科學和宗教對世界的認識

科學和宗教對世界的認識（轉）

作者：傻逼看世界2015-06-15 07:14

分類：默認分類

標籤：科學宗教

第一章 免費的午餐

我們生活在一個怎樣的世界？它從何而來？這個問題很多人想要回答，卻沒有人能夠提供最終的答案。長期以來，人們對於世界的認識存在著許多的分歧，至今仍然爭執不下。觀念上的差異有時候會造成很嚴重的後果，這些分歧小則能引起爭論，大則會引發摩擦，人們甚至為此大打出手，釀成流血衝突。

下面我們就來看看人們的分歧主要有哪些。

第一個大的分歧是：世界是虛幻的，還是實在的？有這樣一個廣為流傳的故事。兩個和尚看見一陣風吹動了高高掛起的幡，於是爭論起來，一個和尚說：「是風在動！」另一個和尚說：「不是風在動，是幡在動！」六祖慧能聽到了，走上前去說：「既不是風在動，也不是幡在動，是你的心在動！」這個故事生動地表達了一種觀點：眼前的一切並不真實，世界只是你心中的影像而已。

《心經》中說：「色不異空，空不異色，色即是空，空即是色」。這裡的「色」指的不是女色，而是你眼中看到的世界上的各種現象。「色即是空」的意思是說，我們看到的世界其實只不過是一些表象，眼前的一切都是虛幻的。我們經常會聽到「四大皆空」的說法，那是因為古印度人相信，「地、水、火、風」是組成世界的四大基本元素，所以如果你認為整個世界都是虛幻的，那麼這種觀點就可以叫「四大皆空」。

17世紀法國的哲學家笛卡兒也認為，世界不是真實的存在，它只是我們心中的幻影。但他又認為，對每個人來說，自己的存在應該是確定無疑的，因為如果連你都不存在的話，那麼你怎麼還會懂得去思考、去懷疑呢？所以他說了一句名言叫「我思故我在」。

對沒有研究過哲學的人來說，要理解上述說法的意思，恐怕都有點費勁，更別說贊同了。多數人會想，眼前的世界看得見，摸得著，怎麼能說它是虛幻的呢？這些否定世界實在性的觀點，通常被人們歸類到「唯心論」中去。相對應的，在認為世界是實在的觀點中，最典型的是「唯物論」。這種理論認為，世界是由物質構成的真實存在。

唯物論的思想由來已久。中國古代的「五行學說」認為，世界是由「金、木、水、火、土」五種基本元素構成的，古希臘許多的哲學家也有原始的唯物論思想，赫拉克利特認為火是萬物之源，整個世界就是一團永恆的活火；泰勒斯認為萬物都是由水構成的；阿那克西美尼則認為氣是萬物的本原。

到了近代，唯物論曾一度成為公認的主流世界觀，直到現在也仍然保持著巨大的影響力，這一結果與「質量守恆定律」有關。1620年，英國的哲學家弗蘭西斯·培根提出了「質量」的概念，用它來衡量物體中所含物質的多少。18世紀法國化學家拉瓦錫在實驗中證明，參與化學反應的物質，雖然在形態上發生了變化，但反應後各種物質的總質量不變。從此「質量守恆定律」開始流行，它認為世間萬物的總質量是恆定的，既不能增加，也不會減少。從這一點出發人們很容易想到，既然物質的總量是恆定的，永遠不會增加，也不會減少，那麼它就應該是永恆的存在，所以「質量守恆定律」又被稱為「物質不滅定律」。有了這一定律的支持，唯物論被越來越多人接受，直到19世紀在學術界佔據了統治地位。

然而進入20世紀之後，唯物論遭遇到了嚴重的挑戰，首先是它的重要基石「質量守恆定律」被推翻了。人們發現，這個定律雖然適用於化學反應，但並不是世界的普遍規律。愛因斯坦的相對論表明，物體的質量並不是恆定不變的，比如物體在作高速運動的時候，它的質量就會明顯增加。後來人們在粒子加速器中觀察到，電子和質子在速度提高到十分接近光速時，其質量甚至會增加幾十倍，它充分證明愛因斯坦說的沒錯。

不過這還不算什麼，速度增加時質量跟著增加，只是現有的物質增加了質量而已，並沒有變出新的東西來。更讓人吃驚的是，事實證明我們真的可以變出東西來，在實驗室讓2個高能質子以極快的速度相互碰撞，得到的不是一堆碎片，而是3個質子、1個反中子和若干個π介子，這些粒子的總質量會大於碰撞前質子的質量。就像魔術師把2個蘋果放進空空的箱子里，用力搖晃了一陣之後打開箱蓋，從裡面拿出3個蘋果、1個香蕉，還有一堆櫻桃——東西確實變多了。

愛因斯坦的質能方程對此可以做出解釋，它表明在一定的條件下，物質和能量之間可以相互轉化，新生成的物質來自於高能質子中蘊含的能量。按照這一理論，有形的物質和無形的能量竟然可以看作是同一種東西的不同狀態，簡單地說，能量是無形的物質，而物質是濃縮的能量。就像冰是固態的水，而水蒸汽是氣態的水，它們形態迥異，但本質上都是水。

後來人們又發現了一個問題，並不是所有的粒子都有質量，比如說「光子」就只有運動質量，沒有靜止質量。所以光只能在運動中存在，一旦它停止下來，就會消失得無影無蹤。這從質量的定義來看是不可思議的。質量是物質多少的量度，從邏輯上看，沒有質量就意味著沒有物質。世間怎麼可能會存在沒有靜質量的粒子呢？

在此之前，人們很清楚物質指的是什麼——它是實在之物，可以用質量的大小來衡量它的多少，但現在對於什麼是物質，變得難以確定了。既然能量可以轉化為物質，那麼能量是否也可以叫物質呢？很多人確實是這麼認為的，把能量也歸入到物質的範疇。而近年來，在現有已知的物質和能量之外，人們還發現宇宙中似乎存在著大量未知的暗物質、暗能量，這樣一來局面就更加混亂了。

我們知道，能量是無形的，它不是實體性的東西，從某種角度來看，甚至可以把它僅僅當成是事物運動過程中出現的現象，而不是實在之物。現在科學家們發現，實體性的物質竟然可以轉變為非實體的能量，實在的物體可以轉化為虛化的現象，僅僅從這一點來看，物質的實在性難道不就很可疑嗎？

出於維護唯物論正確性的考慮，有人玩弄概念，把物質的定義修改成「不依賴於意識的客觀存在」。按照這種定義，只要是在世界上存在著的一切事物，就都可以叫做物質，這樣一來，你還能說世界不是物質的嗎？但這樣的定義有什麼意義呢？「物質」變成了「存在」的代名詞，那麼「世界是物質的」這句話的意思，就相當於「世界是存在的」，這不是廢話嗎？

而且假如按照這個定義，那麼時間、空間、自然規律、人類社會、歷史事件，它們都是不依賴於意識的客觀存在，也就都可以叫物質了，這實在是太荒唐了。

其實僅憑前面說的這些，我們就已經可以對唯物論表示懷疑了。連物質是什麼都搞不清楚了，我們還有什麼理由堅持說世界一定就是唯物的？所以雖然在慣性思維的作用下，唯物論的思想目前仍然在許多地方佔據了主導地位，但在一些專門的學術領域比如物理學界，卻早已被多數人所拋棄。

感官提供的信息告訴我們，世界是實在的，唯物論曾經為此提供了有力的理論依據，讓我們更加堅定了這一信念。但現在連唯物論自己都出了大問題，世界到底是虛幻還是實在的，還真說不定呢！

第二個大的分歧是：世界是無限的、永恆的，還是有限的、暫時存在的？

唯物論者天生就傾向於相信，世界是無限的、永恆的。因為唯物論說物質是世界的本原，但它卻沒辦法合理地解釋，作為世界本原的物質它自己又是從何而來的。所以唯物論者最希望看到的結果，是我們生活在一個無邊無際、無始無終的宇宙中，這樣物質就是永恆的存在，我們也就不需要再回答物質如何起源的問題了。

在宗教哲學中，往往會存在不一樣的觀點。哲學與宗教很難截然分開，一些宗教的創始人，其實同時也是偉大的哲學家，比如喬達摩·悉達多。他有一個很奇特的世界觀，認為我們這個世界並不是唯一的，而是有著很多很多的世界，每個世界都是有限的。這些世界都有生有滅，只是暫時的存在，它們都要經歷「成、住、壞、空」四個階段，也叫做四個「中劫」，四個「中劫」合起來是一個「大劫」，每個大劫就是一個世界一生一滅的完整過程。

這是兩種截然相反的觀點，哪個更符合事實呢？從現在人們掌握的情況來看，出生於公元前6世紀的悉達多，他的世界觀相比流行於現代社會的唯物論來說，似乎要更高明一些，最直接的證據就是宇宙大爆炸理論，我們先來看看這種理論的形成過程。

1666年，牛頓發現白光其實是一種複合光，它在通過三角形稜鏡時，能分解成彩虹一樣的多種顏色，這種現象叫做「色散」，分開的單色光依次排列而成的光帶叫做「光譜」。後來人們將望遠鏡聚焦在一個單獨的恆星或星繫上，觀察從那裡射來的光線的光譜，根據「多普勒效應」，通過分析這些光譜，可以確定這些星體相對於我們是靜止的還是運動的，是在朝著我們而來，還是在離我們而去。假如它們在離去，那麼我們接收到的光，波長將較長，光譜會向紅端移動，這叫「紅移」；反之則會向藍端移動，叫「藍移」。

20世紀20年代，當人們利用這一原理來觀察那些遙遠星系時，原本預料會發現同樣多的紅移和藍移光譜，因為那時以為星系是隨機運動的。然而事實出人意料，星系幾乎都表現出紅移來，它們都在離我們而去，而且離得越遠的星系，離開我們的速度越快。

在觀測結果的基礎上，人們想到了這樣一種可能——宇宙不僅是有限的，而且正處在不斷的膨脹之中。這一想法顛覆了之前對於宇宙的認識，人們以前或者認為宇宙是無限的，或者雖然認為宇宙是有限的，但卻從來沒有想到過它還會膨脹。

對這一現象進行更加深入的研究時，人們產生了一個不可思議的想法：如果宇宙一直都處在膨脹之中，那麼把這個過程倒過來看，豈不是說宇宙在最初的時候，是從一個無限小的點開始的嗎？這一想法直接導致了宇宙大爆炸理論的誕生。

大爆炸理論認為，很久以前我們的宇宙誕生於一次大爆炸，之後它始終保持著膨脹的趨勢，就像一個從那時一直被吹到現在的氣球。這一理論令人匪夷所思，當時沒什麼人相信，包括愛因斯坦在內，然而科學家們拿出了有力的證據。大爆炸理論預言，宇宙誕生時大爆炸的餘波，至今應仍在宇宙中回蕩。結果1964年美國天文學家彭齊亞斯和威爾遜，在偶然中發現了宇宙背景微波輻射，證實了這一說法。這個發現為大爆炸理論提供了強有力的支持。

後來越來越多的證據支持了大爆炸理論，宇宙學家們不得不面對現實，逐漸接受了這個奇怪的觀點。這一理論表明，宇宙大約誕生於137億年前，世界有起始，極可能也有終結，並不是永恆的存在。不可思議的是，悉達多似乎早已清楚了這一點。

大爆炸理論給人們帶來了許多的困惑。氣球的空間是有限的，這個我們很容易理解，因為氣球有一層膜，把氣球內、外的空間隔離開來了；但宇宙是有限的，這要如何理解呢？難道我們的宇宙也有一層膜，把宇宙內、外的空間隔離開來了嗎？如果是這樣的話，宇宙外的空間中有些什麼呢？假如不存在隔離膜，那麼宇宙中絕大部分空間都是真空，它與宇宙外的空間又有什麼區別？我們該以什麼來確定宇宙的邊界，又憑什麼說宇宙是有限的？宇宙有盡頭嗎？如果我們能夠來到宇宙的盡頭，能不能看到它的邊界？

這些難以回答的問題，讓現代的天文學家和物理學家們，想破了腦袋也找不到答案。

第三個大的分歧是：世界的生成需要原材料嗎？還是完全在虛無中誕生的？

唯物論認為，物質是世界的本原。「本原」就是「最初的來源」，可以簡單地把它理解為「最基礎原材料」的意思。在我們的生活經驗中，不管製造什麼東西，都需要有原材料。生產麵包要有麵粉做原材料，生產水泥要有石灰石做原材料，沒有原材料就不可能造出東西來。這種觀念在我們的腦子裡是如此的根深蒂固，以至於在神話小說《西遊記》中，連孫悟空要變出一群猴子，也要先撥根毫毛來做原材料。正是從這樣的邏輯出發，唯物論認為世界的生成也照樣需要原材料，而構成世界的基礎材料就是物質。

2500多年前，老子卻在《道德經》中闡述了一種全然不同的觀點。他認為世界的誕生是一個無中生有的過程，並不需要任何的原材料來製造宇宙。他是這樣寫的：「無，名天地之始；有，名萬物之母」，「天下萬物生於有，有生於無」。

這兩種觀點到底誰對誰錯呢？我們還是從宇宙大爆炸理論中尋找答案。

大爆炸理論最初認為，大爆炸始於「奇點」，它是一個體積無限小、密度無限大的點。這樣的想法實際上是認為，在奇點處是有物質的，只不過是被無限地壓縮了，所以它並沒有脫出唯物論「物質本原說」的範疇，慣性思維的力量畢竟是很強大的。

後來人們進一步意識到，世界其實完全是在虛無中誕生的。包括時間、空間、物質在內的整個世界，都是從大爆炸開始的，在大爆炸之前，什麼東西都不存在。世界的生成完全是一個無中生有的過程，不需要物質作為原材料，也不可能用物質來做原材料。不管你是把實在之物當作是物質，還是把能量也當作是物質，或者把現實世界中的一切存在都當作是物質，這都無所謂，因為在世界生成之前，它們統統都不存在，不可能拿來充當創世的原材料。提出了「暴漲理論」的美國物理學家艾倫·古斯對此這樣形容說：「宇宙就是一份免費的午餐」。

唯物論又一次輸給了兩千多年前的古老哲學。到這裡你應該能看得出來，唯物論實際上完全就是一個錯誤，在現代科學的新發現面前，它已經徹底崩潰了。

唯物論的失敗其實並非壞事。因為它至少應該對現代社會「物質至上」思潮的流行，承擔部分責任。它宣揚說世界是物質的，意識只不過是大腦的機能，是物質的產物，這樣一來人們似乎就可以理直氣壯地去追求物質享受了，因為物質才是最實在的。為了物質生活，干點壞事也不算什麼，不必有精神上的負擔，反正離開了物質，精神就不存在了。

時至今日，大爆炸理論已經成為了多數宇宙學家們的共識。假如大爆炸理論是正確的，那麼前面提出的三個分歧都已經有了明確的答案，也就是說，宇宙是虛幻的、有限而暫時的、無中生有的。關於後兩點，前面已經講得很清楚了，但第一點又是怎麼推出來的呢？

道理很簡單，其實只要我們確定世界來自於虛無，它的創造不需要原材料，第一個問題的答案也就顯而易見了。仔細想想就會明白，能夠從虛無中憑空突然出現的世界，它怎麼可能會是實在的？或者換一個角度說，實在的東西，能夠憑空變出來嗎？

確定了以上三個問題的答案之後，我們對於世界的認識就大大前進了一步。但更多的疑惑隨之而來：宇宙為什麼能從虛無中誕生？宇宙是137億年前誕生的，那麼在宇宙出現之前有些什麼呢？如果宇宙誕生之前什麼也沒有，那麼怎麼可能會無緣無故地發生大爆炸？如果世界不是實在的，為什麼我們又能真實地感覺到它的存在？

現有的科學理論，完全無法解釋這些問題。因為嚴格地說，這些事情的發生，根源並不在我們這個世界，所以你不可能找到直接的證據來對它們進行解答。不過在古老哲學和宗教思想的啟迪之下，從整體上聯繫各學科中的多個疑點，我們已經可以發現問題的答案。

想知道為什麼嗎？住下看，你會明白這一切。

第二章 創世與演化

前面提到的三個分歧，更多的是屬於純粹的哲學問題，因而感興趣的人不會太多。接下來看看第四個大的分歧：世界是被創造、被控制著的，還是自然生成、不受控制的？

這個問題非常重要，它關係到每個人的信仰和精神寄託，關係到每個人的人生和命運，因而受到了廣泛的關注。

對這個問題的不同回答，成為宗教和科學這人類歷史上兩大思想體系的分水嶺。總體上來說，宗教堅持的是「神創論」，認為有神存在，世界是神創造的，由神在控制著；而科學支持的是「演化論」，認為沒有神，世界是自然生成的，並沒有誰在控制著世界，世界只是遵循自然規律，在自然而然地演化著。當然需要指出的是，不是所有的宗教中都有創世的說法，甚至有些宗教並不承認神靈的存在。

在宗教與科學兩者之間，目前主要還是科學的思想佔據了上風。美國的憲法禁止公立學校向學生教授「神創論」，我國的學校教育也都是在弘揚科學觀念，批判宗教思想。在這樣的背景下，多數現代人從理性上來說，應該還是支持無神論，相信世界是自然生成的。

兩種觀點到底是誰的更正確？這還得從頭開始說起。

按照通常的說法，宗教起源於人類對未知世界的好奇和恐懼。自從人類懂得思考以來，就不再滿足於對感官刺激做出被動的反應，而試圖主動去理解這個世界。原始人在天災和疾病面前毫無抗拒之力，因而對自然心存敬畏，在無法更好地解釋自然現象的情況下，只能把一切都歸結於超自然的神靈，認為好日子是神靈的恩賜，而災難是惹火了神靈降下的懲罰。當然，這種說法的正確性其實是有待商榷的，至少它說的並不全面。

後來人們進一步放飛思緒，開始探究世界的成因，創世神話在各民族流傳起來。在古希臘神話中，世界開始於「凱奧斯」，這是一種混沌狀態，虛空中產生了大地之神蓋婭、黑暗之神厄勒布等原始神，在一大群神靈誕生的同時，世界創生了。《聖經》中的創世神是耶和華，他用七天的時間創造了世界和人類。

在人類文明發展的絕大部分時間裡，神靈信仰主宰了人們對於世界的理解，到了歐洲的中世紀，教會不僅控制了人們的思想，還一度掌握了國家，神權由此達到了頂峰，但隨後開始走下坡路。

宗教有一個致命的弱點，它往往聲稱自己的教義是神諭，因而是絕對正確的，容不得絲毫的懷疑和更改。這很要命，人們對於世界的認識是一個循序漸進的過程，早期傳教者基於見識水平所限，對於世界的描述很難經得起時間的檢驗。隨著時間的流逝，一些原先的教義跟不上時代的發展，在後來看就顯得十分可笑。歷時越久，人們對於世界的認識越深入，對於宗教的懷疑就會越深。

早在公元前6世紀，希臘的哲學家色諾芬尼就開始質疑神靈的真實性。他指出神完全是人們按照自己的形象塑造出來的，所以衣索比亞的神是扁鼻子的黑人，而色雷斯的神卻紅頭髮藍眼睛。後來奧古斯丁、托馬斯·阿奎那等一大批的神學家，曾嘗試完善基督教的教義，希望讓它能在理性方面也站得住腳，但他們的努力在科學新發現面前付之東流。哥白尼的日心說讓人們對教會的理論體系產生了懷疑，而達爾文的進化論表明人類是由古猿進化而來的，打破了「上帝造人」的說法，這對於信仰上帝的人們來說無疑是個致命的打擊。

上帝創世的觀點說，世界是被創造出來的，這裡頭隱含著這樣的一個推斷：世界是一次成型的，所有東西都是在創世的時候就出現了，教會原先一直都這麼認為。然而人們從進化論出發，發現新物種是世界誕生之後在很長的時間裡逐漸產生的，後來又發現行星、恆星、星系等也都是如此，這個世界上的一切事物，都是逐漸演化而來的，而不是神靈一步到位創造出來的。

這樣一來，「演化」的觀念就推翻了「創造」的觀念，進化論取代了創世論，神靈的光環日漸衰退，科學成為了人們認識世界的主要工具，專家代替主教掌握了世界的解釋權。科學家們相信，是自然規律而不是神靈在主宰著這個世界，而科學研究工作就是要分門別類地通過觀察和實驗，發現在宇宙演變過程中存在的這種規律性。

後來科學技術在實際應用方面取得的巨大成功，進一步摧毀了人們的宗教信念，宗教在理性領域的思想陣地日漸萎縮，只能困守一隅。但有一個現象值得深思，憑藉其實用性，科學雖然佔據了優勢，但卻始終無法取得最後的勝利，不能徹底終結人們的宗教信仰。從這裡可以看出，科學自身也有缺陷，其中存在一些無法解決的難題，因而不能完全取代宗教的作用，尤其在精神領域更是如此。

愛因斯坦在談到宗教與科學的關係時，說了意味深長的一句話：「沒有宗教的科學是跛腳的，沒有科學的宗教是盲目的。」他說的很到位，宗教與科學都有自己的短板，因而並不一定非要相互否定，而完全可以相互補充。

宗教的理論如果在理性方面完全站不住腳，缺乏事實的支持，顯得空泛甚至謬誤，只是一味地強調要信徒們無條件地奉獻自己的信仰，那麼你還能指望有多少人會信？但在另一個方面，科學對物質世界傾注了過多的關注，對於精神領域的研究相對比較欠缺，在被割裂的視野中得出了許多關於世界的片面認識。假如不能給科學以正確的引導，只是一味地利用它的強大威力，那麼就反而有可能會給人類帶來巨大的傷害。

科學與宗教的誰是誰非，並不像它們表面看起來的那麼簡單。仔細推敲起來會發現，我們其實並不能證明科學在對於創世問題的回答上，比宗教更為正確。但就像喊狼來了的孩子在說了兩次謊之後，就再也沒有人相信了一樣，宗教在其它方面透支了信用，導致人們在這個問題上同樣習慣性地排斥它的說法，而寧願相信科學是對的。

其實雙方的觀點都不能合理地解釋世界上的各種現象，因而都不是足夠的令人滿意。在綜合了諸多線索之後你會明白，世界實際上既不能簡單地說是神創造的，也不能簡單地說是自然生成的，其實還存在第三種可能性。

在接下來相當長的篇幅中，我們首先要針對現有的科學理論，來探討一下世界為什麼不是自然生成的。但首先要聲明的是，在科學與宗教之間我們沒有任何偏好，否定現代科學理論的觀點，並不代表就一定會盲目贊同宗教的意見。

話題從生命科學的領域開始說起吧。科學界有一個很有趣的現象，生物學家們似乎站在了與宗教戰鬥的第一線，他們比其它任何學科的學者都更加堅持唯物論。與此相對應的，是在對美國科學院院士的調查中，不信神的生物學家比重高達94.5%，居於各學科之首。

而讓人意外的是，物理學正走在與生物學背道而馳的路上，19世紀時物理學家們曾普遍傾向於相信唯物論，20世紀以後卻越來越肯定精神在物理事件中的作用。心理學家哈羅德·莫洛維茨對此有一個精彩的點評：「雙方就像兩列逆向飛馳火車上的乘客，彼此都沒有注意到對面車上正在發生什麼」。

生物學家們的態度與進化論的巨大影響力有關，當年正是它向教會擲出了致命的一槍。達爾文原本只想做個虔誠的牧師，但在環球考察時的所見所思，讓他「逐漸不再相信基督是神的化身，以致最後完全不信神了」。他旗幟鮮明地抨擊神的權威，在《物種起源》緒論的首頁就斷言：「物種不是被上帝分別創造出來的，而是跟變種一樣，由其他物種演化而來」。

進化論的觀點是，生物普遍具有變異性，許多變異是可以遺傳的；生物的種群內部和種群之間存在生存競爭，競爭能夠保存有利的變異，淘汰有害的變異，這是「適者生存，不適者淘汰」的自然選擇過程；自然選擇的結果導致了生物的進化，地球上的現有生物，都是按照這一機制由共同的祖先逐漸進化而來的。

進化論作為科學理論的幾大支柱之一，影響極其深遠。科學家們堅持世界是自然生成的，其實並沒有提出什麼確鑿的證據，只不過進化論說地球上的生物是在自然選擇作用下，逐漸進化而來的，人們按照這一邏輯，下意識地認為世界的生成應該也是如此。

然而進化論說的就一定對嗎？

宗教信仰崇尚的是無條件的、一味的相信，而懷疑的態度曾經是科學最為人稱道的精神。但遺憾的是，現在有許多人在用宗教信仰的方式來看待科學，一種理論凡是貼上科學的標籤，那就代表了絕對正確、不容質疑；而一旦某種觀念與現有的科學理論相衝突，那麼就毫無商量餘地，一棍子打死。這樣一來，從旁人的角度來看，這些人實際上已經把這種科學理論當作是他們的宗教來信仰了。

這一問題在進化論上表現得尤為顯著。在美國，圍繞著進化論教育的問題，一直在發生著激烈的鬥爭。一開始是神創論者以法律為武器，禁止進化論的傳播；後來是進化論者援用憲法中的「建立條款」，反過來促使法院判決在公立學校中教授神創論違憲；近年來，出現了一些否定進化論的思想，雖然這些思想實際上與神創論有很大差異，但卻也都被貼上了神創論的標籤，禁止在公立學校中傳播。

懷疑作為科學的基本精神，不僅應該運用於懷疑宗教思想、哲學命題，也可以運用在懷疑科學理論本身。自從在初中生物課堂上聽老師教授進化論以來，許多年來我沒有懷疑過，然而隨著生活經歷的增加，尤其是近幾年有關地球生態的電視節目看多了，心中的疑慮卻越來越深——這跟CCTV9紀錄片頻道的開通不無關係。我很難再讓自己相信，如此紛繁複雜而又秩序井然的生態系統，如此精緻巧妙而又渾然一體的生物結構，竟然只是一系列偶然疊加的結果？

進化論完全違背了最基本的生活常識。在日常生活中稍稍留意你就會發現，純粹自然生成的東西，一定是隨機的、無序的、不規則的，而在意識主導之下產生的人造物，才會表現出固定、有序和規則的特點。你不妨拿無意中塗寫的紙張，和有意寫下的字跡來對比一下，情況就很清楚了。

玉石鑒定師們在辨別翡翠真假時，有一個最簡單的方法，就是對著光線照，看裡面有沒有棉絮狀的東西。天然的翡翠總會有或多或少的雜質，不可能完全純粹，所以在自然界你根本找不到兩塊完全相同的玉石。而用玻璃製造的人工假玉，卻可以做得整齊劃一，都是一樣的晶瑩剔透，讓你很難分辨出兩塊之間有什麼區別。

假如一個農民在翻修房子挖地基時，挖出一台舊式的西洋自鳴鐘來，他一定能夠將它和周圍的石塊和泥土區分開來，不會認為這東西是天然形成的。為什麼呢？因為它看起來太有規則了，根本就不像是天然生成的東西。

所以從這個常識來看，有序而又複雜的生命和生態系統，其中蘊含著的規則在提醒我們，這一定是意識的產物，而不像是無意中自然生成的。

熱力學第二定律表明，除非存在外力干涉，否則一個孤立系統總是會朝著無序的方向發展。在日常生活中我們也可以看到，只要不進行規範，事物總是傾向於增加它的無序度。霍金舉例說，假如你不去收拾房間，它必定會越來越亂。然而進化論的觀點恰恰相反，認為在缺乏意識主導的情況下，生物界不但能夠保持井然有序的狀態，而且這種秩序還會自動朝著越來越複雜的方向發展，這難道不是很可疑嗎？

達爾文在發表進化論時，已經意識到了自己的理論並非無懈可擊，但他的疑問主要集中在技術層面，而不是在最根本的邏輯上。書中他提出了這樣的問題：既然物種是逐漸演變的，那麼為什麼看不到中間過渡類型的化石？他對此的解釋是「地質記錄不完全」，但這種說法很難讓人信服。

我們來解釋一下這個問題。根據達爾文的說法，物種的進化，是隨機變異通過自然選擇作用後累積下來的結果，這種變化是漸進的、連續的。舉一個簡單的例子，假如一隻鴨子要變成一隻雞，按照達爾文「變異+自然選擇」的邏輯，過程應該是這樣的：這一次的變異讓鴨子頭上長出了雞冠，下一次鴨子扁扁的嘴巴變成了尖尖的雞嘴，再下次長著蹼的鴨腳變成了雞瓜……鴨子和雞之間的差異是如此的明顯，要消除這些差異，需要經過許多次的變異才能實現，這是一個持續不斷的漸進過程，不可能鴨頭、鴨嘴、鴨腳等各個部位同時發生變化，鴨子一下子就變成了雞。

但這樣一來，在漫長的進化過程中，必定會出現無數介於雞和鴨之間的中間過渡物種，它們有的長著鴨頭雞冠，有的長著雞頭鴨爪。而且因為變異是在持續發生的，所以中間過渡物種的數量和種類，按理說應該比雞和鴨本身還要多得多，或者說，半成品應該要遠遠多於成品。

然而令人吃驚的是，不但在現實的自然生物界中看不到中間過渡物種的存在，而且在目前我們所掌握的化石證據中，竟然也沒有找到真正意義上的中間過渡物種，這實在是太奇怪了。從邏輯上說，中間過渡物種的化石不可能沒有，而應該是隨處可見才對。但進化論中存在的這樣一個巨大漏洞，生物學家們竟然視而不見，輕易地就相信了「地質資料不完全」的牽強解釋。

達爾文認為，是生存鬥爭背後的自然選擇導致了生物進化。這對於動物而言說服力比較強，但是對於植物來說，生存鬥爭不那麼明顯，自然選擇是否也能成為我們眼前多姿多彩的植物界生成的理由？恐怕很勉強。也正是由於這個原因，植物學家中支持進化論的人數比例，要遠遠低於動物學家。

不管是從常識出發，還是深究其中的細節，認為生物多樣性完全是自然形成的觀點，其實都是疑點重重。而且需要提醒大家注意的是，在物種演變的過程中，沒有看到意識在發揮著主導作用，並不能證明它沒有發揮作用。

生活中我們有時會遇到這樣的潛規則，一些事情上級不方便出面時，只要向親信的下屬做出一點暗示，他就能心領神會，把事情妥善處理。在整件事情的辦理過程中，都看不到上級在發揮作用，但如果因此你就認定這件事與他無關，那就幼稚了。因為事實上辦事人員從頭到尾都是在貫徹著領導的意圖。

也許在生物形成過程中並非沒有意識的作用，只是至今人們尚未正確認識它的存在而已。仔細審視進化論的邏輯鏈條，會發現人們似乎都疏忽了它的出發點——遺傳和變異，這是達爾文最不熟悉的領域。生物為什麼會出現遺傳和變異？達爾文並沒有把它當作一個問題，通常人們也會認為這是自然規律，沒什麼好奇怪的。

但你有沒有想過，自然規律是否真像它的字面意思那樣，完全是自然形成的？假如自然規律本身就是意識的產物，那麼對於建立在自然規律基礎之上的生物演變，我們是否還能說它是一個完全自然的過程，意識沒有在其中發揮作用？

第三章 沙丘上的危房

莊子說：「井蛙不可語于海者，拘於虛也；夏蟲不可語於冰者，篤於時也」。這段話的意思是，時空局限對於井裡的青蛙、夏天的昆蟲產生了巨大的制約作用，使它們的認識水平被限制在極為可憐的範圍內。

人們常用「夏蟲不可語冰」來諷刺一個人的見識淺薄。然而假如站在整個宇宙歷史長河的跨度來看，人類譏笑井蛙夏蟲其實毫無道理，因為和它們相比我們的處境好不到哪裡去。

從地域上來看，人類被困在直徑只有1.28萬公里的一個小小星球上。宇宙的浩瀚出乎想像，假如我們能夠以30萬公里/秒的光速飛行，那麼繞地球一圈只需0.13秒，但要到達目前所知的離我們最遠的天體，卻要走120億年。地球的年齡到目前為止才不過46億年，對照一下你就會知道宇宙究竟有多大，而我們的活動範圍相比之下是多麼的渺小。

從時間上來看，人類的存在與整個宇宙演變的歷史相比，只能說是堪稱短暫。假如把宇宙137億年的演化過程，按比例縮小為1年，那麼人類的文明史要從新年鐘聲敲響前不到半分鐘才開始算起。只有清楚了在宇宙中的位置，我們才會知道，原來自己在井蛙夏蟲面前表現出來的驕傲，其實只不過是五十步笑一百步而已。

井蛙一輩子呆在井裡，所以認為世界就是一窪井水加上井口大小的一片天空；壽命短暫，只在夏天生活了一季的蟲子，看到的都是流動的水，所以認為它永遠如此，根本不會想到冬季冰封千里的模樣，這些都是在有限的時空中形成的狹隘印象。

時空局限對於井蛙夏蟲認識世界的影響如此巨大，對於人類來說，是否也會產生同樣的效果呢？

情況差不了多少。在人們正常的視野中，看到的都是平坦的大地，日月星辰圍著地球轉動，所以很自然地就認為大地是一個平面，地球是宇宙的中心。在人類文明史上絕大部分的時間裡，這種觀念都在人們的認識中佔據著主導地位。

在人們以為大地是一個平面的時候，因為有上下之分，所以樹上的蘋果往下掉看起來似乎是天經地義的。但現在知道，地球實際上是一個球體，在你認為的下方，球面另一端站著美國人，他們照樣站得穩穩的，並沒有往下掉。此時你還會堅持認為，東西理所當然就應該往下掉嗎？

許多在狹窄的視野、有限的經驗中憑著直覺形成的印象，我們以為很正常，其實並不正常。從這個意義上說，人類對於世界的任何認識，都受到了時空局限的制約，隨時都有可能因為視野發生變化而隨之改變。

也許目前人類所有的知識，都在不同程度上存在想當然的成分，至少人們對於自然規律的理解就是這樣。

在很久以前人們就已經意識到，世界背後有一隻無形的手，在安排著天地萬物的運行秩序。晝夜更替，草木枯榮，拋石落地，水往低流，一切似乎都有章可循。更為奇怪的是自然界不同事件之間有著因果關係，可以找到其中的規律性，烏雲密布往往意味著下雨，螞蟻搬家也能預示同樣的結果。愛因斯坦曾對此表示吃驚：「這個世界最讓人難以理解之處，就是它竟然可以被理解」。

我們通常把世界背後這種有秩序的表現稱為自然規律，而在國外翻譯過來的科普讀物中，更多地表述為自然定律或者科學定律。人們認識自然規律的歷史由來已久，儘管古人並不知道自然規律是怎麼回事，但卻很早就懂得不能違背自然規律的道理了，「拔苗助長」的成語諷刺的就是不明白這種道理的無知者。

有時候古人對自然規律運用水平的高超，足以令現代人感到汗顏。李冰在公元前256年主持修建的都江堰，就已經懂得利用地形的特點和水流的規律，使之具備自動分流、排沙、控制進水流量等多種功能。基於對自然規律的深刻理解和巧妙運用，這一水利設施歷經了2200多年時間的檢驗，至今仍在發揮著重大的作用。

到了現代，科學的發展讓人們對自然規律有了更為深刻的認識，對它的運用也得到了更大的提高，由此推動了技術的飛速進步。但不管人類在運用自然規律方面取得了怎樣的成功，在對它的認識上，卻仍然可以說是處於極其膚淺的水平，不要說對它能有多麼深入的了解，即便是在一些整體認識上也還存在著誤區。

人們對自然規律整體認識上的第一個誤區，是往往把自然規律和自然法則（嚴格點說是自然規則，但為了凸顯出它的森嚴，人們通常稱之為自然法則）混為一談。其實自然規律和自然法則之間雖然存在著關聯，但卻是完全不同的兩個概念，下面舉個例子來說明。

一所學校放學時，你站在校門口觀察，發現走出來的都是女生，每次都這樣。這樣你就發現了一條規律：從這所學校出來的學生，只有可能是女生。運用這一規律，你可以預測未來：下一個走出來的，必定還會是女生。這就叫規律，它是人們憑經驗對自然界和人類社會某種共同現象的歸納總結。

為什麼會出現這樣的規律？男生都到哪裡去了呢？你也許會想要探究這一規律出現的緣由。在作進一步了解之後，得知這是一座女子學校時，你就恍然大悟了。女校的招生規則規定，這所學校只招收女生，正是這樣的規則，造成了你眼中只看到女生走出校園的規律。

需要注意的是，規則才是真正起作用的實體，而規律只是規則發揮作用後表現出來的現象。正是因為有了規則的存在，在事物的發展過程中才會呈現出某種規律性來，這是一個簡單的邏輯問題。所以規則決定著規律，女校的招生規則決定了你看到的學生都是女生的規律。而規律卻不能反過來決定規則，你看到的學生都是女生，並不能說明這裡一定就是女校，一定只招收女生，也有可能是因為你的觀察存在局限——該校的男女生宿舍是分開的，而這個校門剛好開在了女生宿舍前面。

規律作為一種現象，是有可能發生變化的，但它背後的規則並不會隨之改變。幾個鄰校的男生來女校串門，就會打破你眼中只看到女生的規律，但這並不代表它的招生規則跟以前有什麼不同了。

正是因為把規律與規則搞混了，許多人想當然地把自然規律看作是一種鐵律，其實並非如此。人們眼中的自然規律是經常在發生變化的，不變的是存在於它背後的自然法則。遺憾的是我們可以發現和總結出自然規律，卻永遠無法見到自然法則本身，正如愛因斯坦說的那樣：「你偷看不了上帝手中的牌」。

有些人現在成了科學的信徒，一說到誰發現了哪個定律，誰又發表了什麼理論，就肅然起敬，冠上「偉大」、「崇高」、「天才」、「牛人」等一大堆溢美之詞，崇拜得不得了，事實上他們完全不必如此。達爾文曾經說過：「科學就是整理事實，發現規律，得出結論」，這話概括得不錯。科學直接研究的對象是現實世界中存在的現象和規律，而不是規律背後的自然法則；採用的方法是分門別類地進行割裂的研究，而不是從整體上觀察。所以得到的結論也就只能是對規律的片面認識，而不是對自然法則本身的整體看法。

從這個角度看，目前人類掌握的所有科學定律，都只是一種規律而已，並不是自然法則本身，所以無需把它們看得過於神聖，那隻會讓我們產生不必要的迷信。如果科學仍然堅持目前的研究方向和方法，不加以改變的話，那麼從科學中我們是永遠也不可能得到真理的。因為現在科學研究的只是規律而不是規則，只是人為地把世界分割成一塊一塊來觀察，而不是從整體上去把握。

歷史證明，除數學領域之外，其它領域的科學定律被打破是常有的事。從來不被推翻的定律極為罕見，而且也只能說是尚未被打破，而不能肯定它就不會被打破。19世紀末，由牛頓的經典力學、麥克斯韋的電磁理論、熱力學三大定律等構建的經典物理大廈，取得了如此巨大的成功，以至於當時許多人甚至認為物理學已經接近終點，再不會有任何激動人心的發現了，但這樣一個宏大的體系卻很快就在相對論和量子論面前土崩瓦解。

可以預想隨著人類視野的進一步開拓，科學定律還將被一次又一次地打破，相對論和量子論也逃脫不了這樣的命運，這種進程也許永無止境。除非人類對世界的認識有一個盡頭，否則在這之前科學都只能說是暫時正確，遲早會被推翻。從這個意義上說，取得了輝煌成就的科學大廈，其實不過是建立在移動沙丘上的一幢危房，隨時都有倒塌的可能。

從這一點出發，我們對於科學所應採取的態度，是既要相信科學，因為用科學的方法研究得出的結果，比起憑感官直覺得到的信息，顯然要可靠得多；但又不能迷信科學，不能對它抱有不切實際的幻想，認為它就是真理，可以無條件地把人類的前途和命運完全寄托在它身上，而應該清醒地認識到它本身所具有的局限。

人們對於自然規律在整體認識上的另一個誤區，是以為這種規律性會毫無緣由地天然存在。

有這種想法其實也很正常，就像日出日落，看起來似乎天生如此，根本不需要問為什麼，誰會想到其中還另有玄機呢？如果不是因為長期的觀察和研究，僅僅只是依靠直覺的話，誰會知道原來隱藏在這一現象背後的，是地球一邊在自轉，一邊在繞著太陽轉動？

在人類歷史上相當長的時間內，人們都對蘊含於世界背後的這種秩序習以為常，沒有給予特別的關注。不難想像，在這種習慣成自然的情況下，有誰會去思考這樣的規律性來自於何處呢？

後來有人逐漸開始對此提出疑問，十三世紀的神學家托馬斯·阿奎那這樣寫道：「人們在一切物體中都觀察到趨向某個目的的行為秩序，一切物體都遵從自然規律，即使當它們沒有意識時也是如此」。阿奎那意識到了世界的運行在遵循著自然規律，他把這作為上帝存在的證據，認為在幕後制定規則的就是上帝。

從那以後，人們慢慢開始有意識地去發現自然規律，尤其是在最近幾百年，科學的發展讓人們對自然規律的認識日益深入，曾經隱藏在世界背後的運行機制，日漸清晰地顯現出它的身影。牛頓首次讓人們清楚地認識到，自然事件因果關係之間的規律性原來可以用公式來量化。之後在各學科領域越來越多的科學定律被發現，人們眼中原先顯得有些模糊的世界，逐漸被各種各樣的公式描述得越來越清晰起來。

這些規律性從何而來呢？早期的科學家，例如開普勒、伽利略、笛卡兒和牛頓，與阿奎那的意見大致相同，普遍相信決定著世界運行軌跡的自然法則，是上帝的傑作。這裡頭有一個疑問需要解決，那就是上帝既然能夠制定自然法則，那麼就應該也能修改它，假如上帝是人格化的上帝，那麼他就有可能會對世界運行過程中不滿意的地方進行調整。但人們發現自然規律除非被推翻，否則事物的發展全都在按照規律運行，我們從來沒有觀察到自然規律存在例外，從未看到過神跡的出現，似乎上帝不曾出手干預過世界的運行。笛卡兒對此的解釋是，上帝一旦讓世界啟動之後，就再也沒有興趣管它了。

可是到了現在，人們很少再聽到自然法則出自於上帝之手的說法了。為什麼會有這樣的變化呢？原因還在於進化論。達爾文的進化論否定了上帝造人的說法，進而讓人們不再相信世界是上帝創造的，這樣同時也就否定了上帝制定自然法則的說法。

進化論得出的結論是，地球生物界複雜的秩序和生物的多樣性，是在自然選擇的作用下自動形成的，不是神有意識的創造。從這個邏輯出發人們開始考慮，既然複雜的自然生態秩序可以由普通的自然作用產生，不需要由誰來制定，那麼複雜的自然法則本身，它是不是也可以在自然作用下自動生成呢？

隨著進化論越來越深入人心，普遍為人們所接受，它的邏輯也開始在各個學科領域被廣泛運用。認為自然法則可以自動生成的科學家越來越多，逐漸佔據了主流，就這樣，人們對於在自然界存在著自然規律的現象，又變得司空見慣、習以為常了。科學家們不再把自然規律為什麼會存在當作一個問題，對於是某種意識制定了自然法則的說法，更是大加排斥，完全不予考慮它是否存在著合理的因素。

然而從進化論中引申出自然法則能夠自動生成的結論，這種推理在邏輯上能站得住腳嗎？下面我們來推敲一下。

達爾文做出「生物多樣性是自然形成」的結論，是建立在不考慮遺傳和變異的因素，把它視為是理所當然的基礎之上的。也就是說，這個結論成立的邏輯前提是，遺傳和變異是一種自然規律，而自然規律背後的自然法則，是自然生成的。

現在人們又以進化論的結論為依據，來論證自然法則可以自然形成的說法，這裡就陷入了一個循環論證的怪圈。就好像有人問你：「小王是好人嗎？」你回答說：「是的，因為他很善良」，別人繼續問：「你怎麼證明小王很善良？」，你回答說：「因為他是個好人」。

這種循環論證能有說服力嗎？它其實什麼也沒有證明。而且事實上，進化論中還存在著更大的破綻，我們不僅沒有理由把遺傳和變異看作是理所當然的事情，甚至就連自然選擇本身，我們也不能想當然地認為這種選擇過程，就一定是完全沒有原因的自然行為！

由此可知，在世界是自然生成還是被創造的問題上，迄今為止科學對於自己堅持的說法，其實是拿不出有力證據來的。科學家們說自然界能夠自己生成自己，這完全只是一種依據不足的猜測。

因為無法解釋自然法則的來源，科學家們和唯物論者一樣，最希望看到的是一個永恆的宇宙，這樣就可以把自然法則視為是永恆的存在，我們再不必為它是怎麼出現的傷腦筋了。

然而本身作為科學理論的一種，宇宙大爆炸理論卻讓其它的科學理論難堪了。大爆炸理論表明宇宙誕生於有限的時間之前，那麼它是怎麼來的呢？這很容易讓人聯想起「神創論」。所以大爆炸理論受到了天主教會的歡迎，認為它是對上帝創世說的有力支持。

科學家們認為，世界是遵循著自然法則的秩序，自然生成的。但是自然法則本身呢？它自己又是如何生成的？是誰制定了自然法則？或者說它自己能夠生成自己？它是和宇宙同時產生的，還是早於或者晚於宇宙出現？

這些問題根本無法用現有的科學理論來回答。因為現在的科學是建立在實驗和觀察的基礎之上的，而這些卻是無法用現有的科學手段進行觀察，也無法用現有的科學實驗進行證明的問題，它們實際上已經超出了科學現有的研究範圍。但是否我們對弄清楚這些問題，就一點辦法都沒有了呢？不，從現在的諸多科學新發現、新成果出發，運用整體論的方法，通過邏輯推理，我們完全可以猜到答案。

第四章 智慧設計

如果自然法則不是自然形成的，那麼是否就證明確實存在神通廣大、無所不能的神靈，只能用神的創造來解釋自然法則的存在了呢？

事實並非如此的絕對。

我們還是從近年來頗受爭議的「人擇原理」開始說起吧。在教會主導著社會主流觀念的年代，人們曾經相信人類是上帝的寵兒，地球是宇宙的中心，但這一理念後來被哥白尼的「日心說」打破了。於是有人提出了「哥白尼原理」，認為宇宙沒有中心，宇宙中的任何一點都不是特殊的，上帝並沒有對人類特別關愛，人類也沒有在宇宙中佔據特殊的地位。

1973年在紀念哥白尼誕辰500周年的一次會議上，英國的天體物理學家布蘭登·卡特卻發表了一篇闡述「人擇原理」的論文，提出了一種與「哥白尼原理」完全相反的觀點：「雖然所處的位置不一定是中心，但不可避免的，我們人類從某種程度上說在宇宙中是處於特殊地位的。」

「人擇原理」之所以認為人類在宇宙中處於特殊地位，主要是基於這樣一種懷疑：自然定律為什麼會驚人地適合生命的存在，就像是為了生命量身定做的呢？

這一原理後來發展出了強、弱兩種解釋版本。「弱人擇原理」認為，因為自然定律必須是這個樣子的，我們才有可能存在，所以現在我們既然已經存在了，那麼自然定律就一定會是這樣，其中就是有再多的巧合也無須感到吃驚。就像一個身高166CM，視力1.0的年輕人想要參軍，對於他來說，體檢的標準要求必須等於或低於他的身高和視力，他才有可能參軍。而如果現在你看到他已經在部隊里了，那麼就說明體檢的標準一定是那樣的。

「強人擇原理」要更誇張一些，它認為自然法則之所以會像現在這樣，是因為它的設計初衷就是為了方便人類的出現，生命的誕生也許本身就是宇宙演變的一個目的。就像在前面的例子中，參軍的體檢標準本來就是為了確保那個年輕人能夠順利入伍而設置的，所以為什麼是那樣的標準就不難理解了。

強人擇原理帶有強烈的目的性意味。為了人類能夠存在，自然法則才被設計成了現在的樣子，這種說法很容易讓人把它和上帝創世的觀念聯繫在一起，因而並不為多數的物理學家所喜歡，然而它卻提出了這樣一個值得思考的問題：世界是否真的經過了事先的精心設計呢？下面我們就來談一談這個問題。

為了便於理解，我們用一個事件來進行類比。在北京奧運會開幕式上，有一個場面令人印象深刻，至今難以忘懷。奧運場館中，一大群綠衣人在場地上走來走去，時而組出一隻和平鴿的圖案，時而搭出一個綠色的鳥巢，整個過程看起來如行雲流水一般，十分自然流暢。

這一複雜的過程是如何形成的呢？為什麼場上看不到有人指揮，綠衣人卻能走得如此井然有序呢？我們先來看看，假如認為它是自然形成的，用達爾文進化論的邏輯來解釋的話，會是怎樣的。

對於生物界的複雜性，達爾文的解釋是偶然之中有必然。生物會持續產生變異，這一特性使得生物的形態出現了無數多種可能性。但為什麼我們面臨的不是一個混亂的局面呢？因為優勝劣汰的自然選擇機制發揮了作用，對它們進行了海選，最後保留下來的物種，就組成了我們眼前看到的這個紛繁複雜的生物界。

如果沿用這一思路來理解開幕式上看到的情景，事情應該是這樣的：綠衣人在場上隨機地走來走去，這會產生無限多種可能性，但其中必然會有那麼一種情形，剛好和我們看到的畫面完全一樣；電視台的導播發揮了自然選擇機制的作用，把走得亂七八糟的部分全都剪了，最後留下的就是我們看到的那個精彩場面。

這樣的說法你同意嗎？是不是感覺有點荒唐？但是，許多從事前沿研究的科學家們高智商的頭腦中，現在就充滿著這種邏輯。目前對於自然法則是如何形成的諸多解釋中，最為流行的一種理論沿用的就是達爾文的思維。這種理論認為，在宇宙誕生的時候，生成的並不只有一個宇宙，而是有無數多個宇宙，它們的物理定律各不相同。其中絕大多數的宇宙，因為物理定律不符合生命存在的要求，因而成了死宇宙、廢宇宙。但其中必然會有一個宇宙，其物理定律適合生命的存在，那就是我們眼前的這個宇宙。

仔細推敲一下這種理論的邏輯會發現，生成我們所在的這個宇宙，需要配套產生無數多個宇宙的說法，根本沒有任何的科學依據，從我們的直覺來看也是毫無道理的，人們提出這個理論的唯一理由，就是為了堅持「宇宙是自然形成的」。

你相信這樣的邏輯嗎？難道你真的認為，一大群人無意識地隨便走走，就能剛好走出那樣好看的圖案來？那是不可能的。即便那群人是從大爆炸發生的那一天開始走起，按照計算也只存在微乎其微的概率，能夠在偶然間走出那樣規則的圖案來，在開幕式那短短的幾分鐘時間裡，那肯定是毫無可能的了。

那麼這些人為什麼能夠走得如此秩序井然呢？其實原因很簡單，他們已經排練過很多次了，每一步該怎麼走，事先都經過了精心的設計。

世界其實也一樣。粗粗一看，萬類霜天競自由，貌似天地萬物都在自然而然地演化著。然而正如那群綠衣人看似在自由走動，其實走的都是事先規定好的路線一樣，世界上的萬事萬物和它們的演變軌跡，也都經過了精心設計，是有規則而不是雜亂無章的。

這可不是毫無根據的說法，下面我們就舉出一些事例來印證這一觀點：

理由之一，世界的演變過程表現得太複雜、太有秩序了，無法想像這樣的表現會毫無緣由地出現，就像你不會認為綠衣人隨便走走就能走出一隻和平鴿來。

我們以地球生命形成過程的一些片斷為例，來看看這種複雜性達到了何等的地步。

生命的出現，首先需要產生氨基酸等有機物，這相對來說還比較簡單。下一步是把氨基酸串在一起製造蛋白質，這裡就有大麻煩了。

如果蛋白質是偶然生成的，那麼按照概率法則，要製造膠原蛋白，就需要從20種氨基酸分子中挑選出合適的種類，以絕對正確的順序進行1055次排列。我們現在玩的一種15選5的福利彩票，只需要在15個號碼中選對5個即可獲得特等獎。但假如參考膠原蛋白的生成過程來制定彩票中獎規則，那麼就需要在20個號碼中連續選擇1055次，每次都正確才能拿到獎金。這種令人絕望的玩法一定會讓彩票站全部倒閉。

這樣的排列會有多少種可能性呢？是201055種，假如你對這個數字的恐怖缺乏清醒認識的話，可以舉個例子來幫助你理解。如果大自然從宇宙誕生的那一刻起，就開始以自然生成的方式製造膠原蛋白，每1毫秒能夠嘗試其中一種可能性，那麼到了現在，它也不過才嘗試了1020種而已。你可以把這個數字，與膠原蛋白進行自然排列會產生的可能性比一比，看看是什麼感覺。當然，有些人會說，在宇宙中的不同地方，也許同時在製造膠原蛋白，因而每1毫秒不止嘗試一種可能性。這沒有關係，你可以了解一下宇宙中的原子數總共是多少，就會知道這樣的可能性其實並沒有你想像的那麼多。

僅僅是簡單的膠原蛋白分子，能夠自然生成的概率就已經是相當於零了。有人說，發生這種事情的可能，無異於你廚房裡的各種原料不知怎麼湊到一起，自己把自己烤成了蛋糕。

要能夠讓生命出現，僅靠一種膠原蛋白是遠遠不夠的，人體內的蛋白質也許就達到了100萬種之多。一種蛋白質的生成，根據概率原則已經近乎不可能了，何況還要生成如此多的種類？

接下來是由蛋白質和比蛋白質更複雜的DNA，以及其它的生命要素，組成細胞，這是一種複雜程度更高的結構。有人這樣形容，即便是製造一個基本的酵母細胞，所需要的零部件就和一架波音777噴氣式飛機那樣多，而且你還必須在直徑僅有5微米的球體內將它們組裝起來。

單個生命已經複雜得令人難以想像，但與整個生態系統之間的聯繫比起來，又根本算不了什麼。生態系統是一個完美的體系，例如其中的食物鏈，植物通過光合作用，從土壤中攝取養分茁壯成長；食草動物吃植物，大型食肉動物吃小型食肉動物和食草動物；動物死亡後，由腐食性動物或者微生物進行分解，重歸於塵土，就是一個完整而周密的循環系統。

假如你對地球生態系統的嚴密與複雜缺少直觀感受的話，可以去看CCTV9的紀錄片。萬物休戚與共，生命周而復始，每種生物都只是整個系統上的一個小小節點，但卻又是其中不可或缺的有機組成部分。在那些經過精美製作的紀錄片中，你會感覺到這個系統的複雜與巧妙，大自然的神奇必定會讓你嘆為觀止。

地球生態系統的形成，與整個宇宙的演變相比較，又只是小菜一碟了。如此宏偉的體系，如此複雜的演變過程，假如沒有事先設計好的程序，而完全只是一個隨機的過程，那麼究竟會有多少的概率，能夠形成我們眼前這個秩序井然的世界？

宇宙的演變，從某種角度來說可以理解為所有粒子運動變化的過程。我們可以把宇宙中的每個粒子都看作是一個綠衣人，你是否還會堅持認為，宇宙演變的這幕大戲，只不過是綠衣人們隨意走動的結果？如果只是隨意走動的話，宇宙的演變能這樣的井然有序嗎？

理由之二，宇宙的物理定律太精確了，無論怎麼看都不像是偶然形成的，更像是一種精密的設計，這也是「人擇原理」的支持者們最為懷疑的事情。

英國皇家學會前任主席、天文學家馬丁·里斯認為，宇宙似乎受到了6個數字的支配，其中每個都有很精確的數值，就像是被精心調試過的一樣，它們哪怕是發生細微的變化，世界就不會是今天的模樣，生命就不可能存在了。比如引力如果稍微強一點，那麼宇宙就會像個沒有支好的帳篷那樣塌下來；如果稍微弱一點，那就什麼東西也不會聚集在一起，宇宙會永遠是單調、分散、虛空的。核作用力只要改變4%，那麼恆星中就不可能形成碳，以此為基礎的生命就不可能出現。

霍金說：「自然定律形成了一個極端微妙的系統，在不毀滅我們所知道的生命發展的可能性下，物理定律能被改變的可能性是非常小的。若非在物理定律的精確細節上的一系列令人吃驚的巧合，人類和類似的生命形式似乎永遠不可能形成」。

宇宙中能夠出現一個適合生命居住的地球，也是十分偶然的事情。在太陽系中，能夠讓生命存在的區域非常之少，而地球正好就處在這樣的「金鳳花區域」之內。假如地球離太陽的距離遠一點，那麼水就會被凍成固體，沒有了液態的海洋，也就不可能出現生命。而如果地球離太陽近一點，那麼就有可能成為像金星那樣的「溫室行星」，溫度高達500℃以上，可怕得像個地獄。

這樣的偶然性還很多。假如沒有月亮，或者月球的大小不足以穩住地球的軌道，那麼地球就會像打擺子一樣地搖晃，由此導致的劇烈氣候變化，使生命的存在變成一種奢望。如果太陽系中沒有木星這樣的巨大行星，能以它的引力把小行星甩進外太空，用了10億年的時間把太陽系形成時遺留的彗星和小行星碎片清理乾淨，那麼地球就會經常遭到它們的襲擊，不可能有相對穩定的環境條件來支持生命的出現。

天文學家沃德和布朗利還列舉了一系列令人嘆服的事實，說明在地球的其它眾多特徵上，比如海洋、板塊構造、氧氣含量、熱含量、地球軸線的傾角等等，其數據都正好適合創造智慧生命。如果地球不是正好處在這樣一個極小的區域範圍內，那麼人類就不可能出現。有人甚至說，如此苛刻的條件表明，地球上的智慧生命說不定真的是在銀河系中，甚至在整個宇宙中都是獨一無二的。

如此眾多的巧合，難道都是出自於偶然嗎？誰能相信，這些十分精確的系統竟會是自然形成的，而不是來自於一種巧妙的設計？

理由之三，宇宙的不同區域之間存在驚人的相似性，如果它是自然形成的，這一點很難得到合理的解釋。

天文觀測發現，我們無論朝哪個方向看，宇宙似乎都一樣，有同樣類型的星系，幾乎按照完全一樣的模式分布。這就像是在紐約、曼谷、開羅等世界上的許多地方，都有一群綠衣人在隨意地走來走去，但奇怪的是，它們都走出了和北京的綠衣人相似的圖案。

這個事實讓人費解，因為兩個處於相反方向上距離我們90億光年的星系，它們之間的距離是180億光年，目前我們最普通接受的宇宙年齡是137億年，所以連光都沒有足夠的時間從這個星系走到那個星系，它們之間顯然無法傳遞信息。

沒有辦法通信，它們之間就不可能開個會來討論一下，在演變的方向上如何保持一致的問題。如果它們是自然生成的，那麼兩個星系之間怎麼可能如此的相似？它們之間的差異是通過什麼辦法來消除的呢？就像世界各地的綠衣人，如果不是事先設計好了統一的步調，在沒有辦法相互商量的情況下，他們怎麼可能隨便走一走，大家都走出幾乎相同的圖案來呢？

對於這種現象最合理的解釋，是綠衣人們都在執行原先設計好的同一套動作，所以才會走得幾乎一樣；整個宇宙都在按照事先設計好的同一種軌跡演化，而不是像人們想當然認為的那樣，完全是在無規則地自然演變著，所以不同區域之間才會出現相似的情景。

理由之四，宇宙在不同尺度的結構上有著不可思議的相似性，體現出了相同的設計風格。

宇宙在不同的尺度上，有著許多難以解釋的重複性結構。盧瑟福的原子模型一出世就被稱為「行星模型」，這種說法形象地表現出，在原子這個極小的體系和太陽系這個極大的體系之間，存在著驚人的相似之處。比如它們兩者都有一個核心，這個核心在整個體系中只佔據著微不足道的體積，卻集中了99%以上的質量。

不僅如此，假如把原子與銀河系進行對比，原子與中子星進行比較，它們都在半徑、周期、振動等許多方面表現出了十分相似的地方。由此還出現了一種叫「分形宇宙」的理論，認為哪怕是在一個小小的原子中，都包含了整個宇宙的某些信息，是一個宇宙的「全息胚」。

為什麼宇宙在差距如此懸殊的結構上，會表現出如此驚人的相似之處呢？假如認為世界是自然生成的，那麼這種現象很難解釋，但如果相信世界是經過了設計的，那麼就很好理解了。裝修過房子的人都知道，設計師往往會有自己的風格，在「地中海」風格的設計中，拱門這樣的圓形元素就會一再地重複出現。所以宇宙不同尺度之間的重複性結構，也許不過是體現了設計師獨特的設計風格而已，就這麼簡單。

關於世界是經過了設計的理由，還可以舉出許多，而且只要你認真體會，在日常生活中還會發現很多的線索。不過事實上這根本就是既沒有辦法證實，也沒有辦法證偽的問題，再多的事例也僅僅只能是引起你的懷疑而已，舉更多的例子並沒有什麼實際的意義。

世界經過了設計的想法由來已久，其根源至少可以追溯到柏拉圖的時代。柏拉圖認為世界背後有一個實體模型，我們眼前的世界只是這個永恆模型的複製品，萬物有生有滅，但模型永存不息。這些模型雖然數量眾多，但並非亂成一團，沒有秩序，它們構成的是一個相互關聯的有機整體，一個很有條理的宇宙。柏拉圖所說的實體模型，我們完全可以看作是標準化的世界設計效果圖。

牛頓也相信世界是經過設計的，他認為世界並非「僅由自然定律從混濁中產生」，宇宙的秩序「最初是由上帝創造的，並由他將同樣的狀態和條件保存至今」。

霍金在他的新書《大設計》中也說：「在物理基本定律的精確形式與性質中的運氣……不可能被輕而易舉地解釋，而具有深刻得多的物理和哲學含義。我們的宇宙和它的定律顯得是一種設計，這兩者都是為支持我們而量體裁製的」。

近年來美國的大學中在悄悄流行著一種觀點，認為世界是經過了設計的，這種思想叫「智能設計論」。它的支持者認為，世界的設計師有可能是上帝，也有可能是外星人或是穿越到了過去的細胞生物學家。

基於以上證據，我們完全有理由懷疑，世界其實就是一個偉大的設計。對於那位設計師，我們在這裡稱之為「造物主」，雖然這個概念與「上帝」有些接近，但我們會盡量避免採用「上帝」這個稱呼。因為上帝是萬能的神，而我們這個世界的設計師，或者說造物主，卻極有可能並不是神。

第五章 登山階

世界是經過了設計的，那麼作為設計師的造物主是誰？他在哪裡？他是如何創造這個世界的呢？許多書中有談到這個話題，但往往都只是在提出問題，看得人滿腦子的問號，卻直到最後一頁也沒能給你一個清楚的回答，那滋味如同酒鬼被一杯好酒勾起了酒癮，卻被告知酒已售罄一樣的難受。

提出問題簡單，但想要給出一個能夠自圓其說的完整答案，卻不是那麼容易。不過請儘管放心，我們不會不負責任地列舉了一大堆的疑問，最後卻不給出一個明確答案的。只是僅憑前面已經提到過的信息，並不足以推導出那個最終的解釋來，所以我們還需要更多的線索。

我們該到哪裡去尋找線索呢？在看不清楚一樣東西時，人們最通常採用的一種手段是把它放大。把東西放得越來越大，你能發現的信息就會越來越多，它的細節就會越來越清晰，這到底是個什麼東西，你就能看得越來越清楚。所以在接下來的幾章里，我們都將把目光轉向粒子世界，從世界的最微小結構入手，去發現線索，釐清真相。

描述粒子世界最重要的物理學理論是「量子論」，這對於普通讀者來說，是一個十分陌生的領域，也許會有比較大的閱讀難度。但我們會儘可能用最簡單的語言把問題講清楚的，假如你仍然覺得不好理解，可以參考曹天元的《上帝擲骰子嗎？量子物理史話》。不過無論是如何的困難，我們都建議你把關於量子論的這段內容耐心看完，這應該是本書中最精華的部分，也是最能夠支持後面將要給出答案的有力證據。

我們首先從「量子」的概念開始說起吧。一般人對於這個概念也許會覺得很抽象，很深奧，但其實在解釋清楚之後，你也許會覺得它實際上也很簡單。

公元前3世紀希臘的芝諾提出過一個很出名的詭辯，說神話中善跑的阿喀琉斯碰到了一隻烏龜，烏龜說：「你雖然跑得比我快，但假如我在前面跑的話，你在後面就不可能追得上我」。阿喀琉斯感到大惑不解，烏龜接著解釋說：「假設我在你前面100米處，你的速度是我的10倍，現在你來追我。當你跑到我現在的位置時，我向前跑了10米；當你再追過來時，我又向前跑了1米；你再追1米，我又跑了1/10米……這樣一直持續下去，你可以無限地接近我，卻永遠也不可能追上我，我們之間總是還會保留著一點點的距離」。

僅憑經驗判斷，凡是智力正常的人都知道芝諾錯了，因為他的說法完全不符合生活常識。但他到底錯在哪裡，又如何才能從理論上反駁他呢？這可把不少人給難住了。

現在我們可以用數學工具來解決這個問題了。烏龜所描繪的整個過程所經歷的時間，把計算的式子列出來你會看到，它需要經過無限次的相加。從直觀感覺上看，這樣相加的結果是一個無限大的數值，所以似乎可以把這個時間稱之為「永遠」。但我們現在知道，這種無限次相加的結果，其實並不像人們曾經以為的那樣是無限大的，而實際上是一個有限的數值。

所以烏龜描繪的過程，乍一看似乎時間是無限長的，其實卻只是限制在一個固定的時間之內。這隻能表明在某個時點之前，阿喀琉斯只能逐漸接近烏龜，卻追不上烏龜。但時間不會停止流動，一旦突破了這個臨界時點，烏龜就被甩在後面了。所以芝諾關於「阿喀琉斯永遠追不上烏龜」的說法，是站不住腳的。

除此之外，我們還可以用什麼方法來反駁芝諾呢？還有一種途徑。芝諾的詭辯，其實是建立在這樣一個隱藏前提之上的：阿喀琉斯和烏龜之間的距離，可以分割成無限多個點，也就是說，空間是可以進行無限多次分割的。

在歷史上很長的一段時間裡，人們確實曾經認為物質、時間、空間這些東西是可以無限分割的。《莊子·天下》中這樣說：「一尺之棰，日取其半，萬世不竭。」用數學的語言來解釋這段話，意思就是你可以把1尺長的棍子進行無數次對半分割，第一次對半分割得數是0.5尺，第二次是0.25尺，第三次是0.125尺……這個過程可以無限地進行下去。

公元前四世紀的希臘哲學家亞里士多德也認為，物質是連續的，人們可以將它無限地分割下去，我們永遠也得不到一個不可再分割的最小顆粒。

但早就有人在懷疑「物質可以無限分割」的觀念了，比芝諾和亞里士多德更早出生的希臘哲學家德謨克利特，相信最小顆粒是存在的，他把這種粒子叫做「原子」，認為所有的物質都是由原子組成的。按照他的觀點，原子是一種不可穿透、不可分割的實體，一切原子都有著相同的性質，只是在形狀、大小、重量、排列、位置上有所不同。萬物有生有滅，但組成它們的原子卻不會跟著毀滅，只會從死亡的物體轉移到新生的物體身上。

現在我們知道這種觀點很有見地，但在相當長的時期內它並未得到多數人的認同，因為在人們的感覺中，世界是光滑的，不是由一個個細小顆粒組成的。就像你看一面鏡子，看到的只是一個平滑的表面，而不會發現其中有任何的間隙。

這一觀念直到「量子論」誕生之後才真正得以改變。量子論的發現經過很富有戲劇性，1900年德國物理學家普朗克在研究黑體輻射時，根據經驗拼湊出了一個公式，這一公式的計算結果與實驗吻合得相當好，但普朗克自己卻講不清楚它為什麼會這樣，它是怎麼推導出來的，更不明白它背後的物理意義是什麼。

經過一段時間的研究之後普朗克發現，這個公式中包含了一個奇怪的前提：以前我們認為能量的傳遞是連續不斷的，就像溫度在從0℃上升到1℃時，經歷的是一個持續不斷的過程，可以在數學上分成無限多個狀態，但這個公式卻要求能量的傳遞不能是連續的，而只能是一份一份地進行傳遞，雖然每一份都極其微小，小到幾乎忽略不計，讓你可以近似地把它看作是一個連續不斷的過程。

更簡單點說就是，普朗克發現了一個驚人的秘密，那就是自然界中能量的傳遞，並不是一個連續的過程，而是可以細分為一次次，並且每次傳遞的能量都不能小於某個最基本的數值。這就意味著溫度在從0℃上升到1℃的過程中，它的數值並不會有無限多個可能性，而只能出現有限多種狀態。

對於這種現象，我們可以舉出登山的例子來幫助理解。現在生活條件好了，政府開始關注起居民的日常生活來，很多地方在城市周邊風景優美的山頭上修建了公園，這是周末休閑的好去處。為了便於攀爬，山路修有蜿蜒的石階，不再是連續的斜坡。所以雖然從數學上來說，在從山腳到山頂的過程中，爬山的人經過了無限多個海拔高度的狀態，但實際上你只能停留在有限多個位置上。

為什麼這樣說呢？我們來看看，爬山時走石階和走斜坡有什麼不同。假如攀爬的是連續的斜坡，那麼你的腳步可以在任意一個位置上停留，因而從理論上來說，你是可以處於無限多個狀態之下的。但假如走的是石階，那麼情況就完全不一樣了，你的腳步能夠停留的位置是有限的。每個石階高12公分，這是一個基本的單位，現在你站在海拔300米處，只要跨到下一個台階上，位置就變成了300.12米。你不能在300米與300.12米之間的任何位置上停留，因為那裡沒有台階。

這就是芝諾詭辯的問題所在了。假如空間有基本單位，不是平滑連續的，那麼烏龜就不可能停留在無限多個位置上，芝諾的說法也就不攻自破了。

普朗克把那個最基本的單位稱作「量子」，「量子論」就這樣誕生了。它把人們引入了一個神秘莫測的量子世界，就像巫師念動咒語，原本平淡無奇的石壁上突然打開了一扇大門，門後出現了一個人們從未見過的新天地。這裡的規則和我們熟悉的世界完全不同，許多我們在日常生活中積累的經驗，在這裡毫無用處。下面我們用一個例子來說明一下。

在20世紀初人們就已經知道，當光照射到金屬上時，會從它的表面打出電子來，這種現象叫做「光電效應」。但讓人們大惑不解的是，對於某種特定的金屬，光能否打出電子來，只和它的頻率有關，跟它的強度一點關係都沒有。頻率高的光線，如紫外線，即便是強度再弱，也能打出電子；頻率低的光線，如紅光、黃光，即便是強度再大，也打不出電子來。

光是一種波，在正常情況下，波的強度代表了它能量的大小，波的頻率代表了它振動的頻繁程度，所以是頻率而不是強度決定了能否打出電子的事實，讓人們一時摸不著頭腦。為了讓你了解光電效應的奇怪，我們可以用容易理解的事例來類比。假設日常生活中也會發生這樣的怪事，那就相當於說，在你用鎚子敲別人的腦袋時，對方會不會痛得叫出聲來，跟你用了多大的力氣無關，只跟你敲的頻率有關。假如你敲得比較頻繁，那麼即使只用了輕如鴻毛的力氣，對方也會大聲慘叫；假如你敲得不那麼頻繁，那麼即便使出千斤之力敲下去，對方也毫無反應。

這種現象，是不是有些怪異，完全無法用我們以前積累的經驗來解釋呢？最終還是愛因斯坦引入了量子的概念，完美地解釋了這一現象。愛因斯坦說，我們看到的光線，看起來似乎是一條連續不斷的線，但其實並不是那樣，它是由許許多多的「光量子」（現在通常稱為「光子」）拼湊而成的。量子世界的規則有點特別，單個光子能量的大小，是由它的頻率決定的，跟光線的強度無關。而一束光線能不能在金屬表面打出電子來，全看單個光子與電子撞擊時是不是夠力氣，這就完全取決於光的頻率而不是強度。

這一發現的意義十分重大，以至於連相對論都沒有給愛因斯坦帶來諾貝爾獎，用量子概念來解釋光電效應的這篇論文卻讓他獲獎了，愛因斯坦也因此而成為了量子論的奠基人之一。

量子世界是一個全新的領域，上面舉出的例子其實根本算不了什麼，它的怪誕要遠遠超出你的想像。從物理意義上來說，量子論深刻地揭示出了這樣一個問題，那就是我們所處的世界，在平常看起來讓人感覺是平滑連續的，就像從很遠的地方看那上山的路，是一條光滑的斜坡；但一旦把它放大到粒子水平，情況就完全變了，它變得不再連續光滑，就像你走到山前看，呈現在眼前的就不再是斜坡，而是一個一個的石階。

在人們以前的印象中，世界是渾然一體的，然而現在量子論告訴我們，情況並非如此。我們這個世界就像搭積木一樣，是由某種最基本單位拼接而成的，中間其實並不連貫。

無論是牛頓的經典力學，還是麥克斯韋的電磁理論，都是建立在認為世界是平滑連續的基礎之上的。在牛頓看來，當你用5千克的力推動一個物體時，這個力是一個整體，在連續地發揮作用，而不是像量子論認為的那樣，是由許多基本單位的微小的力拚湊而成。所以量子論完全顛覆了經典物理學原先的認知，經典力學大廈從此就土崩瓦解了。

德謨克利特所說的原子是最小的粒子，是物質的基本單位，但我們現在說的原子並不具有這樣的特性。它由原子核和電子組成，原子核又由質子和中子組成，質子和中子又由夸克組成。夸克是不是最小的粒子呢？這個目前誰也不能肯定。但基本上可以肯定的是，世界一定是有最小單位的，把世界放大到粒子的層面上時，平滑連續的概念就再也沒有市場了。在這裡世界表現出了明顯的量子屬性，不僅物質如此，連時間和空間也是如此。假如世界沒有最小單位的話，那麼量子現象就根本沒辦法得到合理的解釋。

把量子論與宇宙大爆炸理論聯繫在一起考慮的話，有一點你肯定會很想不通。宇宙大爆炸理論說世界起源於奇點，奇點之前什麼都沒有，那麼有最小單位的世界，怎麼可能整體上被壓縮成空無呢？按理說，即使壓縮得再小，也不能小於基本單位啊？也許有人會說，按照愛因斯坦的質能方程，物質可以轉化為能量，有可能在奇點處物質全部轉化為無形的能量了。但這種說法應該是錯的，因為在奇點處什麼也沒有，不僅沒有物質，也沒有能量。而且更重要的是，能量本身也是量子化的。

我們再換一個角度來提問。大爆炸後世界誕生時，為什麼生成的不是連續平滑的世界呢？為什麼世界會出現量子屬性呢？登山的時候，斜坡也可以攀爬，為什麼一定非得要有台階呢？我們知道，台階的出現是人為造成的，自然界的山坡原先並沒有台階！

翻開量子論方面的科普讀物，到處可以看到關於人們如何發現世界具有量子屬性的介紹，卻從來沒有看見有人質疑過它為什麼會出現。人們對這個問題就如同看待自然規律一樣，司空見慣，習以為常，想當然地以為它天生如此——當然也可能有人提出過疑問，是我的閱讀面太窄，沒有發現。

在紀錄片中欣賞了大自然的壯麗與嚴謹之後，我們毫無疑問應該相信造物主是喜歡追求完美的。但現在的問題是，平滑連續的畫面比起斷斷續續的圖像，顯然會感覺更漂亮、更完美一些，但造物主在創造世界時卻採用了搭積木的方式，這到底是為什麼呢？

量子論中蘊含著世界太多的終極秘密。只有在想通了世界為什麼會顯現出量子屬性這個問題之後，我們才會完全明白世界生成的真正緣由。要解開世界的起源之謎，任何微小的細節都不應該遺漏，那些看似不起眼的地方，也許其中就隱藏著通往終極答案的路徑。

有一個最簡單的回答，那就是我們對於世界所有的認識，都是建立在觀測結果的基礎上的。世界在我們眼中顯現出來的，是一副不連續的場景，這種顯示模式上的不完美，也許並不是因為造物主不想追求完美，而是受到了技術上的限制。造物主並不像人們想像的那樣，是無所不能的。我們看到粒子世界存在的量子屬性，其實並非出於他的故意，而只是一種無奈。

這種解釋也許你一下子聽不明白。沒有關係，後面在對世界的生成過程進行系統的回答時，會對此做出更清楚的說明，現在還是先讓我們再來領略一下量子論中更多的不解之謎吧！

第六章 骰子與蝴蝶

古往今來，再沒有什麼比一種東西更能牽動人們的心了，那就是「命運」。

世間有命運的存在嗎？是否冥冥之中自有天意，每個人不管怎麼努力，最終都必須服從命運的安排，任由它來擺布，絲毫沒有抗拒之力呢？

「宿命論」認為是這樣的。生死有命，富貴在天，所有事情上天都已經事先安排好了。你能活多少歲，賺多少錢，一切皆有定數。所以萬事由天定，半點不由人，謀事在人，成事在天。更有甚者，古人們還發明了易經八卦，紫薇斗數之類的東西，想用它們來預測人們的命運。從古代原始部落占卜的巫師，到後來跑江湖的算命先生，預測命運的走向最終成為了一種職業，成了一些人賴以謀生，或者用以欺騙他人的工具。

但到了現代，持這樣觀點的人通常會被認為是在搞迷信。多數人相信，主宰世界的只能是自然規律，並不存在被上天掌握著命運這回事。在科學技術的幫助下，人類通過把握自然規律，已經能夠掌握自己的命運了。

許多人對於科學都有著這樣一種盲目的信任。然而他們未必了解的是，相當長的一段時間裡，在科學界存在一種佔據著統治地位的思想，它的名字叫做「決定論」。這種思想居然和被我們看作是愚昧無知的宿命論，在某些方面有著相同的看法，就是都認為世界上所有的事情，是事先就已經註定了的。

決定論的思潮是伴隨著牛頓經典力學的建立而流行起來的，我們來看看這種想法從何而來，它的依據是什麼。

在學習中學物理時，一般都會碰到類似這樣的一道題目，告訴你一顆炮彈的初始位置在什麼地方，離開炮膛時的速度是多少，射出時的角度是多少，在不考慮空氣阻力的情況下，讓你計算在接下來的某個時點，炮彈會出現在哪裡，最後的落點在什麼位置。

這個題目充分反映了經典力學對於世界的認識。它認為任何事件都是有前因後果的，這種因果關係可以用科學定律來描述。我們只要知道了初始條件，根據科學定律和方程，就可以預測事情的經過和結果。同樣的道理，反過來我們只要確定了事物在目前的狀況，根據定律就可以倒推出它以前的情況。

這種觀點似乎在現實中得到了證明。我們能夠預測炮彈的運行軌跡和它的落點，能夠預先知道日食將在什麼時候發生，能夠將人造衛星送入預定的軌道，依據的都是對於這種因果關係的了解。我們能夠知道人類誕生以前發生的事情，能夠測定地球的年齡，能夠通過宇宙膨脹的現象倒推出大爆炸理論，依據的也是這種因果律。

按照這個邏輯人們進一步推斷，從宇宙誕生的那一刻起，整個世界的初始條件就已經確定了，而自然法則是固定不變的，事物的發展都是在按照它規定的因果關係演變著。這樣我們不就能夠得出結論，從宇宙誕生的那一刻起，它將會怎樣發展演變，最終結果又會怎樣，其實都是已經確定了的？

假如我們能夠了解宇宙所有的初始狀態，又能夠掌握所有的自然法則，還具有足夠強大的計算能力的話，那麼就可以預知整個宇宙的演化過程，直到世界的盡頭。換一句話說，我們目前還無法掌握天地萬物的演變軌跡和最終結局，那只是因為人類的認識水平和計算能力還不夠，所以沒辦法把它計算出來而已，那隻能表明我們還不知道它的結果，但其實它的結果是早已確定了的。

這種觀點就是「決定論」。

牛頓是決定論者，他認為宇宙就像是一個巨大的鐘錶，鐘錶的弦嚴格按照預定的方式放鬆，絲毫不爽。萬事都已由物理定律所規定，連一個細節都不能更改，即便是每一個原子的變化軌跡，也都是在宇宙開始時就確定下來了的。過去和未來都像是已經寫好的劇本，宇宙的發展只能嚴格按照這個劇本進行。

曾擔任過拿破崙老師的法國天文學家拉普拉斯也認為，假如他能夠知道某一時刻宇宙中每一個粒子的位置和運動情況，他便掌握了所有的細節，可以計算出整個宇宙的過去和將來。

決定論聽起來是不是讓人很難接受？但它在科學史上的影響力，卻絕對超乎你的想像，曾經在很長的一段時間裡，絕大多數的科學家都相信決定論，就連愛因斯坦都始終是它堅定的支持者。

然而世界是否真如決定論說的那樣，只是一部規模宏大的電影，情節尚未開始，結局早已註定？從感情上來說，一般人不應該喜歡冷冰冰的決定論，相信所有事情都已確定，因為那意味著人類所有的生存鬥爭其實都只是無謂的掙扎，我們的一切努力都將是徒勞。還好現在決定論已經被打垮了，首先站出來給了它當頭一棒的是量子論，下面我們來看看事情發生的經過。

粒子世界對於我們普通人來說，絕對是一個難以想像的領域，因為即便是用效率最高的「掃描隧道顯微鏡」，我們也只能看到原子層面的東西，沒有辦法看到比原子更小的粒子。所以在這個極端微觀的世界，我們的認識往往都只能通過間接的方法得到，而不能直接看到它的真實情況是怎樣的。

當人們發現原子的時候，本以為找到了希臘人所說的不可分割的最小粒子，但後來英國物理學家J·J·湯姆遜在研究陰極射線時，發現了原子中電子的存在，這表明原子也有自己的內部結構。湯姆遜在缺乏實驗證據的情況下，把原子想像成了一個帶正電荷的球，帶負電荷的電子一粒粒鑲嵌在這個圓球上，人們把它稱為「葡萄乾布丁」模型。這種想像很符合人們的直覺，組成實物的微小顆粒，我們下意識地認為它當然應該是實心的。

然而他的學生，同樣是物理學家的盧瑟福通過實驗發現，原子中有一個核心，這個核心帶正電，它的大小還不到原子半徑的萬分之一。在盧瑟福發表的原子模型中，原子核就像是太陽，佔據了絕大部分的質量，位於原子的中心，帶負電的電子就像是行星，沿著特定的軌道繞著太陽運行。這個發現完全顛覆了我們的直覺，微小的原子竟然不是實心的，它就像我們的太陽系一樣，裡面絕大部分地方是空蕩蕩的！

盧瑟福的原子體系並不穩定，根據經典電磁理論，它會釋放出輻射能量而導致崩潰，假如現實中真有這樣的原子，那麼它撐不了1秒鐘就會解體。怎麼解決這個問題呢？丹麥物理學家玻爾想到，也許在原子這樣小的層次上，經典理論不再成立，需要引入量子的概念來進行解釋。

玻爾發現，原子內部電子不同的軌道有著不同的能級，電子只能吸收相當於兩個軌道之間能級差的能量，從較低能級的軌道躍遷到較高能級的軌道，或者釋放出相同的能量，從較高能級跌回較低能級，而不能像經典理論假設的那樣，能夠連續不斷地吸收或者釋放能量。這就是上一章中提到過的「量子」思想。

玻爾的原子體系也只支撐了大約13年就被取代了。他試圖引進量子的概念，來掀開原子內部神秘的面紗，但卻沒能揭示它真正的內涵。直到1925年德國物理學家海森堡的矩陣力學，1926年奧地利物理學家薛定諤的波動方程發表之後，人們才明白了原子內部電子的運動究竟是怎樣的。他們的發現是如此的怪異，不僅在20世紀的物理學界掀起了軒然大波，其哲學意義甚至足以顛覆我們原有的世界觀。

在經典力學的眼中，世界是確定的。我們眼前的實在之物，比如運動中的籃球，在每一時刻，它的位置都是確定無疑的，而它的速度也有確定的數值，兩者都可以同時進行精準的測量。

我們說過，量子世界是一個規則完全不同的領域。世界的確定性這個看似極為淺顯的問題，在量子力學中就變得複雜起來了。海森堡通過他的矩陣力學推導出了這樣一個駭人聽聞的結論：對於電子來說，它的位置和速度（通常說動量），我們只能確定其中之一，兩者永遠不可能同時為我們所知。這就是大名鼎鼎的「不確定性原理」，它表明對於電子來說，我們無法像籃球那樣，同時知道它初始狀態下位置和速度兩者的信息。

對於這個原理，人們最初在認識上有些偏差，有人把它叫做「測不準原理」。言下之意是說，我們無法同時確定電子位置和速度兩者的信息，並不是它們本身不確定，只是因為電子實在是太小了，我們沒有辦法在不擾動它的情況下進行測量。但後來人們逐漸意識到事情要比想像的更複雜：我們無法給出電子的初始狀態信息，不僅是因為測量的原因，而是它本身就不確定！

薛定諤發表的波動方程中，也包含了同樣不可理喻的內容。在方程中他構造了一個波函數ψ，卻不知道這個函數背後的物理意義是什麼。他自己曾以為這代表了電子電荷的空間分布，但德國物理學家波恩在隨後指出，事情要比他所想的離奇得多。波恩認為，ψ代表了一種隨機性，一種概率，ψ的平方對應了電子在某個地點出現的概率。原來電子的運動不像經典力學規定的那樣，有確定的軌跡，它將會在哪裡出現只是一種概率現象。

我們可以通過一個例子來理解不確定性原理和概率解釋。按照經典力學定律來運動的炮彈，在它發射的一剎那，它的初始狀態是確定的。它的初始速度是零，位置是固定的，加速度是確定的，因而接下來的運動軌跡也是確定的，我們能夠計算出它會落在哪裡。這很重要，因為我們需要把落點設在想要打擊的目標上，而不能讓它一不小心掉到了自己的頭上。

但假如炮彈是像電子那樣運動的話，那你的麻煩就大了。首先，你不可能同時知道它的初始速度和初始位置，它的初始狀態根本不可能確定；其次，它的落點不會是一個確定的點，而是有很多種可能性。它究竟會在哪一點落下，這完全是個隨機的過程，其概率就像一個波，嚴格按照ψ的分布展開——炮彈能不能落到敵人頭上，要寄希望於你的人品能否爆發。

波恩形象地把波函數ψ稱為「骰子」。他的意思是，你想知道電子將會在哪裡出現嗎？計算是沒有用的，因為你能算出的只有概率，所以還不如乾脆去擲骰子吧！

海森堡說，我們不可能知道電子的初始狀態，因為電子根本就沒有確定的初始狀態。波恩又說，別說不知道初始狀態，就是知道，你也沒辦法預測電子接下來的行為，你所能確定的只有概率。在亞原子世界裡，建立在經典力學基礎上的決定論，猶如頭上重重地挨了一記悶棍。

電子最終會出現在哪裡，這完全是隨機的，與它的初始狀態和過程都沒有嚴格的因果關係，這樣的結論讓許多人無論如何也不能接受，其中就包括愛坦斯坦。在1926年寫給波恩的信中，愛因斯坦這樣說：「量子力學令人印象深刻，但是一種內在的聲音告訴我它不是真的……我毫無保留地相信，上帝是不擲骰子的」。

在隨後的歲月中，出於對因果律的痴痴信仰，愛因斯坦始終站在了與隨機性戰鬥的第一線，至死不渝。然而越來越多的事實證明他的抗爭只是徒勞，上帝確實在擲骰子。搞錯了方向讓他其後的工作幾乎一事無成，以至於著名的愛因斯坦傳記作家，荷蘭的亞伯拉罕·派斯調侃說，就算1925年之後愛因斯坦改行以釣魚度過餘生，對於科學來說也沒有什麼損失。

決定論在遭受到了量子論的嚴重挑戰之後，最終還是由混沌學理論給它畫上了一個句號。

混沌學研究的是結果對於初始條件的依賴性。這一理論表明，自然界的許多現象都是無法計算的，因為它對於初始條件的依賴性太大，而世間萬物是普遍聯繫的，所以需要考慮的初始條件幾乎是無限的多，其中的變化過程又太過於複雜，因而最後的計算結果往往會陷入一片混沌之中。

美國的氣象學家洛倫茲在研究天氣預報的過程中意識到，最終結果對於初始條件的依賴性，比我們所能想像的要敏感得多。任何細小的干擾都能夠對整個系統的發展造成極大的影響，差之毫厘，失之千里。最能形象說明這一點的是洛倫茲提出的蝴蝶效應：一隻蝴蝶在亞馬遜河的熱帶雨林中扇動翅膀，就有可能會在美國德克薩斯州引起一場龍捲風。

這種細小的干擾是非常多的，它完全不可預測，所以很多複雜事物演變的結果根本無法預料。正如洛倫茲所說，任何具有非周期行為的物理系統，都是難以預計的，長期天氣預報註定要失敗。

這一說法徹底打垮了決定論。因為與宇宙的演變相比，天氣的變化能算得了什麼？連簡單的天氣變化都是不確定的，那麼我們還憑什麼斷定宇宙的演變是早已確定了的呢？

1986年，著名的流體力學權威詹姆士·萊特希爾，在英國皇家學會紀念牛頓《原理》發表300周年的集會上，做出了轟動一時的道歉：「我們以前曾誤導了公眾，向他們宣傳說滿足牛頓運動定律的系統是決定論的，但是這在1960年後已被證明不是真的。我們願意在此向公眾表示道歉」。

如果把整個宇宙看作是一個完整的系統，那麼量子論告訴我們，這個系統的輸入是隨機的，因為初始狀態根本就不確定。混沌學又告訴我們，這個系統的輸出結果是不可預料的，因為它對初始條件極為敏感，在初始條件不確定的情況下，結果也就不可能固定。由此我們完全可以斷定，世界並不像決定論所說的那樣，只是一部按照固定劇本拍攝的電影，結局從一開始就早已註定。

我們回過頭來再說一說命運的問題。既然系統的輸入是隨機的，那麼就說明我們來到這個世界，只是偶然現象。系統的輸出結果是不確定的，那麼就意味著人生的結局也不固定，有著很大的偶然性。所以對於人生有沒有確定命運的這個問題，你應該已經有自己的答案了吧？對於不確定的東西，想通過占卜打卦計算出結果來，你認為可能嗎？

這裡頭有一個問題，要提出來供你思考。造物主為什麼要設計一個充滿著偶然性和隨機性的系統呢？他的目的何在？用愛因斯坦的話來說就是，上帝為什麼要用擲骰子的方式來決定世界的前途和命運呢？

想知道答案嗎？那就接著往下看吧。現在我們還是繼續來關注一下量子論中其它的怪異現象吧，下面我們要說的，也許會更加出乎你的想像。

第七章 水中花

量子世界蘊含的秘密，足以徹底改變人們的世界觀。即便是最富於革命精神的科學大師，曾經以相對論顛覆了絕對時空觀的愛因斯坦，也難以忍受轉變原有固定觀念帶來的失重感，因而完全無法接受這一全新的理念。

量子論展示的世界的隨機性，已經讓信奉因果律的愛因斯坦感覺要抓狂了。接下來我們要說的這件事，將更是不可思議，讓愛因斯坦更加忍無可忍，直到生命的最後都始終難以釋懷。

歷史上認為世界只是我們心中虛幻影像的人很多，比如前面曾經提到過的慧能，還有明朝的心學大師王陽明等。但這一觀念從未在思想領域佔據過主導地位，因為眼前的一切無可爭議地證明了世界的真實性，從沒有人能夠拿出確切的證據來證明它的虛幻，但量子論改變了這一切。

作為20世紀物理學兩大發現之一的量子論，比史上任何一種理論都引發了更多的技術革命，核能、計算機技術、新材料、能源技術、信息技術，這些領域的進步都跟量子論密切相關。在量子論的幫助下，我們才有了激光、電子顯微鏡、半導體；我們能夠用上電腦，看上電視，建核電站，這些都和量子論的貢獻是分不開的。

然而不可思議的是，量子論在技術運用方面的巨大成功，是在原理不明的情況下取得的。就像古代的人們不知道地球磁場的存在，但他們照樣能夠發明指南針。雖然量子論在應用方面已經充分證明了它的價值，但是直到現在，物理學界還沒有搞清楚它的內在機制和原理是什麼。

並不是沒有人能夠對量子論的原理進行解釋，問題是解釋版本太多，人們反而不知道該信哪個了。有些版本實在是太離譜，只要是頭腦正常的人都不會接受；而最具有可能性的那個解釋，其背後的哲學意義卻又令人難以置信：它表明，世界的存在是由意識決定的。這樣的說法實在太難以接受了，但其它的解釋又不能讓人滿意，所以這對於物理學家們來說，真是一個艱難的選擇。

1997年在馬里蘭大學巴爾的摩郡分校一次量子力學研討會上，關於量子論原理的各種解釋版本，有人做了一次問卷調查。調查結果顯示，相信哥本哈根解釋的有13人，多宇宙的8人，隱變數的4人，退相干歷史的4人，自發定域理論的1人，還有多達18人坦承自己沒辦法決定應該如何選擇。這個結果足以說明人們對於量子論原理認識的混亂程度，究竟到了何等的地步。

這到底是怎麼回事呢？下面我們用一個只要說起量子論，就必然會提到的實驗來進行說明。

1807年托馬斯·楊發表了一個非常著名的實驗：光的雙縫干涉。他把一支蠟燭放在一張開了一個小孔的紙前面，形成一個點光源，然後在這張紙後面再放一張紙，紙上開兩道平行的狹縫，後面再放一個投影屏。結果發現，小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到屏幕上，形成了一系列明暗交替的條紋。

很顯然這是干涉條紋，干涉是波的特性，實驗證明光是一種波。從兩條狹縫中穿過的兩列光波，形成了干涉現象，波峰與波峰相遇的地方會相互增強，所以在屏幕上對應的位置出現了明的條紋；波峰與波谷相遇的地方會相互抵消，所以出現了暗的條紋。

後來這個經典實驗在經過一些改動之後，成為了量子論中的重要實驗。人們用電子代替點光源來做這個實驗，結果令人意外，屏幕上竟然同樣出現了干涉條紋。這種現象相當挑戰人們的神經，因為只有波才會產生干涉現象，而按照通常的認識，電子是原子的內部結構，它顯然是一種粒子，粒子之間怎麼可能相互干涉呢？雙縫實驗難道能夠證明電子其實不是粒子，而是一種波？

更有意思的事情還在後頭。我們知道在兩列波之間才會出現干涉現象，如果只有一列波，干涉就不可能發生。後來有人稍微修改了一下實驗，試著控制電子的數量，每次只發射出一個電子，這樣每次就只能在背後的感光屏上激發出一個小亮點。但令人驚訝的是，當人們把電子一個一個通過雙縫打在感光屏上時，隨著亮點慢慢增多，逐漸地又能看出干涉條紋來了。亮點越來越多，條紋就變得越來越清晰。

這些奇怪的現象應該如何解釋？電子到底是一個粒子，還是一種波？假如它是粒子，那為什麼在穿過雙縫時會像波一樣產生干涉現象呢？假如它是一種波，那為什麼在碰到屏幕時，它卻又會打出一個亮點來，表現出粒子的特徵？當它一個一個地通過雙縫時，為什麼還會存在干涉現象？難道它是自己和自己產生干涉的？或者說後面的電子與前面的電子形成了干涉？

怪事還遠不止這些。在人們一個一個發射電子的過程中，只要關閉掉雙縫中的任意一條，後面的那些電子馬上就能感應到這種變化，打在屏幕上時不會再出現干涉條紋了。甚至在不關閉狹縫的情況下，只要在雙縫的後面安裝一個探測器，測量電子是從哪條縫出來的，電子就能馬上作出反應，干涉條紋立即消失得無影無蹤。