译者序　关于科学悖论的二三事：为什么我们要探讨科学悖论

戴凡惟

 

西方哲学史上第一位哲学家一般公认是古希腊的泰勒斯（Thales of Miletus，公元前624—546年）。他提出的哲学论点非常简单：“万物本源为水”。泰勒斯所持的理由是，万物皆由水而生，复归于水，因此水是万物的本源。尽管他的论点在今日看来十分天真而粗糙，但却是西方历史上人类首度试图探究世界的本质，并提出以逻辑论证为基础的解答。这表示人类的智识不再局限于眼见的表象，而是更进一步探索物质世界背后的本质，这是人类思想史上的里程碑。泰勒斯因此被尊为西方哲学之父。

物理学的动机也是如此——试图在各种自然现象中找出自然界根本的规律性。与哲学不同之处在于，除了逻辑的规范之外，物理学还受惠于数学的发展。各种物理定律不但以数学语言的形式来表达，数学也为物理学提供了量化预测的能力。广为大众接受的物理理论（典范理论）不但能够解释已知的现象，它所提出的预测也必需与日后的观测相符。然而，偶尔也会发生典范理论（例如量子论）演绎出看似荒谬的结果（例如薛定谔的猫），这时候物理悖论就诞生了。

作者将悖论区分为两类，一类导致循环论证或产生自相矛盾，例如究竟先有鸡或先有蛋、以及“这句话是假的”陈述等等，称之为“真悖论”；这种悖论是无法解决的。另一类则是“认知悖论”，也就是论证的结果看起来荒谬或者与直觉相悖，但却是可以解决的，也就是它其实并非真的是个悖论。本书所讨论的乃是后者。

本书探讨横跨古今两千多年，科学史上最重要的9个悖论，涵盖了运动学、宇宙论、统计物理、相对论、以及量子物理等范畴。

这些悖论之所以重要，有些是因为它们挑战典范理论，并且在相当的时间之内立于不败之地（例如奥伯斯佯谬）；有些则凸显出典范理论违背直觉的特性（例如孪生子悖论）。然而不论如何，这些悖论的解决都为我们带来对于物理世界深刻而重要的理解，因此值得深入探讨。