csw•com個新型的獨立機構。最理想的方案是,這個機構能夠同時具備兩個世界的長處:既有大學的廣博,又能保持羅沙拉莫斯融合不同學科的能力。但如果可能的話,這個機構最好靠近羅沙拉莫斯,這樣就可以共享實驗室的人力和計算機設備。假設這個地方是距羅沙拉莫斯三十五英里的桑塔費這個離得最近的城市。但不管這個機構設置在哪兒,它都必須是一個能夠吸引最優秀的科學家的地方——那些在自己的研究領域中真正知道自己在說些什麼的人。這個機構要能夠為他們提供遠比通常更廣闊的學科內容。這個機構應該是這樣一個地方:在這裏,資深學者們可以探究自己還不成熟的想法而不被同事們所譏笑,而最優秀的年輕科學家們可以和世界級的大師們一塊兒工作,使他們滿載而歸。
反而言之,研究人員也開始認識到,即使是一些很簡單的系統也會產生豐富到令人震驚的行為模式。所有這些只需要有一點點非線性因素。比如說,從一個漏水的水龍頭滴下來的滴答滴答的滴水聲,可能會像節奏器發出的節拍一樣規律得讓人發瘋。但如果你不去理會它,讓水滴的流速稍稍加快一點兒,水滴立刻就會變得大一滴、小一滴、大一滴、小一滴地往下滴。如果你還是不去理會,讓水滴流速再加快一點兒,水流速度很快就會成倍增加,先是四滴一個序列,然後是八滴、十六滴一個序列,一直這樣下去。最終,水滴的序列變得極為複雜,以致於水滴似乎是隨機地滴下來——混沌再次出現了。這種不斷增加的複雜性,在果蠅繁殖的數目變化中、在洶湧澎湃的水流中、或在任何領域中都可以看到。
但是,複雜的魅力比這還要來得深刻。部分是因為複雜系統可以被計算機模擬,部分是因為新的數學認識。到八十年代初,科學家開始認識到,許多混亂而複雜的系統可以被一種強大的理論描述成「非線性動力學」(nonlineardynamics)。在這個過程中,科學家們被迫面對一個令他們窘困的事實:整體真的可以大於部分相加的總和。
「所以在這之後他們把我放到了華盛頓的這個小組。這是一個很大的轉變。」這個秘密小組被稱為貝瑟小組(Bethe Panel)。第一任主持人是康奈爾大學的物理學家漢斯·貝瑟(Hans Bethe)。實際上,它是由一群被召集來追蹤蘇聯核武器發展的核專家組成的。考溫當時三十歲。美國政府的高層領導人起初認為,被化學家偵測到的放射性微塵不可能意味偵測結果所明確表明的意思。這些官員認為,斯大林還需要好幾年時間才能研製出蘇聯人自己的原子彈來,一定是蘇聯人的一個核反應堆爆炸了。「然而放射化學的好處是,它可以準確地告訴人們究竟發生了什麼。」考溫說。核反應堆的放射性同位素的擴散與核彈爆炸的擴散是非常不同的。「我們費了許多口舌才使他們相信這一點。」那些年長的、較為明智的白宮領導人終於被迫接受了鐵的事實。蘇聯的核炸彈以約瑟夫·斯大林的名字命名為「約-1號」。美蘇之間的核軍備競賽就此拉開了帷幕。
還有核電的問題,又該如何解釋呢?在核反應堆熔化的危險和處理核垃圾的困難,與確鑿無疑是由燃燒化石燃料而造成的溫室效應之間,你又該如何平衡呢?
然後就是里根總統的「星球大戰」戰略防務提案。這是一個用基於太空的盾,來保護美國免受大規模核導彈襲擊的設想。但這在技術上可行嗎?實施起來會不會導致美國經濟走向崩潰呢?即使星球大戰計劃能夠被實施,但這樣做明智嗎?這樣做難道不會動搖權力均衡的現狀,而導致世界進入新的一輪毀滅性的軍備競賽?
喬治
其實阿瑟並不是唯一被桑塔費研究所所困惑的人。每一個第一次接觸桑塔費的人總是會感到有些震驚。這個地方整個兒地摧毀了舊框框。這是一個由年邁的學術巨子創建的機構,他們頭頂諾貝爾獎的桂冠,地位特殊、聲名顯赫。他們是些你以為會最安於現狀的體面人物,但其實他們卻是在借他們的聲望作為平台,來掀起一場他們自稱為科學革命的運動。
考溫說,就這樣幾年折騰下來,強制性的狹隘視野變成了一種不再被人們所意識的本能。他的經驗告訴他,羅沙拉莫斯的研究人員越是沉湎於學術世界,就越是難以讓他們參与團隊工作。「我已經與這種狀況抗爭了三十年了。」他嘆道。
考溫想,如果需要例子的話,只需要看看現在正敞開著的機會——晤,他現在還真無法給這件事想出一個好的名稱來。但如果他在羅沙拉莫斯的所見所聞有任何啟示的話,那麼,有某件大事正在醞釀之中。在過去的十年中,他越來越感到,傳統的還原論的思維已經走進了死胡同,甚至就連一些核心物理學家也開始對忽視現實世界複雜性的數學式的抽象感到厭煩。他們好像正在有意無意地探索某種新的方法。在這個過程中,他們正在以他們過去這些年,甚至這幾個世紀都從未有過的方式跨越傳統的界線。
唯一的問題是,考溫宏大的學科整合方案正好不是實驗室的基本任務。確實,考溫的想法與核武器的發展根本就挨不上邊。而如果研究不屬於實驗室的使命之內的課題,幾乎沒有可能獲得項目資金。當然,實驗室還是會做一點複雜理論的研究,就像他們一直在做的那樣。但這樣做進展不會太大。
考溫說:「那時對艾滋病的議論還不多,但大家已經感覺到一種突然而至的警覺。艾滋病是每次會議的一個議題。便坦白地說,對如何面對這個問題我感到非常困惑。」艾滋病是關於公眾健康的問題?還是一個關於道德的問題?它究竟是個什麼性質的問題?當時對此的解釋還不是很明確。
但計算機能做的遠遠不止記帳。也許經過編程以後,計算機可以變成完全獨立的世界。科學家們可以在計算機上做各種方式的探索,從而大大開闊他們對真實世界的理解。事實上,到了八十年代,計算機的模擬功能就已經變得非常強大了,有些人甚至已經開始談論計算機是介於理論與實驗之間的「第三種形式的科學」。比如,計算機模擬的雷暴雨可以像是一種理論,因為除了描述閃電、風九-九-藏-書聲和水蒸汽聲的方程式以外,計算機里不存在任何別的東西。但這種模擬同時也像是一種實驗,因為這些方程式太複雜了,根本不可能靠人力來解,所以科學家們在自己的計算機上觀察模擬雷暴雨時,可以看見他們的方程式以他們也許根本不可能預測到的方式展開。有時,甚至最簡單的方程式也能產生令人吃驚的行為效果。雷暴雨的數學實際上描述了一陣陣空氣如何相互推擠、每一滴水蒸汽如何凝結、又如何蒸發,以及其他類似的小規模發生的事。這裏沒有清晰明確的論述,諸如「一柱上升的氣流和雨水凍結成冰雹」,或「一股寒冷而潮濕的下降氣流突然穿透了雲層底部,降落到地面。」但當計算機用幾英里長的空間和數小時的時間整合了這些方程式,便產生了計算機所想得到的效果。更有甚者,正是這一事實使科學家能夠用他們的計算機模式來進行實驗,而這種實驗在真實世界里是無法進行的。究竟是什麼導致氣流上升或下降?當氣溫和濕度改變時,它們又會發生什麼樣的變化?什麼是真正影響雷暴雨的動力的因素?什麼不是?在另外的雷暴雨中,相同的因素會同樣重要嗎?
對考溫來說,現在似乎是一個絕妙的機會。所以為什麼大學里的科學家不撲向這個方向呢?當然,在有些大學里,在某種程度上科學家們已經這樣做了。但他所尋找的真正寬廣的思維卻似乎掉入了裂縫。就這種宏觀思維的本質而言,任何一個大學科系都力所不及。確實,大學不乏「交叉學科研究所」,但就考溫所見而言,這些研究所無非是一群偶爾過來共用一個辦公室的人們。教授和學生仍然要效忠於他們自己的科系,因為他們自己的科系有權授予學位、終身教職和決定升遷。考溫認為,如果由大學自由發展,那至少再過三十年大學也不會開始對複雜系統的研究。
羅沙拉莫斯正巧是這樣一個近乎理想的從事非線性研究的環境。這不僅是因為自五十年代以來,羅沙拉莫斯實驗室一直在計算機技術上處於領先地位,同時也因為那兒的研究人員從實驗室一創立就開始探索非線性問題了。比如對高能物理學、流體力學、核聚變、熱核衝擊波等問題的研究。事實上,到了七十年代初,事情已經很清楚了:許多非線性問題從深層次上來說都是同樣的問題,它們都有同樣的數學結構。所以,只要人們對這些問題一併進行研究,明顯就會節省很多力氣。結果在羅沙拉莫斯理論小組的熱情支持下,小組內部出台了一個非線性科學方案。這個方案最終變成了一個完全獨立運作的非線性系統研究中心。
然而,當他開始認真思考這個問題時,他感到,最令人沮喪的是這種碎裂的過程對科學整體的侵害。傳統學科已經頑固和相互孤立得好像要自己窒息自己。你視野所及,到處都有太多的科學良機,但太多的科學工作者似乎對這些漠然無視。
隨著考溫在貝瑟小組的工作(他在那兒工作了差不多三十年),他開始認識到,華盛頓是怎樣的一個頭腦簡單的地方,頭腦簡單到讓人心煩。他說,在二次大戰結束后的日子里,美國從戰前的孤立主義政策中脫穎而出,清醒地認識到軍事力量之至關重要。但在接受這一教訓之後,所有的官員除了發展軍事力量之外就不再顧及其他事情了。他們的觀點是,你必須抓住關鍵。「可我當時卻覺得權力就像一個交響樂團,而我們有太多的人卻只會拉大提琴。」
而且,誰會願意聽他說呢?誰有這樣的神通能將這個想法付諸實現呢?有一天在華盛頓,他嘗試著對科學顧問傑伊·凱華茲和他的同僚,科學顧問委員會委員,惠普公司創辦人之一,戴維·派卡德(David Packard)講了他的想法。令他吃驚的是,他們沒有笑話他。事實上,他們兩個人都很支持他。所以在1983年春天,考溫決定把這個議題帶上羅沙拉莫斯的每周中餐討論會上交由資深研究員們討論。
考溫說:「通往諾貝爾獎的輝煌殿堂通常是由還原論的思維取道的。」也就是把世界分解得儘可能小、儘可能簡單。你為一系列或多或少理想化了的問題尋找解題的方案,但卻因此背離了真實世界,把問題限制到你能發現解決辦法的地步。「這就造成了科學上越來越多的碎裂片。而真實的世界卻要求我們——雖然我討厭這個詞 ——用更加整體的眼光去看問題。任何事情都會影響到其它事情,你必須了解事情的整個關聯網。」
最重要的是,考溫在羅沙拉莫斯越來越多地承擔了管理上的責任。工作的繁重,使他沒有太多時間從事科學工作。作為實驗室的負責人,他從事科學實驗的時間減少到只能利用周末。「所以我在科學工作上沒有太大的成就。」他不無感傷地說。
總之,這個機構應該是一個培養自二次世界大戰後已經非常少見的一種科學家的地方:「培養二十一世紀的文藝復興式人物。他們從科學出發,但卻能夠面對混沌無序的現實世界,面對一個並不優雅,科學尚未真正研究到的世界。」
科學家當然不是從頭開始就放棄了自己的責任,也不是完全放棄了自己的責任。1945年,一些參与了芝加哥曼哈頓計劃的科學家發起了一場請願,要求政府在無人居住的島嶼上試爆原子彈,不要往日本本土投擲原子彈。後來,在美國向日本的廣島和長崎扔下原子彈,致使戰爭結束之後,美國許多參与核武器研製計劃的科學家開始形成了各種政治運動組織,遊說政府對核武器的使用採取儘可能嚴格的控制——民間控制,而不是軍事控制。那些年出現了《原子科學家期刊》(Bulletin of the Atomic Scientists),這是一份專門刊登關於原子武器這種新形式的戰爭力量對社會與政治的影響的討論的雜誌。還出現了考溫也參加的原子科學家聯盟(The Federation of Atomic Scientists),現在改稱為美國科學家聯盟(The Federation of AmericanScientists)這樣的政治運動組織。「參与曼哈頓計劃的科學家去華盛頓陳述自己的意見,得到了很認真的對待。」考溫說。「在四十年九九藏書代,當原子彈出現以後,物理學家被當成了奇迹的創造者。他們與麥克馬洪議案(McMahon bill)的起草,與由此而創立的原子能源委員會(the Atomic EnergyCommission)、以及將原子能源置於民間控制之下的思想有很大關係。」
實際上,他在曼哈頓原子彈計劃出台以前就整個兒地捲入了原子彈的研製工作。1941年秋天,他才二十一歲,還在家鄉麻省武斯特(Worcester)理工學院化學繫上大學一年級時,就參与了普林斯頓回旋加速器研製計劃。當時那兒的物理學家們正在研究新發現的核子分裂過程、及其對一種叫鈾-235的同位素的影響。考溫原來打算在那兒能修一些物理學課程。但1941年12月7日,試驗室突然改為一周七天工作制,他的這一打算就被無限期地推遲了。他說,當時美國確實非常擔心德國人正在研製原子彈。物理學家們迫不及待地想知道這件事究竟是否可能。「而我們的研究結果對於決定鈾究竟能不能產生連鎖反應至關重要。」結果答案是肯定的。聯邦政府突然發現非常需要考溫先生效力。「化學與核物理學知識相互滲透的特殊學術背景,使我在核炸彈計劃中的許多方面變成了一個被迫切需要的專家。」
結果他們都喜歡他的這個主意。
對現在的大多數人來說,這一事實已是顯而易見了,但對當時的物理學家們來說卻是非常令他們窘困的,因為物理學家們花費了三百年時間來熱愛線性系統。在這個系統中,整體正好等於所有部分的相加。公平地說,他們有很多理由這麼認為。如果在一個系統中,整體正好等於所有部分的相加,則每一個部分都可以自由地做自己的事,而不用去管別處發生了什麼。這樣相對比較容易做數學分析。(「線性」這個詞指的是,如果你把方程式在圖表紙上畫出來,繪製出來的會是一條直線。)另外,大自然中的許多事情都是線性運作的。聲音是一個線性系統,這就是為什麼雙簧管和弦樂器合奏,你卻可以將它們單獨地分辨出來。因為音波相互混合,但仍然能保持各自的特點。光線也是一個線性系統,這就是為什麼你在大太陽天也可以看到馬路對面通行/禁止通行的指示燈,因為從指示燈射出來的光線進入你的眼帘不會被從高處照射下來的陽光粉碎于地面。各種光線獨立運作、相互穿越,彷彿什麼也不存在似的。在某些方面,甚至連經濟也是一個線性系統,比方小經濟單位可以獨立運作。又比如,某人在街頭雜貨店買了一張報紙,這對你去超級市場買一管牙膏的決定不會有什麼影響。
考溫說:「從定義上我們差不多可以這樣說,物理科學是一門以概念的優雅和分析的簡單為特點的學科。所以你就會以此為優點而看不到其它方面。」確實,物理學家對社會學和心理學這些致力於探索真實世界的複雜性的「軟科學」的輕蔑是眾所周知的。但分子生物學出現了,它是對複雜到不可思議的活系統的描述。這些有生命的系統受著深層規律的支配。考溫說:「一旦你和生物學交上了手,你就放棄了優雅,放棄了簡單,你被攪得亂七八糟。但從這開始,滲入經濟學和社會問題就變得容易得多了。一旦你已經沉入了一半,你也許就此開始游泳。」
他說,從此分子生物學一直深深吸引著他。特別是七十年代初,DNA重組技術的發現使生物學幾乎能夠一個分子一個分子地分析和操縱生命的形式。所以1978年當考溫成為實驗室研究中心主持人以後,他就立即開始支持在生化領域的一個重要研究計劃。這項計劃在形式上是研究放射線對細胞的傷害,但其實是使羅沙拉莫斯的物理學家在更廣闊的範圍內介入分子生物學的研究。他回憶說,那是一個極好的機會。在七十年代,羅沙拉莫斯在哈羅德·阿基紐(Harold Agnew)的主持下擴大了一倍,而且向更多的非傳統的和應用領域開放。考溫對分子生物學的強調正好適宜於當時的情況。結果,他支持的那個項目對那兒的人們的思想,特別是對他的思想產生了極為重大的影響。
「但是,這些努力並沒有完全得到科學家應有的支持。」考溫說。1946年7月,在麥克馬洪議案被通過之後,科學家的這些活動基本上就銷聲匿跡了。他說,這也許是不可避免的。科學的文化與政治的文化不是很兼容。「去華盛頓提意見的科學家離開那兒的時候幾乎都嚷受不了。」他說。「政治對他們是完全陌生的。科學家希望政策的制定要以邏輯和科學實驗的事實為依據,但那也許只是虛幻之想。總之不管出於什麼原因,科學研究人員很樂意地返回自己的實驗室里去了,把戰爭留給了將軍們來對付,把政治留給了政治家來處理。」考溫說,在這樣做的同時,科學家們失去了一個施加自己的影響的機會,而這樣的機會他們也許再也不會有了。
曾經有一段時間,當然在現在看起來已經很久遠了,一個理想主義的年輕科學家是完全有可能為了建立一個更美好的世界而投身於核武器的研製的。喬治·考溫從來沒有為此而後悔過。「我這一輩子有過其它的考慮,」他說,「但為道德而後悔?從沒有過。如果沒有核武器,我們也許會因為生化武器而離毀滅更近。我懷疑,如果四十年代的許多事件不發生的話,最近五十年的歷史對我們人類來說是否會更好。」
然而,大自然中的許多事情確實不是線性的,這包括使這個世界充滿趣味的大多數事情。我們的大腦肯定不是線性的系統:雖然雙簧管的聲音和弦樂的聲音獨立地進入你的耳朵,但這兩種樂器的和聲在你情感上產生的影響卻遠遠大於這兩種樂器的單獨作用。(這就是為什麼我們有交響樂團的原因。)經濟也並非真是線性系統。數百萬的個人做出的買或不買的決定可以相互影響,從而導致經濟繁榮或蕭條。而經濟氣候反過來又會影響到導致這種氣候的購買力。確實,除了非常簡單的物理系統外,世界上幾乎所有的事情、所有的人都被裹罩在一張充滿刺|激、限制和相互關係的巨大的非線性大網之中。一個地方小小的變化會導致其它所有地方的震蕩,就像 T.S. 艾略特所read.99csw•com說的那樣,我們無法不擾亂宇宙。整體幾乎永遠是遠遠大於部分的總和。用數學來表示這個特徵——假如這樣的系統可以用數學來表示的話——則這就是個非線性的方程式:畫出來的圖線是彎曲的。
考溫說,到了八十年代初,這種數據化的實驗已經變得非常普遍了。從新機型的飛行效果測試、洶湧流入黑洞的星際氣流、到大爆炸后銀河系的形成——至少在物理科學家中,計算機模擬的整個概念已經完全被接受了。「所以你可以開始琢磨對付非常複雜的系統的事兒了。」
如果沒有別的例子可以說明的話,那麼,考溫參加的白宮科學顧問委員的會議讓考溫生動地回憶起為什麼1949年那些研究人員們會如此渴望逃回到自己的實驗室里去。他和他的同僚們正襟危坐于會議室:一群威嚴的科學家圍坐在華盛頓新行政辦公大樓的會議桌前,由總統科學顧問喬治(傑伊)·凱華茲[George (Jay)Keyworth II」提出一系列的問題,徵求各位的評述。喬治是前一年被提升到總統科學顧問這個位置上的。在這之前,他是羅沙拉莫斯的年輕的部門主持人,在考溫手下工作。考溫不得不對自己承認,他對所提出的問題無從評述。
然而,雖然分子生物學、計算機模擬和非線性科學作為單個領域都非常引人入勝,但考溫總懷疑這僅僅只是個開始。他覺得在這些領域之下有一個統一的規律,這一統一性規律最終不僅囊括物理化學,也囊括生物學、信息處理、經濟學、政治科學,以及人類生活的每一個方面。在他的腦海里,這一統一性規律的概念是一個近乎中世紀式的學術。他想,如果這種統一性真的存在,則我們將能夠認識到,這是一個在生物科學和物理科學之間只有微小區別的世界,或像考溫曾經說的那樣,在科學和歷史或哲學之間「整個知識的結構天衣無縫」。也許知識會重新變成這樣。
「另一個議題是關於有人操縱的太空飛行與無人操縱的太空探險的爭論。他們聽說議會不打算投票通過無人操縱太空探險的方案。但我不知道這是否是真的。這與其說是個科學問題,還不如說更是個政治問題。」
從科研機構來看(與政治正好相對立),大學保守得令人無法相信。年輕的博士們不敢打破傳統。他們不得不把他們最好的時光耗費在拚命追求在系裡謀到一個終身教職。這意味著,他們最好從事那些會得到終身教授委員會認可的研究。否則,他們將會聽到這樣的話:「你與生化系的學者們幹得很努力,但你怎麼表明你是物理學這兒的學術帶頭人呢?」而年歲大一些的研究人員不得不一睜開眼睛就拚命去爭取研究經費。這意味著,他們不得不把自己的研究計劃歸整到讓基金會可以認同的範疇。否則,他們就會聽到這樣的話:「喬,你的主意非常好,但糟糕的是,你的研究計劃不屬於我們這個部門管。」每個人都必須爭取使自己的論文被權威的學術刊物接受和發表,而這些權威的學術刊物幾乎只登載屬於被認可的領域的論文。
這個研究所的成員主要由核心物理學家和計算機高手組成。他們來自羅沙拉莫斯這個最初研製核武器的秘密軍事基地。然而在研究所的走廊里卻充滿了對「複雜」這一新科學的激動人心的討論。在他們的頭腦中,複雜就好比一個大同世界,能涵蓋從進化生物學到諸如經濟、政治、歷史這樣的模糊學科——更別說能夠幫助人們建立一個更加恆久而和平的世界。
不幸的是,羅沙拉莫斯似乎也不是個理想的研究複雜系統的地方。這很糟糕。通常,武器研究所是一個比大學要理想得多的從事多學科研究的地方。這是一個使訪問學者們常常感到非常吃驚的事實。但羅沙拉莫斯實驗室缺乏經費。曼哈頓計劃始於一個特殊的挑戰——製造原子彈——這個計劃把科學家從每一個相關領域召集到一起,形成一個團隊,共同來應付這個挑戰。這裡有一支被公認的出類拔萃的隊伍:羅伯特·奧本海默、尹利柯·弗米、尼爾斯·波爾(Niels Bohr)、約翰·馮·諾意曼(John von Neumann)、漢斯·貝瑟、理查德·費曼(Richard Feynman)、尤金·維格納(Eugene Wigner)。曾有一位觀察家把這支隊伍稱為自古希臘以來最偉大的智者的集結。自從把這些優秀人才集結在一起后,實驗室就以發展核武器為研究領域。實驗室管理的重要工作就是要確保讓恰當的專家們能夠相互交流。「我有時覺得自己就像是一個媒人。」考溫說。
諸如此類的問題沒完沒了。考溫發現這段時間的經歷令人非常沮喪。他說:「這些在科學、政策、經濟、環境,甚至宗教和道德方面有著相互關聯的問題,給了我們很具挑戰意味的教訓。」然而他發現自己無能提出具有參考價值的建議來。美國科學顧問委員會的其他學者型顧問好像也提不出太好的意見來。他們又怎麼能提得出來呢?這些問題只有具有很廣泛知識的專家才能回答。而他們中間的大多數人,作為科學家和行政官員,都是以畢生精力成為某一個方面的專家的人。科學工作需要合作,這是科學的文化,這一文化要求他們成為某一個方面的專家。
天真嗎?當然,但考溫覺得,如果他能把這個驚人的科學挑戰的前景描述出來,說服其他人,這個想法也許能夠實現。他自忖自問:「應該向八十年代和九十年代優秀的科學家灌輸什麼樣的一種科學呢?」
物理學家感到難堪是毫不奇怪的。他們當然知道在量子力學、黑洞這類理論里有些古怪的現象。自牛頓時代以來的三百年間,他們和他們的先輩們已經習慣了把日常世界看作是一個受著他們非常能夠理解的規律的支配。這個世界是一個本質上很緊湊的、可以預測的地方。而現在看來,彷彿這三百年來他們一直是住在一個被廢棄的小孤島上,對周圍的世界漠然無視。考溫說:「當你一旦離開線性近似法,你就開始航行在一個非常廣闊的海洋上了。」
考溫說,事情就是這樣。不,他並不想對參与核武器研製工作說抱歉。但反省那些年他確實有一個很大的遺憾:在他看來,科學界集體放棄了對自己所做的事應該負有的責任。