普适之火
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在 L. Sprague de Camp 的奇幻小说 The Incomplete Enchanter(它为后来大量仿作定下了模版)中,主人公 Harold Shea 从我们自己的宇宙被传送到了北欧神话的宇宙里。1 那个世界是以魔法而非技术为基础的;所以很自然地,当我们的主人公试图用一根从地球带去的火柴生火时,那根火柴怎么也划不着。
我知道那终究只是一篇奇幻故事,但……我该怎么说呢……
不。
18 世纪晚期,安托万-洛朗·德·拉瓦锡(Antoine-Laurent de Lavoisier)发现了火。“什么?”你会说,“人类使用火,不是已经可以追溯到几十万年前了吗?”嗯,是的,人们确实会用火;它很热、很亮,带点橙色,而且你可以拿它来做饭。但没有人知道它是怎么运作的。古希腊和中世纪的炼金术士认为,火是一种基本之物,是四元素之一。在拉瓦锡那个时代,炼金术范式已经逐步被修补,也变得极其复杂,但火仍然被视作一种基本存在——其形式就是“燃素(phlogiston)”,一种颇为神秘的物质,据说它不仅能解释火,也能解释炼金术中的其他一切现象。
拉瓦锡的伟大创新,在于对化学拼图中的所有部分都进行称重,不论是在化学反应之前还是之后。此前,人们一直认为某些化学转化会改变全部物质的总重量:如果你把磨细的锑置于聚光镜聚焦的阳光下,一小时后锑会化为灰烬,而灰烬的重量会比原始锑多出十分之一——尽管燃烧过程中还伴随着大量浓白烟雾的散失。拉瓦锡把这类反应中的所有成分都拿去称重,包括发生反应时所处的空气,并发现物质既不会被创造,也不会被毁灭。如果燃烧后的灰烬增重了,那么空气的重量就会相应减少。
拉瓦锡还知道如何分离气体,并发现燃烧的蜡烛会减少一种气体的含量,即活空气,同时产生另一种气体,即固定空气。今天我们会把它们称作氧气和二氧化碳。当活空气被耗尽时,火就熄灭了。于是人们或许可以猜测,燃烧会把活空气转化为固定空气,并把燃料转化为灰烬,而这种转化之所以能持续下去,取决于可用的活空气还有多少。
拉瓦锡的提案直接反驳了当时流行的燃素理论。光这一点就已经足够惊人了,但结果还表明……
要体会接下来要说的内容,你必须先把自己放进 18 世纪的心智框架里。忘掉 DNA 的发现——那直到 1953 年才发生。忘掉 1839 年才建立起来的生物学细胞理论。想象一下,你看着自己的手,弯曲着手指……却完全不知道它是怎么运作的。肌肉和骨骼的解剖结构已经为人所知,但没有人对“究竟是什么让它动起来”有任何概念——为什么肌肉会移动、会屈伸,而塑造成相似形状的一团泥却只是静静待在那里。想象一下,连你自己的身体,都是由某种神秘而不可理解的黏糊物组成的。然后,再想象你发现了……
……人类在呼吸过程中会吸入活空气,呼出固定空气。人类居然也是靠燃烧运转的!拉瓦锡测量了动物(以及拉瓦锡的助手 Seguin)在运动时产生的热量、消耗的活空气量,以及呼出的固定空气量。当动物产生更多热量时,它们就会消耗更多活空气,并呼出更多固定空气。人像火一样,会消耗燃料和氧气;人像火一样,会产生热量和二氧化碳。剥夺人类的氧气,或者燃料,灯火也就熄灭了。
火柴之所以能着火,是因为磷——“安全火柴”把磷放在摩擦面上;随处可划火柴则把磷放在火柴头里。磷的反应性极强;纯磷会在黑暗中发光,甚至可能自燃。(1669 年提纯出磷的 Henning Brand 宣称,他发现了元素之火。)因此,磷也非常适合担当**三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)**中的角色;ATP 是你身体储存化学能的首要方式。ATP 有时被称为“分子货币”。它为你的肌肉注入活力,也给你的神经元充能。生物学里几乎每一种代谢反应都依赖 ATP,因此也依赖磷的化学性质。
如果火柴失效了,你也一样。你不可能只改变其中一件事。
“火柴一划就会着火”和“人类需要空气来呼吸”这两条表层规则,看上去并没有明显联系。人类花了几个世纪才发现它们之间的联系,而即便如此,这件事在今天看来仍像是学校里学到的某个遥远事实,只与少数专家有关。我们太容易想象这样一个世界:其中一条表层规则成立,而另一条却不成立;我们可以压低自己对一种信念的相信程度,却不去动另一种信念。但那是想象,不是现实。如果你的地图为了便于收纳而被折成四块,并不意味着领土本身也断裂成了彼此无关的碎片。我们的心智把不同的表层规则存放在不同的隔间里,但这并不反映支配自然的法则本身存在任何分割。
我们还可以把这条教训再推进一步。磷的行为,源自更深层的法则:电动力学(electrodynamics)与色动力学(chromodynamics)。“磷”不过是我们用来指称某种特定排列方式下电子与夸克的词语。如果不改变支配电子与夸克的法则,你就无法改变磷的化学性质。
如果你踏入一个火柴怎么划都点不着的世界,你将不再作为一种有组织的物质而存在。
现实被编织得,比人类愿意相信的要紧密得多。
Lyon Sprague de Camp and Fletcher Pratt, The Incomplete Enchanter(New York:Henry Holt & Company,1941)。 ↩︎
[法则性真理
(序列)][11]