前言 物理學(xué)中的黑概念
黑暗，構(gòu)成了一個(gè)世界。
亨利米修 ，《雜亂的無(wú)限》（LInfini turbulent）
物理學(xué)中有很多與黑暗相關(guān)的概念，比如黑色的天空黑體黑洞暗物質(zhì)暗能量，正是黑暗勾起了我們的求知欲。我們兩個(gè)，一個(gè)物理學(xué)家，一個(gè)哲學(xué)家，之所以會(huì)合作，是因?yàn)榭茖W(xué)概念上的黑既有教育意義，又發(fā)人深思。為什么物理學(xué)家認(rèn)為需要黑化這些概念？這個(gè)從普通語(yǔ)言中借用的詞匯是什么意思？它對(duì)科學(xué)語(yǔ)言的制定是無(wú)足重輕且毫無(wú)影響，還是其中隱約包含著某種隱喻？總之，物理學(xué)中的黑概念會(huì)因?yàn)樗鼈兊暮诙鴵碛刑厥庑詥�？�?duì)于那些構(gòu)想出這些黑概念的人來(lái)說(shuō)，黑這個(gè)字在我們這個(gè)時(shí)代的科學(xué)文化中又意味著什么呢？
盡管筆者非常欣賞安德烈弗朗坎 的黑色幽默代表作《黑思想》，但是我們的書(shū)并不會(huì)涉及神經(jīng)衰弱的物理學(xué)家們腦中陰郁的反復(fù)思考，而是關(guān)于黑化一些現(xiàn)象而產(chǎn)生的物理概念及其特殊性的反思。這種黑化是否意味著這些概念是相關(guān)的呢？但是至少有一個(gè)值得注意的事實(shí)存在，而且應(yīng)該為它寫(xiě)本書(shū)，那就是：這些概念都與過(guò)去或者現(xiàn)在的重要科學(xué)謎團(tuán)有聯(lián)系。幾百年來(lái)，黑色的天空讓天體物理學(xué)家們魂?duì)繅?mèng)縈；黑體輻射之謎是量子力學(xué)的起源；黑洞理論極具特殊性，在人們發(fā)現(xiàn)它的效應(yīng)之前，天體物理學(xué)家就已經(jīng)為之興奮；暗物質(zhì)是解決星系和星系團(tuán)運(yùn)動(dòng)異常的假說(shuō)；而暗能量則可以解釋宇宙加速擴(kuò)張的原因！關(guān)于這些黑概念存在進(jìn)一步思考，然而這些可能和它們的黑化并沒(méi)有直接關(guān)系。
黑，一定是因?yàn)楣獾耐耆�缺失。但是在物理學(xué)中，黑卻有特殊的意義。黑體并不一定是黑色的，黑洞也與顏色無(wú)關(guān)：它只是無(wú)法被看到。黑被歸類(lèi)為肉眼無(wú)法觀察到的物理現(xiàn)象，這個(gè)特點(diǎn)因現(xiàn)象而異天空的黑色和暗能量的黑不同，但是觀察的難度也會(huì)嚴(yán)重影響歸類(lèi)的結(jié)果。一個(gè)概念被定義為黑并不是偶然的。在科學(xué)語(yǔ)言中，形容詞黑上發(fā)生了一個(gè)被加斯東巴什拉 稱(chēng)為語(yǔ)義革命的變化：它的意思改變了。它的原始含義被提純了，被重新定義了，這樣它就只被用來(lái)表達(dá)物理學(xué)家需要它表征的對(duì)象屬性了。于是，黑不再是一種顏色，而是成了一個(gè)單義的科學(xué)術(shù)語(yǔ)。
其實(shí)，這是科學(xué)家努力想要實(shí)現(xiàn)的理想。
因?yàn)楸仨毘姓J(rèn)，由于某個(gè)詞語(yǔ)在普通語(yǔ)言中已經(jīng)具有了含義，因此這樣的發(fā)源總會(huì)留下痕跡，它會(huì)默默影響科學(xué)的表達(dá)方式，也會(huì)帶給這種表達(dá)方式一絲隱喻的意味。就好像物理學(xué)家關(guān)于黑概念的學(xué)說(shuō)都有一個(gè)黑色影像的光圈如影隨行。在物理學(xué)家做論證時(shí)，他必須擺脫這些黑色的影像，才能使自己的理論建立在清晰和鮮明的概念與精細(xì)的公式和算法上，可是這并不表示這些黑色的影像不存在，它們必定存在于物理學(xué)家無(wú)盡的遐想當(dāng)中。因此為了理解這些黑概念，不僅需要分析物理學(xué)是如何把黑這個(gè)形容詞的字面意思，做了深刻的變化，還要闡釋這個(gè)既可以表顏色的形容詞，又可以用作科學(xué)短語(yǔ)的詞匯是如何獲得這些含義的。每一個(gè)黑概念都對(duì)應(yīng)著一個(gè)黑色的圖像，就像是通過(guò)語(yǔ)言將影子投射在想象中一樣。掌握這些黑概念的物理學(xué)家可以不去理會(huì)這些黑色的圖像，但是這恰好證明他必須在這些影像干擾科學(xué)思維的時(shí)候?qū)⑺鼈償[脫掉，或者在被它們激發(fā)起好奇心時(shí)將它們升華。因?yàn)槲覀儫o(wú)法用這些圖像來(lái)完成推理，但是也無(wú)法將思維和圖像完全分離。我們不能將二者混淆，也不能將它們錯(cuò)誤地融為一體，于是我們決定在這本書(shū)中，既從認(rèn)識(shí)論和歷史角度分析這些黑概念的科學(xué)含義，同時(shí)也探索黑色圖像的象征意義。
與此同時(shí)，我們會(huì)繼續(xù)加斯東巴什拉的研究。巴什拉是第一個(gè)將認(rèn)識(shí)論分析與心理學(xué)分析的一種特殊變形相結(jié)合，并使用這個(gè)對(duì)偶方法的人。1938年，他出版了兩部既不相同又互為補(bǔ)充的著作：《科學(xué)精神的形成》和《火的精神分析》。在《科學(xué)精神的形成》中，他解釋了科學(xué)精神必須首先克服認(rèn)識(shí)論障礙，因?yàn)樗鼈儠?huì)妨礙和阻止科學(xué)精神對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行精密的思考，這些障礙往往只是普通語(yǔ)言所建立起來(lái)的想象。在《火的精神分析》中，他研究了一些與火相關(guān)的圖像來(lái)證明它們之間的關(guān)聯(lián)并不是隨機(jī)的：它們之間的聯(lián)系方式雖然與邏輯關(guān)系完全不同，卻是非常精確的。在這位著名先驅(qū)的啟發(fā)下，我們首先要點(diǎn)明物理學(xué)中每一個(gè)黑概念的含義，以及與這些概念相應(yīng)的黑色圖像的含義，留待讀者來(lái)判斷這些學(xué)術(shù)上的含義與隱喻的含義是否不可分割、相互補(bǔ)充或者相互交錯(cuò)。但是，在開(kāi)始從黑色的天空到暗能量的旅程之前（我們還會(huì)談到黑體、黑洞和暗物質(zhì)），我們先試著確定一下物理學(xué)中黑字在研究者腦中的籠統(tǒng)含義，以及黑字在詩(shī)人和幻象者的腦中會(huì)產(chǎn)生什么樣的圖像。
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為什么物理學(xué)會(huì)將一些物質(zhì)看成黑色的呢？為了回答這個(gè)問(wèn)題，我們首先要知道看在物理學(xué)中是什么意思。長(zhǎng)久以來(lái)，物理學(xué)家不再通過(guò)自己的肉眼感覺(jué)來(lái)觀察現(xiàn)象，而是使用工具：從伽利略的天文望遠(yuǎn)鏡到各種顯微鏡、分光鏡，再到最近的粒子加速器。這些探測(cè)儀器可以讓我們與一些本來(lái)無(wú)法感知到的現(xiàn)象進(jìn)行互動(dòng)。著名的觀察者就是一個(gè)機(jī)器�？蒲腥藛T會(huì)首先介入，做出預(yù)測(cè)，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)并校準(zhǔn)探測(cè)器，在觀察之后，說(shuō)明結(jié)果，糾正自己的假說(shuō)，并得出必要的結(jié)論�？墒牵�在觀察期間，技術(shù)才是最重要的。為了強(qiáng)調(diào)技術(shù)干預(yù)的重要性，巴什拉創(chuàng)造了一個(gè)新詞現(xiàn)象技術(shù)（《新科學(xué)精神》，1934年）。這個(gè)混合詞是將現(xiàn)象與技術(shù)連在了一起，它意味著，從此以后，現(xiàn)象的意思發(fā)生了變化。它的傳統(tǒng)定義是主動(dòng)展現(xiàn)給大家看的東西，而科學(xué)現(xiàn)象不是主動(dòng)展示，它是通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立起來(lái)的。亞里士多德是決不會(huì)做實(shí)驗(yàn)的，因?yàn)檫@是對(duì)大自然的侵犯。19世紀(jì)，實(shí)證主義者們依然將實(shí)驗(yàn)作為檢驗(yàn)先驗(yàn)現(xiàn)象的衡量標(biāo)準(zhǔn)，然后試圖用數(shù)學(xué)規(guī)律對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行描述。在當(dāng)代科學(xué)研究中，新的現(xiàn)象不是簡(jiǎn)單地被發(fā)現(xiàn)，而是被創(chuàng)造，被一點(diǎn)一點(diǎn)建立起來(lái)的。（《研究》，19頁(yè)）研究者不是觀察事實(shí)，而是根據(jù)理論的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，通過(guò)使用高精準(zhǔn)的技術(shù)來(lái)創(chuàng)造效果。因此，看意味著在物理理論的基礎(chǔ)上創(chuàng)造現(xiàn)象技術(shù)，而這個(gè)現(xiàn)象技術(shù)（可能）會(huì)使一些新的現(xiàn)象甚至預(yù)想不到的現(xiàn)象顯現(xiàn)出來(lái)。
乍一看，這樣的觀察方式只適用于粒子物理學(xué)這樣的實(shí)驗(yàn)科學(xué)，而不適用于天文學(xué)這樣的觀測(cè)科學(xué)，因?yàn)樵谟^測(cè)科學(xué)中，我們無(wú)法按照自己的意愿創(chuàng)造現(xiàn)象。然而，現(xiàn)象技術(shù)不只應(yīng)用于粒子加速器，也同樣出現(xiàn)在天文觀測(cè)臺(tái)。研究者們通過(guò)信號(hào)來(lái)觀察宇宙，這些信號(hào)有時(shí)很微弱，它們的波長(zhǎng)不在可見(jiàn)光譜的范圍內(nèi)，甚至是靠光子以外的其他粒子來(lái)傳播的。研究者的儀器可以讓我們看到肉眼不可見(jiàn)的現(xiàn)象�；�于抽象的假設(shè)和復(fù)雜的運(yùn)算，天文學(xué)家制造出一些高端的儀器來(lái)搜集隱藏于其他波長(zhǎng)中的信息。看的含義始終是與現(xiàn)象進(jìn)行互動(dòng)，對(duì)這個(gè)互動(dòng)進(jìn)行測(cè)量并從中獲得與現(xiàn)象相關(guān)的信息。第一個(gè)信息的傳播媒介是光，科學(xué)家自然而然地在他們的非正式語(yǔ)言中保留了和視覺(jué)相關(guān)的詞匯。然而大部分的時(shí)間里，被研究的現(xiàn)象不是與光、聲波或中微子相互作用，而是與其他頻次的電磁波相互作用。即使光不再參與互動(dòng)，現(xiàn)象技術(shù)也必須能夠接收和計(jì)量與被觀測(cè)的系統(tǒng)互動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的信息。
現(xiàn)在，我們已經(jīng)確定了看對(duì)于一個(gè)物理學(xué)家意味著什么，那么我們就能毫不費(fèi)力地猜出他賦予黑的含義：基本上，就是他看不到或者看不清的東西。在物理學(xué)中，黑代表抵抗探測(cè)的物質(zhì)，不會(huì)和電磁波相互影響的物質(zhì)，或者該物質(zhì)與電磁波以某種方式發(fā)生互動(dòng)，而以我們目前擁有的現(xiàn)象技術(shù)無(wú)法接收到相關(guān)信息。黑色天空的謎團(tuán)已經(jīng)用它自己的方式提出了疑問(wèn)：恒星的光本應(yīng)該從各個(gè)方向到達(dá)我們的眼中，可我們?yōu)槭裁磪s感知不到呢？黑體將所有的電磁波吸收卻不發(fā)出任何反射；黑洞是一個(gè)實(shí)心的天體，這所有人都知道，它使光線(xiàn)無(wú)法逃脫引力的影響（物質(zhì)自然也一樣）；暗物質(zhì)是一個(gè)關(guān)于物體質(zhì)量與光線(xiàn)不會(huì)相互影響的假設(shè)；最后，暗能量可能是最晦澀的概念：它不僅無(wú)法被觀察到，而且還可能是對(duì)抗萬(wàn)有引力的一個(gè)力量來(lái)源。
所有這些黑概念，雖然混雜，但從概念層面講，總和黑或暗有一些關(guān)聯(lián)：它們被應(yīng)用在物理學(xué)家無(wú)法看到的現(xiàn)象上。在這本圖文并茂的書(shū)中，我們要強(qiáng)調(diào)指出的是，這些黑概念生發(fā)出了一些問(wèn)題，而這些問(wèn)題是我們正在試圖了解或者還無(wú)法搞清楚的。它們的情況難以闡明：這究竟是事實(shí)，還是暫時(shí)無(wú)法證實(shí)的理論可能，抑或只是空想？
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除了關(guān)于黑概念的認(rèn)識(shí)論分析，我們還將使用黑暗的精神分析法。在《火的精神分析》（全書(shū)名為《火的客觀意識(shí)的精神分析》）一書(shū)中，巴什拉發(fā)明了一種新型的、獨(dú)特的精神分析法。這種方法不是要記錄一個(gè)靜止地?cái)R在沙發(fā)上的火焰的秘密，而是要統(tǒng)計(jì)火的形象和象征，因?yàn)樽赃h(yuǎn)古以來(lái)，火激發(fā)了人類(lèi)無(wú)窮的想象，火的破壞性也阻礙了人類(lèi)的認(rèn)知。巴什拉的精神分析法旨在蕩滌束縛科學(xué)精神的形象。因?yàn)榛鸬墓爬闲蜗蟛⒉皇强陀^的。這些形象阻礙了人類(lèi)對(duì)燃燒現(xiàn)象的理解。為了擺脫束縛，科學(xué)精神始終需要對(duì)抗自身的自然傾向，比如它會(huì)把一種物質(zhì)歸于熱量，再將熱量理解為一種微妙的氣體。巴什拉希望將我們的精神從這些給我們?cè)斐苫靵y的形象中解放出來(lái)。在序言中我們強(qiáng)調(diào)，巴什拉的這個(gè)計(jì)劃是有悖傳統(tǒng)的，而它很快就會(huì)被一些更加精妙、更加形象的分析所取代。因?yàn)�，這位來(lái)自?shī)W布河畔巴爾的哲學(xué)家最終會(huì)被自己所研究的隱喻的魅力而深深吸引。他樂(lè)此不疲地詳盡地描述火焰的形象，宣稱(chēng)要把我們從火奇怪的復(fù)雜中解放出來(lái)。
我們也想本著這樣的精神做研究，盡可能使黑色形象的學(xué)術(shù)特征（目的是讓每一個(gè)遐想都明確意識(shí)到想象對(duì)理念的扭曲，即使這想象因理念而生）和自由聯(lián)想的荒謬特點(diǎn)（目的是讓遐想保有自發(fā)性。遐想不是理念的仿制品，而是我們的文化共鳴的結(jié)果）兩者之間達(dá)成平衡。
盡管如此，人們可能會(huì)考慮黑是否契合這個(gè)研究。在巴什拉看來(lái)，火因其在人類(lèi)進(jìn)化中扮演著至關(guān)重要的角色，是集體想象中至關(guān)重要的元素。那對(duì)于黑來(lái)說(shuō)，情況相同嗎？巴什拉還寫(xiě)過(guò)其他一些關(guān)于火的詩(shī)集，以及關(guān)于水、空氣、土的作品。他以此證實(shí)了一個(gè)觀點(diǎn)，那就是只有用于煉金術(shù)的四種元素（空氣、水、火、土）是構(gòu)成集體想象的最重要物質(zhì)。然而仔細(xì)想來(lái)，這個(gè)論點(diǎn)是武斷的。如果火的形象是從人類(lèi)能夠使用火的那一刻開(kāi)始根植于集體想象中的，那么在此之前，夜晚的黑暗籠罩了我們那么久，我們又該如何描述這個(gè)更加古老、更加強(qiáng)大的形象呢？
巴什拉在他的《水與夢(mèng)：論物質(zhì)的想象》中研究了黑水的形象，他自己也做出了這樣的思考：如果黑水的形象是融合了水和夜晚的形象，那么豈不是應(yīng)該承認(rèn)夜晚和水一樣，是原始而深刻的想象實(shí)體嗎？
當(dāng)我們要對(duì)水與夜的結(jié)合發(fā)表一些見(jiàn)解時(shí)，似乎與我們關(guān)于物質(zhì)想象的總的觀點(diǎn)相違背……然而，物質(zhì)的遐想是如此自然，如此不可抗拒，以至于想象通常會(huì)接受這個(gè)夢(mèng)幻，這個(gè)出現(xiàn)在積極的夜晚、深邃的夜晚、潛進(jìn)的夜晚、進(jìn)入各種事物中去的夜晚的夢(mèng)幻。此時(shí)，夜不再是一位蒙著黑紗的女神，也不再是帷幕，遮擋著大地和大海；夜是夜晚，夜是一種實(shí)體，夜是夜間的物質(zhì)。物質(zhì)的想象控制著夜。正如水是最適合用來(lái)混合的實(shí)體，夜會(huì)深入水里，使湖底失去光澤，會(huì)浸潤(rùn)池塘。有時(shí)，夜的滲透是如此深入，如此隱秘，以至于在想象中，池塘在白晝依然保留了一點(diǎn)夜間物質(zhì)，一點(diǎn)實(shí)體性的黑暗。（《水與夢(mèng)》， 137頁(yè)）
我們接受這個(gè)假設(shè)：所有的黑色形象都擁有它們各自的特殊性，這個(gè)特殊性源自黑理念在想象中的轉(zhuǎn)換，但是這些黑色形象都具有同一個(gè)想象元素的性質(zhì)，即我們稱(chēng)之為黑暗的夜晚物質(zhì)。
由于巴什拉感受到了黑暗元素的豐富和強(qiáng)大，他甚至創(chuàng)立了一個(gè)系統(tǒng)研究黑色形象的項(xiàng)目：如果我們能將所有的黑色形象集中并分類(lèi)，我們想象可以整理出很好的文學(xué)素材……（《土地與對(duì)靜息的遐想》，1948年，90頁(yè)）。他雖然并沒(méi)有完全考慮過(guò)將物理學(xué)里的黑理念當(dāng)作遐想的動(dòng)機(jī)，可卻注意到了和這些理念相符合的眾多黑色形象的特殊性：布滿(mǎn)星星的夜空的透明的黑，身體內(nèi)部的黑，旋渦令人眩暈的黑，煉金術(shù)士在黑暗中完成的作品所包含的可變的黑，黑暗中隱藏的神秘的黑。他的這些直覺(jué)先于我們的研究，我們發(fā)現(xiàn)，在我們始于物理學(xué)的遐想和他始于文學(xué)素材的遐想之間存在著共鳴。當(dāng)然，我們不會(huì)僅僅局限在這種共鳴中，我們將探索我們的文化帶來(lái)的所有相關(guān)啟示。