从无到有、存在与消亡这些悖论在所有文明中都被争论不休。追溯到公元前1700年,古印度吠陀经典《梨俱吠陀》(Rigveda)中的赞美诗就唱道:
那里没有存在,也没有消亡。
没有空间的国度,也没有遥远的天空。
是何物驱动?在何处暗涌?(2)
此类问题在古希腊时代就被哲学家无休止地争论。约在公元前600年,泰利斯拒绝接受虚无的存在:对于他来说,从无中不可能生出有,同样的,有也不可能消失为无。他将这种理论扩展到了整个宇宙,即宇宙不可能来自无。
当无的概念遭遇到逻辑准则,泰利斯抛出了一个问题:当人们思考无时,是否就产生了一些东西呢?根据古希腊的逻辑学,答案是:如果没人深思它,那么这里就只有无。而我之前的问题--如果无人知晓这里是无,那么这里还能是无吗--似乎已经在3000年前就被肯定地回答了。虽然我一直以为,这些理论只是公理上的断言,而没有得到证实。但是我发现在泰利斯之后没有人再定义过“无”这个概念,除了粗浅地说一说“无”就是“有”的反面这种无用之论。
之后,泰利斯将精力从研究“无”转向研究事物的本质。他曾成功预言了发生在公元前585年5月28日的日食,这个骄人的成就也印证了他的能力。因而人们如此认可他的理论也就不足为奇了。他提出,如果事物不能从“无”中被创造出来,那么必然有一种普遍存在的原始精华用来制造万事万物。而“世间万物从何而来?”这个问题又引出了另一个问题:假设我们从一个空间范围内移走了所有的物质,那么这个空间会回到最原始的“无”的状态吗?泰利斯对于这个疑问也提出了他的观点:他认为原始精华是水。冰、水蒸气和液态水是水的3种表相,因此他假设水可以变成其他无限多的形态,冷凝成岩石和其他万物。就像一个水坑看起来消失了,但之后又会以雨的形式从天而降--这就出现了蒸发器的概念,而这个概念让人认识到水是可以循环的。对于泰利斯来说,如果空间内的物质全部转化成了它们的原始形态,即如海洋一般的液态水,那么空间就完全“空”了。因此,水包含了物质所有可能的形态。(2500多年之后的当代,这个理论已经死亡,但是现代虚空理论延续了这个概念上的术语,假定地认为其内部是一个无限深的基本粒子的“海洋”。)
38年之后(当然这里的年是我们的意识定义的),公元前548年,泰利斯重新回到了讨论“空”这个永恒的话题上面,但是他依旧认为有一种普遍存在的原始精华或者“Ur物质”。但是这个“Ur物质”的性质几经探讨仍然无法有定论。比如,赫拉克利特坚持认为它应该是火。那么火又是从何而来呢?答案是--火是永恒的,正如其他与创世之神有关的事物一样。而通过比较,阿那克西米尼(Anaximenes)认为它应该是空气。空气可以无限扩展,而且不同于水,它无处不在,从而成为宇宙万物之源的首选物质。
在公元前5世纪中叶,恩培多克勒(Empedocles)遇到了一个问题:空气是一种物质还是“空”无一物的空间。而他开始尝试使用实验方法来验证则是源于一种被称为“Hydra”的仪器的发明。这种仪器的主体包含一支玻璃管,一端开口,另一端是一个球形容器,球形容器底部分布了很多小孔,使得水可以穿过小孔流出--前提是管的开口端保持敞开;如果你用手指堵住它,水就不会流出了。如果清空Hydra然后浸入水池中,只要瓶口保持敞开,水就会流进来并重新装满瓶子。然后,如果用手指堵住瓶口,空气逃不出去,同时水也进不来。这说明:空气和水可以交替存在于同一个空间;空气离开前,水无法进入;空气是一种物质而不是“空”间。直到17世纪,托里拆利才解释了其中的过程及缘由。
恩培多克勒将Ur物质的概念延伸为4种元素:空气、水、火和土。他提出了早期的力量的概念:力量就是爱和恨,是吸引和排斥的驱使者。毫无疑问,他是区分物质和力的第一人,但是他仍然坚持认为不可能有完全空的“空”间。
图1.1
(a)一个球形瓶装有水,在瓶底部有很多小孔。当顶部的盖子封住时,水会保持在瓶内。
当盖子打开,(b)水会从小孔中漏出。
(c)图中的空瓶子顶部的盖子封住,然后浸入水池中,水不会进入瓶内。
(d)打开盖子后,水会通过小孔进入瓶内。
(e)再次合上盖子,一个装有水的球形瓶又能完好如初地从水池中提出来了。
物质的很多形态都是颗粒状的。而将颗粒球形的物体装在一起时,它们之间会产生空隙。而这种方式排列的“空”间中不可能存在虚空。恩培多克勒认为是一种叫以太的东西,它比空气更轻,填满了颗粒之间的空隙,实际上填满了整个宇宙。
阿那克萨戈拉(Anaxagoras)也拒绝接受“空”间的存在以及“无”中生“有”的理论。他认为物质是从混沌中重新排列后出现的,而非来自“无”中生成的宇宙物质。混沌重排理论承认物质会进化和改变,就像我们吃的食物最终形成了我们的身体一样。基础元素在改变总体结构时表现出的这种性质催生了原种论以及原子论。阿那克萨戈拉相信不存在最小的原子,物质可以被无限分割,因此无须担心球体间的接触会有空隙,不需要用于填充空隙的以太。
伊壁鸠鲁(Epicurus,公元前341-前270年)和留基伯(Leucippus)、德谟克利特(Democritus)一起,继续坚持否认“无”可以生“有”。他们被认为是原子理论、小型基本不可分割原种理论的原创者。他们提出了概念,认为存在虚空和“空”间使得原子在其间穿行。这个理论认为,如果在某处已经存在某物,那么原子就没法再进入此处。要使这种穿行成为可能,那么必然有“空”间使得原子可以进入。他们甚至设想了一个无限大真空宇宙,其间充满移动的原子,它们虽然个体过小无法分别观测,但是抱团形成了可见的宏观态的簇。原子不停地运动,但是整个簇看起来却是大体静止的。这个构想有点像一个非洲蚁窝,远看像一个静止的土堆,但是靠近时会发现它包含数百万个移动的小个体。
虽然这种原子理论和现代物质理论很像,但在2000多年的人类文明中占主流地位的亚里士多德的观点却是与之背道而驰的。亚里士多德认为虚空必须是彻底规则和对称的,必须前后相同、左右一致、上下一样。这个概念也在《梨俱吠陀》的赞美诗《创世圣诗》中出现:
有上耶?
有下乎?
在这种哲学体系下,物不会自行掉落或者移动,而只能稳定存在于此。这其实就形成了后来牛顿力学的一个大概。但是亚里士多德认为这种性质导致“无”是不可能存在的,并从逻辑上将虚空不存在的观点进行了最为清晰的表达。假设“空”间是一种物质,并且现在你将一个物质放入这个“空”间,那么在同一空间点上就同时存在了两个“物质”。如果上述情况有可能的话,那么推广到现实世界中就会荒谬地允许任何两种物质同时存在于同一地点。所以,在亚里士多德看来,逻辑上空间不可能是一种物质,因此也是一种非存在。他将虚空定义为没有存在体,并且因为物质的基本元素是永恒存在的,因此不可能有一个地方是完全空的。
小结一下,亚里士多德逻辑否认虚空的存在,并使得学术界普遍认为“自然界憎恶真空”。这种观点长期被认为是不证自明的,虽然现在我们知道那是错误的。