第一章 免费的午餐
我们生活在一个怎样的世界？它从何而来？
这个问题很多人想要回答，却没有人能够提供最终的答案。长期以来，人们对于世界的认识存在着许多的分歧，至今仍然争执不下。观念上的差异有时候会造成很严重的后果，这些分歧小则能引起争论，大则会引发摩擦，人们甚至为此大打出手，酿成流血冲突。
下面我们就来看看人们的分歧主要有哪些。
第一个大的分歧是：世界是虚幻的，还是实在的？
有这样一个广为流传的故事。两个和尚看见一阵风吹动了高高挂起的幡，于是争论起来，一个和尚说：“是风在动！”另一个和尚说：“不是风在动，是幡在动！”六祖慧能听到了，走上前去说：“既不是风在动，也不是幡在动，是你的心在动！”这个故事生动地表达了一种观点：眼前的一切并不真实，世界只是你心中的影像而已。
《心经》中说：“色不异空，空不异色，色即是空，空即是色”。这里的“色”指的不是女色，而是你眼中看到的世界上的各种现象。“色即是空”的意思是说，我们看到的世界其实只不过是一些表象，眼前的一切都是虚幻的。我们经常会听到“四大皆空”的说法，那是因为古印度人相信，“地、水、火、风”是组成世界的四大基本元素，所以如果你认为整个世界都是虚幻的，那么这种观点就可以叫“四大皆空”。
17世纪法国的哲学家笛卡儿也认为，世界不是真实的存在，它只是我们心中的幻影。但他又认为，对每个人来说，自己的存在应该是确定无疑的，因为如果连你都不存在的话，那么你怎么还会懂得去思考、去怀疑呢？所以他说了一句名言叫“我思故我在”。
对没有研究过哲学的人来说，要理解上述说法的意思，恐怕都有点费劲，更别说赞同了。多数人会想，眼前的世界看得见，摸得着，怎么能说它是虚幻的呢？这些否定世界实在性的观点，通常被人们归类到“唯心论”中去。相对应的，在认为世界是实在的观点中，最典型的是“唯物论”。这种理论认为，世界是由物质构成的真实存在。
唯物论的思想由来已久。中国古代的“五行学说”认为，世界是由“金、木、水、火、土”五种基本元素构成的，古希腊许多的哲学家也有原始的唯物论思想，赫拉克利特认为火是万物之源，整个世界就是一团永恒的活火；泰勒斯认为万物都是由水构成的；阿那克西美尼则认为气是万物的本原。
到了近代，唯物论曾一度成为公认的主流世界观，直到现在也仍然保持着巨大的影响力，这一结果与“质量守恒定律”有关。1620年，英国的哲学家弗兰西斯·培根提出了“质量”的概念，用它来衡量物体中所含物质的多少。18世纪法国化学家拉瓦锡在实验中证明，参与化学反应的物质，虽然在形态上发生了变化，但反应后各种物质的总质量不变。从此“质量守恒定律”开始流行，它认为世间万物的总质量是恒定的，既不能增加，也不会减少。从这一点出发人们很容易想到，既然物质的总量是恒定的，永远不会增加，也不会减少，那么它就应该是永恒的存在，所以“质量守恒定律”又被称为“物质不灭定律”。有了这一定律的支持，唯物论被越来越多人接受，直到19世纪在学术界占据了统治地位。
然而进入20世纪之后，唯物论遭遇到了严重的挑战，首先是它的重要基石“质量守恒定律”被推翻了。人们发现，这个定律虽然适用于化学反应，但并不是世界的普遍规律。爱因斯坦的相对论表明，物体的质量并不是恒定不变的，比如物体在作高速运动的时候，它的质量就会明显增加。后来人们在粒子加速器中观察到，电子和质子在速度提高到十分接近光速时，其质量甚至会增加几十倍，它充分证明爱因斯坦说的没错。
不过这还不算什么，速度增加时质量跟着增加，只是现有的物质增加了质量而已，并没有变出新的东西来。更让人吃惊的是，事实证明我们真的可以变出东西来，在实验室让2个高能质子以极快的速度相互碰撞，得到的不是一堆碎片，而是3个质子、1个反中子和若干个π介子，这些粒子的总质量会大于碰撞前质子的质量。就像魔术师把2个苹果放进空空的箱子里，用力摇晃了一阵之后打开箱盖，从里面拿出3个苹果、1个香蕉，还有一堆樱桃——东西确实变多了。
爱因斯坦的质能方程对此可以做出解释，它表明在一定的条件下，物质和能量之间可以相互转化，新生成的物质来自于高能质子中蕴含的能量。按照这一理论，有形的物质和无形的能量竟然可以看作是同一种东西的不同状态，简单地说，能量是无形的物质，而物质是浓缩的能量。就像冰是固态的水，而水蒸汽是气态的水，它们形态迥异，但本质上都是水。
后来人们又发现了一个问题，并不是所有的粒子都有质量，比如说“光子”就只有运动质量，没有静止质量。所以光只能在运动中存在，一旦它停止下来，就会消失得无影无踪。这从质量的定义来看是不可思议的。质量是物质多少的量度，从逻辑上看，没有质量就意味着没有物质。世间怎么可能会存在没有静质量的粒子呢？
在此之前，人们很清楚物质指的是什么——它是实在之物，可以用质量的大小来衡量它的多少，但现在对于什么是物质，变得难以确定了。既然能量可以转化为物质，那么能量是否也可以叫物质呢？很多人确实是这么认为的，把能量也归入到物质的范畴。而近年来，在现有已知的物质和能量之外，人们还发现宇宙中似乎存在着大量未知的暗物质、暗能量，这样一来局面就更加混乱了。
我们知道，能量是无形的，它不是实体性的东西，从某种角度来看，甚至可以把它仅仅当成是事物运动过程中出现的现象，而不是实在之物。现在科学家们发现，实体性的物质竟然可以转变为非实体的能量，实在的物体可以转化为虚化的现象，仅仅从这一点来看，物质的实在性难道不就很可疑吗？
出于维护唯物论正确性的考虑，有人玩弄概念，把物质的定义修改成“不依赖于意识的客观存在”。按照这种定义，只要是在世界上存在着的一切事物，就都可以叫做物质，这样一来，你还能说世界不是物质的吗？但这样的定义有什么意义呢？“物质”变成了“存在”的代名词，那么“世界是物质的”这句话的意思，就相当于“世界是存在的”，这不是废话吗？
而且假如按照这个定义，那么时间、空间、自然规律、人类社会、历史事件，它们都是不依赖于意识的客观存在，也就都可以叫物质了，这实在是太荒唐了。
其实仅凭前面说的这些，我们就已经可以对唯物论表示怀疑了。连物质是什么都搞不清楚了，我们还有什么理由坚持说世界一定就是唯物的？所以虽然在惯性思维的作用下，唯物论的思想目前仍然在许多地方占据了主导地位，但在一些专门的学术领域比如物理学界，却早已被多数人所抛弃。
感官提供的信息告诉我们，世界是实在的，唯物论曾经为此提供了有力的理论依据，让我们更加坚定了这一信念。但现在连唯物论自己都出了大问题，世界到底是虚幻还是实在的，还真说不定呢！
第二个大的分歧是：世界是无限的、永恒的，还是有限的、暂时存在的？
唯物论者天生就倾向于相信，世界是无限的、永恒的。因为唯物论说物质是世界的本原，但它却没办法合理地解释，作为世界本原的物质它自己又是从何而来的。所以唯物论者最希望看到的结果，是我们生活在一个无边无际、无始无终的宇宙中，这样物质就是永恒的存在，我们也就不需要再回答物质如何起源的问题了。
在宗教哲学中，往往会存在不一样的观点。哲学与宗教很难截然分开，一些宗教的创始人，其实同时也是伟大的哲学家，比如乔达摩·悉达多。他有一个很奇特的世界观，认为我们这个世界并不是唯一的，而是有着很多很多的世界，每个世界都是有限的。这些世界都有生有灭，只是暂时的存在，它们都要经历“成、住、坏、空”四个阶段，也叫做四个“中劫”，四个“中劫”合起来是一个“大劫”，每个大劫就是一个世界一生一灭的完整过程。
这是两种截然相反的观点，哪个更符合事实呢？从现在人们掌握的情况来看，出生于公元前6世纪的悉达多，他的世界观相比流行于现代社会的唯物论来说，似乎要更高明一些，最直接的证据就是宇宙大爆炸理论，我们先来看看这种理论的形成过程。
1666年，牛顿发现白光其实是一种复合光，它在通过三角形棱镜时，能分解成彩虹一样的多种颜色，这种现象叫做“色散”，分开的单色光依次排列而成的光带叫做“光谱”。后来人们将望远镜聚焦在一个单独的恒星或星系上，观察从那里射来的光线的光谱，根据“多普勒效应”，通过分析这些光谱，可以确定这些星体相对于我们是静止的还是运动的，是在朝着我们而来，还是在离我们而去。假如它们在离去，那么我们接收到的光，波长将较长，光谱会向红端移动，这叫“红移”；反之则会向蓝端移动，叫“蓝移”。
20世纪20年代，当人们利用这一原理来观察那些遥远星系时，原本预料会发现同样多的红移和蓝移光谱，因为那时以为星系是随机运动的。然而事实出人意料，星系几乎都表现出红移来，它们都在离我们而去，而且离得越远的星系，离开我们的速度越快。
在观测结果的基础上，人们想到了这样一种可能——宇宙不仅是有限的，而且正处在不断的膨胀之中。这一想法颠覆了之前对于宇宙的认识，人们以前或者认为宇宙是无限的，或者虽然认为宇宙是有限的，但却从来没有想到过它还会膨胀。
对这一现象进行更加深入的研究时，人们产生了一个不可思议的想法：如果宇宙一直都处在膨胀之中，那么把这个过程倒过来看，岂不是说宇宙在最初的时候，是从一个无限小的点开始的吗？这一想法直接导致了宇宙大爆炸理论的诞生。
大爆炸理论认为，很久以前我们的宇宙诞生于一次大爆炸，之后它始终保持着膨胀的趋势，就像一个从那时一直被吹到现在的气球。这一理论令人匪夷所思，当时没什么人相信，包括爱因斯坦在内，然而科学家们拿出了有力的证据。大爆炸理论预言，宇宙诞生时大爆炸的余波，至今应仍在宇宙中回荡。结果1964年美国天文学家彭齐亚斯和威尔逊，在偶然中发现了宇宙背景微波辐射，证实了这一说法。这个发现为大爆炸理论提供了强有力的支持。
后来越来越多的证据支持了大爆炸理论，宇宙学家们不得不面对现实，逐渐接受了这个奇怪的观点。这一理论表明，宇宙大约诞生于137亿年前，世界有起始，极可能也有终结，并不是永恒的存在。不可思议的是，悉达多似乎早已清楚了这一点。
大爆炸理论给人们带来了许多的困惑。气球的空间是有限的，这个我们很容易理解，因为气球有一层膜，把气球内、外的空间隔离开来了；但宇宙是有限的，这要如何理解呢？难道我们的宇宙也有一层膜，把宇宙内、外的空间隔离开来了吗？如果是这样的话，宇宙外的空间中有些什么呢？假如不存在隔离膜，那么宇宙中绝大部分空间都是真空，它与宇宙外的空间又有什么区别？我们该以什么来确定宇宙的边界，又凭什么说宇宙是有限的？宇宙有尽头吗？如果我们能够来到宇宙的尽头，能不能看到它的边界？
这些难以回答的问题，让现代的天文学家和物理学家们，想破了脑袋也找不到答案。
第三个大的分歧是：世界的生成需要原材料吗？还是完全在虚无中诞生的？
唯物论认为，物质是世界的本原。“本原”就是“最初的来源”，可以简单地把它理解为“最基础原材料”的意思。在我们的生活经验中，不管制造什么东西，都需要有原材料。生产面包要有面粉做原材料，生产水泥要有石灰石做原材料，没有原材料就不可能造出东西来。这种观念在我们的脑子里是如此的根深蒂固，以至于在神话小说《西游记》中，连孙悟空要变出一群猴子，也要先拨根毫毛来做原材料。正是从这样的逻辑出发，唯物论认为世界的生成也照样需要原材料，而构成世界的基础材料就是物质。
2500多年前，老子却在《道德经》中阐述了一种全然不同的观点。他认为世界的诞生是一个无中生有的过程，并不需要任何的原材料来制造宇宙。他是这样写的：“无，名天地之始；有，名万物之母”，“天下万物生于有，有生于无”。
这两种观点到底谁对谁错呢？我们还是从宇宙大爆炸理论中寻找答案。
大爆炸理论最初认为，大爆炸始于“奇点”，它是一个体积无限小、密度无限大的点。这样的想法实际上是认为，在奇点处是有物质的，只不过是被无限地压缩了，所以它并没有脱出唯物论“物质本原说”的范畴，惯性思维的力量毕竟是很强大的。
后来人们进一步意识到，世界其实完全是在虚无中诞生的。包括时间、空间、物质在内的整个世界，都是从大爆炸开始的，在大爆炸之前，什么东西都不存在。世界的生成完全是一个无中生有的过程，不需要物质作为原材料，也不可能用物质来做原材料。不管你是把实在之物当作是物质，还是把能量也当作是物质，或者把现实世界中的一切存在都当作是物质，这都无所谓，因为在世界生成之前，它们统统都不存在，不可能拿来充当创世的原材料。提出了“暴涨理论”的美国物理学家艾伦·古斯对此这样形容说：“宇宙就是一份免费的午餐”。
唯物论又一次输给了两千多年前的古老哲学。到这里你应该能看得出来，唯物论实际上完全就是一个错误，在现代科学的新发现面前，它已经彻底崩溃了。
唯物论的失败其实并非坏事。因为它至少应该对现代社会“物质至上”思潮的流行，承担部分责任。它宣扬说世界是物质的，意识只不过是大脑的机能，是物质的产物，这样一来人们似乎就可以理直气壮地去追求物质享受了，因为物质才是最实在的。为了物质生活，干点坏事也不算什么，不必有精神上的负担，反正离开了物质，精神就不存在了。
时至今日，大爆炸理论已经成为了多数宇宙学家们的共识。假如大爆炸理论是正确的，那么前面提出的三个分歧都已经有了明确的答案，也就是说，宇宙是虚幻的、有限而暂时的、无中生有的。关于后两点，前面已经讲得很清楚了，但第一点又是怎么推出来的呢？
道理很简单，其实只要我们确定世界来自于虚无，它的创造不需要原材料，第一个问题的答案也就显而易见了。仔细想想就会明白，能够从虚无中凭空突然出现的世界，它怎么可能会是实在的？或者换一个角度说，实在的东西，能够凭空变出来吗？
确定了以上三个问题的答案之后，我们对于世界的认识就大大前进了一步。但更多的疑惑随之而来：宇宙为什么能从虚无中诞生？宇宙是137亿年前诞生的，那么在宇宙出现之前有些什么呢？如果宇宙诞生之前什么也没有，那么怎么可能会无缘无故地发生大爆炸？如果世界不是实在的，为什么我们又能真实地感觉到它的存在？
现有的科学理论，完全无法解释这些问题。因为严格地说，这些事情的发生，根源并不在我们这个世界，所以你不可能找到直接的证据来对它们进行解答。不过在古老哲学和宗教思想的启迪之下，从整体上联系各学科中的多个疑点，我们已经可以发现问题的答案。
想知道为什么吗？住下看，你会明白这一切。
第二章 创世与演化
前面提到的三个分歧，更多的是属于纯粹的哲学问题，因而感兴趣的人不会太多。接下来看看第四个大的分歧：世界是被创造、被控制着的，还是自然生成、不受控制的？
这个问题非常重要，它关系到每个人的信仰和精神寄托，关系到每个人的人生和命运，因而受到了广泛的关注。
对这个问题的不同回答，成为宗教和科学这人类历史上两大思想体系的分水岭。总体上来说，宗教坚持的是“神创论”，认为有神存在，世界是神创造的，由神在控制着；而科学支持的是“演化论”，认为没有神，世界是自然生成的，并没有谁在控制着世界，世界只是遵循自然规律，在自然而然地演化着。当然需要指出的是，不是所有的宗教中都有创世的说法，甚至有些宗教并不承认神灵的存在。
在宗教与科学两者之间，目前主要还是科学的思想占据了上风。美国的宪法禁止公立学校向学生教授“神创论”，我国的学校教育也都是在弘扬科学观念，批判宗教思想。在这样的背景下，多数现代人从理性上来说，应该还是支持无神论，相信世界是自然生成的。
两种观点到底是谁的更正确？这还得从头开始说起。
按照通常的说法，宗教起源于人类对未知世界的好奇和恐惧。自从人类懂得思考以来，就不再满足于对感官刺激做出被动的反应，而试图主动去理解这个世界。原始人在天灾和疾病面前毫无抗拒之力，因而对自然心存敬畏，在无法更好地解释自然现象的情况下，只能把一切都归结于超自然的神灵，认为好日子是神灵的恩赐，而灾难是惹火了神灵降下的惩罚。当然，这种说法的正确性其实是有待商榷的，至少它说的并不全面。
后来人们进一步放飞思绪，开始探究世界的成因，创世神话在各民族流传起来。在古希腊神话中，世界开始于“凯奥斯”，这是一种混沌状态，虚空中产生了大地之神盖娅、黑暗之神厄勒布等原始神，在一大群神灵诞生的同时，世界创生了。《圣经》中的创世神是耶和华，他用七天的时间创造了世界和人类。
在人类文明发展的绝大部分时间里，神灵信仰主宰了人们对于世界的理解，到了欧洲的中世纪，教会不仅控制了人们的思想，还一度掌握了国家，神权由此达到了顶峰，但随后开始走下坡路。
宗教有一个致命的弱点，它往往声称自己的教义是神谕，因而是绝对正确的，容不得丝毫的怀疑和更改。这很要命，人们对于世界的认识是一个循序渐进的过程，早期传教者基于见识水平所限，对于世界的描述很难经得起时间的检验。随着时间的流逝，一些原先的教义跟不上时代的发展，在后来看就显得十分可笑。历时越久，人们对于世界的认识越深入，对于宗教的怀疑就会越深。
早在公元前6世纪，希腊的哲学家色诺芬尼就开始质疑神灵的真实性。他指出神完全是人们按照自己的形象塑造出来的，所以埃塞俄比亚的神是扁鼻子的黑人，而色雷斯的神却红头发蓝眼睛。后来奥古斯丁、托马斯·阿奎那等一大批的神学家，曾尝试完善基督教的教义，希望让它能在理性方面也站得住脚，但他们的努力在科学新发现面前付之东流。哥白尼的日心说让人们对教会的理论体系产生了怀疑，而达尔文的进化论表明人类是由古猿进化而来的，打破了“上帝造人”的说法，这对于信仰上帝的人们来说无疑是个致命的打击。
上帝创世的观点说，世界是被创造出来的，这里头隐含着这样的一个推断：世界是一次成型的，所有东西都是在创世的时候就出现了，教会原先一直都这么认为。然而人们从进化论出发，发现新物种是世界诞生之后在很长的时间里逐渐产生的，后来又发现行星、恒星、星系等也都是如此，这个世界上的一切事物，都是逐渐演化而来的，而不是神灵一步到位创造出来的。
这样一来，“演化”的观念就推翻了“创造”的观念，进化论取代了创世论，神灵的光环日渐衰退，科学成为了人们认识世界的主要工具，专家代替主教掌握了世界的解释权。科学家们相信，是自然规律而不是神灵在主宰着这个世界，而科学研究工作就是要分门别类地通过观察和实验，发现在宇宙演变过程中存在的这种规律性。
后来科学技术在实际应用方面取得的巨大成功，进一步摧毁了人们的宗教信念，宗教在理性领域的思想阵地日渐萎缩，只能困守一隅。但有一个现象值得深思，凭借其实用性，科学虽然占据了优势，但却始终无法取得最后的胜利，不能彻底终结人们的宗教信仰。从这里可以看出，科学自身也有缺陷，其中存在一些无法解决的难题，因而不能完全取代宗教的作用，尤其在精神领域更是如此。
爱因斯坦在谈到宗教与科学的关系时，说了意味深长的一句话：“没有宗教的科学是跛脚的，没有科学的宗教是盲目的。”他说的很到位，宗教与科学都有自己的短板，因而并不一定非要相互否定，而完全可以相互补充。
宗教的理论如果在理性方面完全站不住脚，缺乏事实的支持，显得空泛甚至谬误，只是一味地强调要信徒们无条件地奉献自己的信仰，那么你还能指望有多少人会信？但在另一个方面，科学对物质世界倾注了过多的关注，对于精神领域的研究相对比较欠缺，在被割裂的视野中得出了许多关于世界的片面认识。假如不能给科学以正确的引导，只是一味地利用它的强大威力，那么就反而有可能会给人类带来巨大的伤害。
科学与宗教的谁是谁非，并不像它们表面看起来的那么简单。仔细推敲起来会发现，我们其实并不能证明科学在对于创世问题的回答上，比宗教更为正确。但就像喊狼来了的孩子在说了两次谎之后，就再也没有人相信了一样，宗教在其它方面透支了信用，导致人们在这个问题上同样习惯性地排斥它的说法，而宁愿相信科学是对的。
其实双方的观点都不能合理地解释世界上的各种现象，因而都不是足够的令人满意。在综合了诸多线索之后你会明白，世界实际上既不能简单地说是神创造的，也不能简单地说是自然生成的，其实还存在第三种可能性。
在接下来相当长的篇幅中，我们首先要针对现有的科学理论，来探讨一下世界为什么不是自然生成的。但首先要声明的是，在科学与宗教之间我们没有任何偏好，否定现代科学理论的观点，并不代表就一定会盲目赞同宗教的意见。
话题从生命科学的领域开始说起吧。科学界有一个很有趣的现象，生物学家们似乎站在了与宗教战斗的第一线，他们比其它任何学科的学者都更加坚持唯物论。与此相对应的，是在对美国科学院院士的调查中，不信神的生物学家比重高达94.5%，居于各学科之首。
而让人意外的是，物理学正走在与生物学背道而驰的路上，19世纪时物理学家们曾普遍倾向于相信唯物论，20世纪以后却越来越肯定精神在物理事件中的作用。心理学家哈罗德·莫洛维茨对此有一个精彩的点评：“双方就像两列逆向飞驰火车上的乘客，彼此都没有注意到对面车上正在发生什么”。
生物学家们的态度与进化论的巨大影响力有关，当年正是它向教会掷出了致命的一枪。达尔文原本只想做个虔诚的牧师，但在环球考察时的所见所思，让他“逐渐不再相信基督是神的化身，以致最后完全不信神了”。他旗帜鲜明地抨击神的权威，在《物种起源》绪论的首页就断言：“物种不是被上帝分别创造出来的，而是跟变种一样，由其他物种演化而来”。
进化论的观点是，生物普遍具有变异性，许多变异是可以遗传的；生物的种群内部和种群之间存在生存竞争，竞争能够保存有利的变异，淘汰有害的变异，这是“适者生存，不适者淘汰”的自然选择过程；自然选择的结果导致了生物的进化，地球上的现有生物，都是按照这一机制由共同的祖先逐渐进化而来的。
进化论作为科学理论的几大支柱之一，影响极其深远。科学家们坚持世界是自然生成的，其实并没有提出什么确凿的证据，只不过进化论说地球上的生物是在自然选择作用下，逐渐进化而来的，人们按照这一逻辑，下意识地认为世界的生成应该也是如此。
然而进化论说的就一定对吗？
宗教信仰崇尚的是无条件的、一味的相信，而怀疑的态度曾经是科学最为人称道的精神。但遗憾的是，现在有许多人在用宗教信仰的方式来看待科学，一种理论凡是贴上科学的标签，那就代表了绝对正确、不容质疑；而一旦某种观念与现有的科学理论相冲突，那么就毫无商量余地，一棍子打死。这样一来，从旁人的角度来看，这些人实际上已经把这种科学理论当作是他们的宗教来信仰了。
这一问题在进化论上表现得尤为显著。在美国，围绕着进化论教育的问题，一直在发生着激烈的斗争。一开始是神创论者以法律为武器，禁止进化论的传播；后来是进化论者援用宪法中的“建立条款”，反过来促使法院判决在公立学校中教授神创论违宪；近年来，出现了一些否定进化论的思想，虽然这些思想实际上与神创论有很大差异，但却也都被贴上了神创论的标签，禁止在公立学校中传播。
怀疑作为科学的基本精神，不仅应该运用于怀疑宗教思想、哲学命题，也可以运用在怀疑科学理论本身。自从在初中生物课堂上听老师教授进化论以来，许多年来我没有怀疑过，然而随着生活经历的增加，尤其是近几年有关地球生态的电视节目看多了，心中的疑虑却越来越深——这跟CCTV9纪录片频道的开通不无关系。我很难再让自己相信，如此纷繁复杂而又秩序井然的生态系统，如此精致巧妙而又浑然一体的生物结构，竟然只是一系列偶然叠加的结果？
进化论完全违背了最基本的生活常识。在日常生活中稍稍留意你就会发现，纯粹自然生成的东西，一定是随机的、无序的、不规则的，而在意识主导之下产生的人造物，才会表现出固定、有序和规则的特点。你不妨拿无意中涂写的纸张，和有意写下的字迹来对比一下，情况就很清楚了。
玉石鉴定师们在辨别翡翠真假时，有一个最简单的方法，就是对着光线照，看里面有没有棉絮状的东西。天然的翡翠总会有或多或少的杂质，不可能完全纯粹，所以在自然界你根本找不到两块完全相同的玉石。而用玻璃制造的人工假玉，却可以做得整齐划一，都是一样的晶莹剔透，让你很难分辨出两块之间有什么区别。
假如一个农民在翻修房子挖地基时，挖出一台旧式的西洋自鸣钟来，他一定能够将它和周围的石块和泥土区分开来，不会认为这东西是天然形成的。为什么呢？因为它看起来太有规则了，根本就不像是天然生成的东西。
所以从这个常识来看，有序而又复杂的生命和生态系统，其中蕴含着的规则在提醒我们，这一定是意识的产物，而不像是无意中自然生成的。
热力学第二定律表明，除非存在外力干涉，否则一个孤立系统总是会朝着无序的方向发展。在日常生活中我们也可以看到，只要不进行规范，事物总是倾向于增加它的无序度。霍金举例说，假如你不去收拾房间，它必定会越来越乱。然而进化论的观点恰恰相反，认为在缺乏意识主导的情况下，生物界不但能够保持井然有序的状态，而且这种秩序还会自动朝着越来越复杂的方向发展，这难道不是很可疑吗？
达尔文在发表进化论时，已经意识到了自己的理论并非无懈可击，但他的疑问主要集中在技术层面，而不是在最根本的逻辑上。书中他提出了这样的问题：既然物种是逐渐演变的，那么为什么看不到中间过渡类型的化石？他对此的解释是“地质记录不完全”，但这种说法很难让人信服。
我们来解释一下这个问题。根据达尔文的说法，物种的进化，是随机变异通过自然选择作用后累积下来的结果，这种变化是渐进的、连续的。举一个简单的例子，假如一只鸭子要变成一只鸡，按照达尔文“变异+自然选择”的逻辑，过程应该是这样的：这一次的变异让鸭子头上长出了鸡冠，下一次鸭子扁扁的嘴巴变成了尖尖的鸡嘴，再下次长着蹼的鸭脚变成了鸡瓜……鸭子和鸡之间的差异是如此的明显，要消除这些差异，需要经过许多次的变异才能实现，这是一个持续不断的渐进过程，不可能鸭头、鸭嘴、鸭脚等各个部位同时发生变化，鸭子一下子就变成了鸡。
但这样一来，在漫长的进化过程中，必定会出现无数介于鸡和鸭之间的中间过渡物种，它们有的长着鸭头鸡冠，有的长着鸡头鸭爪。而且因为变异是在持续发生的，所以中间过渡物种的数量和种类，按理说应该比鸡和鸭本身还要多得多，或者说，半成品应该要远远多于成品。
然而令人吃惊的是，不但在现实的自然生物界中看不到中间过渡物种的存在，而且在目前我们所掌握的化石证据中，竟然也没有找到真正意义上的中间过渡物种，这实在是太奇怪了。从逻辑上说，中间过渡物种的化石不可能没有，而应该是随处可见才对。但进化论中存在的这样一个巨大漏洞，生物学家们竟然视而不见，轻易地就相信了“地质资料不完全”的牵强解释。
达尔文认为，是生存斗争背后的自然选择导致了生物进化。这对于动物而言说服力比较强，但是对于植物来说，生存斗争不那么明显，自然选择是否也能成为我们眼前多姿多彩的植物界生成的理由？恐怕很勉强。也正是由于这个原因，植物学家中支持进化论的人数比例，要远远低于动物学家。
不管是从常识出发，还是深究其中的细节，认为生物多样性完全是自然形成的观点，其实都是疑点重重。而且需要提醒大家注意的是，在物种演变的过程中，没有看到意识在发挥着主导作用，并不能证明它没有发挥作用。
生活中我们有时会遇到这样的潜规则，一些事情上级不方便出面时，只要向亲信的下属做出一点暗示，他就能心领神会，把事情妥善处理。在整件事情的办理过程中，都看不到上级在发挥作用，但如果因此你就认定这件事与他无关，那就幼稚了。因为事实上办事人员从头到尾都是在贯彻着领导的意图。
也许在生物形成过程中并非没有意识的作用，只是至今人们尚未正确认识它的存在而已。仔细审视进化论的逻辑链条，会发现人们似乎都疏忽了它的出发点——遗传和变异，这是达尔文最不熟悉的领域。生物为什么会出现遗传和变异？达尔文并没有把它当作一个问题，通常人们也会认为这是自然规律，没什么好奇怪的。
但你有没有想过，自然规律是否真像它的字面意思那样，完全是自然形成的？假如自然规律本身就是意识的产物，那么对于建立在自然规律基础之上的生物演变，我们是否还能说它是一个完全自然的过程，意识没有在其中发挥作用？
第三章 沙丘上的危房
庄子说：“井蛙不可语于海者，拘于虚也；夏虫不可语于冰者，笃于时也”。这段话的意思是，时空局限对于井里的青蛙、夏天的昆虫产生了巨大的制约作用，使它们的认识水平被限制在极为可怜的范围内。
人们常用“夏虫不可语冰”来讽刺一个人的见识浅薄。然而假如站在整个宇宙历史长河的跨度来看，人类讥笑井蛙夏虫其实毫无道理，因为和它们相比我们的处境好不到哪里去。
从地域上来看，人类被困在直径只有1.28万公里的一个小小星球上。宇宙的浩瀚出乎想象，假如我们能够以30万公里/秒的光速飞行，那么绕地球一圈只需0.13秒，但要到达目前所知的离我们最远的天体，却要走120亿年。地球的年龄到目前为止才不过46亿年，对照一下你就会知道宇宙究竟有多大，而我们的活动范围相比之下是多么的渺小。
从时间上来看，人类的存在与整个宇宙演变的历史相比，只能说是堪称短暂。假如把宇宙137亿年的演化过程，按比例缩小为1年，那么人类的文明史要从新年钟声敲响前不到半分钟才开始算起。只有清楚了在宇宙中的位置，我们才会知道，原来自己在井蛙夏虫面前表现出来的骄傲，其实只不过是五十步笑一百步而已。
井蛙一辈子呆在井里，所以认为世界就是一洼井水加上井口大小的一片天空；寿命短暂，只在夏天生活了一季的虫子，看到的都是流动的水，所以认为它永远如此，根本不会想到冬季冰封千里的模样，这些都是在有限的时空中形成的狭隘印象。
时空局限对于井蛙夏虫认识世界的影响如此巨大，对于人类来说，是否也会产生同样的效果呢？
情况差不了多少。在人们正常的视野中，看到的都是平坦的大地，日月星辰围着地球转动，所以很自然地就认为大地是一个平面，地球是宇宙的中心。在人类文明史上绝大部分的时间里，这种观念都在人们的认识中占据着主导地位。
在人们以为大地是一个平面的时候，因为有上下之分，所以树上的苹果往下掉看起来似乎是天经地义的。但现在知道，地球实际上是一个球体，在你认为的下方，球面另一端站着美国人，他们照样站得稳稳的，并没有往下掉。此时你还会坚持认为，东西理所当然就应该往下掉吗？
许多在狭窄的视野、有限的经验中凭着直觉形成的印象，我们以为很正常，其实并不正常。从这个意义上说，人类对于世界的任何认识，都受到了时空局限的制约，随时都有可能因为视野发生变化而随之改变。
也许目前人类所有的知识，都在不同程度上存在想当然的成分，至少人们对于自然规律的理解就是这样。
在很久以前人们就已经意识到，世界背后有一只无形的手，在安排着天地万物的运行秩序。昼夜更替，草木枯荣，抛石落地，水往低流，一切似乎都有章可循。更为奇怪的是自然界不同事件之间有着因果关系，可以找到其中的规律性，乌云密布往往意味着下雨，蚂蚁搬家也能预示同样的结果。爱因斯坦曾对此表示吃惊：“这个世界最让人难以理解之处，就是它竟然可以被理解”。
我们通常把世界背后这种有秩序的表现称为自然规律，而在国外翻译过来的科普读物中，更多地表述为自然定律或者科学定律。人们认识自然规律的历史由来已久，尽管古人并不知道自然规律是怎么回事，但却很早就懂得不能违背自然规律的道理了，“拔苗助长”的成语讽刺的就是不明白这种道理的无知者。
有时候古人对自然规律运用水平的高超，足以令现代人感到汗颜。李冰在公元前256年主持修建的都江堰，就已经懂得利用地形的特点和水流的规律，使之具备自动分流、排沙、控制进水流量等多种功能。基于对自然规律的深刻理解和巧妙运用，这一水利设施历经了2200多年时间的检验，至今仍在发挥着重大的作用。
到了现代，科学的发展让人们对自然规律有了更为深刻的认识，对它的运用也得到了更大的提高，由此推动了技术的飞速进步。但不管人类在运用自然规律方面取得了怎样的成功，在对它的认识上，却仍然可以说是处于极其肤浅的水平，不要说对它能有多么深入的了解，即便是在一些整体认识上也还存在着误区。
人们对自然规律整体认识上的第一个误区，是往往把自然规律和自然法则（严格点说是自然规则，但为了凸显出它的森严，人们通常称之为自然法则）混为一谈。其实自然规律和自然法则之间虽然存在着关联，但却是完全不同的两个概念，下面举个例子来说明。
一所学校放学时，你站在校门口观察，发现走出来的都是女生，每次都这样。这样你就发现了一条规律：从这所学校出来的学生，只有可能是女生。运用这一规律，你可以预测未来：下一个走出来的，必定还会是女生。这就叫规律，它是人们凭经验对自然界和人类社会某种共同现象的归纳总结。
为什么会出现这样的规律？男生都到哪里去了呢？你也许会想要探究这一规律出现的缘由。在作进一步了解之后，得知这是一座女子学校时，你就恍然大悟了。女校的招生规则规定，这所学校只招收女生，正是这样的规则，造成了你眼中只看到女生走出校园的规律。
需要注意的是，规则才是真正起作用的实体，而规律只是规则发挥作用后表现出来的现象。正是因为有了规则的存在，在事物的发展过程中才会呈现出某种规律性来，这是一个简单的逻辑问题。所以规则决定着规律，女校的招生规则决定了你看到的学生都是女生的规律。而规律却不能反过来决定规则，你看到的学生都是女生，并不能说明这里一定就是女校，一定只招收女生，也有可能是因为你的观察存在局限——该校的男女生宿舍是分开的，而这个校门刚好开在了女生宿舍前面。
规律作为一种现象，是有可能发生变化的，但它背后的规则并不会随之改变。几个邻校的男生来女校串门，就会打破你眼中只看到女生的规律，但这并不代表它的招生规则跟以前有什么不同了。
正是因为把规律与规则搞混了，许多人想当然地把自然规律看作是一种铁律，其实并非如此。人们眼中的自然规律是经常在发生变化的，不变的是存在于它背后的自然法则。遗憾的是我们可以发现和总结出自然规律，却永远无法见到自然法则本身，正如爱因斯坦说的那样：“你偷看不了上帝手中的牌”。
有些人现在成了科学的信徒，一说到谁发现了哪个定律，谁又发表了什么理论，就肃然起敬，冠上“伟大”、“崇高”、“天才”、“牛人”等一大堆溢美之词，崇拜得不得了，事实上他们完全不必如此。达尔文曾经说过：“科学就是整理事实，发现规律，得出结论”，这话概括得不错。科学直接研究的对象是现实世界中存在的现象和规律，而不是规律背后的自然法则；采用的方法是分门别类地进行割裂的研究，而不是从整体上观察。所以得到的结论也就只能是对规律的片面认识，而不是对自然法则本身的整体看法。
从这个角度看，目前人类掌握的所有科学定律，都只是一种规律而已，并不是自然法则本身，所以无需把它们看得过于神圣，那只会让我们产生不必要的迷信。如果科学仍然坚持目前的研究方向和方法，不加以改变的话，那么从科学中我们是永远也不可能得到真理的。因为现在科学研究的只是规律而不是规则，只是人为地把世界分割成一块一块来观察，而不是从整体上去把握。
历史证明，除数学领域之外，其它领域的科学定律被打破是常有的事。从来不被推翻的定律极为罕见，而且也只能说是尚未被打破，而不能肯定它就不会被打破。19世纪末，由牛顿的经典力学、麦克斯韦的电磁理论、热力学三大定律等构建的经典物理大厦，取得了如此巨大的成功，以至于当时许多人甚至认为物理学已经接近终点，再不会有任何激动人心的发现了，但这样一个宏大的体系却很快就在相对论和量子论面前土崩瓦解。
可以预想随着人类视野的进一步开拓，科学定律还将被一次又一次地打破，相对论和量子论也逃脱不了这样的命运，这种进程也许永无止境。除非人类对世界的认识有一个尽头，否则在这之前科学都只能说是暂时正确，迟早会被推翻。从这个意义上说，取得了辉煌成就的科学大厦，其实不过是建立在移动沙丘上的一幢危房，随时都有倒塌的可能。
从这一点出发，我们对于科学所应采取的态度，是既要相信科学，因为用科学的方法研究得出的结果，比起凭感官直觉得到的信息，显然要可靠得多；但又不能迷信科学，不能对它抱有不切实际的幻想，认为它就是真理，可以无条件地把人类的前途和命运完全寄托在它身上，而应该清醒地认识到它本身所具有的局限。
人们对于自然规律在整体认识上的另一个误区，是以为这种规律性会毫无缘由地天然存在。
有这种想法其实也很正常，就像日出日落，看起来似乎天生如此，根本不需要问为什么，谁会想到其中还另有玄机呢？如果不是因为长期的观察和研究，仅仅只是依靠直觉的话，谁会知道原来隐藏在这一现象背后的，是地球一边在自转，一边在绕着太阳转动？
在人类历史上相当长的时间内，人们都对蕴含于世界背后的这种秩序习以为常，没有给予特别的关注。不难想象，在这种习惯成自然的情况下，有谁会去思考这样的规律性来自于何处呢？
后来有人逐渐开始对此提出疑问，十三世纪的神学家托马斯·阿奎那这样写道：“人们在一切物体中都观察到趋向某个目的的行为秩序，一切物体都遵从自然规律，即使当它们没有意识时也是如此”。阿奎那意识到了世界的运行在遵循着自然规律，他把这作为上帝存在的证据，认为在幕后制定规则的就是上帝。
从那以后，人们慢慢开始有意识地去发现自然规律，尤其是在最近几百年，科学的发展让人们对自然规律的认识日益深入，曾经隐藏在世界背后的运行机制，日渐清晰地显现出它的身影。牛顿首次让人们清楚地认识到，自然事件因果关系之间的规律性原来可以用公式来量化。之后在各学科领域越来越多的科学定律被发现，人们眼中原先显得有些模糊的世界，逐渐被各种各样的公式描述得越来越清晰起来。
这些规律性从何而来呢？早期的科学家，例如开普勒、伽利略、笛卡儿和牛顿，与阿奎那的意见大致相同，普遍相信决定着世界运行轨迹的自然法则，是上帝的杰作。这里头有一个疑问需要解决，那就是上帝既然能够制定自然法则，那么就应该也能修改它，假如上帝是人格化的上帝，那么他就有可能会对世界运行过程中不满意的地方进行调整。但人们发现自然规律除非被推翻，否则事物的发展全都在按照规律运行，我们从来没有观察到自然规律存在例外，从未看到过神迹的出现，似乎上帝不曾出手干预过世界的运行。笛卡儿对此的解释是，上帝一旦让世界启动之后，就再也没有兴趣管它了。
可是到了现在，人们很少再听到自然法则出自于上帝之手的说法了。为什么会有这样的变化呢？原因还在于进化论。达尔文的进化论否定了上帝造人的说法，进而让人们不再相信世界是上帝创造的，这样同时也就否定了上帝制定自然法则的说法。
进化论得出的结论是，地球生物界复杂的秩序和生物的多样性，是在自然选择的作用下自动形成的，不是神有意识的创造。从这个逻辑出发人们开始考虑，既然复杂的自然生态秩序可以由普通的自然作用产生，不需要由谁来制定，那么复杂的自然法则本身，它是不是也可以在自然作用下自动生成呢？
随着进化论越来越深入人心，普遍为人们所接受，它的逻辑也开始在各个学科领域被广泛运用。认为自然法则可以自动生成的科学家越来越多，逐渐占据了主流，就这样，人们对于在自然界存在着自然规律的现象，又变得司空见惯、习以为常了。科学家们不再把自然规律为什么会存在当作一个问题，对于是某种意识制定了自然法则的说法，更是大加排斥，完全不予考虑它是否存在着合理的因素。
然而从进化论中引申出自然法则能够自动生成的结论，这种推理在逻辑上能站得住脚吗？下面我们来推敲一下。
达尔文做出“生物多样性是自然形成”的结论，是建立在不考虑遗传和变异的因素，把它视为是理所当然的基础之上的。也就是说，这个结论成立的逻辑前提是，遗传和变异是一种自然规律，而自然规律背后的自然法则，是自然生成的。
现在人们又以进化论的结论为依据，来论证自然法则可以自然形成的说法，这里就陷入了一个循环论证的怪圈。就好像有人问你：“小王是好人吗？”你回答说：“是的，因为他很善良”，别人继续问：“你怎么证明小王很善良？”，你回答说：“因为他是个好人”。
这种循环论证能有说服力吗？它其实什么也没有证明。而且事实上，进化论中还存在着更大的破绽，我们不仅没有理由把遗传和变异看作是理所当然的事情，甚至就连自然选择本身，我们也不能想当然地认为这种选择过程，就一定是完全没有原因的自然行为！
由此可知，在世界是自然生成还是被创造的问题上，迄今为止科学对于自己坚持的说法，其实是拿不出有力证据来的。科学家们说自然界能够自己生成自己，这完全只是一种依据不足的猜测。
因为无法解释自然法则的来源，科学家们和唯物论者一样，最希望看到的是一个永恒的宇宙，这样就可以把自然法则视为是永恒的存在，我们再不必为它是怎么出现的伤脑筋了。
然而本身作为科学理论的一种，宇宙大爆炸理论却让其它的科学理论难堪了。大爆炸理论表明宇宙诞生于有限的时间之前，那么它是怎么来的呢？这很容易让人联想起“神创论”。所以大爆炸理论受到了天主教会的欢迎，认为它是对上帝创世说的有力支持。
科学家们认为，世界是遵循着自然法则的秩序，自然生成的。但是自然法则本身呢？它自己又是如何生成的？是谁制定了自然法则？或者说它自己能够生成自己？它是和宇宙同时产生的，还是早于或者晚于宇宙出现？
这些问题根本无法用现有的科学理论来回答。因为现在的科学是建立在实验和观察的基础之上的，而这些却是无法用现有的科学手段进行观察，也无法用现有的科学实验进行证明的问题，它们实际上已经超出了科学现有的研究范围。但是否我们对弄清楚这些问题，就一点办法都没有了呢？不，从现在的诸多科学新发现、新成果出发，运用整体论的方法，通过逻辑推理，我们完全可以猜到答案。
第四章 智慧设计
如果自然法则不是自然形成的，那么是否就证明确实存在神通广大、无所不能的神灵，只能用神的创造来解释自然法则的存在了呢？
事实并非如此的绝对。
我们还是从近年来颇受争议的“人择原理”开始说起吧。在教会主导着社会主流观念的年代，人们曾经相信人类是上帝的宠儿，地球是宇宙的中心，但这一理念后来被哥白尼的“日心说”打破了。于是有人提出了“哥白尼原理”，认为宇宙没有中心，宇宙中的任何一点都不是特殊的，上帝并没有对人类特别关爱，人类也没有在宇宙中占据特殊的地位。
1973年在纪念哥白尼诞辰500周年的一次会议上，英国的天体物理学家布兰登·卡特却发表了一篇阐述“人择原理”的论文，提出了一种与“哥白尼原理”完全相反的观点：“虽然所处的位置不一定是中心，但不可避免的，我们人类从某种程度上说在宇宙中是处于特殊地位的。”
“人择原理”之所以认为人类在宇宙中处于特殊地位，主要是基于这样一种怀疑：自然定律为什么会惊人地适合生命的存在，就像是为了生命量身定做的呢？
这一原理后来发展出了强、弱两种解释版本。“弱人择原理”认为，因为自然定律必须是这个样子的，我们才有可能存在，所以现在我们既然已经存在了，那么自然定律就一定会是这样，其中就是有再多的巧合也无须感到吃惊。就像一个身高166CM，视力1.0的年轻人想要参军，对于他来说，体检的标准要求必须等于或低于他的身高和视力，他才有可能参军。而如果现在你看到他已经在部队里了，那么就说明体检的标准一定是那样的。
“强人择原理”要更夸张一些，它认为自然法则之所以会像现在这样，是因为它的设计初衷就是为了方便人类的出现，生命的诞生也许本身就是宇宙演变的一个目的。就像在前面的例子中，参军的体检标准本来就是为了确保那个年轻人能够顺利入伍而设置的，所以为什么是那样的标准就不难理解了。
强人择原理带有强烈的目的性意味。为了人类能够存在，自然法则才被设计成了现在的样子，这种说法很容易让人把它和上帝创世的观念联系在一起，因而并不为多数的物理学家所喜欢，然而它却提出了这样一个值得思考的问题：世界是否真的经过了事先的精心设计呢？下面我们就来谈一谈这个问题。
为了便于理解，我们用一个事件来进行类比。在北京奥运会开幕式上，有一个场面令人印象深刻，至今难以忘怀。奥运场馆中，一大群绿衣人在场地上走来走去，时而组出一只和平鸽的图案，时而搭出一个绿色的鸟巢，整个过程看起来如行云流水一般，十分自然流畅。
这一复杂的过程是如何形成的呢？为什么场上看不到有人指挥，绿衣人却能走得如此井然有序呢？我们先来看看，假如认为它是自然形成的，用达尔文进化论的逻辑来解释的话，会是怎样的。
对于生物界的复杂性，达尔文的解释是偶然之中有必然。生物会持续产生变异，这一特性使得生物的形态出现了无数多种可能性。但为什么我们面临的不是一个混乱的局面呢？因为优胜劣汰的自然选择机制发挥了作用，对它们进行了海选，最后保留下来的物种，就组成了我们眼前看到的这个纷繁复杂的生物界。
如果沿用这一思路来理解开幕式上看到的情景，事情应该是这样的：绿衣人在场上随机地走来走去，这会产生无限多种可能性，但其中必然会有那么一种情形，刚好和我们看到的画面完全一样；电视台的导播发挥了自然选择机制的作用，把走得乱七八糟的部分全都剪了，最后留下的就是我们看到的那个精彩场面。
这样的说法你同意吗？是不是感觉有点荒唐？但是，许多从事前沿研究的科学家们高智商的头脑中，现在就充满着这种逻辑。目前对于自然法则是如何形成的诸多解释中，最为流行的一种理论沿用的就是达尔文的思维。这种理论认为，在宇宙诞生的时候，生成的并不只有一个宇宙，而是有无数多个宇宙，它们的物理定律各不相同。其中绝大多数的宇宙，因为物理定律不符合生命存在的要求，因而成了死宇宙、废宇宙。但其中必然会有一个宇宙，其物理定律适合生命的存在，那就是我们眼前的这个宇宙。
仔细推敲一下这种理论的逻辑会发现，生成我们所在的这个宇宙，需要配套产生无数多个宇宙的说法，根本没有任何的科学依据，从我们的直觉来看也是毫无道理的，人们提出这个理论的唯一理由，就是为了坚持“宇宙是自然形成的”。
你相信这样的逻辑吗？难道你真的认为，一大群人无意识地随便走走，就能刚好走出那样好看的图案来？那是不可能的。即便那群人是从大爆炸发生的那一天开始走起，按照计算也只存在微乎其微的概率，能够在偶然间走出那样规则的图案来，在开幕式那短短的几分钟时间里，那肯定是毫无可能的了。
那么这些人为什么能够走得如此秩序井然呢？其实原因很简单，他们已经排练过很多次了，每一步该怎么走，事先都经过了精心的设计。
世界其实也一样。粗粗一看，万类霜天竞自由，貌似天地万物都在自然而然地演化着。然而正如那群绿衣人看似在自由走动，其实走的都是事先规定好的路线一样，世界上的万事万物和它们的演变轨迹，也都经过了精心设计，是有规则而不是杂乱无章的。
这可不是毫无根据的说法，下面我们就举出一些事例来印证这一观点：
理由之一，世界的演变过程表现得太复杂、太有秩序了，无法想象这样的表现会毫无缘由地出现，就像你不会认为绿衣人随便走走就能走出一只和平鸽来。
我们以地球生命形成过程的一些片断为例，来看看这种复杂性达到了何等的地步。
生命的出现，首先需要产生氨基酸等有机物，这相对来说还比较简单。下一步是把氨基酸串在一起制造蛋白质，这里就有大麻烦了。
如果蛋白质是偶然生成的，那么按照概率法则，要制造胶原蛋白，就需要从20种氨基酸分子中挑选出合适的种类，以绝对正确的顺序进行1055次排列。我们现在玩的一种15选5的福利彩票，只需要在15个号码中选对5个即可获得特等奖。但假如参考胶原蛋白的生成过程来制定彩票中奖规则，那么就需要在20个号码中连续选择1055次，每次都正确才能拿到奖金。这种令人绝望的玩法一定会让彩票站全部倒闭。
这样的排列会有多少种可能性呢？是201055种，假如你对这个数字的恐怖缺乏清醒认识的话，可以举个例子来帮助你理解。如果大自然从宇宙诞生的那一刻起，就开始以自然生成的方式制造胶原蛋白，每1毫秒能够尝试其中一种可能性，那么到了现在，它也不过才尝试了1020种而已。你可以把这个数字，与胶原蛋白进行自然排列会产生的可能性比一比，看看是什么感觉。当然，有些人会说，在宇宙中的不同地方，也许同时在制造胶原蛋白，因而每1毫秒不止尝试一种可能性。这没有关系，你可以了解一下宇宙中的原子数总共是多少，就会知道这样的可能性其实并没有你想象的那么多。
仅仅是简单的胶原蛋白分子，能够自然生成的概率就已经是相当于零了。有人说，发生这种事情的可能，无异于你厨房里的各种原料不知怎么凑到一起，自己把自己烤成了蛋糕。
要能够让生命出现，仅靠一种胶原蛋白是远远不够的，人体内的蛋白质也许就达到了100万种之多。一种蛋白质的生成，根据概率原则已经近乎不可能了，何况还要生成如此多的种类？
接下来是由蛋白质和比蛋白质更复杂的DNA，以及其它的生命要素，组成细胞，这是一种复杂程度更高的结构。有人这样形容，即便是制造一个基本的酵母细胞，所需要的零部件就和一架波音777喷气式飞机那样多，而且你还必须在直径仅有5微米的球体内将它们组装起来。
单个生命已经复杂得令人难以想象，但与整个生态系统之间的联系比起来，又根本算不了什么。生态系统是一个完美的体系，例如其中的食物链，植物通过光合作用，从土壤中摄取养分茁壮成长；食草动物吃植物，大型食肉动物吃小型食肉动物和食草动物；动物死亡后，由腐食性动物或者微生物进行分解，重归于尘土，就是一个完整而周密的循环系统。
假如你对地球生态系统的严密与复杂缺少直观感受的话，可以去看CCTV9的纪录片。万物休戚与共，生命周而复始，每种生物都只是整个系统上的一个小小节点，但却又是其中不可或缺的有机组成部分。在那些经过精美制作的纪录片中，你会感觉到这个系统的复杂与巧妙，大自然的神奇必定会让你叹为观止。
地球生态系统的形成，与整个宇宙的演变相比较，又只是小菜一碟了。如此宏伟的体系，如此复杂的演变过程，假如没有事先设计好的程序，而完全只是一个随机的过程，那么究竟会有多少的概率，能够形成我们眼前这个秩序井然的世界？
宇宙的演变，从某种角度来说可以理解为所有粒子运动变化的过程。我们可以把宇宙中的每个粒子都看作是一个绿衣人，你是否还会坚持认为，宇宙演变的这幕大戏，只不过是绿衣人们随意走动的结果？如果只是随意走动的话，宇宙的演变能这样的井然有序吗？
理由之二，宇宙的物理定律太精确了，无论怎么看都不像是偶然形成的，更像是一种精密的设计，这也是“人择原理”的支持者们最为怀疑的事情。
英国皇家学会前任主席、天文学家马丁·里斯认为，宇宙似乎受到了6个数字的支配，其中每个都有很精确的数值，就像是被精心调试过的一样，它们哪怕是发生细微的变化，世界就不会是今天的模样，生命就不可能存在了。比如引力如果稍微强一点，那么宇宙就会像个没有支好的帐篷那样塌下来；如果稍微弱一点，那就什么东西也不会聚集在一起，宇宙会永远是单调、分散、虚空的。核作用力只要改变4%，那么恒星中就不可能形成碳，以此为基础的生命就不可能出现。
霍金说：“自然定律形成了一个极端微妙的系统，在不毁灭我们所知道的生命发展的可能性下，物理定律能被改变的可能性是非常小的。若非在物理定律的精确细节上的一系列令人吃惊的巧合，人类和类似的生命形式似乎永远不可能形成”。
宇宙中能够出现一个适合生命居住的地球，也是十分偶然的事情。在太阳系中，能够让生命存在的区域非常之少，而地球正好就处在这样的“金凤花区域”之内。假如地球离太阳的距离远一点，那么水就会被冻成固体，没有了液态的海洋，也就不可能出现生命。而如果地球离太阳近一点，那么就有可能成为像金星那样的“温室行星”，温度高达500℃以上，可怕得像个地狱。
这样的偶然性还很多。假如没有月亮，或者月球的大小不足以稳住地球的轨道，那么地球就会像打摆子一样地摇晃，由此导致的剧烈气候变化，使生命的存在变成一种奢望。如果太阳系中没有木星这样的巨大行星，能以它的引力把小行星甩进外太空，用了10亿年的时间把太阳系形成时遗留的彗星和小行星碎片清理干净，那么地球就会经常遭到它们的袭击，不可能有相对稳定的环境条件来支持生命的出现。
天文学家沃德和布朗利还列举了一系列令人叹服的事实，说明在地球的其它众多特征上，比如海洋、板块构造、氧气含量、热含量、地球轴线的倾角等等，其数据都正好适合创造智慧生命。如果地球不是正好处在这样一个极小的区域范围内，那么人类就不可能出现。有人甚至说，如此苛刻的条件表明，地球上的智慧生命说不定真的是在银河系中，甚至在整个宇宙中都是独一无二的。
如此众多的巧合，难道都是出自于偶然吗？谁能相信，这些十分精确的系统竟会是自然形成的，而不是来自于一种巧妙的设计？
理由之三，宇宙的不同区域之间存在惊人的相似性，如果它是自然形成的，这一点很难得到合理的解释。
天文观测发现，我们无论朝哪个方向看，宇宙似乎都一样，有同样类型的星系，几乎按照完全一样的模式分布。这就像是在纽约、曼谷、开罗等世界上的许多地方，都有一群绿衣人在随意地走来走去，但奇怪的是，它们都走出了和北京的绿衣人相似的图案。
这个事实让人费解，因为两个处于相反方向上距离我们90亿光年的星系，它们之间的距离是180亿光年，目前我们最普通接受的宇宙年龄是137亿年，所以连光都没有足够的时间从这个星系走到那个星系，它们之间显然无法传递信息。
没有办法通信，它们之间就不可能开个会来讨论一下，在演变的方向上如何保持一致的问题。如果它们是自然生成的，那么两个星系之间怎么可能如此的相似？它们之间的差异是通过什么办法来消除的呢？就像世界各地的绿衣人，如果不是事先设计好了统一的步调，在没有办法相互商量的情况下，他们怎么可能随便走一走，大家都走出几乎相同的图案来呢？
对于这种现象最合理的解释，是绿衣人们都在执行原先设计好的同一套动作，所以才会走得几乎一样；整个宇宙都在按照事先设计好的同一种轨迹演化，而不是像人们想当然认为的那样，完全是在无规则地自然演变着，所以不同区域之间才会出现相似的情景。
理由之四，宇宙在不同尺度的结构上有着不可思议的相似性，体现出了相同的设计风格。
宇宙在不同的尺度上，有着许多难以解释的重复性结构。卢瑟福的原子模型一出世就被称为“行星模型”，这种说法形象地表现出，在原子这个极小的体系和太阳系这个极大的体系之间，存在着惊人的相似之处。比如它们两者都有一个核心，这个核心在整个体系中只占据着微不足道的体积，却集中了99%以上的质量。
不仅如此，假如把原子与银河系进行对比，原子与中子星进行比较，它们都在半径、周期、振动等许多方面表现出了十分相似的地方。由此还出现了一种叫“分形宇宙”的理论，认为哪怕是在一个小小的原子中，都包含了整个宇宙的某些信息，是一个宇宙的“全息胚”。
为什么宇宙在差距如此悬殊的结构上，会表现出如此惊人的相似之处呢？假如认为世界是自然生成的，那么这种现象很难解释，但如果相信世界是经过了设计的，那么就很好理解了。装修过房子的人都知道，设计师往往会有自己的风格，在“地中海”风格的设计中，拱门这样的圆形元素就会一再地重复出现。所以宇宙不同尺度之间的重复性结构，也许不过是体现了设计师独特的设计风格而已，就这么简单。
关于世界是经过了设计的理由，还可以举出许多，而且只要你认真体会，在日常生活中还会发现很多的线索。不过事实上这根本就是既没有办法证实，也没有办法证伪的问题，再多的事例也仅仅只能是引起你的怀疑而已，举更多的例子并没有什么实际的意义。
世界经过了设计的想法由来已久，其根源至少可以追溯到柏拉图的时代。柏拉图认为世界背后有一个实体模型，我们眼前的世界只是这个永恒模型的复制品，万物有生有灭，但模型永存不息。这些模型虽然数量众多，但并非乱成一团，没有秩序，它们构成的是一个相互关联的有机整体，一个很有条理的宇宙。柏拉图所说的实体模型，我们完全可以看作是标准化的世界设计效果图。
牛顿也相信世界是经过设计的，他认为世界并非“仅由自然定律从混浊中产生”，宇宙的秩序“最初是由上帝创造的，并由他将同样的状态和条件保存至今”。
霍金在他的新书《大设计》中也说：“在物理基本定律的精确形式与性质中的运气……不可能被轻而易举地解释，而具有深刻得多的物理和哲学含义。我们的宇宙和它的定律显得是一种设计，这两者都是为支持我们而量体裁制的”。
近年来美国的大学中在悄悄流行着一种观点，认为世界是经过了设计的，这种思想叫“智能设计论”。它的支持者认为，世界的设计师有可能是上帝，也有可能是外星人或是穿越到了过去的细胞生物学家。
基于以上证据，我们完全有理由怀疑，世界其实就是一个伟大的设计。对于那位设计师，我们在这里称之为“造物主”，虽然这个概念与“上帝”有些接近，但我们会尽量避免采用“上帝”这个称呼。因为上帝是万能的神，而我们这个世界的设计师，或者说造物主，却极有可能并不是神。
第五章 登山阶
世界是经过了设计的，那么作为设计师的造物主是谁？他在哪里？他是如何创造这个世界的呢？许多书中有谈到这个话题，但往往都只是在提出问题，看得人满脑子的问号，却直到最后一页也没能给你一个清楚的回答，那滋味如同酒鬼被一杯好酒勾起了酒瘾，却被告知酒已售罄一样的难受。
提出问题简单，但想要给出一个能够自圆其说的完整答案，却不是那么容易。不过请尽管放心，我们不会不负责任地列举了一大堆的疑问，最后却不给出一个明确答案的。只是仅凭前面已经提到过的信息，并不足以推导出那个最终的解释来，所以我们还需要更多的线索。
我们该到哪里去寻找线索呢？在看不清楚一样东西时，人们最通常采用的一种手段是把它放大。把东西放得越来越大，你能发现的信息就会越来越多，它的细节就会越来越清晰，这到底是个什么东西，你就能看得越来越清楚。所以在接下来的几章里，我们都将把目光转向粒子世界，从世界的最微小结构入手，去发现线索，厘清真相。
描述粒子世界最重要的物理学理论是“量子论”，这对于普通读者来说，是一个十分陌生的领域，也许会有比较大的阅读难度。但我们会尽可能用最简单的语言把问题讲清楚的，假如你仍然觉得不好理解，可以参考曹天元的《上帝掷骰子吗？量子物理史话》。不过无论是如何的困难，我们都建议你把关于量子论的这段内容耐心看完，这应该是本书中最精华的部分，也是最能够支持后面将要给出答案的有力证据。
我们首先从“量子”的概念开始说起吧。一般人对于这个概念也许会觉得很抽象，很深奥，但其实在解释清楚之后，你也许会觉得它实际上也很简单。
公元前3世纪希腊的芝诺提出过一个很出名的诡辩，说神话中善跑的阿喀琉斯碰到了一只乌龟，乌龟说：“你虽然跑得比我快，但假如我在前面跑的话，你在后面就不可能追得上我”。阿喀琉斯感到大惑不解，乌龟接着解释说：“假设我在你前面100米处，你的速度是我的10倍，现在你来追我。当你跑到我现在的位置时，我向前跑了10米；当你再追过来时，我又向前跑了1米；你再追1米，我又跑了1/10米……这样一直持续下去，你可以无限地接近我，却永远也不可能追上我，我们之间总是还会保留着一点点的距离”。
仅凭经验判断，凡是智力正常的人都知道芝诺错了，因为他的说法完全不符合生活常识。但他到底错在哪里，又如何才能从理论上反驳他呢？这可把不少人给难住了。
现在我们可以用数学工具来解决这个问题了。乌龟所描绘的整个过程所经历的时间，把计算的式子列出来你会看到，它需要经过无限次的相加。从直观感觉上看，这样相加的结果是一个无限大的数值，所以似乎可以把这个时间称之为“永远”。但我们现在知道，这种无限次相加的结果，其实并不像人们曾经以为的那样是无限大的，而实际上是一个有限的数值。
所以乌龟描绘的过程，乍一看似乎时间是无限长的，其实却只是限制在一个固定的时间之内。这只能表明在某个时点之前，阿喀琉斯只能逐渐接近乌龟，却追不上乌龟。但时间不会停止流动，一旦突破了这个临界时点，乌龟就被甩在后面了。所以芝诺关于“阿喀琉斯永远追不上乌龟”的说法，是站不住脚的。
除此之外，我们还可以用什么方法来反驳芝诺呢？还有一种途径。芝诺的诡辩，其实是建立在这样一个隐藏前提之上的：阿喀琉斯和乌龟之间的距离，可以分割成无限多个点，也就是说，空间是可以进行无限多次分割的。
在历史上很长的一段时间里，人们确实曾经认为物质、时间、空间这些东西是可以无限分割的。《庄子·天下》中这样说：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”用数学的语言来解释这段话，意思就是你可以把1尺长的棍子进行无数次对半分割，第一次对半分割得数是0.5尺，第二次是0.25尺，第三次是0.125尺……这个过程可以无限地进行下去。
公元前四世纪的希腊哲学家亚里士多德也认为，物质是连续的，人们可以将它无限地分割下去，我们永远也得不到一个不可再分割的最小颗粒。
但早就有人在怀疑“物质可以无限分割”的观念了，比芝诺和亚里士多德更早出生的希腊哲学家德谟克利特，相信最小颗粒是存在的，他把这种粒子叫做“原子”，认为所有的物质都是由原子组成的。按照他的观点，原子是一种不可穿透、不可分割的实体，一切原子都有着相同的性质，只是在形状、大小、重量、排列、位置上有所不同。万物有生有灭，但组成它们的原子却不会跟着毁灭，只会从死亡的物体转移到新生的物体身上。
现在我们知道这种观点很有见地，但在相当长的时期内它并未得到多数人的认同，因为在人们的感觉中，世界是光滑的，不是由一个个细小颗粒组成的。就像你看一面镜子，看到的只是一个平滑的表面，而不会发现其中有任何的间隙。
这一观念直到“量子论”诞生之后才真正得以改变。量子论的发现经过很富有戏剧性，1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时，根据经验拼凑出了一个公式，这一公式的计算结果与实验吻合得相当好，但普朗克自己却讲不清楚它为什么会这样，它是怎么推导出来的，更不明白它背后的物理意义是什么。
经过一段时间的研究之后普朗克发现，这个公式中包含了一个奇怪的前提：以前我们认为能量的传递是连续不断的，就像温度在从0℃上升到1℃时，经历的是一个持续不断的过程，可以在数学上分成无限多个状态，但这个公式却要求能量的传递不能是连续的，而只能是一份一份地进行传递，虽然每一份都极其微小，小到几乎忽略不计，让你可以近似地把它看作是一个连续不断的过程。
更简单点说就是，普朗克发现了一个惊人的秘密，那就是自然界中能量的传递，并不是一个连续的过程，而是可以细分为一次次，并且每次传递的能量都不能小于某个最基本的数值。这就意味着温度在从0℃上升到1℃的过程中，它的数值并不会有无限多个可能性，而只能出现有限多种状态。
对于这种现象，我们可以举出登山的例子来帮助理解。现在生活条件好了，政府开始关注起居民的日常生活来，很多地方在城市周边风景优美的山头上修建了公园，这是周末休闲的好去处。为了便于攀爬，山路修有蜿蜒的石阶，不再是连续的斜坡。所以虽然从数学上来说，在从山脚到山顶的过程中，爬山的人经过了无限多个海拔高度的状态，但实际上你只能停留在有限多个位置上。
为什么这样说呢？我们来看看，爬山时走石阶和走斜坡有什么不同。假如攀爬的是连续的斜坡，那么你的脚步可以在任意一个位置上停留，因而从理论上来说，你是可以处于无限多个状态之下的。但假如走的是石阶，那么情况就完全不一样了，你的脚步能够停留的位置是有限的。每个石阶高12公分，这是一个基本的单位，现在你站在海拔300米处，只要跨到下一个台阶上，位置就变成了300.12米。你不能在300米与300.12米之间的任何位置上停留，因为那里没有台阶。
这就是芝诺诡辩的问题所在了。假如空间有基本单位，不是平滑连续的，那么乌龟就不可能停留在无限多个位置上，芝诺的说法也就不攻自破了。
普朗克把那个最基本的单位称作“量子”，“量子论”就这样诞生了。它把人们引入了一个神秘莫测的量子世界，就像巫师念动咒语，原本平淡无奇的石壁上突然打开了一扇大门，门后出现了一个人们从未见过的新天地。这里的规则和我们熟悉的世界完全不同，许多我们在日常生活中积累的经验，在这里毫无用处。下面我们用一个例子来说明一下。
在20世纪初人们就已经知道，当光照射到金属上时，会从它的表面打出电子来，这种现象叫做“光电效应”。但让人们大惑不解的是，对于某种特定的金属，光能否打出电子来，只和它的频率有关，跟它的强度一点关系都没有。频率高的光线，如紫外线，即便是强度再弱，也能打出电子；频率低的光线，如红光、黄光，即便是强度再大，也打不出电子来。
光是一种波，在正常情况下，波的强度代表了它能量的大小，波的频率代表了它振动的频繁程度，所以是频率而不是强度决定了能否打出电子的事实，让人们一时摸不着头脑。为了让你了解光电效应的奇怪，我们可以用容易理解的事例来类比。假设日常生活中也会发生这样的怪事，那就相当于说，在你用锤子敲别人的脑袋时，对方会不会痛得叫出声来，跟你用了多大的力气无关，只跟你敲的频率有关。假如你敲得比较频繁，那么即使只用了轻如鸿毛的力气，对方也会大声惨叫；假如你敲得不那么频繁，那么即便使出千斤之力敲下去，对方也毫无反应。
这种现象，是不是有些怪异，完全无法用我们以前积累的经验来解释呢？最终还是爱因斯坦引入了量子的概念，完美地解释了这一现象。爱因斯坦说，我们看到的光线，看起来似乎是一条连续不断的线，但其实并不是那样，它是由许许多多的“光量子”（现在通常称为“光子”）拼凑而成的。量子世界的规则有点特别，单个光子能量的大小，是由它的频率决定的，跟光线的强度无关。而一束光线能不能在金属表面打出电子来，全看单个光子与电子撞击时是不是够力气，这就完全取决于光的频率而不是强度。
这一发现的意义十分重大，以至于连相对论都没有给爱因斯坦带来诺贝尔奖，用量子概念来解释光电效应的这篇论文却让他获奖了，爱因斯坦也因此而成为了量子论的奠基人之一。
量子世界是一个全新的领域，上面举出的例子其实根本算不了什么，它的怪诞要远远超出你的想象。从物理意义上来说，量子论深刻地揭示出了这样一个问题，那就是我们所处的世界，在平常看起来让人感觉是平滑连续的，就像从很远的地方看那上山的路，是一条光滑的斜坡；但一旦把它放大到粒子水平，情况就完全变了，它变得不再连续光滑，就像你走到山前看，呈现在眼前的就不再是斜坡，而是一个一个的石阶。
在人们以前的印象中，世界是浑然一体的，然而现在量子论告诉我们，情况并非如此。我们这个世界就像搭积木一样，是由某种最基本单位拼接而成的，中间其实并不连贯。
无论是牛顿的经典力学，还是麦克斯韦的电磁理论，都是建立在认为世界是平滑连续的基础之上的。在牛顿看来，当你用5千克的力推动一个物体时，这个力是一个整体，在连续地发挥作用，而不是像量子论认为的那样，是由许多基本单位的微小的力拼凑而成。所以量子论完全颠覆了经典物理学原先的认知，经典力学大厦从此就土崩瓦解了。
德谟克利特所说的原子是最小的粒子，是物质的基本单位，但我们现在说的原子并不具有这样的特性。它由原子核和电子组成，原子核又由质子和中子组成，质子和中子又由夸克组成。夸克是不是最小的粒子呢？这个目前谁也不能肯定。但基本上可以肯定的是，世界一定是有最小单位的，把世界放大到粒子的层面上时，平滑连续的概念就再也没有市场了。在这里世界表现出了明显的量子属性，不仅物质如此，连时间和空间也是如此。假如世界没有最小单位的话，那么量子现象就根本没办法得到合理的解释。
把量子论与宇宙大爆炸理论联系在一起考虑的话，有一点你肯定会很想不通。宇宙大爆炸理论说世界起源于奇点，奇点之前什么都没有，那么有最小单位的世界，怎么可能整体上被压缩成空无呢？按理说，即使压缩得再小，也不能小于基本单位啊？也许有人会说，按照爱因斯坦的质能方程，物质可以转化为能量，有可能在奇点处物质全部转化为无形的能量了。但这种说法应该是错的，因为在奇点处什么也没有，不仅没有物质，也没有能量。而且更重要的是，能量本身也是量子化的。
我们再换一个角度来提问。大爆炸后世界诞生时，为什么生成的不是连续平滑的世界呢？为什么世界会出现量子属性呢？登山的时候，斜坡也可以攀爬，为什么一定非得要有台阶呢？我们知道，台阶的出现是人为造成的，自然界的山坡原先并没有台阶！
翻开量子论方面的科普读物，到处可以看到关于人们如何发现世界具有量子属性的介绍，却从来没有看见有人质疑过它为什么会出现。人们对这个问题就如同看待自然规律一样，司空见惯，习以为常，想当然地以为它天生如此——当然也可能有人提出过疑问，是我的阅读面太窄，没有发现。
在纪录片中欣赏了大自然的壮丽与严谨之后，我们毫无疑问应该相信造物主是喜欢追求完美的。但现在的问题是，平滑连续的画面比起断断续续的图像，显然会感觉更漂亮、更完美一些，但造物主在创造世界时却采用了搭积木的方式，这到底是为什么呢？
量子论中蕴含着世界太多的终极秘密。只有在想通了世界为什么会显现出量子属性这个问题之后，我们才会完全明白世界生成的真正缘由。要解开世界的起源之谜，任何微小的细节都不应该遗漏，那些看似不起眼的地方，也许其中就隐藏着通往终极答案的路径。
有一个最简单的回答，那就是我们对于世界所有的认识，都是建立在观测结果的基础上的。世界在我们眼中显现出来的，是一副不连续的场景，这种显示模式上的不完美，也许并不是因为造物主不想追求完美，而是受到了技术上的限制。造物主并不像人们想象的那样，是无所不能的。我们看到粒子世界存在的量子属性，其实并非出于他的故意，而只是一种无奈。
这种解释也许你一下子听不明白。没有关系，后面在对世界的生成过程进行系统的回答时，会对此做出更清楚的说明，现在还是先让我们再来领略一下量子论中更多的不解之谜吧！
第六章 骰子与蝴蝶
古往今来，再没有什么比一种东西更能牵动人们的心了，那就是“命运”。
世间有命运的存在吗？是否冥冥之中自有天意，每个人不管怎么努力，最终都必须服从命运的安排，任由它来摆布，丝毫没有抗拒之力呢？
“宿命论”认为是这样的。生死有命，富贵在天，所有事情上天都已经事先安排好了。你能活多少岁，赚多少钱，一切皆有定数。所以万事由天定，半点不由人，谋事在人，成事在天。更有甚者，古人们还发明了易经八卦，紫薇斗数之类的东西，想用它们来预测人们的命运。从古代原始部落占卜的巫师，到后来跑江湖的算命先生，预测命运的走向最终成为了一种职业，成了一些人赖以谋生，或者用以欺骗他人的工具。
但到了现代，持这样观点的人通常会被认为是在搞迷信。多数人相信，主宰世界的只能是自然规律，并不存在被上天掌握着命运这回事。在科学技术的帮助下，人类通过把握自然规律，已经能够掌握自己的命运了。
许多人对于科学都有着这样一种盲目的信任。然而他们未必了解的是，相当长的一段时间里，在科学界存在一种占据着统治地位的思想，它的名字叫做“决定论”。这种思想居然和被我们看作是愚昧无知的宿命论，在某些方面有着相同的看法，就是都认为世界上所有的事情，是事先就已经注定了的。
决定论的思潮是伴随着牛顿经典力学的建立而流行起来的，我们来看看这种想法从何而来，它的依据是什么。
在学习中学物理时，一般都会碰到类似这样的一道题目，告诉你一颗炮弹的初始位置在什么地方，离开炮膛时的速度是多少，射出时的角度是多少，在不考虑空气阻力的情况下，让你计算在接下来的某个时点，炮弹会出现在哪里，最后的落点在什么位置。
这个题目充分反映了经典力学对于世界的认识。它认为任何事件都是有前因后果的，这种因果关系可以用科学定律来描述。我们只要知道了初始条件，根据科学定律和方程，就可以预测事情的经过和结果。同样的道理，反过来我们只要确定了事物在目前的状况，根据定律就可以倒推出它以前的情况。
这种观点似乎在现实中得到了证明。我们能够预测炮弹的运行轨迹和它的落点，能够预先知道日食将在什么时候发生，能够将人造卫星送入预定的轨道，依据的都是对于这种因果关系的了解。我们能够知道人类诞生以前发生的事情，能够测定地球的年龄，能够通过宇宙膨胀的现象倒推出大爆炸理论，依据的也是这种因果律。
按照这个逻辑人们进一步推断，从宇宙诞生的那一刻起，整个世界的初始条件就已经确定了，而自然法则是固定不变的，事物的发展都是在按照它规定的因果关系演变着。这样我们不就能够得出结论，从宇宙诞生的那一刻起，它将会怎样发展演变，最终结果又会怎样，其实都是已经确定了的？
假如我们能够了解宇宙所有的初始状态，又能够掌握所有的自然法则，还具有足够强大的计算能力的话，那么就可以预知整个宇宙的演化过程，直到世界的尽头。换一句话说，我们目前还无法掌握天地万物的演变轨迹和最终结局，那只是因为人类的认识水平和计算能力还不够，所以没办法把它计算出来而已，那只能表明我们还不知道它的结果，但其实它的结果是早已确定了的。
这种观点就是“决定论”。
牛顿是决定论者，他认为宇宙就像是一个巨大的钟表，钟表的弦严格按照预定的方式放松，丝毫不爽。万事都已由物理定律所规定，连一个细节都不能更改，即便是每一个原子的变化轨迹，也都是在宇宙开始时就确定下来了的。过去和未来都像是已经写好的剧本，宇宙的发展只能严格按照这个剧本进行。
曾担任过拿破仑老师的法国天文学家拉普拉斯也认为，假如他能够知道某一时刻宇宙中每一个粒子的位置和运动情况，他便掌握了所有的细节，可以计算出整个宇宙的过去和将来。
决定论听起来是不是让人很难接受？但它在科学史上的影响力，却绝对超乎你的想象，曾经在很长的一段时间里，绝大多数的科学家都相信决定论，就连爱因斯坦都始终是它坚定的支持者。
然而世界是否真如决定论说的那样，只是一部规模宏大的电影，情节尚未开始，结局早已注定？从感情上来说，一般人不应该喜欢冷冰冰的决定论，相信所有事情都已确定，因为那意味着人类所有的生存斗争其实都只是无谓的挣扎，我们的一切努力都将是徒劳。还好现在决定论已经被打垮了，首先站出来给了它当头一棒的是量子论，下面我们来看看事情发生的经过。
粒子世界对于我们普通人来说，绝对是一个难以想象的领域，因为即便是用效率最高的“扫描隧道显微镜”，我们也只能看到原子层面的东西，没有办法看到比原子更小的粒子。所以在这个极端微观的世界，我们的认识往往都只能通过间接的方法得到，而不能直接看到它的真实情况是怎样的。
当人们发现原子的时候，本以为找到了希腊人所说的不可分割的最小粒子，但后来英国物理学家J·J·汤姆逊在研究阴极射线时，发现了原子中电子的存在，这表明原子也有自己的内部结构。汤姆逊在缺乏实验证据的情况下，把原子想象成了一个带正电荷的球，带负电荷的电子一粒粒镶嵌在这个圆球上，人们把它称为“葡萄干布丁”模型。这种想象很符合人们的直觉，组成实物的微小颗粒，我们下意识地认为它当然应该是实心的。
然而他的学生，同样是物理学家的卢瑟福通过实验发现，原子中有一个核心，这个核心带正电，它的大小还不到原子半径的万分之一。在卢瑟福发表的原子模型中，原子核就像是太阳，占据了绝大部分的质量，位于原子的中心，带负电的电子就像是行星，沿着特定的轨道绕着太阳运行。这个发现完全颠覆了我们的直觉，微小的原子竟然不是实心的，它就像我们的太阳系一样，里面绝大部分地方是空荡荡的！
卢瑟福的原子体系并不稳定，根据经典电磁理论，它会释放出辐射能量而导致崩溃，假如现实中真有这样的原子，那么它撑不了1秒钟就会解体。怎么解决这个问题呢？丹麦物理学家玻尔想到，也许在原子这样小的层次上，经典理论不再成立，需要引入量子的概念来进行解释。
玻尔发现，原子内部电子不同的轨道有着不同的能级，电子只能吸收相当于两个轨道之间能级差的能量，从较低能级的轨道跃迁到较高能级的轨道，或者释放出相同的能量，从较高能级跌回较低能级，而不能像经典理论假设的那样，能够连续不断地吸收或者释放能量。这就是上一章中提到过的“量子”思想。
玻尔的原子体系也只支撑了大约13年就被取代了。他试图引进量子的概念，来掀开原子内部神秘的面纱，但却没能揭示它真正的内涵。直到1925年德国物理学家海森堡的矩阵力学，1926年奥地利物理学家薛定谔的波动方程发表之后，人们才明白了原子内部电子的运动究竟是怎样的。他们的发现是如此的怪异，不仅在20世纪的物理学界掀起了轩然大波，其哲学意义甚至足以颠覆我们原有的世界观。
在经典力学的眼中，世界是确定的。我们眼前的实在之物，比如运动中的篮球，在每一时刻，它的位置都是确定无疑的，而它的速度也有确定的数值，两者都可以同时进行精准的测量。
我们说过，量子世界是一个规则完全不同的领域。世界的确定性这个看似极为浅显的问题，在量子力学中就变得复杂起来了。海森堡通过他的矩阵力学推导出了这样一个骇人听闻的结论：对于电子来说，它的位置和速度（通常说动量），我们只能确定其中之一，两者永远不可能同时为我们所知。这就是大名鼎鼎的“不确定性原理”，它表明对于电子来说，我们无法像篮球那样，同时知道它初始状态下位置和速度两者的信息。
对于这个原理，人们最初在认识上有些偏差，有人把它叫做“测不准原理”。言下之意是说，我们无法同时确定电子位置和速度两者的信息，并不是它们本身不确定，只是因为电子实在是太小了，我们没有办法在不扰动它的情况下进行测量。但后来人们逐渐意识到事情要比想象的更复杂：我们无法给出电子的初始状态信息，不仅是因为测量的原因，而是它本身就不确定！
薛定谔发表的波动方程中，也包含了同样不可理喻的内容。在方程中他构造了一个波函数ψ，却不知道这个函数背后的物理意义是什么。他自己曾以为这代表了电子电荷的空间分布，但德国物理学家波恩在随后指出，事情要比他所想的离奇得多。波恩认为，ψ代表了一种随机性，一种概率，ψ的平方对应了电子在某个地点出现的概率。原来电子的运动不像经典力学规定的那样，有确定的轨迹，它将会在哪里出现只是一种概率现象。
我们可以通过一个例子来理解不确定性原理和概率解释。按照经典力学定律来运动的炮弹，在它发射的一刹那，它的初始状态是确定的。它的初始速度是零，位置是固定的，加速度是确定的，因而接下来的运动轨迹也是确定的，我们能够计算出它会落在哪里。这很重要，因为我们需要把落点设在想要打击的目标上，而不能让它一不小心掉到了自己的头上。
但假如炮弹是像电子那样运动的话，那你的麻烦就大了。首先，你不可能同时知道它的初始速度和初始位置，它的初始状态根本不可能确定；其次，它的落点不会是一个确定的点，而是有很多种可能性。它究竟会在哪一点落下，这完全是个随机的过程，其概率就像一个波，严格按照ψ的分布展开——炮弹能不能落到敌人头上，要寄希望于你的人品能否爆发。
波恩形象地把波函数ψ称为“骰子”。他的意思是，你想知道电子将会在哪里出现吗？计算是没有用的，因为你能算出的只有概率，所以还不如干脆去掷骰子吧！
海森堡说，我们不可能知道电子的初始状态，因为电子根本就没有确定的初始状态。波恩又说，别说不知道初始状态，就是知道，你也没办法预测电子接下来的行为，你所能确定的只有概率。在亚原子世界里，建立在经典力学基础上的决定论，犹如头上重重地挨了一记闷棍。
电子最终会出现在哪里，这完全是随机的，与它的初始状态和过程都没有严格的因果关系，这样的结论让许多人无论如何也不能接受，其中就包括爱坦斯坦。在1926年写给波恩的信中，爱因斯坦这样说：“量子力学令人印象深刻，但是一种内在的声音告诉我它不是真的……我毫无保留地相信，上帝是不掷骰子的”。
在随后的岁月中，出于对因果律的痴痴信仰，爱因斯坦始终站在了与随机性战斗的第一线，至死不渝。然而越来越多的事实证明他的抗争只是徒劳，上帝确实在掷骰子。搞错了方向让他其后的工作几乎一事无成，以至于著名的爱因斯坦传记作家，荷兰的亚伯拉罕·派斯调侃说，就算1925年之后爱因斯坦改行以钓鱼度过余生，对于科学来说也没有什么损失。
决定论在遭受到了量子论的严重挑战之后，最终还是由混沌学理论给它画上了一个句号。
混沌学研究的是结果对于初始条件的依赖性。这一理论表明，自然界的许多现象都是无法计算的，因为它对于初始条件的依赖性太大，而世间万物是普遍联系的，所以需要考虑的初始条件几乎是无限的多，其中的变化过程又太过于复杂，因而最后的计算结果往往会陷入一片混沌之中。
美国的气象学家洛伦兹在研究天气预报的过程中意识到，最终结果对于初始条件的依赖性，比我们所能想象的要敏感得多。任何细小的干扰都能够对整个系统的发展造成极大的影响，差之毫厘，失之千里。最能形象说明这一点的是洛伦兹提出的蝴蝶效应：一只蝴蝶在亚马逊河的热带雨林中扇动翅膀，就有可能会在美国德克萨斯州引起一场龙卷风。
这种细小的干扰是非常多的，它完全不可预测，所以很多复杂事物演变的结果根本无法预料。正如洛伦兹所说，任何具有非周期行为的物理系统，都是难以预计的，长期天气预报注定要失败。
这一说法彻底打垮了决定论。因为与宇宙的演变相比，天气的变化能算得了什么？连简单的天气变化都是不确定的，那么我们还凭什么断定宇宙的演变是早已确定了的呢？
1986年，著名的流体力学权威詹姆士·莱特希尔，在英国皇家学会纪念牛顿《原理》发表300周年的集会上，做出了轰动一时的道歉：“我们以前曾误导了公众，向他们宣传说满足牛顿运动定律的系统是决定论的，但是这在1960年后已被证明不是真的。我们愿意在此向公众表示道歉”。
如果把整个宇宙看作是一个完整的系统，那么量子论告诉我们，这个系统的输入是随机的，因为初始状态根本就不确定。混沌学又告诉我们，这个系统的输出结果是不可预料的，因为它对初始条件极为敏感，在初始条件不确定的情况下，结果也就不可能固定。由此我们完全可以断定，世界并不像决定论所说的那样，只是一部按照固定剧本拍摄的电影，结局从一开始就早已注定。
我们回过头来再说一说命运的问题。既然系统的输入是随机的，那么就说明我们来到这个世界，只是偶然现象。系统的输出结果是不确定的，那么就意味着人生的结局也不固定，有着很大的偶然性。所以对于人生有没有确定命运的这个问题，你应该已经有自己的答案了吧？对于不确定的东西，想通过占卜打卦计算出结果来，你认为可能吗？
这里头有一个问题，要提出来供你思考。造物主为什么要设计一个充满着偶然性和随机性的系统呢？他的目的何在？用爱因斯坦的话来说就是，上帝为什么要用掷骰子的方式来决定世界的前途和命运呢？
想知道答案吗？那就接着往下看吧。现在我们还是继续来关注一下量子论中其它的怪异现象吧，下面我们要说的，也许会更加出乎你的想象。
第七章 水中花
量子世界蕴含的秘密，足以彻底改变人们的世界观。即便是最富于革命精神的科学大师，曾经以相对论颠覆了绝对时空观的爱因斯坦，也难以忍受转变原有固定观念带来的失重感，因而完全无法接受这一全新的理念。
量子论展示的世界的随机性，已经让信奉因果律的爱因斯坦感觉要抓狂了。接下来我们要说的这件事，将更是不可思议，让爱因斯坦更加忍无可忍，直到生命的最后都始终难以释怀。
历史上认为世界只是我们心中虚幻影像的人很多，比如前面曾经提到过的慧能，还有明朝的心学大师王阳明等。但这一观念从未在思想领域占据过主导地位，因为眼前的一切无可争议地证明了世界的真实性，从没有人能够拿出确切的证据来证明它的虚幻，但量子论改变了这一切。
作为20世纪物理学两大发现之一的量子论，比史上任何一种理论都引发了更多的技术革命，核能、计算机技术、新材料、能源技术、信息技术，这些领域的进步都跟量子论密切相关。在量子论的帮助下，我们才有了激光、电子显微镜、半导体；我们能够用上电脑，看上电视，建核电站，这些都和量子论的贡献是分不开的。
然而不可思议的是，量子论在技术运用方面的巨大成功，是在原理不明的情况下取得的。就像古代的人们不知道地球磁场的存在，但他们照样能够发明指南针。虽然量子论在应用方面已经充分证明了它的价值，但是直到现在，物理学界还没有搞清楚它的内在机制和原理是什么。
并不是没有人能够对量子论的原理进行解释，问题是解释版本太多，人们反而不知道该信哪个了。有些版本实在是太离谱，只要是头脑正常的人都不会接受；而最具有可能性的那个解释，其背后的哲学意义却又令人难以置信：它表明，世界的存在是由意识决定的。这样的说法实在太难以接受了，但其它的解释又不能让人满意，所以这对于物理学家们来说，真是一个艰难的选择。
1997年在马里兰大学巴尔的摩郡分校一次量子力学研讨会上，关于量子论原理的各种解释版本，有人做了一次问卷调查。调查结果显示，相信哥本哈根解释的有13人，多宇宙的8人，隐变量的4人，退相干历史的4人，自发定域理论的1人，还有多达18人坦承自己没办法决定应该如何选择。这个结果足以说明人们对于量子论原理认识的混乱程度，究竟到了何等的地步。
这到底是怎么回事呢？下面我们用一个只要说起量子论，就必然会提到的实验来进行说明。
1807年托马斯·杨发表了一个非常著名的实验：光的双缝干涉。他把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面，形成一个点光源，然后在这张纸后面再放一张纸，纸上开两道平行的狭缝，后面再放一个投影屏。结果发现，小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上，形成了一系列明暗交替的条纹。
很显然这是干涉条纹，干涉是波的特性，实验证明光是一种波。从两条狭缝中穿过的两列光波，形成了干涉现象，波峰与波峰相遇的地方会相互增强，所以在屏幕上对应的位置出现了明的条纹；波峰与波谷相遇的地方会相互抵消，所以出现了暗的条纹。
后来这个经典实验在经过一些改动之后，成为了量子论中的重要实验。人们用电子代替点光源来做这个实验，结果令人意外，屏幕上竟然同样出现了干涉条纹。这种现象相当挑战人们的神经，因为只有波才会产生干涉现象，而按照通常的认识，电子是原子的内部结构，它显然是一种粒子，粒子之间怎么可能相互干涉呢？双缝实验难道能够证明电子其实不是粒子，而是一种波？
更有意思的事情还在后头。我们知道在两列波之间才会出现干涉现象，如果只有一列波，干涉就不可能发生。后来有人稍微修改了一下实验，试着控制电子的数量，每次只发射出一个电子，这样每次就只能在背后的感光屏上激发出一个小亮点。但令人惊讶的是，当人们把电子一个一个通过双缝打在感光屏上时，随着亮点慢慢增多，逐渐地又能看出干涉条纹来了。亮点越来越多，条纹就变得越来越清晰。
这些奇怪的现象应该如何解释？电子到底是一个粒子，还是一种波？假如它是粒子，那为什么在穿过双缝时会像波一样产生干涉现象呢？假如它是一种波，那为什么在碰到屏幕时，它却又会打出一个亮点来，表现出粒子的特征？当它一个一个地通过双缝时，为什么还会存在干涉现象？难道它是自己和自己产生干涉的？或者说后面的电子与前面的电子形成了干涉？
怪事还远不止这些。在人们一个一个发射电子的过程中，只要关闭掉双缝中的任意一条，后面的那些电子马上就能感应到这种变化，打在屏幕上时不会再出现干涉条纹了。甚至在不关闭狭缝的情况下，只要在双缝的后面安装一个探测器，测量电子是从哪条缝出来的，电子就能马上作出反应，干涉条纹立即消失得无影无踪。
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