自然是连续的，还是离散的？
自然是连续的，还是离散的？Thomas Nail
原理
今天
瞧，每当太阳的光线投射进来，斜穿过屋内黑暗的厅堂的时候，你就会看见许多微粒以许多方式混合着。在光线所照亮的那个空间里面，它们像在一场永恒的战争中，不停地互相撞击，一团一团地角斗着，没有休止，时而遇合，时而分开，被推上推下。从这景象你就可以猜测到：在那更广大的虚空里面，有怎样一种永恒不停的运动。至少就一件小事能够暗示大道理而言，这例子可以把你引去追寻知识的踪迹。——卢克莱修
撰文：Thomas Nail
认为自然是离散的这一现代理念起源于古希腊的原子论。留基伯、德谟克利特和伊壁鸠鲁都认为，自然是由被他们称为 ἄτομος（atom，原子）的“不可分割的个体”组成的。对于他们而言，自然是运动的离散原子的整体。没有创造万物的上帝，也没有不朽的灵魂，除了原子本身不可改变的内在本性，没有任何事物是恒久的。自然是运动的原子物质的复杂集合，仅此而已。
然而，除了残留的历史影响，原子论最终完全被柏拉图主义、亚里士多德主义和贯穿整个中世纪的基督教传统清除掉了。柏拉图告诉他的追随者，无论何时，只要发现德谟克利特的书，就毁掉它们；随后的基督教传统很好的延续了这一要求。今天，除了几行书信，没有任何伊壁鸠鲁的其他东西被留存下来。
然而，原子论并没有终结。1417年，它再度出现。一位名叫Poggio Bracciolini的收书人在一所遥远的修道院中发现了一首古老诗歌的手抄本：卢克莱修（约99-55 BC）的De Rerum Natura（On the Nature of Things，《物性论》）。卢克莱修是深受伊壁鸠鲁影响的古罗马诗人。这本哲学长诗提出了古代唯物论最细致、系统的叙述，我们有幸将其继承了下来。在书中，卢克莱修提出了一个大胆而惊人的关于一切基本事物的理论，从物理学到伦理学、美学、历史学、气象学和宗教。Bracciolini违背基督教的意愿将这本书出版，很快，它便在欧洲流传开来。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/tqOuxs8dsHPanHICw6iccfsxk6sjkouCibswR9iaDuyxuAicGgosOkeyqlEh2c694dsbT5Lccuf6cJbMLpO3xIkEWg/640?wx_fmt=jpeg○ 卢克莱修的《物性论》。| 图片来源：Wikipedia
这本书是十六、十七世纪科学革命最重要的灵感来源之一。几乎每一个文艺复兴和启蒙时期的学者都读过它，并在某种程度上都成为了原子论者。确实，这就是为什么科学和哲学直至今日仍然倾向于寻找、或假定自然存在一种基本的离散性。在很大程度上，正是因为卢克莱修的影响，对离散性的追寻成为了我们历史基因的一部分。通过卢克莱修关于物性的书，西方自然科学的解释方法和发展朝向的哲学基础应归功于古代的原子论。正如Stephen Greenblatt在他的书《大转向》（The Swerve ，2011）中所说的那样，卢克莱修是“世界如何变得现代”的根源。
对卢克莱修的误读
然而，这存在一个问题。如果故事是真的，那么现代西方思想完全是以被误读的卢克莱修诗歌为根基。这自然不是故意的曲解，而是读者犯了一个简单的错误，他们将知之甚少的、大多来自其论敌证词的二手古希腊原子论，投射到卢克莱修的文本上。他们假定卢克莱修的工作与前人有着比真实存在的更为紧密的联系。
关键是，他们将“atom”（原子）和“particle”（粒子）这些词语插入到翻译的文本中，然而卢克莱修从未使用过它们，一次也没有。对于一个所谓的原子论者来说，这真是一个奇怪的疏漏，不是吗？卢克莱修本可以轻易地使用拉丁文atomus（最小的粒子）或者particula（粒子），但是他没有。然而，他确实使用过的两个非常不同的拉丁词语corpora（物质）和rerum（事物），被例行翻译解释为离散“原子”的同义词。
此外，现代人要么转变了、要么完全忽略了书中几乎无处不在的关于连续与折叠的语言，例如短句“solida primordia simplicitate”（单纯的连续体）。作为一个少有的同时对经典文本和量子物理感兴趣的学者，我被这些材料中存在的连续性深深震撼。我试图在自己最近翻译、评论的书《卢克莱修：关于运动的本体论》中展现这一切，然而有一个关键问题：这个简单然而系统性的、无处不在的解释偏差组成了可能是现代科学和哲学历史上最大的错误。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/tqOuxs8dsHPanHICw6iccfsxk6sjkouCibbqD5N5SRGdD9VNtgYxjqkFrnSaETP7BFUMFTqicJHJjayxb8chJ3chw/640?wx_fmt=jpeg○ 本文作者的最新著作：《卢克莱修：关于运动的本体论》。
对现代科学的影响
这个错误使现代科学和哲学走上了500年的探索宇宙尽头的粒子的过程。它孕育了自然主义和唯物主义值得称道的长处，然而也导致了机械的还原论，以及人对自然的公然统治这些不值得称道的事物，而它们并没有出现在卢克莱修的原始拉丁文本中。
更重要的是，当面对诸如引力、电磁场、时空等现象时，牛顿、麦克斯韦、甚至爱因斯坦都会回归到原子论的想法来解释它们。今天，我们已经不再将卢克莱修作为权威的科学文本来阅读，然而，我们仍然面对着来源于现代量子力学的连续性和离散性的问题。
今天的理论物理处在一个关键的转折点。广义相对论和量子场论是现代物理学的两大基石，它们各自都取得了令人难以置信的成功。然而问题是，它们还没有被统一为一个总体理论的两个方面。大多数物理学家认为，实现这样的大统一理论只是时间问题，尽管当下最前沿的理论——弦论和圈量子引力仍然有待实验验证。
量子引力至关重要。支持者的观点是，量子引力表明，世界的终极自然结构——时空——不是连续的，而是颗粒状的，也就是说，时空根本上是离散的。原子论可能最终被证明是正确的，尽管在起源处存在解释偏差。
只有一个困扰的问题：量子场论声称，所有离散的能量量子（粒子）仅是完全连续的量子场的激发或者涨落。场在根本上并非颗粒状的。在量子场论中，所有物质可能都是由颗粒构成的，然而所有的颗粒又是由折叠的连续场构成的，我们只是简单地以颗粒的方式来度量场。
物理学家已经将连续场的亚颗粒运动命名为“真空涨落”。量子场只是持续运动的物质（能量和动量），再无其他。因而，量子场并非真的虚空，而更像是一个完全为正的空洞（真空自身的流），又或者像是一片起伏的海洋（狄拉克海），其中所有离散的物质都是冲向岸边的被折叠的泡沫，如Carlo Rovelli在《现实不似你所见 》（Reality Is Not What it Seems）中所说的那样。换句话说，离散粒子是连续场的褶皱。
“自然是连续的还是离散的？” 这个现代科学的核心问题的答案，既简单又相当极端。时空不是连续的，因为时空是由量子颗粒组成的，而量子颗粒不是离散的，因为它们是无限的连续振动场的褶皱。因此，自然并非是简单的连续，而是充满褶皱的连续。
这就把我们带回了卢克莱修和那个最根本的错误。既适用于原子论、又时而与原子论相违背，卢克莱修提出了关于持续运动的、无限连续的自然的第一套唯物主义哲学。对于卢克莱修，事物只是在一个单一的连续织物上，按照各自的起伏编织的折叠、褶皱、气泡或者孔洞。
自然是无限的动荡与扰动，然而仍然会以亚稳态的形式冲向岸边，就像是维纳斯的诞生，如同卢克莱修在《物性论》开头几句所写：“没有你（维纳斯），什么也不会出现在光之海岸。”然而历经2000年，或许卢克莱修终于成为了我们的同代人。
原文标题为“Is nature continuous or discrete? How the atomist error was born”，首发于2018年5月18日的Aeon。原文链接：https://aeon.co/ideas/is-nature- ... mist-error-was-born。中文内容仅供参考，略有删减，一切内容以英文原版为准。
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