第一部分 创世游戏
　　妈妈，
　　我觉得生命就象一场游戏，
　　人死了，
　　你的游戏就结束了。
　　一天，在小区里听到旁边一个看起来8、9岁的男孩，跟他妈妈说了以上这番话。这么小的孩子，对于世界就有如此深刻的理解，让人汗颜啊！
　　小时候夏日的夜晚，在屋前晒谷坪坐着乘凉，看那繁星点缀着夜空，银河象缥缈的轻纱浮在苍穹之上，脑海里也曾朦胧地产生过这样的疑问：天上有什么？
　　在同样的夜色下，仰望星空，古往今来不知曾有多少诗人哲人，感叹着天地的广袤与生命的卑微，感伤着人生的短暂与时间的绵长，心中思索着那个亘古的疑问：
　　世界是什么？
第一节 免费的午餐
　　我们生活着的这个世界，它是个什么东西？
　　相信很多人会对这样的问法感到吃惊：世界就是世界，它还能是什么呢？这种命题一看就是哲学问题，只有哲学家才会去研究，跟我们普通人能有什么关系呢？
　　如果这样想那就错了。世界是一个不可分割的整体，要想弄清各种自然和社会现象的成因，就必须从源头开始，先搞清楚一个问题，世界是什么？
一直以来人们对于世界的认识争议不断，第一个大的分歧是：世界是虚幻的，还是实在的？
　　佛教中有个故事。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”。佛经中的“色”指的不是女色，而相当于是物质的意思。古印度人认为，“地、水、火、风”是组成世界的四大基本元素，所以佛教中有“四大皆空”的说法，意思说世界是虚幻的。
17世纪西方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，“我思故我在”，对每个人来说，自己的存在是确定无疑的，因为如果连你都不存在的话，那么你怎么还会懂得去怀疑呢？
　　对没有钻研过哲学或者佛学的人来说，要理解上述说法的意思，恐怕有点费劲，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？在诸多认为世界是实在的观点中，比较典型的是“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，古希腊的哲学家赫拉克利特认为“火”是万物之源，世界就是一团永恒的活火。
唯物论曾一度是最流行的世界观。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。
　　由此人们想，既然物质的总量是恒定的，永远不会少掉，那么它就应该永远都存在，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，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，物体的质量不是恒定的，高速运动的物体质量会明显增加。在粒子加速器中，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。
　　这还不算什么，速度增加时质量跟着增加，不过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。就象魔术师把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作出解释，它表明在一定的条件下，物质和能量之间可以相互转化。原来看得见的物质，和看不见的能量竟然是同一种东西的不同形态。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，但本质上完全一样，都是水。
后来人们又发现了一个问题，有些粒子只有能量，没有质量，比如说“光子”。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。在科学上，物质的定义成了一本糊涂帐，除了原先的实体性物质，又多了能量性的场物质，有人还把意识产生的东西，也纳入物质的范畴，叫做“抽象物质”。近年来暗物质、暗能量的发现更是雪上加霜，把局面搅得更加混乱。在哲学上，物质概念被定义成“不依赖于意识的客观存在”。按照这种说法，时间、空间、自然规律、意识、人类社会、历史事件，都是客观存在的，就都成了物质。物质已经失去了自己的内涵，变成了“存在”的代名词，实在难以想象，这样的概念还有什么意义？
　　连物质是什么都搞不清楚了，我们还凭什么认定世界是唯物的？
　　直观感受让我们相信世界是实在的，唯物论曾使我们更加坚定了这一信念。但现在唯物论出大问题了，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：世界是永恒的，还是暂时的？
　　佛教的世界观认为，有很多的世界，它们有生有灭，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，四个阶段合起来是一个大劫，就是每个世界一生一灭的过程。
　　唯物论者倾向于相信世界是无限的、永恒的。唯物论认为物质是世界的本原，但它没办法合理地解释，作为世界本原的物质它自己是怎么来的。所以唯物论者希望看到的结果，是我们生活在一个无边无际、无始无终的宇宙中，这样就不需要回答物质如何起源的问题了。
这是两种截然相反的观点，哪个更符合事实呢？现在看来，诞生于公元前6世纪的佛教，其世界观相比流行于19世纪的唯物论来说，似乎要更高明一些，宇宙大爆炸理论证实了这一点。
　　1666年，牛顿发现白光在通过三角形棱镜时，能分解成彩虹一样的多种颜色，这叫“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，当人们在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，人们产生了一个更不可思议的想法：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？宇宙大爆炸理论就这样诞生了。
　　大爆炸理论认为，很久以前我们的宇宙诞生于一次大爆炸，之后始终保持着膨胀的趋势，就象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。然而有证据表明它是正确的。大爆炸理论预言，宇宙诞生时大爆炸的余波，至今仍应在宇宙中回荡。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幅射，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，佛陀似乎早已清楚了这一点。
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？
　　唯物论认为，物质是世界的本原。“本原”的意思是“最初的来源”，可以简单地把它理解为“最基础的原材料”。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。这种观念在我们脑子里根深蒂固，以至于在神话小说《西游记》中，连孙悟空要变出一群猴子，也要先拨根毫毛来作原材料。唯物论认为世界的生成也不例外，物质就是构成世界的基础材料。
　　老子在《道德经》中发表的观点全然不同。他认为世界的诞生是一个无中生有的过程，不需要任何原材料。书中这样写道：“无，名天地之始；有，名万物之母”、“天下万物生于有，有生于无”。
最初的宇宙大爆炸理论，认为大爆炸始于“奇点”，这是一个体积无限小、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，只不过被无限压缩了，它并没有脱出唯物论“物质本原说”的范畴。
　　后来美国物理学家艾伦?古斯提出了“暴涨理论”，并得到了广泛认可。这一理论认为，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。这意味着，世界完全是在虚无中诞生的，“宇宙就是一份免费的午餐”。这是一个无中生有的过程，不需要物质作原材料，也不可能用物质来作原材料，因为在世界生成之前，物质根本就不存在。
　　唯物论看来又一次输给了两千多年前的古老哲学。
时至今日，大爆炸理论已经成为了多数宇宙学家们的共识，但人们对于世界成因的疑惑却丝毫没有减少。大爆炸理论本身存在一系列难以回答的问题：宇宙为什么能从虚无中诞生？宇宙是有限的，在它之外有什么东西？宇宙是137亿年前诞生的，在这之前发生了什么？
　　大爆炸理论自己不可能解决这些问题。要做出令人满意的回答，需要从哲学中汲取智慧，从科学中寻找证据，拿到一把关键的钥匙，打开一扇神秘之门，发现隐藏在世界背后的真相。
　　那把神奇的钥匙，就在这张帖子里等着你去发现呢！
　第二节 宗教与科学（上）
　　以上三个分歧更多属于哲学范畴，感兴趣的人并不多。第四个大的分歧是：世界是被创造的，还是自然生成的？
　　这个问题非常重要，它关系到每个人的人生和命运，关系到每个人的信仰和精神寄托，因而受到广泛关注。
　　对这个问题的不同回答，成为宗教和科学这两大思想体系的分水岭。两大体系内部虽然有不同的声音，但总体上来说，宗教认为有神存在，世界是神创造的，由神在控制着；而科学认为没有神，世界是自然生成的，控制世界的是自然法则。
&两种观点谁更正确？目前在思想界占据上风的是科学，美国的宪法禁止学校向学生教授“神创论”，中国虽然法律没有明文规定，但实际采用的教材中也在弘扬科学，批判宗教思想。在这样的背景下，多数现代人还是支持无神论，相信世界是自然生成的。
　　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，就不再满足于被动地对感官刺激作出反应，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。
　　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，对于宗教的怀疑就越深。
　　早在公元前6世纪，希腊的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。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，打破了基督教“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。
从那以后，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。科学相信，是自然法则而不是神灵在主宰着这个世界，而科学家们的工作，就是分门别类地通过观察和实验，发现世界运行的规律性。
　　科学技术在应用方面取得的巨大成功，进一步摧毁了人们的宗教信念，宗教势力的思想阵地日渐萎缩，只能困守一隅，没有反击之力。但科学虽然占尽优势，却始终无法取得彻底的胜利，完全终结人们的宗教信仰。这反映出科学自身也存在问题，并非完美无瑕，能够完全让人信服。
第二节 宗教与科学（下）
　　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，影响深远。科学界坚持世界是自然生成的，其实并无确凿的证据，完全沿用的是进化论的逻辑。
自从在初中生物课堂上听老师教授进化论以来，许多年我没有怀疑过。然而随着生活经历的增加，尤其是近几年《自然之谜》之类的电视节目看多了，心中的疑虑却越来越深。很难相信，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，和有意写下的字迹进行对比，就可以印证这个说法了。
例子还有很多，这里再举一个。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。而人工制造的假玉，却可以做得整齐划一，都是一样的晶莹剔透，让你分辨不出两块之间有什么区别。
　　从常识上看，有序而又复杂的生命和生态系统，看起来更像是意识的产物，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，但他的疑问集中在技术层面，而不是在逻辑上。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？他试图用地质记录不完全来进行解释，但这种说法难以让人信服。
　　下面用一个虚构的例子来说明问题。假如一只鸭子会进化成鸡的话，那么按照达尔文“变异+自然选择”的逻辑，其过程应该是这样的：这次的变异让鸭子头上长出了鸡冠，下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……鸭子和鸡之间要消除差异，需要经过许多次的变异才能实现，这是一个持续不断的渐变过程，不可能鸭头、鸭嘴、鸭脚等所有部位同时发生变化，一步到位。
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过渡物种，而且中间过渡物种的数量和种类，应该比鸡和鸭还要多得多。或者简单地说，半成品的种类和数量，应该要远远多于成品。
　　然而令人吃惊的是，在目前我们所掌握的化石证据中，竟然没有找到真正意义上的半成品，中间过渡物种的化石近乎空白，这实在是太奇怪了。从逻辑上说，半成品的化石不可能没有，而应该是随处可见才对。这样一个巨大的漏洞，实在难以想象生物学家们为什么会视而不见，竟然轻易就相信了“地质资料不全”这样牵强的解释。
&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，都疑点重重。需要提醒大家注意的是，在物种演变的过程中，没有看到意识的主导作用，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，一些事情领导不方便出面时，只要向亲信的下属作出一点暗示，他就能心领神会，把事情妥善处理。在整个办理过程中，你都看不到领导的影子，但如果因此认定这件事与他无关，那你就幼稚了，因为事实上从头到尾都是在贯彻着领导意图。
也许生物的形成过程中并非没有意识的作用，只是至今尚未发现而已。仔细审视进化论的逻辑链条，人们似乎都疏忽了它的出发点——遗传和变异，这是达尔文没有研究过的领域。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。
　　你有没有想过，自然规律是否真象它的字面意思那样，完全是自然形成的？
第三节 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，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，即使以30万公里/秒的光速，要到达目前所知的离我们最远的天体，也要走120亿年。
　　从时间上来看，人类的存在堪称短暂。假如把宇宙的整个演化过程看作是1年，那么人类的文明史，要从新年钟声敲响前不到半分钟开始算起。所以人类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；夏天的鸣蝉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水平的影响如此巨大，对于人类来说，是否也会产生同样的作用呢？
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，这种观念都在主导着人们的认识。
　　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，在你以为的下方，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、有限的经历中，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的开阔而发生变化。
　　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是如此。
在很久以前人们就已经意识到，世界背后有一只无形的手，安排着万物的运行秩序。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，更多的表述为自然定律或者科学定律。
人们对自然规律第一个想当然的认识，是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是完全不同的概念，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，必定还是女生。这就是规律，它是对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？你很想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，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，造成了你只看到女生走出校园的规律的出现。
规则才是真正的实体，而规律只是规则起作用后表现出来的现象。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来，这是一个简单的逻辑问题。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。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。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发生了变化。
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”。
　　有人迷信科学，一讲到谁发现了哪个定律，谁又发现了什么理论，崇拜得不得了。事实上他们完全不必如此，因为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，所以无需把它看得太神圣。
历史证明科学定律被打破是常有的事。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接近终点，再不会有任何激动人心的发现了，但却很快就在相对论和量子论面前土崩瓦解了。
　　可以预想随着人类视野的进一步开拓，科学定律将被一次又一次地打破，相对论和量子论也逃不出这样的命运，这种进程也许永远没有尽头。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。假如你曾经对科学抱有不切实际的幻想，完全把人类的前途和命运寄托在它身上，那么现在该醒醒了。
第三节 沙丘上的危房（下）
人们对于自然规律还有一个想当然的认识，是以为这种规律性会毫无缘由，天然地存在。
　　有这种想法其实也很正常，就像日出日落，看起来似乎天然如此，毫无缘由。谁会想到其中另有玄机，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？
　　后来开始有人对此提出疑问，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，并指出在幕后制定规则的就是上帝。
人们慢慢有意识地开始去发现自然规律，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意识到，自然事件因果关系之间的规律性可以用公式来量化。之后在各学科领域越来越多的科学定律被发现，人们眼中模糊的世界逐渐变得清晰起来，各种各样的公式把它描述得一清二楚。
　　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。
到了现在，人们很少再听到自然法则出自于上帝之手的论调了。为什么会有这样的变化？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。
　　进化论得出了这样的结论：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形成的，不是神有意识的创造。从这个逻辑出发人们开始想，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，它是不是也可以在自然的作用下自动生成呢？
随着进化论越来越深入人心，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，人们对于自然规律又变得司空见惯、习以为常了。科学家们不再把自然法则为什么会存在当作问题，对于是某种意识制定了这一法则的说法，更是大加排斥，完全不予考虑。
　　从进化论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？下面来推敲一下。
　　达尔文作出“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。或者说，这个结论成立的逻辑前提是，把遗传和变异视为是一种自然规律，而自然规律是自然存在的。
　　人们又以进化论为依据，来论证自然法则可以自然形成，自然规律是自然的存在，这里就陷入了一个循环论证的怪圈。就像有人问你：“小王是好人吗？”你回答说：“是，因为他很善良”，别人继续问：“你怎么知道小王很善良？”，你回答说：“因为他是个好人”。
这种循环论证能有什么说服力呢？事实上，进化论还有更大的破绽，我们不仅没有理由把遗传和变异看作是理所当然的事情，甚至是自然选择本身，也不能想当然地认为这种选择过程，就一定完全是毫无缘由的自然行为！
　　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。
科学和唯物论一样，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，再不必为它的成因伤脑筋了。
　　然而本身作为科学理论的一种，宇宙大爆炸理论却让科学难堪了。这一理论表明宇宙诞生于有限的时间之前，那么它是怎么来的？这让人很容易联想起“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？
　　这些问题科学也许永远都无法回答，它们实际上已经超出了科学的范畴。但假如不要死抱住科学一定需要实证的那一套的话，从现有的诸多科学新发现出发，还是可以猜到结果的。往下看，你会知道一个清晰的答案。
第四节 智慧设计（上）
北京奥运会开幕式上有一个场面令人印象深刻。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？为什么场上看不到人指挥，绿衣人却走得如此井然有序呢？我们来看看，假如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生物界。
　　如果沿用这一思路来理解开幕式上的情景，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，其中必然会有那么一种情况，刚好和我们看到的画面一样。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。
是不是感觉有些荒唐？先别急着下结论，我要告诉你，在许多从事前沿科学研究的科学家们高智商的头脑中，就充满着这种逻辑。
　　目前对于自然规律是如何形成的诸多解释中，最主流的一种理论，沿用的就是达尔文的思维。这种理论认为，存在着无数多的宇宙，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，其物理定律适合我们这样的生命存在，那就是眼前的这个宇宙。
你不会真的相信这种逻辑，天真地以为一群人无意识地随便走走，就能走出那样的效果吧！假如那群人从大爆炸的那一天开始走起，说不定还真有那么一丁点可能，但在开幕式那短短的几分钟时间里，肯定是不可能的了。
　　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。
世界也是如此。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变着。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，也都是经过了精心设计的。
　　这不是毫无根据的说法，可以举出相当多的例证：
理由之一，世界的演变过程表现得太复杂、太有秩序了，无法想像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，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20的1055次方，假如你对这个数字的恐怖缺乏清醒认识的话，我可以举个例子。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10的20次方种而已。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。
　　仅仅是简单的胶原蛋白分子，能够自然生成的概率就相当于零。有人形容，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。
仅有一种胶原蛋白是不够的，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，组成了细胞，这是一种复杂程度更高的结构。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，又根本算不了什么了。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一个有机组成部分。在那些经过精美制作的纪录片中，你会感受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，又只是一盘小菜了。假如我们把宇宙中的原子比作是那群绿衣人的话，你是否还会坚持认为，宇宙演变的这幕大戏，只不过是绿衣人随意走动的结果，而不是出自于一个伟大的设计？
第四节 智慧设计（下）
　　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。
我们的宇宙受到许多数据的支配。这些数值要求几乎正好是现在这个样子的，它们哪怕是发生细微的变化，世界就不会是今天的模样了。比如引力，如果稍微强一点，那么宇宙本身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。
　　生命的存在也要求有很精确的数据支持。如果强核力的强度改变0.5%，或者电磁力改变4%，就会在每个恒星中要么几乎毁灭全部碳，要么毁灭全部氧，从而使我们所知生命的出现变得毫无可能。
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”。
　　很难相信，这样一个十分精确的系统会是偶然形成的，而不是一种巧妙的设计。
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137亿光年，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，如果没有事先设计好走动的步骤，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事先设计好的同一套动作，所以才走得几乎一样；整个宇宙都在按照事先设计好的同一种规则演变，所以不同区域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”，这种说法很形象地表现了，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，它们都在各个方面，比如半径、周期、振动等，表现出了十分相似的地方。由此还诞生出一种叫“分形宇宙”的理论，这一理论认为，哪怕是一个原子，也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。
　　理由还可以举出很多。不过我写的不是严格的科学论文，必须进行严密的科学论证。我只不过想告诉大家我的个人看法而已，所以上面的这些资料应该已经足以说明问题了。
世界经过设计的想法其实由来已久，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”。
　近年来在美国的大学中，悄悄流行着一种思想，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，世界的设计师可能是上帝，也可能是外星人或是穿越到过去的细胞生物学家。
　　在前面四点理由的基础上，有哲学家、物理学家们的观点为佐证，我完全相信世界是一个伟大的设计。对于那位设计师，我喜欢称之为“造物主”，以避免使用“上帝”这个名词，因为多数人认为它指的就是基督教的神。而实际上我们这个世界的设计师，极有可能并不是神。
　第五节 登山阶（上）
　自古以来，认为世界是一种精心设计的人不计其数。但就目前的情况来看，这种观点并没有得到多数人的支持，相信它的人不是很多。
　　世界是经过了设计的，那么作为设计师的造物主是怎么回事？他是如何创造这个世界的？
霍金的《大设计》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。看来提出疑问容易，但要给出一个能够自圆其说的完美答案，却是困难的。
　　我们这本书也是如此吗？不，我会让你知道答案的。但仅从前面已经提到过的信息中，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。
该从哪里去寻找线索呢？当我们看不清楚一样东西时，最通常的一种手段是放大，把它越放越大，你能发现的信息就越来越多，它的细节就越来越清晰，这到底是个什么东西，你就能看得越来越清楚。所以在接下来的几节中，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，查明真相。
　　描述粒子世界的物理学理论是“量子论”，这对于普通读者来说，是一个十分陌生的领域，也许会有相当大的阅读难度。我会尽可能用最简单的语言把问题讲清楚，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？——量子物理学史话》。
我们首先从“量子”的概念开始说起吧。
　　公元前3世纪希腊的芝诺有一个很出名的诡辩，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上我”。阿喀琉斯大惑不解，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，我们之间总是还保留着一点点的距离”。
随便一个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，又应该如何反驳他呢？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。无限次相加的结果，并不像人们曾经以为的那样，一定是一个无限大的数值，而可以是有限的数值。所以乌龟描绘的过程，乍一看似乎时间是无限长的，可以称之为“永远”，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“阿喀琉斯永远追不上乌龟”的说法，是站不住脚的。
　我们还可以从另一个角度来反驳芝诺。他的诡辩建立在这样的一个前提之上：时间和空间可以无限分割下去，阿喀琉斯和乌龟之间的100米的距离，可以分割成无限多个点。
　　在历史上很长的一段时间里，人们确实认为物质、时间、空间这些东西是可以无限分割的。就像在数学上，介于0和1之间，可以有无限多个数值，你可以把它们的差值1进行对半分割，第一次对半分割得数是0.5，第二次是0.25，第三次是0.125……这个过程可以无限地进行下去。基于这样的认识，人们想当然地认为，任何东西都可以无限地分割下去。
但很久以前就曾有人质疑“物质可以无限分割”的观念。德谟克利特比芝诺还早出生一个多世纪，他认为物质是由被称为“原子”的最小颗粒组成的。原子是看不见、不可穿透、不可分割的实体，一切原子有相同的性质，只在形状、大小、重量、排列、位置上有所不同。万物有生有灭，但组成它们的原子不会毁灭，只会从死亡的物体转移到新生的物体身上。
　　我们现在知道这种观点颇有见地，但在相当长的时期内它并未引起人们的关注，因为在人们的感觉中，世界是光滑的，不是由小颗粒组成的。就像你看一面镜子，看到的是一个平滑的表面，没有任何的间隙。
“量子论”的诞生促使人们改变了这一观念。1900年普朗克在研究黑体辐射时得到了一个公式，它与实验结果吻合得相当好，却一时无法理解其背后的物理意义。经过一段时间他发现，要理解这个公式必须接受这样一个前提：能量不象我们以前认为的那样，可以连续不断地传送，而只能分成一份一份进行传递，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连续的。
　　以前我们曾经以为，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。但在现实上却并非如此，它的数值只能在有限多个状态上停留，因为每次传递的能量不能小于某个最基本的数值。
我们可以用登山的例子来进行理解。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，我也偶尔会去爬一爬附近的天马山。为了便于攀爬，山路修有蜿蜒的石阶，不是连续平滑的斜坡，所以虽然从数学上来说，我在从山脚到山顶的过程中，经过了无限多个海拨高度的状态，但实际上我只能停留在有限多个位置上。
　　每个石阶高12公分，这就是一个基本单位。现在我站在海拔300米处，只要跨到下一个台阶上，位置就变成了300.12米。我不能在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，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，芝诺的说法就不成立了。
　第五节 登山阶（下）
　　普朗克把那个最基本的单位称作“量子”。这一发现导致了“量子论”的诞生，它把人们引入了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，在此地毫无用处，下面用一个例子来说明。
　20世纪初人们已经知道，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。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羽毛的力气，对方也会放声惨叫；假如你敲得不那么频繁，那么即便使出千斤之力敲下去，对方也毫无感觉。
后来爱因斯坦从量子的角度解释了这一现象。原来我们看到的光线，它并不是一条连续的线，而是由许许多多的“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。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够不够力气，因而完全取决于它的频率而不是强度。
　　这一发现的意义是如此重大，以至于连相对论都没有给爱因斯坦带来诺贝尔奖，解释光电效应的这篇论文却让他获奖了。
量子世界是一个全新的领域，物理定律在此变得与平常大不相同，这一现象背后反映出的物理意义是，我们所处的世界看起来让人感觉是平滑连续的，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，而像是搭积木一样由某种基本单位拼接而成。
　　量子论颠覆了经典物理学原先的认识。无论是牛顿的经典力学，还是麦克斯韦的电磁理论，都建立在认为世界是连续的基础之上。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力一段一段地拼凑而成。
　我们现在说的原子，和德谟克利特的原子性质上有所不同。它还不是最小的粒子，而是由原子核和电子组成的，原子核又由质子和中子组成，质子和中子由夸克组成。我们不能肯定夸克已经是物质的最小单位了，但可以肯定，世界一定是有最小单位的。把世界放大到粒子的层面，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。
　　在接触量子论之初，有一点我就很想不通：宇宙大爆炸理论说世界起源于奇点，奇点之前什么也没有。那么有最小单位的世界，是怎么被整体压缩成空无的呢？按理说，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。
　后来我又想：大爆炸后世界诞生时，为什么生成的不是连续平滑的世界？为什么世界会出现量子属性？登山的时候，斜坡也可以攀爬，为什么一定非要台阶？我们知道，自然界的山坡并没有台阶，台阶的出现是人为的！
　　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，却从没看见有人质疑过为什么会这样。人们对待这个问题就和看待自然规律一样，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，我相信造物主是追求完美的。现在的问题是，平滑连续的画面比起断断续续的图像，显然会感觉更完美一些，但造物主在设计世界时却采用了搭积木的模式，这到底是为什么呢？
　　量子论中蕴含着许多世界的终极秘密。正是在想通了世界为什么会显现出量子属性这个问题之后，我才完全明白了世界生成的缘由。原来，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，就隐藏着通往答案的路径。
　最简单的回答是：世界在显示模式上的不连续和不完美，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，并非出于他的故意，而只是一种无奈。
　　在后文中公布一个系统的解释时，我将对此作出更清楚的说明。现在还是让我们来看看量子论中更多的不解之谜吧！
第六节 骰子与蝴蝶（上）
　　古往今来，再没有一样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，任由它摆布，毫无抗拒之力呢？
“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。
　　这种观点通常被认为是一种迷信。许多人相信，有了科学技术的支持，人类能够掌握自己的命运。但他们不知道的是，在相当长的时间里，科学界占据主流的认识是“决定论”。这种理论和宿命论一样，都认为世界上所有的事情，事先就已经确定。
　　决定论的思潮是伴随着牛顿经典力学的建立流行起来的，我们来看看这种想法从何而来。
　　中学物理有这样的题目：告诉你一颗炮弹的质量是多少，它的初始位置在什么地方，离开炮膛时的加速度是多少，角度是多少，在不考虑空气阻力的情况下，让你计算接下来的某个时点，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。所以只要知道了初始条件，根据科学定律和方程，我们就能预测事情的经过和结果。同样的道理，只要确定了事物在目前的状况，根据定律我们就可以倒推出它以前的情况。
　　这一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，凭借的也是这种因果律。
在此基础上人们想，从宇宙诞生的那一刻起，万事万物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。这样一来，假如我们能够了解所有的初始状态，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，岂不是可以预知整个宇宙的演化历程，直到时间的尽头？
　　换一个角度来理解这个问题是，从宇宙诞生的那一刻起，它将会怎样发展演变，就已经被决定好了，只是目前人类的认识能力不够，计算不出来而已。
　　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行踪，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？但我要告诉你，它在科学史上的影响力，绝对超乎你的想象，连爱因斯坦都始终是坚定的决定论者。
　　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，相信所有事情都已决定，因为那意味着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，而无法看到更小的粒子。所以在这个极端微观的世界，我们的认识往往都是通过间接得来的。
　　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，带负电的电子就象是行星，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，它就象我们的太阳系一样，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，它会释放出幅射能量而导致崩溃，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。这就是上一节中提到过的“量子”思想。
第六节 骰子与蝴蝶（下）
　　玻尔的原子体系也只兴盛了大约13年。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，它的位置是确定的，速度也有确定的数值，两者都可以进行精准的测量。
　　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，没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。按照经典力学定律来运动的炮弹，它的轨迹是确定的，所以在它发射的一刹那，我们就已经能确定它的落点了。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，因为它的落点不是一个确定的点，而会有很多种可能性。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，所以还不如去掷骰子来得直接！
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，混沌学理论给它画上了一个圆满的句号。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的蝴蝶效应：一只蝴蝶在亚马逊河的热带雨林中扇动翅膀，有可能会在美国德克萨斯州引起一场龙卷风。
那些细小的干扰从本质上来说是不可预测的，所以事物演变的结果不可预料。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。把这个结论运用在整个宇宙的演变过程同样成立，这意味着决定论彻底跨台了。
　　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，作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，既然初始条件不确定，结果也就不可能固定。由此我们完全可以确定，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，结局早已注定。
　　我们回过头来再说说命运的问题。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，这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的命运这个问题，你应该有答案了吧？
下面我要提出的问题是：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，上帝为什么要掷骰子？
　　这个问题留待后面一起回答，现在我们还是来继续关注量子论中其它的诡异现象。接下来要说的，也许会更加出乎你的想象。
第七节 水中花（上）
　　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，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抓狂了。接下来我们要说的这件事，将更为不可思议，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，从来没有人能够拿出确切的证据证明它的虚幻，但量子论改变了这一局面。
　　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分不开。
然而直到现在，物理学界对于量子论的内在机制和原理，还处于认识混乱之中。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，就像古代的人不知道地球磁场的存在，但这并没有妨碍他们发明指南针。
　　我们不缺少对于量子论原理的解释，问题是解释版本太多了，人们反而不知道该信哪个。有些版本实在是太离谱了，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，是意识决定了世界的存在。这样的说法实在难以让人接受，但其它的解释又不能让人满意，所以真是很难作出选择。
　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，有人做了一次问卷调查，结果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人说自己不知道该选哪个。
　　这是怎么回事呢？下面用一个实验来说明。
&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。
后来人们改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。这相当挑战人们的神经，因为按照通常的认识，电子是原子的内部结构，它显然是一种粒子，双缝实验难道能够证明电子不是粒子，而是一种波？
　　还有更夸张的事情，我们知道两列波之间才会出现干涉现象，如果只有一列波，干涉就不可能产生。人们稍微修改了一下实验，试着控制电子的数量，每次只发射一个电子，这样每次就只能在背后的感光屏上激发出一个小亮点。奇怪的是，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。
这些奇怪的现象应如何解释？电子到底是一个粒子，还是一种波？假如它是粒子，为什么在穿过双缝时会象波一样产生干涉现象？假如它是一种波，那么为什么碰到屏幕时，却会打出一个亮点来，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。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。
电子是如何感应到双缝变成了单缝的呢？为什么有探测器看着它，电子马上就改变了行为方式呢？
　　因为如何解释以上现象的问题，物理学界闹得不可开交，爱因斯坦和玻尔每次见面都争得面红耳赤，谁也说服不了谁。到了现在，我们手上有一大堆的解释版本，却没有哪一种能够统一大家的意见，每一种版本都是那么的不可思议。我在这里重点介绍一下影响最大的版本——“哥本哈根解释”，这个解释虽然让人感觉相当离谱，但其它的解释还要更离谱得多。
　第七节 水中花（下）
　　哥本哈根解释的内容主要包括3个部分，除了前面提过的海森堡的不确定性原理和波恩的概率解释之外，还有玻尔的“互补原理”。前面两种理论已经够夸张的了，它们认为世界是不确定的，充满了偶然性和随机性。但互补原理还要更可怕得多，因为它居然认为世界是由意识决定的。
　　互补原理是这样说的：电子既是一种粒子，也是一种波，它具有波—粒二重性。但在每一个特定的时刻，电子不可能既是粒子又是波，而只能是其中的一种。它到底会是粒子还是波，这取决于是否有人观察它，当没人观察它时，它就是波，而一旦有人观察它，它就变成了粒子。
按照它的解释，在前面的实验中，电子最初是一种波，它以某种方式同时穿过了两条狭缝，自身与自身发生干涉。在撞上感光屏的那一瞬间，这时候就相当于有人观测它了，所以它就变成了粒子，按照ψ的概率随机打在屏幕的某个位置上。假如在双缝后面装上探测器，那么同样的道理，被观测的电子马上变成了粒子，粒子不会产生干涉现象，所以干涉条纹消失了。
　　看到这里，估计许多人还没有意会到其中的恐怖之处，下面我用更通俗的话来说一遍。这种解释意味着什么呢？它意味着，当我们没有看电子的时候，电子就不是实在的东西，它像个幽灵向四周散发开来，以波的形态飘浮在空间中。你一睁开眼睛，所有的幻影就立马消失，电子的波函数在瞬间坍缩，变成一个实实在在的粒子，随机出现在某个位置上，让你能看到它。
我的妈呀！这多象是《倩女幽魂》中的场景，当你定睛看时，王祖贤扮演的小倩就站在面前，还笑吟吟地看着你。你一转过身去，她却立刻就消失得无影无踪。这是科学理论吗？它简直就是一个鬼故事！
　　更糟糕的是，人们用光子、介子等其它的亚原子粒子来做同样的实验，得到的竟是和电子完全一样的结果，甚至用原子来做也是如此。它表明这种属性不是某种粒子特有的，而是量子世界的共有现象。这难道意味着，正如贝克莱主教所说的那样，“存在就是被感知”，世界是因为观测者的存在才变得真实的？当时有一句广为流传的话，很好地描述了这一解释：“当我们不观察时，月亮是不存在的”。
此时你是否已经联想起，书中一开头就提到过的慧能的话？不是风动，不是幡动，是和尚的心动，难道世界真的只存在于我们的意识中？
　　这太可怕了。长期以来我们都认为，世界是客观的，它不依赖于人的意识而存在。你想，宇宙已经演变了137亿年，而人类出现的历史不过是短短的几百万年，在之前没有观测者的情况下，世界难道就不存在了？这不管怎么看都是件荒谬的事情。
看来要接受“意识让世界变得真实”的想法，需要相当大的勇气，也许你想了解一下其它版本的解释是怎样的，看看有没有别的路可走，但我要先警告你，其它版本的解释比这还要疯狂得多。
　　排在第二位的“多宇宙解释”，在宇宙学家中很有些市场。它认为电子在双缝前面临选择时，我们的宇宙分裂成了两个互不相干的宇宙，叫“平行宇宙”，每一种可能性就对应着一个宇宙，以此来解释电子的怪诞行为。这意味着，宇宙演变的每一种可能性，都对应着一个平行宇宙，在一些宇宙中梁山伯与祝英台终成眷属，而另一些宇宙中荆轲干掉了秦王。
明眼人应该能看出来，这种解释采用的是和进化论同样的逻辑。进化论认为，变异存在无限多种可能性，其中必然有一种情况跟现有物种的状态是一样的。而多宇宙解释认为，存在无限多个平行宇宙，它们囊括了宇宙演变所有的可能性，其中必然有一个和我们的世界完全相同。不一样的是，进化论说我们看不见其它的变异，是因为它们被自然选择机制淘汰了；而多宇宙解释则说，我们看不见其它的可能性，是因为它们和我们不在同一个宇宙中，它们被分裂到平行宇宙去了！
　　你愿意接受“意识让世界变得真实”的哥本哈根解释，还是愿意相信“一个电子的选择就能造成宇宙分裂”的多宇宙解释呢？我宁愿接受哥本哈根解释，因为我喜欢简单，而且后来我也想通了应该如何理解这一理论。
哥本哈根解释的说法过于惊世骇俗，所以近80年来，没有一天它不受到来自各方的指责、质疑和攻击。然而令人大跌眼镜的是，它经受住了一次又一次的考验，所有试图用来发掘它错误的实验，却都更加证明了它的正确。
　　爱因斯坦对此极为反感，毕生都在为推翻这一解释而努力，薛定谔也持同样立场。然而在事实面前，再负有盛名也无济于事，那些不喜欢这一理论的物理学家们，最终只能无可奈何地说：“我做实验的唯一目的，就是给别人看看，量子论究竟有多奇怪”。许多人现在已经只顾埋头享受量子论带来的实惠，再不去管它背后那令人毛骨悚然的哲学意义了。
水中倒映的花朵，虽然美丽却只是幻影。我们眼前的世界，显得是那样的纷繁复杂，多姿多彩，大自然的美妙奇幻，令我们沉醉其中，流连忘返。你怎么可能想象，它会如同《水中花》唱的那样，“欢爱宛如烟云，似水年华流走，不留影踪”。当我们一转过身来，它就化作了一缕轻烟随风而去，消散得无影无踪？
　　世界是虚幻的，量子论似乎首次为这一说法提供了比较有说服力的证据。然而为什么在我们不观察的时候，世界是虚幻的，当我们定睛一看，世界却又变得真实起来了呢？其中到底有着怎样的玄机？
　　请耐心等待，我们将很快公布答案。接下来还要再说一个量子论中的疑案，因为我想提供尽可能多的线索，让即将得出的结论更有可信度。
第八节 雨伞后的猎枪（上）
　　量子论是一种极富破坏性的理论，它破坏了世界的确定性，推翻了决定论；它破坏了世界的真实性，让人们对实在论产生了怀疑，这些都让爱因斯坦极其厌恶，怒不可遏。接下来，它还将破坏什么呢？
　　在我们接着要说的实验中，量子论将破坏的是世界的定域性，质疑的是爱因斯坦的成名之作——相对论。
定域性是指，在某个时间段，所有因果关系都必须维持在一个特定的区域内，不存在超越时空的瞬间作用和传播。这是相对论的基础，任何信息的传输，都不可能超过光速这个上限，宇宙中不可能有无视时间和距离的超距作用。
　　事情似乎是显而易见的。在我们的经验中，任何长距离的信息传送都是需要时间的。在古代信息不发达的时代，靠人力传送的书信，从京城抵达边关往往需要几个月的时间，所以才有家书抵万金的说法。即便后来有了电报、电话、互联网，信息的传送依然是需要时间的，至少不可能快过光速，谁真正见过类似于心灵感应那样可以即时联动的信息交流？
然而这一看似无可争议的问题，现在受到了量子论的挑战。量子论中有一个奇怪的实验，叫“EPR佯谬”，就涉及到了粒子间的超距作用，有点类似于双胞胎之间莫名其妙的心灵感应，让物理学家们感到困惑不解。事情的经过，起源于爱因斯坦对哥本哈根解释怎么看都不爽，处心积虑想给它找碴，因此在1935年与两位同事发表了一个旨在推翻哥本哈根解释的思维实验，实验是这样的：
　　假设有一个大粒子，自旋为0，它不稳定，衰变成A、B两个小粒子，向相反的远方飞去。小粒子有2种自旋方式，叫“上旋”和“下旋”。按照公认的某种守恒定律，如果粒子A为上旋，那么粒子B就一定会是下旋。
按照哥本哈根解释，两个小粒子的初始状态不确定，当我们观察粒子A时，它会马上随机地选择一种确定的状态，比如说上旋，那么按照守恒定律，粒子B就必然会在同时确定为下旋。但如果此时两个小粒子已经离得很远，比如说相隔几十亿光年，那么它们之间是怎么沟通信息，使得粒子A的状态一确定，粒子B马上就作出反应的呢？
　　出现这种情况只能有两种解释：第一种是两个小粒子之间存在类似于心灵感应的超距作用，某种超越光速的信息传输；第二种是两个小粒子并不象哥本哈根解释说的那样，状态不确定，而是从分离的那一刻开始，就早已确定了它们的自旋状态。
爱因斯坦认为，相对论规定了任何信息的传输都不可能超过光速，宇宙中不存在超距作用的因果关系，所以第一种可能性实际上并不存在，只有另一种可能——粒子的状态早已确定，这足以表明哥本哈根解释有问题。
　　据说爱因斯坦的这次发难，让玻尔郁闷了好一阵子。但后来他想通了，解释说两个粒子之间其实并没有传递什么超光速的信号，只是在没有被观测之前，两个粒子之间不管相隔多远，都仍然是一个虚无的整体，因而只要对其中的一个进行观察，另一个必然会作出反应，这很正常。
　检验爱因斯坦与玻尔之间谁对谁错，关键在于确定两个远离的小粒子之间是否存在关联，是否有超距作用的“心灵感应”。如果玻尔是对的，那么小粒子在没有被观察之前是一个整体，粒子A与粒子B的行为必然会具有某种协同性；而如果爱因斯坦是对的，那么两个小粒子从分开的那一刻开始，相互间就再也没有什么干系了。
　　这个思维实验，以当时的技术条件，无法在实验室中进行检验，因而玻尔和爱因斯坦，至死也不知道到底谁对谁错。后来北爱尔兰人约翰●斯图尔特●贝尔，作为爱因斯坦的忠实追随者，在1964年发表了“贝尔不等式”，为检验EPR实验扫清了障碍。贝尔深信，实验结果将告诉人们，粒子间心灵感应式的合作是纯粹的胡说八道。
1982年，法国物理学家阿莱恩●阿斯派克特，带领一个小组做了这个实验。它的结果意义是如此的重大，以至于被物理学界称为“上帝的裁决”。实验结果是爱因斯坦输了，事实证明分开的粒子之间确实保持着一种微妙而神奇的联系，类似于超越时空的“心灵感应”，这种联系有一个拗口的专业名词叫“量子纠缠”。
　　实验报告发表之后，科学界最初的反应不是一片哗然，而是出奇的沉默。科学家们都知道这个结果意味着什么，但却鸦雀无声，也许是一时不知该说什么才好。后来人们不断引入新的手段，提高实验的可靠性，多次重复了这一实验，但结果全都一样。
现在我们面临着这样的选择：要么相信玻尔的说法，两个粒子在没有被观察之前，不管相隔多远，即便是上百亿光年，它们也还是一个整体。这意味着需要放弃世界的实在性，承认粒子只有在被观测后才能成为现实的东西。但除此之外，我们只能接受这样的事实——粒子间确实存在快于光速的超距作用，如果事实果真如此，那么相对论就要失效了。
　　阿斯派克特实验结果出来之后，有人邀请了8位量子论专家作访谈，征求他们的看法，其中就包括阿斯派克特和贝尔本人。专家们的意见五花八门，阿斯派克特不相信超光速的说法，宁愿放弃世界的实在性；贝尔则沉默良久，最后宁愿牺牲定域性，相信超越光速的超距作用，也不愿意接受世界是虚拟的。
假如在天有灵，也许我们会听到这样一段对话：
　　爱因斯坦：玻尔，我相信上帝是不掷骰子的！
　　玻尔：老爱，请别对上帝指手划脚！
　　但现在爱因斯坦的上帝死了。
第八节 雨伞后的猎枪（下）
　　曾经发表了波动方程，对量子论作出过巨大贡献的薛定谔，却是爱因斯坦反对量子论的坚定同盟。在EPR实验发表之后，薛定谔颇为振奋，认为点中了哥本哈根解释的死穴。受此启发，他自己也发表了一个著名的思维实验——猫实验。实验是这样的：
　　假设把一个放射性原子装进一个不透明的箱子里，箱子里有一种结构巧妙的精密装置，只要那个放射性原子衰变后放出一个中子，它就能激发这个装置的一串连锁反应，最终会打破箱子里的一个毒气瓶，毒死箱子里的一只猫。
　薛定谔说，既然哥本哈根解释认为，在没有观测之前粒子的状态不确定，处于各种可能的混合状态之中。那么就可以断定，只要没有进行观察，放射性原子就处在模糊的状态之中，是否衰变并不确定。
　　现在问题出来了，在我们打开箱子观察之前，原子是否衰变并不确定，那么里面猫的死活是否也不确定呢？难道猫在此前处于又死又活的状态之中？
薛定谔的这次发难，把哥本哈根派整得够呛。根据他们的理论，在我们没有观察之前，那只猫确实是不死不活，又死又活的。前面说在我们没有观察之前，电子不是真实的，这对我们来说似乎是很遥远的事情，触动还不那么深。但现在说的是一个活生生的东西，一个鲜活的生命，难道我们能够不管它的死活？
　　我们进行观察之后，猫的死活才能确定下来，这是否意味着我们的意识决定了猫的生死？假如我们一直不去观察，猫就永远都不会死吗？而且需要指出的是，这里说的不确定，不是因为我们不了解情况造成的。如果是那样的话，猫在某个时候的死活是确定的，只是我们不知道而已。这个不确定是真的不确定，用极端的话来说，假如猫能意识到自己状态的话，那就连它也搞不清楚自己的死活。
这样的结论你能接受吗？相信很难，这太违背常识了。但如果不接受，我们又该如何解释呢？
　　EPR实验和猫实验确实很难解释，但好在我已经想通了，下面就和你分享一下，为了便于理解，我将用一个例子来说明。
有个80岁的老头生了儿子，在家里大摆筵席。下面两位宾客窃窃私语：
　　“你相信这么老的人还能生孩子吗？”
　　“我讲个故事给你听吧。有一次我到非洲旅行，在草原上遇到了一头狮子，向我猛扑过来。慌乱之中我举起手中的雨伞，对准狮子‘呯’的一声，狮子应声倒地了。”
　　“那不可能！“
　　“是的，不可能。我转过头来，看到身后站着一个人，手中端着猎枪，枪口上还冒着轻烟呢！”
世间的事情往往就是这样，当我们对眼前的现象百思不得其解时，往往只要看看它背后有些什么，就能找到问题的答案。
　　以上两个实验也是如此。举起雨伞打死了狮子的现象让人难以理解，但如果能够找到背后的那把猎枪，事情就毫无悬念了。但问题是猎枪在哪呢？为了回答这个问题，我们再来说说另一件事。
在电视上的普法节目中，我们经常会听到这样一句话：“要学会用法律的武器来保护自己”。这种说法有跟国际接轨的倾向，据说西方人很喜欢打官司，什么事情都法庭上见。在现实中也确实有很多人，通过法律手段维护了自己的合法权益，由此一些人真的把法律当成了武器，认为它具有强大的力量，其实这不过是一种错觉。
　　法律作为一种行为规则，其实它本身并没有力量，只不过是那把雨伞而已。真正有力量的是颁布法律的国家机器，这才是它背后的猎枪。法律之所以令人敬畏，是因为有国家机器的背书，是国家强制力在监督着法律的执行，对违反法律的人实施惩罚。所以对于一个国家来说，仅有立法机构还不够，法律不是制定出来就会自动生效的，还需要有执法部门来保障它的执行，监督公众遵守法律。没有国家机器支持的法律毫无意义，秦朝的律法很严苛，但现在谁也不会把它当盘菜，因为秦朝早已灭亡，国家机器报废了，它也就成了一纸空文。
有人搞不清雨伞和猎枪的区别，把雨伞当作猎枪来使用，后果很严重。在人治社会，惹到了你不该惹的人时，天真地“拿起法律的武器”只会是一种徒劳。此时你将发现，手中的雨伞真的成了雨伞，毫无威力，它背后的猎枪哑火了。没有了国家机器的支持，法律就变得软弱无力了，你拿着把雨伞和狮子搏斗，除了夸你一句勇气可嘉之外，我实在想不出其它更好的词了。
　　把雨伞和猎枪搞混似乎是很幼稚的举动，但有意思的是，这在科学领域是普遍现象。人们掌握了科学定律之后，将它运用于提高科技水平，以此来改造世界，取得了巨大的成功。由此许多人想当然地认为：自然法则主宰着世界，科学定律中体现了自然法则，所以掌握了科学定律，就掌握了强大的武器，用一句广为流传的话来说，“知识就是力量”！但你有没有想过，