“求知是人类的本性”，2000年前亚里士多德如是说。但人类的知识是否存在界限？英国数学家马库斯·杜·索托伊（Marcus du Sautoy）在《我们无从知晓的》（What We Cannot Know）这本书中探讨了科学知识的边界。此前，马库斯·杜·索托伊接替著名学者理查德·道金斯成为了牛津大学西蒙尼“公众理解科学教授”。

杜·索托伊认为，当前正是科学知识的黄金时代。从欧洲大型强子对撞机到人类基因组排序再到费尔马最后定理的证明，当今科学界取得了众多值得人铭记的伟大成就。并且科学进步的节奏正在加快：自二战以来，每9年科学出版物的数量就会翻番。但仍有更大的挑战等待着人类去破解。癌症能被治愈吗？衰老能够被打败吗？是否存在一条能够适用于所有学科的“万物理论”？我们能够知道一切吗？

现实是，人类的知识存在着一条边界。理论上，如果你掷一枚骰子，牛顿的运动定律让我们能够预测最后将出现哪个数字。但人们需要推导良久方才能得出可靠答案。除此以外，许多自然系统，比如天气就显得很“无序”，或者说对于每一个小变化都很敏感：当下一个微小的变化就能够导致之后的状态变得截然不同。因为人们的计算无法完全精确，所以他们无法预测遥远的未来。美国科学家爱德华·诺顿·劳伦兹（Edward Norton Lorenz）就曾在1972年的一篇论文上表述过这样一个问题，那篇著名的论文题为《巴西丛林里一只蝴蝶扇动翅膀是否会导致德克萨斯州的龙卷风？》（Does the Flap of a Butterfly’s Wings in Brazil Set Off a Tornado in Texas?）。

即使未来不可预测，人们依然希望能够揭开物理世界的规律。正如史蒂芬·霍金在他1988年的畅销书《时间简史》中写道，“我仍然相信，在谨慎乐观的基础之上，我们可能已经接近了探索自然终极定律的终点。”但当人们已经抵达终点时，他们自己如何才能知晓这一点？他们之前就误判过：伟大的物理学家开尔文勋爵在1900年自信地宣布：“现在物理界已经没有什么新的理论能够被发现了。”然而就在几年后，相对论和量子力学又开启了物理学的新篇章。

量子力学准确地向我们展现了人类知识的局限性，因为它认为在宇宙中存在着基本的随机性和不确定性。举例而言，电子以一种“波函数”的状态存在，在空间中肆意流窜，在你观测到它们（也就是“打破”了波函数）之前，它们并没有一个确切的位置。与此同时，对于人们能够知道多少也存在着一个绝对的界限。海森堡的不确定性原理就量化了这种界限，该原理认为你无法同时得知粒子准确的位置和动量。你越是准确地知道电子的位置，你越是无法知道它将向何处运动。就连科学家都觉得很吊诡。正如丹麦物理学家尼尔斯·玻尔所说，“谁要是不对量子力学感到震惊，他一定还没理解它。”

杜·索托伊的这本书从头至尾都在探讨这些界限。他讲述了大爆炸理论中的宇宙起源，亚原子粒子的发现之旅（从1930年代的正电子开始）和进入黑洞内的物质和讯息的销声匿迹。人类的大脑也存在诸多有趣的谜团，从神经元的结构到意识问题，在这本书里都有涉及。

最终，他回到了自己专长的数学领域。如果人们无法知道物理世界中的一切，那么至少他们可以依赖数学真理？但这同样存在界限。不少数学家的经历已经告诉我们，证明某些数学定理可能需要花上一整个宇宙的时间。并且没有一个数学系统是完整的：正如奥地利逻辑学家库尔特·哥德尔在1930年代所展示的，总有一些因系统不够强大而无法证明的正确结论。

这些事实将指引我们去往何方？最后，杜·索托伊给出了一个乐观的讯息。虽然有些东西人们可能永远无法知道，但人们并不知道这些东西是什么。并且最终，这正激发了人类对未知、对探索新知识的渴望。

（翻译：韩宏 编辑：金玉蓉）