日食中的科学与神秘主义（二）
天体物理中心83研 毕红光
作者手机拍的日全食周边环境景色
这里，我想泛泛谈论一下人类知识的进步。
由于生产力发展水平的不同，大自然环境的不同，对物质世界需求的不同，人类各个民族在地球不同地方不同的繁衍进化过程中，形成了不同的知识范畴，这也是一个民族的意识世界。知识范畴包含了宗教和生死观，哲学和宇宙观，道德和价值观等。能够繁衍下来的民族，其知识范畴必然是适者生存中的胜者。比如阴阳五行是中国古人认识宇宙的一个理论；而大爆炸是今天的物理科学描写的宇宙演化。这是两个知识范畴探讨同一件事物。
不同的知识范畴之间，无法互相批驳，或者去论证谁更具真理性。如果我们简单把社会意识看成一个数学体系，那么，因为出发的公理不同，也就无法与另外一个公理体系去比较对错。那么它自身是否可以判断真理性呢？这里又受制于哥德尔的不完备定律。范畴不能自证真理性。
所以我们很难拿阴阳五行来批评现代宇宙学，或者拿现代宇宙学去批评阴阳五行，只因基本的公理体系不同。我们在同一个知识范畴下，还可以比较不同理论的好坏，比如有限宇宙和无限年龄宇宙谁更接近真理，或在宇宙有无第一推动。只因为大家可以从最初的公理出发去论证。但不同范畴之间，就无法比较真理性。
但有一个量是可以比较的，即范畴所包含的知识的多少。
近代科学的出现，对人类这个整体来说，知识量毫无疑问是暴涨了。一个具体的例子就是日食。
直到200年前，人类还是不能很好预测日食的。虽然各个民族的传说和神话故事里，依然还能找到对月食的预言，但没有成功预测日食的记录。日食是月亮在地球上的投影，发生在地表面非常狭窄的一条环带上，同一个城市平均400年才出现一次。相比之下，月食是地球覆盖太阳射向月亮的光，它发生在几乎半个地球面上，同一个城市，平均18年就出现一次。日食和月食发生的频率一样，但对一个固定城市来说，日食罕见多了。大多数的王朝，在它建都的地方很可能一次日食也碰不到。而一旦发生日食，就成为惊天动地、让国家神经紧张的大事。
庞蕴居士与女儿
日食稀罕到这个程度，使得中土成佛的大师也捉摸不定。六祖惠能有个学生叫马祖道一，是著名的禅宗导师，门下有80个学生成佛。其中有个著名的居士，叫庞蕴。他的夫人、女儿和儿子都参禅，全家人修行极高。庞居士年纪大了，想学习先辈，选择自己涅槃的日子。他定在某个正午，告知出去了。那天他正坐在蒲团上进入涅槃，女儿灵照来报：爹，别涅槃啦，快去看，外面正发生日食呢。庞居士听说是罕见的日食，很好奇，站起身走出门。到了外面才知道是女儿开的玩笑。于是再回到房间，女儿已经坐在他的蒲团上涅槃了（上图）。庞居士只好把自己涅槃时间又推迟了七日。
这个例子说明了，佛也还不能把握日食什么时候发生。在佛学这一知识范畴里，成佛就是智慧的顶峰。而今天的科学，就可以极其精确预测日食发生的时间和地点。科学的预测力，是远远超越了佛学、阴阳五行说和西方的神学或者神话的。
科学之所以能表现出巨大的预测力，不仅仅因为它把握住了更本质的规律，而且能把这种认识表达到细微之处。比如科学不仅认识到地球绕太阳公转、月亮绕地球公转以及日食是因为月亮正好阻挡住了太阳的“真理性”，科学还能把日食途径的城市和时间等详细细节计算出来。
古人对宇宙的认识，比如阴阳五行和佛学，即使概念上极其深刻了，计算力往往局限于单体人的大脑上。科学让人类第一次跳出大脑，借助于数学和外在的媒介，实现可无限延伸的计算。
人脑的运算和储存，实际上是很有限的。意识上处理问题时，它只能进入有限的几级逻辑门（或者“因为所以”）。人脑思考问题时，做第一级“因为所以”，hold住；再做第二级“因为所以”，hold住；再做基于前两个之上的，第三级“因为所以”。这么下去，人脑能处理的逻辑门很快就填满了，计算会停滞。思维的深度，跨越不了几级。近代西方哲学就是在自己定义的概念里，用“因为所以”来回打架。能够hold三级的人，大概就是伟大哲学家了。哲学和科学最大的差异，就是前者只是个体大脑在自然语言下的产物。
直到科学出现之前，人类计算力和预测力，还是局限在单个大脑上。而且人脑的储存也是很有限的。研究发现人脑最多只能牢记1000个人的信息，所以如果人类不能聚集成超越1000人的群体，只能长期停止在原始社会。猴子更少，能记住100个猴子的信息，所以最大的猴群也只是100只左右。人类之所以能进入更高级的农业文明，是因为祭祖、宗教、神话等的引入，使得几万人、几十万人能够在一个共同的价值观下统一行动。科学符号和运算逻辑的采用以及数据媒介的录入，使得人类思维的逻辑门可以在无限级别上拓展。
科学爱好者和科幻作品经常误解科学的地方，就是他们会拿自己看到或者听到的科学概论来套用现象。比如有人听说基本作用力里有引力，微观有电子，于是就预言“引力子”。当报道说发现引力子时，有人就特别地激动，认为是他的发现。但实际上，科学不在乎思想或者幻想是否伟大。我记得开始读研究生时，意气风发，成天提出各种科学点子。后来导师说，想点子是没多大意义的，物理学不在乎思想，而在乎把如何把思想“计算出来”。这下醍醐灌顶，从此老实读书。
日食这一现象，就典型说明了科学的本质是计算。认识到日地月运行的真理，没太大的意义。有意义的是计算出各种星球的轨道。把日地月三维参数，加上引力方程，录入到电脑里一步步记算出来。这些结果记录在纸或者硬盘这样的媒介上，而不是在大脑里。单个大脑根本无法处理巨量的数据。数学、纸，硬盘和编程，让科学冲出大脑，进入可无限拓展的计算里。
图片说明：红线条是日全食途径地区，其它是偏食百分之多少的地区
最后，谈一下神秘主义话题，就是为什么月球的盘面正正好能够完全遮挡住太阳的盘面？这个问题困惑我很久。现在我认可它是“一个问题”，虽然不一定是当下科学范畴内的问题，但肯定是未来科学要回答的问题。
图片说明：左边是太阳在天球上的圆面，右边是月亮的圆面。月地距离有着明显的波动，所以视直径也稍有变化，右上表示月亮远离地球时的视圆面，右下是近地球时的视圆面。
这里有两个巨大的巧合，要都能满足了，我们才看到一个完美日全食发生。
1）太阳的直径比月亮的直径大400倍；而太阳到地球的距离也正好是月亮到地球距离的400倍。只有这样，月亮才能正好覆盖太阳圆面，形成日全食。假如月亮稍微近点，我们会看到过度的覆盖，天空黑漆一遍等同黑夜，日食并不震撼；假如月亮稍微远点，不能覆盖太阳，只形成日环食。人眼是感觉不到日环食的。
2）因为地月之间捆绑引力能不断被地球的潮汐所耗散，所以月地距离是不断扩大的。这个扩大速度非常显著，一百万年就导致出人眼可视的效果了。但一百万年这个时间间隔，在地球演化历史上微不足道，它也正好是人猿智能的开始。100万年前，月地的距离短，日食只是一片简单的黑夜，不完美。现在进化出智能了，人类也就恰恰好看到完美覆盖的日全食。
所以，日地月的直径和距离比例要巧合，而人类智能出现的时间也巧合，两个巧合下，今天人类才能看到完美的日全食。在神秘意义上，这也预示着人类社会在100万年后，会发生某种变化。到时人类是灭绝了，还是进入一个全新的文明？
事实不仅仅是几何上，而且在日食时的天空景观上，“恰恰好覆盖”的日全食，也才是最完美的。如果盘边光太强，我们看不到黑盘，等于日食没发生。如果太弱，等同于黑夜，没有标志物，我们也不知道哪里去找太阳。所以，我们人类这个智能体，现在能看到月亮刚刚好覆盖了太阳视盘面，实在是太神奇了。
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