信徒：有一个上帝要比有很多上帝来得简单。
怀疑论者：我仍是不明白，那些所谓的奇迹，不管有多么不同寻常，怎么能被看成是上帝存在的证据。在我看来，你似乎是也相信神话中的那位主宰众生的女神。不过，我们都有这样的本能，只是你把“幸运女神”代换成一个实有存在物，把她称作上帝罢了。你怎么能真相信那些“奇迹”呢？
信徒：我没有发现上帝有什么不可思议之处。他是万有的创制者，他操纵着一切物体。与上帝所创造、所维持的宇宙这一奇迹相比，上帝分开红海海水又有什么好奇怪的呢？
怀疑论者：但你说这话时，立论的基础是设定上帝存在。假如存在着一个你所说的那样的上帝——无限、全能、仁慈、全知——那么，我也会认为分开红海海水对这样的上帝来说是小事一桩。但问题是我们怎么知道他确实存在？
信徒：这完全是个信仰问题。
怀疑论者：完全正确！
我希望，上面的这一大段不了了之的对话，能够说明科学和宗教在超自然问题上的主要分歧。信教的人相信上帝的全能，并且在日常生活中到处都能看见上帝的作为，因而在他们看来，奇迹没有什么不合理之处，因为奇迹是上帝在世界上的作为的另一个方面。科学则与信教的人截然相反，他们认为世界是根据自然定律运转的，奇迹是“反常”，是一种病态，破坏了大自然的优美。奇迹是大多数科学家愿意撇开的东西。
当然，奇迹的证据具有高度的争议性。假如只是根据现存的证言承认有奇迹，那么，我们就没有什么好理由拒绝承认许多其他的所谓奇迹（不明来源的飞行物，幽灵、意念弯物、测心等等），因为这些奇异的事件似乎也同样有人证实。但即使一个科学家相信了奇迹，我们也很难在奇迹和异常现象之间划一个明确的分界线。
现在，在人们中间正在兴起一股对意念弯物和超感官知觉之类异常现象的巨大兴趣。异常现象的研究者很少使其研究对象带上神学的涵义。即使是信念治病之类的异常现象也被看作是“非上帝所为的奇迹”。很多人带着原始的狂热信仰对异常现象进行研究，而这些信仰却使宗教的名声受到损害。一家有名的报纸的星期日副刊曾把耶稣基督和尤里·盖勒*等量齐观。不幸的是，很多得到报道的奇迹都有变戏法的味道。库帕第诺的圣约瑟夫据说就很让他的信教的兄弟们为难，因为他在作礼拜时，动不动就浮入空中。于是，信主的众兄弟们为了能好好作弥撒，到时候就把他关在他的小室里！
有趣的是，所谓超自然的宗教事件的很多象征现已重新出现在现代人对不明飞行物的狂热崇拜之中。例如，有些自称身患痼疾的人说，他们跟不明飞行物中的人接触之后，病立刻就好了。偶尔还有人只是看见了不明飞行物，病就好了。
重物悬浮空中也引人注目。有人告诉我们，那些转瞬即逝的飞碟之所以能在天上无声地高速飞行，靠的不是笨拙的火箭，也不是大马力发动机。飞碟飞行，靠的是中和地球的引力得来的动力。有时，不明飞行物的驾驶者也在地平面上飞来飞去而不下坠。
显然，天外异物，重物悬浮和信念治病之类是深深地根植于人类的精神之中的。在魔法时代，这些东西是堂而皇之的，公开的。随着有组织的宗教的兴起，这些东西变得不是那么赤裸裸了。但其强烈的原始成分从没有往下压得很深。现在，随着有组织的宗教的衰落，这些东西又借着科技的伪装重新泛起。信仰这些东西的人也满口宇宙飞行器、伪科学、神秘的力场、精神作用于物质之类的时髦名词，其实，他们这一套是原始迷信和空间时代物理学的大杂烩。
奇迹历来就是宗教的出风头的一个方面，过去因为跟其他那些所谓反常现象并列在一起而遭诟病。这是由于很多如妖术之类的反常的东西似乎令人极其厌恶。相信奇迹的人若想要说服怀疑论者，便面临着双重的难题。首先，他得说得怀疑论者相信，那些可称作奇迹的反常现象确实发生了，而作到这一点是极其不容易的，因为他所得到的大部分证明都是可疑的。然后，他得让怀疑论者相信奇迹是跟上帝有直接关系的。这就是说，他要么得承认一切超自然的事件（甚至那些令人不快的事件）都是上帝的作为，要么得设法在上帝所行的奇迹和其他的反常事件之间划出一道明确的界线。在这超感官知觉家喻户晓的时代，大部分相信有奇迹的人宁愿把宝押在思维的能力上，而不押在上帝的能力上。
第十五章 宇宙的终结
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尘世繁华转眼即逝。
假如宇宙是上帝设计的，它就一定有一个目的。假如这目的永远也达不到，上帝就会设计失败。假如目的达到了，宇宙就没有必要继续存在下去。至少就我们所知，宇宙将有一个终结。
在宇宙死灭的时间和方式问题上，各种宗教分歧很大。有的宗教警告人们说，宇宙的灭亡就在眼前，到时将有启示录上所讲的大毁灭，罪人将受到严厉的审判。其他的宗教则教导人们，天国即将来临，我们现在所看到的恶劣而无常的世界将被取代。有些东方宗教则倾向于认为，世界处于轮回之中，这个世界的终结便是预示着另一个世界的再生。
现代科学对宇宙的终结有何看法呢？
在第二章里，我们曾说过，热力学第二定律在无情地削弱宇宙的组织，使宇宙进入混沌。我们在宇宙的每一个角落都能看到，熵在不可逆转地增大，庞大的宇宙秩序在慢慢地然而也是确实地被消耗。宇宙似乎注定要继续衰败下去，走向一种热力学平衡状态，即达到最大的无序状态，然后就再也不会发生什么令人感兴趣的事了。物理学家们把这种令人沮丧的前景称作“热死”。100多年来，人们一直在谈论热死。
热力学第二定律对整个物理学来说是基本的定律，因而没有多少物理学家对其有效性提出怀疑。我们在第九章里看到，第二定律使世界带上了时间不对称性，使得过去和将来有了分别。违反热力学第二定律就等于将时间倒转。
然而，第二定律并没有讲述那些把宇宙驱向最大的无序的终结状态的灾难具有什么性质。在过去的30年里，随着现代天文学的飞速发展，已有可能从一些细节上详细说明那些最终将要毁灭宇宙的复杂组织的事件了。而且，我们也有可能详细说明我们周围的世界的活动了。
就我们所处的宇宙区域而言，地球的命运是与太阳的命运紧密相联的。地球上的生命以阳光为生，对太阳现状的任何大的破坏都会造成灾难。太阳很可能有什么变故，一有变故，地球就住不了人了。对太阳恒定的热输出的任何改变都能打破地球脆弱的气候平衡，使我们进入灾难性的冰期。与太阳风（即来自太阳表面的稳定的粒子流）相关的太阳系磁场的变化也可能带来同样的灾难性后果。我们地球附近若有哪个恒星发生了爆炸，便可能使我们陷入致命的辐射之中，某个黑洞穿过太阳系也可能使众行星的运行轨道发生变化。
但是，假如地球能逃脱所有这一切令人不快的可能性，它显然也不能永远维持现状，“永世长存”。太阳所辐射出来的大量的能量，得要用核燃料来补充，而太阳的燃料储备最终会用光的。天体物理学家估计，太阳耗尽燃料还得要40～50亿年。宇宙现在的年龄是180亿年，而太阳的年龄已在45亿年，正处在鼎盛的中年。
随着燃料的减少，太阳会膨大起来，变成天文学家所说的一种红巨星。太阳的内核在艰难地维持能量生产的同时，会收缩又收缩，直至发生了量子效应才使它稳定下来。在这个阶段，太阳可能膨胀得很大，以致太阳附近的行星会被它吞没，地球的大气也被剥离，岩石熔化，甚至汽化。以后，太阳会开始进入一个飘忽不定的生涯，现在十分充沛的氢燃料的核反应到时将会为效率不那么高的氦燃料核反应所取代，氦燃料烧完之后，将会有更重的、再更重的元素燃烧。这些我们已在第十三章里说过。
当最后所有的燃料耗尽时，太阳就是由铁一类的较重的元素构成的了。那时，核聚变不会再释放能量。铁是原子核的最稳定的形态。根据热力学第二定律，一切系统都寻求达到其最稳定的状态。在这一阶段，太阳的中心温度会稳步上升到接近10亿度。燃料耗尽之后，太阳内部外向的压力将减弱下去，引力将占据支配地位。一蹶不振的太阳将开始在自己的重压下收缩，使其内部的物质受到剧烈的挤压，其物质的密度将高达每立方厘米 100万克。燃尽后收缩的太阳将会变得跟地球一样的大小，然后在多少亿年里半死不活地慢慢暗淡下去，最后冷却成为一个黑矮星。
在我们的星系以及所有其他的星系之中，到处都会有这同一套模式的重复：恒星先是不稳定，然后是燃料枯竭、恒星崩塌。所有的恒星会一个接一个地烧完自己的核燃料，最后再也支撑不住自身的重量，终于让无情的引力摧垮。
有些恒星（如超新星）死得颇为壮观。超新星内核先发生惊心动魄的塌缩，将超新星自身炸成碎片，释放出巨大的能量。这些突如其来的超新星爆炸之后，其中较轻的将变成一些弥漫的碎片，环绕在一块高度压缩的物质周围。在这高度压缩的物质之中，质量相当于太阳的物质能被压成一个直径只有几英里的圆球。这样的物质重量巨大无比，一调羹这样的物质就比地球上所有大陆的重量加在一起还重。如此巨大的重力连原子也承受不了。于是，原子被迫向里崩溃，变成了一些纯粹的中子。天文学家们熟悉中子星，因为他们在过去的超新星的爆炸碎片中时常发现中子星。
较重的死星在面对引力巨大无比的力量的情况下，甚至不能够以变成中子星的方式来稳定自身。它们会加速收缩，最后变成黑洞。
宇宙学家爱德华·哈里森描述了宇宙缓慢衰亡的过程，他的语言很是形象生动：
所有的恒星将会开始象即将燃尽的蜡烛一样暗淡下去，然后一个一个地熄灭。在空间的深处，那些宏伟的天体城邦，那些星系，将满载着多少时代的历史记录缓缓地死去。在成百亿年的岁月里，宇宙会越来越黑暗。偶尔会有几点光亮划破宇宙的夜幕，阵阵短促的天体活动使注定要变为星系坟场的宇宙得以苟延残喘①。
物理系统在寻求最高熵状态的过程中探索了一些古怪的途径。随着我们所在的星系当中的恒星无情地燃尽，我们星系的组织也会开始瓦解。太阳之类的恒星若要燃尽，得需要几十亿年的时间，而在这段时间里，新的恒星将会不断地从星际气体中产生出来。较小的恒星走向死亡所花的时间，可能要几千倍于太阳死亡所花的时间，然而，锁闭在恒星之中的有序的能量最终还是以辐射的形式杂乱无章地散布到宇宙中去，我们所在的星系将会暗淡、冷却下去。其他的星系也会遭到类似的命运。
那些业已死亡的恒星仍会有大量的活动，但其活动的时间尺度大大增加了。恒星燃尽之后剩余的残骸在星系中漂游，时时会有碰撞发生。黑洞会吞没任何恒星以及它所遇到的其他物质。而且，假如象某些天文学家所认为的那样，我们的星系的中心有一个大黑洞，那么，这个黑洞将会越变越大。黑洞放射出来的引力辐射会使恒星的轨道慢慢地颓坏，因为引力辐射是空间的波纹，这些波纹会使一切大质量物体的轨道能量衰竭下去。在极长的时间里，恒星残骸会越来越靠近星系中心，最后被那永不知饱的黑洞吞没。有些死星却能逃离这一厄运，这是因为它们幸运地撞上了其他的恒星，这些恒星将它们撞出星系，成为星系之间茫茫无涯的空间中的孤独的漫游者。
对这样的死星来说，以及对所有逃脱死于黑洞这一厄运的气体和尘埃来说，这逃脱只是暂时的。假如大统一论是正确的，那么，这些宇宙流浪者的核物质就是不稳定的，大约1032年之后，它们的核物质就会蒸发干净。中子和质子变成正电子、电子，正电子和电子又进而相互湮灭，并湮没任何其他再生的电子。一切固体物质就这样分解了。这种大屠杀的最终结果是什么，要视宇宙实际膨胀速度而定。假如真是象有人估计的那样膨胀得较快，那么，快速膨胀的宇宙就会把电子和正电子扯开，使它们不能相撞，因而也就不会发生完全的湮灭，宇宙当中总是剩下一些粒子。那些湮灭的粒子则产生伽马辐射，伽马辐射本身也随着宇宙的膨胀而缓慢地减弱。除此之外，还有大爆炸残留下来的中微子和热辐射。所有这些东西都会逐渐冷却下来，温度跌向绝对零度，但它们彼此间的降温速度有所不同。物质（电子和正电子）冷却得比辐射快。因此，尽管物质和辐射都走向绝对零度，它们的温差也逐渐减小，但是，它们之间总有一定的温差，而这温差原则上讲是能用作自由能量（负熵）的来源的。因而，尽管这高度衰竭的宇宙的熵已接近其最大值，但从未达到其最大值，所以，在这一限度之内，热死永远也不会发生。
假如宇宙膨胀得较慢，电子和正电子的湮灭就会更容易发生。然而，电子和正电子相互毁灭并非是单纯的偶然碰撞的结果。电磁力使电子被吸引到正电子那里，使它们能够形成一些被称作电子对的“原子”。计算显示，在缓慢膨胀的宇宙中，大部分粒子在1071年之后都会成为电子对，但电子对这种原子实在是稀奇古怪，竟有千万亿光年那么大！这些粒子缓慢地环绕着彼此旋转，它们运动1厘米要花100万年的时间。电子对是不稳定的，它们的巨大轨道会因为它们发射的很低能的光子而非常缓慢地损坏下去。10116年之后，大部分电子对将会崩溃，所有的粒子将发生接触，于是立即会发生湮灭。在电子对的轨道崩坏期间，每个电子对“原子”将放射出不少于1022个光子，使熵大大地增大。
黑洞也并非一直静止不动。在第十三章里简要讨论过的量子效应表明，黑洞严格地说并不黑，而是借着热辐射一直在发着幽暗的光。一个质量跟太阳一样大的黑洞，其温度低得可怜，才只有绝对温度的零上 100亿分之 1度，而超级黑洞的温度更低。只要宇宙的背景温度高于它们的温度，黑洞就会通过吸热而非常缓慢地持续增大。当黑洞与其他物体或其他黑洞相撞时，仍然会出现一些活动，随着黑洞自旋的消耗，黑洞的旋转会逐渐慢下来。但是，当空间的温度最后降到黑洞的温度以下时，便会出现最为激烈的变化。
比其周围环境热的黑洞会损失热量，因而也就损失了能量。能量的损失将会使黑洞收缩。而黑洞收缩又会使温度稍微增高，使能量辐射加速。于是，黑洞便开始滑向遏制不住的蒸发过程。在极长的时间里，黑洞的收缩速度一直向上攀升，最后，大约经过10108年之后，那些起初比很多星系加在一起还重的黑洞将会缩得一干二净，无影无踪。
现在，人们都还不知道黑洞会如何死亡，但黑洞似乎有可能缩得极小，变得很热，于是开始创造物质。但黑洞在这一阶段只能存活几十亿年。最后，黑洞很可能爆炸，变成一些伽马射线，一点往昔存在的残迹都不留。
上述这些研究显示，我们现在所看到的这个充满活动、富丽堂皇的宇宙将会有一个惨淡的下场。尽管宇宙灭亡所需时间长得令人无法想象（请记住，10100是1后面有100个零），然而，看来没有什么疑问的是，我们目前所观察到的一切结构注定要消失，只留下那黑暗、寒冷、近乎空无一物的空间，其中的物质密度越来越低，只有几个零星的中微子和光子，以及很少的其他东西。很多科学家觉得这个场面很令人沮丧。
然而，宇宙还有另一种下场。之所以得出上述让人沮丧的结论，是因为假设宇宙会一直膨胀下去。这个假设并不确实。人们已知，宇宙的膨胀速度一直在稳步地降低，因为引力在抑制着星系分离。有些天文学家认为，宇宙的膨胀有一天会停下来。实际情况是否真是这样，要由宇宙引力的大小来定，而宇宙引力的大小又要由物质的密度来定。因为宇宙物质包括看不见的物质（如中微子和黑洞）以及看不见的能量（如引力波），所以，要想估计总体的物质密度几乎是不可能的。
假如宇宙的膨胀真的停下来了，宇宙也不会保持静止。宇宙会开始收缩，其收缩运动是其膨胀阶段的时间映像。开始的时候，收缩是缓慢的，但几百亿年之后，收缩的速度就会加快。各星系现在是彼此相离而去，那时就会开始相互靠近，而且靠近的速度越来越快。宇宙的收缩阶段会酿成大灾难。
当宇宙缩至现有大小的1％时，收缩的效应会使温度高到水的沸点，地球（假若太阳在作垂死挣扎时地球有幸不死的话）将会变得无法居住了。那时，观察者也不能分辨一个一个的星系了，因为随着星系间的各空间靠到一起，星系也就开始彼此融合了。宇宙若进一步收缩，温度还会进一步提高，那时，天空本身也会变成火炉，在这白热化的空间之中，恒星也会开始沸腾，然后爆炸。
这时，各个事件的进程加快了步伐。所有的结构都会消散，它们的原子也分崩离析。在短短几千年的时间里，原子核本身也会在迅速增高的温度中被击成碎片。这时，事件的时间尺度将小得不可思议。宇宙先是在几分钟的时间里收缩一些，然后又在几秒钟，又在几微秒钟里收缩很多。累加的引力将宇宙的收缩变成了失控的向内爆炸。这，就是所谓的“大崩塌”。
这些可怕的事件引发了诗人诺曼·尼科尔森的灵感，使他写出了这样的诗句：
假如宇宙
倒转并现出
它的本相；
假如可见的光
向内流逝，自天空暴风雪一样的降下
众多的星系，
黑夜的透镜就会烧得
比聚焦的太阳还亮，
人就会失明
因为他眼中是一片白热的黑暗。②
这时的宇宙离死亡就只有几微秒了。大崩塌就象倒转的大爆炸。核粒子分裂成夸克，在短暂的时间里，所有的亚核粒子都被创造了出来，但是，整个宇宙一下子就在一瞬间缩得比一个原子还小，于是，时空本身也分解了。
很多物理学家认为，大崩塌就代表了物质宇宙的终结。他们认为，宇宙（一切空间、时间、物质）诞生于大爆炸，他们也同样认为宇宙消失于大崩塌。消失于大崩塌就是完全的湮灭，什么也留不下，地点没有了，时刻没有了，什么东西都没有了。当存在的一切都死于引力的无限的毁灭力量时，就有了最终的“奇性”，然后就再也没有什么了。引力曾是宇宙的接生婆，引力也是宇宙的送葬者。
然而，并非所有的科学家都愿意相信宇宙真会这么轰轰烈烈地死去。有些科学家认为，一些未知的物质力将会在宇宙收缩到某一极高的密度时使大崩塌停下来，使宇宙“反弹”回去，进入另一轮膨胀和收缩的过程，如此这般循环往复以至无穷。在第十二章里我们已经提到过这种振荡的宇宙。只有在超高能物理上作进一步的研究，才有可能解决这个问题。
尽管科学为宇宙设想的下场多种多样，五花八门，但所有的下场都涉及我们今天所知的宇宙的死亡。在这一点上，科学所设想的宇宙下场与最具有宗教性的末世学是一致的。然而，宇宙死亡过程的时间尺度大得不可想象，所以不可能把宇宙的死亡同人类的活动联系起来。假如有哪种有意识的生物生存在如此遥远的将来，以致现今的时代在它们看来无法与宇宙创生分别开来，那么，这种生物不会是人。它们到底是什么，还是让千万亿年的演化和技术进步去管吧。
首先，“人工”智能的发展就很可能意味着人类将把自己在智力方面的最高地位转让给会思想的机器。实际上，这种情况在一有限的意义上已经发生了。将来的技术革新的时间还很长很长，机器似乎没有什么理由不能够做到，并且是更好地做到人脑所能作出的任何事情。因为这种智能机没有尺寸的限制，所以不难想见将来会出现巨大的人工超级脑，这种超级脑的智力是我们现在完全理解不了的。而且，电子装置能够直接在彼此间传输信息，这也为电脑的综合开辟了道路。可以想象，有一天宇宙中会出现一个复杂的无线电通讯网络，把数不清的散在各处的超级脑联接成为一个单一的极大脑。
基因控制方面的进展能使人们对思想机的概念发生新的变化。到目前为止，生物智能的发展一直是听命于自然的进化力量。但是，随着我们对决定着我们的肉体和精神特点的分子结构取得了控制权，就有可能修改现存的生物，甚至有可能发明新的生物。杂交和突变诱发已在有限的规模上作到了这一点。现在似乎没有什么基本的理由怀疑那一天的到来。到那时，可以通过分子工程按定单来“培植”大脑。那时，自然智能和人工智能的区别将会消失。这些人类创造的高级脑既可被看作是基因受控的生物体，也可被看作是由有机硬件而不是由固态硬件构成的高级计算机。现在甚至可以设想，人造生物脑和固态硬件能够共生，即有机脑可“插入”固态电路，或者，未来的超级电路片可以象一种“成套的放大器”一样插入大脑。同时或许有可能在较为常规的思想机里用有机的零件来代替某些半导体晶体。当然，现在没有谁说上述的可能性在可见的将来有任何可行性，但是，难道我们不可以真的相信，再经过100万年、10亿年、1万亿年的科学研究，这些可能性会成为现实吗？要记住，科学的年龄才仅仅几百年啊。
一个与宇宙遥远的将来以及宇宙当中的居住者相关的问题是，智能生物对自然界所能施行的控制是否有一个限度。我们所看到的宇宙是由各种巨大的宇宙力形成的。宇宙力包括强大的核相互作用和引力的远程作用。但是，我们也看到一些初步的人造环境：河流被改道、被拦截，森林被培植起来又被毁掉，沙漠被驯顺，山头被削平。在地球的表面，没有任何人类活动留下足迹的区域不多了。随着技术与科学的发展，我们可以期望我们的后代对更大的、更复杂的物理系统取得控制权。弗里曼·戴森曾经想到，天外有些技术先进的生物群落大大改变了它们的太阳系的结构，它们为自己的太阳制造了一个球形的物质壳，以最大限度地截留并利用太阳的能量输出。给行星剥去衣服所需的那一等级的技术，可能看上去永远是一个幻想，但进行这浩大的工程所必需的东西首先是时间、金钱和资源，而不是技术。
因而，我们如今所面对的就是令人迷惑的前景。在一个拥有几乎无限的时间进行技术革新的宇宙中，我们能有把握地排除任何与物理定律一致的东西吗？在过去的短短几千年里，人类在技术上就取得了飞跃的进步，从开始时只能制造几厘米大小的工具，到现在能进行多少英里的浩大工程（桥梁、隧道、城市）。假如这种技术进步的趋势持续下去的话，那么，即使以后的进步速度大大减慢，也终究会有一天，整个地球，然后是太阳系，最后是所有的恒星都将被“技术处理”。我们的星系可能被改造得面目一新，一些恒星被从原来的轨道上挪走，可以用气云制造新的恒星，也可以用人工制造的不稳定来处理掉一些恒星。人们还可以随意制造或控制黑洞，使黑洞成为能源，或成为宇宙社会的废物处理装置。
假如星系可以这么人工处理，为什么整个宇宙不可以？
这样的推理或许会被斥为荒唐，但它们却的确提出了一个重大的哲学问题。假如自然的东西和人工的东西之间、盲目的力量与智能的控制之间有什么区别的话，这区别是什么呢？这正是从一个新角度来看待自由意志和决定论之争。
当某一系统被置于人工智能控制之下时，该系统仍然是与物理定律一致的。目前没有任何证据显明，较大的人工建构违反任何物理原理（除了在精神—肉体相互作用的层面之外，但在这一层面上是否真的违反了物理学原理，人们仍是在争论）。的确，一个铁路网或一个核电站不会自发地出现，但是，铁路网和核电站的建造仍是在大自然定律的框架之内进行的。人们进行这些建设所得到的秩序被建造过程中产生的熵所抵消。
我们在第六章里讨论过，大脑的工作要分两个层面进行描述。一个层面是硬件层面，要用物理规律来描述。另一个层面是软件层面，是与硬件层面等价的、一致的。这软件层面要用思想、感觉、决定之类的东西来描述。同样，说某一系统被“技术处理了”，并不是说物理定律的权威性被否定了，这只是用软件语言来描述该系统的运行而已。那么，宇宙既按明确的物理定律运行，同时又在智能控制之中，这二者就没有什么矛盾的了。
这是一个发人深思的结论。那些乞灵于上帝来解释宇宙的组织的人，通常脑子里想的是一个超自然的行为者以违反自然定律的方式作用于世界。其实，我们在这个宇宙中遇到的很多东西完全有可能是纯自然的、在物理定律之内的智能控制的产物。例如，我们的星系就可能是一个强大的智能者制造的。这位智能者精心置放引力物体，控制天体爆炸，使用所有其他各样空间时代天体工程师的器具，重新安排了原初气体，从而制造出我们的星系。但是，这个超级智能是上帝吗？
这个问题非同小可。上帝通常被认为是整个宇宙（包括时间与空间）的创造者，而非仅仅是个星系建筑师。显然，必须在物质宇宙之内只利用早已存在的定律进行工作的那一位，不能被看作是宇宙的创造者。但是，假如这位超级天体工程师能将其能力施展到所有的星系上呢？我们可以设想，他能够利用引力来使空间和时间弯曲。
然而，假如这超级天体工程师不能真正地创造或毁灭时间和空间，他就不是上帝。可是，新物理学在这里提出了一个有趣的意见。假如有足够的能量和资源，那么，人类也能够积累起足够的引力物质，制造出一个黑洞。在这黑洞的中心，在所谓的奇点处，时间和空间被毁灭了。于是，连我们都能毁灭时空。
创造时空要比毁灭时空难。但是，我们真能有把握地确信，创造时空真是不可能的，真是完全为物理定律所不容的吗？我们不敢说这话。实际上，在第三章里，我们说过近来有一些理论认为，在大爆炸中空间的“泡”被创造出来。而且，假如宇宙创生于大爆炸这种流行理论不对，空间和时间真是永恒的呢？假如空间和时间一直存在，谈论宇宙在时间当中被创造的事就没有任何意义。上帝在宇宙之内的作用就仅限于形成并组织物质了。而形成并组织物质这种事，上帝或许完全用自然的手段就办得到（在这里，我们绕开了某些热力学的问题）。按照这种观点来看，上帝可以是宇宙中的永恒的、无限的、最强大的神灵。但他不是全能的，因为他不能不按大自然的定律行事。他可以是我们所看到的一切的创造者。他用先前存在的能量造出了物质，对物质进行适当的组织，创设必要的环境使生命得以发展，他做了诸如此类的很多的事。但是，他不能象基督教教义所说的那样，可以从无中创造。这样的上帝是一个自然的上帝，而不是超自然的上帝。
我们有什么证据能够证明有这样一个自然的上帝呢？证明自然的上帝存在的证据要比证明超自然的上帝的存在的证据更强还是更弱呢？
自然界里有很多未解之谜。这些谜可以通过假设有一个自然的上帝存在而很容易地得到解释。例如，星系的起源现在没有令人满意的解释。生命的起源是另一个令人头痛的谜。但是，我们可以认为，星系和生命这两种系统都是由一个超级智能者在不违反任何物理定律的情况下有意识地制造出来的。然而，这样的解释把任何现今的科学所不能理解的东西都归因于上帝，因而落入了窠臼。（这样的上帝被讥为“救驾的上帝”。）在付出了代价之后，笃信宗教的人也已明白，最危险的是指着一个现象说“这正是上帝作为的证明”，结果却发现后来的科学进步给这一现象提供了完全充足的解释。把上帝推出来对未曾解释过的东西进行一番总括性的解释，这只能引来弄虚作假，并使上帝与无知为伍。假如我们想找到上帝，那肯定只能通过我们在这世界上发现的东西来找，而不能通过我们没能发现的东西来找。
然而，在这一类的争论中，相对于超自然的上帝而言，自然的上帝更胜一筹。一个自然的上帝在物理定律的范围里创造了生命，这样的假设至少被认为是可能的，是与我们对自然界的科学知识一致的。因为人类在实验室里创造出生命都具有明显的（尽管是遥远的）可能性。
对生命（或其他任何高度有序的系统）的起源有两种解释。一种是生命来自一个超级智能者，或可能是至高的上帝施行自然的智能控制的产物。一种是生命是盲目的自组织过程（如木星大气中出现的有序的环流花纹）的终端产物。这两种解释都有难以说得通的地方。
这个问题的答案必须决定于我们在多大程度上认为精神是宇宙间的一个重要力量。大多数人都愿意相信科幻小说所描绘的那种遥远的未来，那时宇宙当中会有更多的区域被置于智能的控制之下。人们可以设想，再过多少万亿年，我们现在所能观察到的整个宇宙将被技术加工过。既然如此，设想这位对宇宙进行技术加工的超级智能者不可能先于我们存在，这又有什么困难的呢？
传统的观点认为，经过一个很长系列的变化，逐渐地增加了物质的组织程度之后，智能才会作为变化的终端产物出现。说得简单些就是，物质第一，精神在后。但是，实际情况真是非这样不可吗？精神难道就不可能是那更原始的存在物吗？
现在在科学家中间，越来越占上风的意见是，精神和生命都不必仅限于有机物质。物理学家杰拉尔德·费恩伯格和生化学家罗伯特·夏皮罗最近出了一本极具推理性而发人深思的书——《地球之外的生命》。在这本书里，他们重新探讨了地球之外的生命的各种可能性。他们认为，只要有了等离子体、电磁场能、中子星的磁区以及其他一些各种各样的稀奇的系统，就会有生命存在。现在，意识和智能都是软件概念。软件的关键只是模式，是组织，而不是其表达媒介。由此得出的一个逻辑结论是，我们可以设想，自宇宙创生以来就有一个超精神，这个超精神包含着大自然的各种基本场，是它承担下来那个艰巨任务，把无条理的大爆炸转化成为我们现在所观察到的复杂而有序的宇宙；它所做的这一切，都是在物理定律的框架之内完成的。这样的上帝不是用超自然的方式创造一切的上帝，而是一个施行指导、控制的普遍精神，这精神弥漫于整个宇宙，操作着大自然的各种定律以达到某种特定的目的。对此，我们可以这样说：大自然是它自己的技术的产品，宇宙是一个精神，是一个自观察、自组织的系统。我们人的精神可被看作是宇宙精神的海洋中一些局部的意识“孤岛”。这种看法令人想起东方的神秘主义的观念。在东方神秘主义看来，上帝是那个统摄万物的意识，当人的精神进步到适当的阶段时，就会被那统摄万物的意识所吸收，从而失去其独立的个性。
还可以往下继续推理。要记住，至少在某些物理学家看来，精神对量子因素而言具有特殊的地位。假如说，精神能够“加重量子骰子”从而改变掷骰子的结果，那么，一个宇宙的精神原则上则能引导每一个电子、每一个光子、每一个质子等等的行为，控制宇宙中所发生的一切。当我们观察微观物质时，我们注意不到有这样的组织力量，因为任何一个特定粒子的行为仍然在我们看来似乎是完全随机的。只有在大量的原子的集体行为中，组织才会显现出来，而我们看不见这样的集体行为，于是便会说宇宙系统是以未知的方式自组织的。把上帝描绘成这样一种精神，或许足以让大多数信上帝的人满意的。
很多早期宗教都是多神论，认为有很多神，这些神按其能力不同而各有等级。这种观点在现代人对天外智能的思考中也有表现。有些作者设想，智能和技术能力存在着高低不同的等级，在这等级之中，人的级位最低。可以设想一些生物具有很了不起的能力，以致我们没法把它们的行为同大自然本身区别开来。在这等级次序中有一个至高者，这至高者的能力和智能最高。这位至高者能够做到很多传统的上帝所能做到的事。
假如我们相信确有一个这样的精神存在（从科学上看，尚没有任何可能的理论真正地证明这样的精神存在），那么，这精神能够不让宇宙走向灭亡吗？
假如这位至高者只能被迫在物理定律的范围之内活动（尽管量子论容许物理定律可有相当的变通），那么，就可以肯定地说，这样的精神不能阻止宇宙的死亡。热力学第二定律禁止任何人将那无情地上升的熵降下来，不管这人的技术多么高超，也不管他的知识多么到家，他就是不能让熵降低。
人们也许会这么想：那个能够在原子水平上操纵物质的神也能够通过恢复宇宙逐渐松弛的组织形式，不断地给宇宙“重新上弦”。这种想法其实是麦克斯韦在一个世纪以前探讨过的，人们通常称之为麦氏妖的悖论。我们可以考虑一下，有一个密封的箱子被一个带开闭器的薄膜一分为二。薄膜的两边都是温度和压力相同的气体。这箱子是一个系统，目前处于最大熵的热力平衡状态，没有任何可以作功的有用能量。在这个系统中，除了气体分子的随机跳跃之外，不会进一步发生什么有趣的事。
然而，假设在这箱子里有一个小妖怪能够操作开闭机关，它注意到分子的运动混沌无序，有各种各样的速度和方向，有的分子运动得快，有的运动得慢。分子的平均速度是决定气体温度的要素。平均速度不会改变，但每个分子每次撞上邻近的分子或箱壁时，其运动速度和方向都会改变。于是，小妖便采取了下面的策略。当箱子右边的快速运动的分子接近薄膜时，它就打开开闭器，让这分子穿过薄膜进入箱子的左边。反之，当箱子左边慢速运动的分子接近薄膜时，就让它进入箱子的右边。过了一段时间以后，箱子的左半部将满是快速运动的分子（平均而言），而箱子的右半部将满是运动速度较慢的分子。箱子的左半部因而要比右半部温度高。这妖怪就这样灵活地操纵个别分子，在箱子的两个部分中间造出温差。热力学平衡将不再占上风，于是熵也减小了。现在，可以用这温差来完成某种有用功了（例如开动热机），直至最后的能量又重被消耗掉，热力学平衡又得到恢复。然后，那妖可以故伎重演，我们也就有了粗具规模的永动机了。一个无所不在的妖可以在宇宙水平上玩弄这套分选把戏，使宇宙不会坠入热死之中。
可惜的是，精心的观察证明，麦氏妖干不了开动永动机的活儿。在20世纪20年代，列奥·斯济拉得详细地研究了麦氏妖的工作情况。他发现，那妖若想把事儿干成，就必须有确切的信息，知道向它接近的分子的运动速度有多大。只有付出一定的代价才能获得这样的信息，而付出的代价就是熵的增加。例如，妖可以用强的光流来照亮近前来的分子，并用多普勒效应来测量它的速度，就象警察用雷达给汽车测速一样。但是，妖在这一步骤上花费有用的能量本来是要分选速度不同的气体分子以使熵降低的，而实际上则会使气体的熵增高。很明显，智能控制在分子水平上不能够击败热力学第二定律。
假如这些热力学的理论是正确的，那么，任何自然的作用，无论是智能的还是非智能的，都不能永久地延缓宇宙末日的到来。我们已经说过，假如宇宙持续膨胀下去，就可能永远也达不到真正的热力平衡。然而，我们今天所看到宇宙生机勃勃的组织注定要衰落得面目全非。只有超自然的上帝才能真正地使宇宙再次振兴起来。
第十六章 宇宙是“免费午餐”吗？
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从无中不可能创造出任何东西来。
卢克莱修
现在，我们可以把所有的研究线索聚拢到一起，为宇宙创制一套说明，以显示新物理学在多么令人惊讶的范围里解释了物质世界。我这并不是说，应当把我们要创制的说明当真（尽管物理学家们正在认真地讨论它）。然而，这套说明的确显示了现代物理学所提出的那一种思想。我们若想寻找上帝，就不能忽视这一类的思想。
在本书的前言里，我曾提出我所说的有关存在的四大基本问题：“为什么大自然的规律是现今这样的？为什么宇宙是由组成它的各件东西组成的？这些东西是如何起始的？宇宙如何获得了组织？”
为了解答这四大问题，新物理学走过了漫长的道路。我们逆着这四大问题的顺序，讨论了假如有负熵输入，起始的混沌状态如何能演进为较为有序的状态。我们也讨论了宇宙的膨胀如何能够生出负熵，因而也就不必象早些时代的科学家们那样，设定宇宙创生于具有高度组织、特殊排列的状态。宇宙现今的组织是与那个偶然起始于随机状态的宇宙不矛盾的。
在前面的几章里，我们详细地讨论了物质的起源问题。现已知道，恒星和行星之类的物体形成于原初气体，而宇宙物质本身则是在大爆炸中创生的。最近在粒子物理方面的发现，显现了宇宙引力场能够在空洞无物的空间里创造物质的一些机制。于是，未解之谜只剩下了时空本身的起源。但是，有些迹象表明，空间和时间可以自发地产生而且不违反物理定律。之所以会有这种奇特的可能性，其原因涉及量子论。
我们说过，在亚核世界中量子因素准许没有原因的事件发生。例如，粒子可以在没有原因的情况下不知从什么地方冒出来。当量子论推广到引力时，就涉及时空本身的行为了。尽管现在还没有令人满意的量子引力理论，然而物理学家们对很多会被纳入这样一个理论的普遍现象有了相当的认识。例如，量子引力理论会把量子物质所特有的那种模糊的不可预测性赋予空间和时间。尤其应当注意的是，量子引力理论准许时空自发地、没有原因地创生和毁灭，就如同粒子自发地、没有原因地创生和毁灭一样。这一理论会包含着某种数学或然性，即一小块空间会从原先没有任何空间的地方出现。因而，没有原因的量子跃迁会使时空从无中突然产生出来。
通常，量子机制使时空突然出现的情况一般只发生在超微观尺度上，因为量子作用通常只适用于微观现象。实际上，自发产生的空间可能只有10-33厘米大小。然而，这样小的有限空间不必有边缘，它可以是象第二章里所说的那样，是被关闭在超圆体之中的。很可能，这种微型宇宙会随着另一个相反的量子起伏而迅速消失。不过，也存在一种可能性，就是它非但没消失，反而象一个气球一样突然膨胀起来。
这种突然膨胀的行为，起源于其他的量子过程。这些过程与引力无关，却跟大自然其他的基本力有关。在第十三章里，我曾简短地描述了所谓的“暴涨宇宙”。其中我说，“大统一力”使初生的宇宙变得不稳定，从而使宇宙进入失控的指数膨胀的阶段。这样，量子微观世界就可能在不到1秒的时间里膨胀到宇宙的规模。积聚在这场大爆炸中的能量，就会随着暴涨阶段的突然结束而转化为物质和辐射，然后，宇宙就会象我们按常规所想的那样一路演化下来。
按这种不同寻常的宇宙创生理论来看，整个宇宙完全是从无中生出来的，其创生过程完全符合量子物理的定律。这样的宇宙在其成长过程中创造了一切物质、一切能量，从而建成了我们现在所看到的宇宙。这样，这种理论便说明了一切物理性的东西（包括时间和空间）的创生。这种量子时空模型并不规定一个不可知的奇点来给宇宙开头（见第二章），而是试图完全在物理定律的框架之内解释一切。这可是个让人敬畏的理论。我们习惯上都是认为“有失才有得”，还从没听说过能从无中得到什么东西。然而，量子物理却不当回事地从无中产生出一些东西来。量子引力表明，我们可以从无中获得一切。物理学家艾伦·古斯在讨论这一理论时说：“人们常说没有免费午餐这回事。然而，宇宙就是免费午餐。”①
这种从无中生出的宇宙还需要上帝吗？在第三章里，我们说过传统上的上帝存在的宇宙学论证如何要先设定一切事物都必有一个原因。量子物理学驳倒了这种设定。但是四大问题还剩下两个，即为什么宇宙会有今天的东西？为什么宇宙有今天的规律？科学能提供这两个问题的答案吗？
在第十一章里我们说过，所谓的超引力理论的目标，就是要提供一种数学描述方法，来描述大自然的一切力和物质的一切基本粒子。假如这一理论被证明能够成立，就可以把上面所说的那两个问题缩减成一个，组成世界的东西（质子、中子、介子、电子等等）就可以在超引力理论的框架之内得到解释。现在的物理定律则与超引力理论不同。一般说，有了电子或质子，我们就知道电子或质子会有什么行为，但我们却不知道为什么会有电子或质子存在，而不是有性质不同的其他粒子存在。假如超引力理论完全成功，那么，它就会不仅告诉我们为什么有各种粒子存在，而且能说明为什么各种粒子具有它们现有的质量、电荷以及其他的性质。
整个超引力理论要以一个宏伟的数学理论为基础，以使物理学的一切分枝（还原论意义上的）都包括在一个超定律中。但是，我们最后仍是有一个问题：为什么会有那个超定律？
这样，我们就碰上了有关存在的最终问题。物理学或许能够解释物质宇宙的内容、起源和组织，但却不能解释物理学本身的定律（或超定律）。按照传统看来，是上帝发明了大自然的所有定律，并创造了由这些定律所管辖的万物（时空、原子、人等等）。“免费午餐”理论认为，只要有了各种定律，宇宙就会自己照管自己了，包括照管它自己的创生。
但是，定律又是从哪里来的呢？必须得先有规律，宇宙才能降生。必须得先有量子物理（从某种意义上说），量子跃迁才能产生出宇宙来。很多科学家认为，为什么物理定律是现在这样的，这个问题是无意义的，或者说，这个问题至少是不能给以科学的解答的。其他的科学家则持有“人择”观点，认为物理定律必须是现今这样的，否则就不会有观察者存在。但是，还有一种可能性。物理定律（或是最终的超定律）或许将显现出来，成为逻辑上唯一可能的物理原理。这，就是我们要在最后一章里讨论的。
第十七章 物理学家心目中的大自然
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大自然具有一种质朴性，因而非常优美。
理查德·费恩曼
假如你得到的只是质朴的美，
你得到的就近乎上帝发明的最美的东西。
伊丽莎白·布朗宁
在前面的那些章节里，我们探讨了新近的科学进展，尤其是人们所说的新物理学的进展对宗教的影响。尽管现代科学获得了辉煌的成功，但认定科学的进展已经解答了有关上帝存在的基本问题，解答了宇宙的目的以及人类在自然的和超自然的计划中的作用问题，这种想法则是愚蠢的。实际上，科学家们自己也有着广泛的宗教信仰。
经常有人说，科学和宗教可以和平共处，因为二者解决的是不同的问题。宗教教义的问题所涉及的是道德或三位一体的概念等等。科学的问题则涉及判定何为引力的最佳数学描述等等。两种问题有着本质的不同。然而不容否认的是，科学的确在宗教事物上有发言权。在时间的性质、物质和生命的起源、因果关系、决定论等等问题上，宗教的概念框架可能随着科学的进展而更改。前几个世纪的一些重大宗教问题（如天堂和地狱的方位）已经随着现代宇宙学的出现，随着我们对空间和时间的性质的进一步了解而变得没有意义了。
很多人总喜欢用“正确与错误”的观念来打发科学与宗教的冲突。人们很容易这样想：世上存在着终极的真理，这真理是一种客观的实在，科学和宗教都在探索它。按照这种显然合理的观念来看，“上帝存在吗？”“有超自然的奇迹吗？”“有天地创生这回事吗？”“生命起源于偶然吗？”“宇宙有目的吗？”这一些问题即使我们可能不明白，却都可以用“对”或“不对”来回答。
人们常常会碰上这样的观点：科学的理论都是近似真正的实在。随着我们的知识进步，理论与现实也会更加吻合。这种看法认为，大自然的“真正的”规律埋藏在观察和实验的数据之中，只有带着灵感进行坚持不懈的研究，才能把规律发掘出来；我们可以期望，到了将来的某一天，正确的规律将会被揭示出来，我们今日的教科书上的规律只是这些真正规律的可信然而却有缺陷的摹本。这，在很多方面就是超引力理论所要达到的目标。超引力理论的支持者预期，他们将会发现一套方程式，将“真正的”规律完整地体现出来。
然而，并非所有的物理学家都认为谈论“真理”是有意义的。按照这样的观点来看，物理学所研究的根本不是什么真理，而是一些模型，即一些能帮助我们以一种系统的方式把一个观察与另一个观察联系起来的模型。尼耳斯·玻尔就表现出这种所谓的实证论的观点。他说，物理学家只是告诉人们我们能就宇宙了解些什么，而不是告诉我们宇宙如何存在。在第八章里我们说过，量子论已促使很多物理学家宣称，世上根本不存在“客观的”实在。那唯一的实在便是通过我们的观察而揭示出来的实在。假如承认这种观点是正确的，那就不可能说某个理论是“正确的”或“错
误的”，而只能说某个理论是有用的或不大有用。某个理论有用，就是说它能高度精确地在一个单一的描述式中将范围广泛的多种现象联系起来。这样的观点是与宗教的观点截然相反的，因为宗教徒坚信有一个终极的真理。一般认为，一个宗教的命题不是对的就是错的，而不能象科学命题那样被看作是我们的经验的某种模式。
物理学家们总是乐于放弃某一个他们所喜爱的理论，以接受一个更好的理论。这显示出宗教与科学在基本思想方法上的差异，正如罗伯特·默顿曾经写道的：“人类的大多数制度都要求人们绝对的信仰，而科学的制度则使怀疑成为一种美德。”当爱因斯坦发现了相对论时，人们意识到，牛顿的有关时空和力学的理论在描述以接近光速运动的物体行为方面是不完备的，于是，牛顿的理论便被取代了。牛顿的理论并不是错的，它只是适用范围有限。狭义相对论是一个更有用的理论（它使牛顿的理论变得只适用于低速运动），它能对高速系统进行更精确的描述。狭义相对论后来又为所谓的广义相对论所取代；而且，没有几个物理学家怀疑，广义相对论将来会被改进。说到某个“最终的”完美无缺的理论不可能再被改进，一些物理学家认为这种理论是无意义的。我们不能想象世上会有一幅完美无缺的图画，或一曲完美无缺的交响乐，同样，也不会有什么完美无缺不可改进的理论。
科学的方法能够随着新的科学发现而变更，这正代表了科学的伟大力量之一。通过使自己立足于实用而不是真理，科学便将自己与宗教显著区别开来。宗教是以教义和公认智慧为基础的，旨在代表不可变易的真理。尽管宗教教义的枝节问题可以随着时间改变，然而，要信教的人放弃宗教的基本教义去接受实在的一种更为“精确的”模型却是不可想象的。假如基督教会根据新的证据宣布，基督似乎并没有复活，那么，基督教就很难不变得面目全非。一些批评家说，教义僵硬意味着每一个新发现和每一个新观念都可能构成对宗教的威胁，而新的事实和新的观念则是科学的生命。因此，多少年来，科学的发现使得科学与宗教冲突不断。
尽管宗教是后顾天启真理，而科学则是前瞻新前景和新发现，但宗教和科学这两种人类活动都让参与活动的人感到敬畏，并在他们身上将谦卑和傲慢奇妙地混合起来。所有的伟大科学家都被他们要试图理解的自然界的精巧和优美所感动。每一个新的亚原子粒子，每一个未曾料到的天体都使他们感到惊喜。在构筑他们的理论的过程中，物理学家们频频遵从神秘的优美观念的引导，相信宇宙具有内在的美。这种艺术趣味一次又一次地被证明是富有成果的指导性原理，常常能直接导致新的发现，甚至在乍看之下与观察的事实相悖的情况下也是如此。
保罗·狄拉克曾写道：
让方程式优美比让方程式符合实验更重要…因为差异可能是由于未能适当地考虑一些小问题造成的，而这些小问题将会随着理论的发展得到澄清。在我看来，假如一个人在进行研究工作时着眼于让他的方程式优美，假如他真有正常的洞察力，那么他就肯定会获得进步。①
玻姆用简洁的语言表达了相同的思想：“物理学是洞察力的一种形式，因而也是艺术的一种形式。”②
爱因斯坦在论述他不相信有一个人格的上帝的同时，又表达了他的赞美之情：“世界富于秩序与和谐，我们只能以谦卑的方式不完全地把握其逻辑的质朴性的美。”
在物理学家看来，美这一概念的关键是和谐、质朴、对称。我们再来看一段爱因斯坦的话：
一切科学工作都基于这种信仰，即存在应该具有一个完全和谐的结构。今天，我们比以往任何时候都更没有理由让我们自己人云亦云地放弃这个美妙的信仰。象引力场方程式这样复杂的方程式，只有通过发现一个具有逻辑质朴性的数学条件才能找到。③
爱因斯坦的这种心情近来得到了惠勒的回应：
物理定律的美，就是它们所具有的那种难以置信的质朴性…。这一切背后的最终数学机件是什么呢？它肯定是最美的。④
今天，这种与艺术趣味相通的指导性原理正激励着人们寻求超力。最近，两位倡导超力理论的头面人物在评论超引力数学的进展时指出：“所有的力都来自局部对称性的共同要求，从这里人们便能够瞥见一个能令人得到深刻满足的秩序。”⑤
当物理学家们谈论美和对称的时候，他们用以表达这些概念的语言是数学。数学对科学、尤其是对物理学的重要性是怎样强调也不为过的。列奥纳多·达芬奇曾写道：“人类的任何研究活动，假如不能够用数学证明，便不能称之为真正的科学。”今天的情况比起15世纪来或许更是如此。
大多数普通的人对数学总感到神经性的恐惧。这主要是由他们与物理科学的隔阂造成的。这种隔阂便是一堵屏障，使他们不能充分地欣赏科学发现，也使他们在面对经历千辛万苦的研究才揭示出来的众多自然奇观时感觉不到快乐。正如罗杰·培根所说的那样：“数学是进入各种科学的门户，是钥匙…。没有数学知识，就不可能知晓这个世界中的一切。”⑥
许多物理学家深为大自然所具有的数学质朴性和大自然规律的优美所感动，以至他们认为，这种质朴性和优美所显示的正是存在的基本特点。詹姆斯·吉恩斯爵士曾经说，在他看来，“上帝是个数学家”。但是，为什么上帝会喜欢以数学形式将他的理念付诸实施呢？
数学是诗体的逻辑。若想表达某个规律，那么，以质朴的、不可摇撼的逻辑为基础的表达便是最足以服人、最令人满意的表达方式。用约翰·惠勒的话来说就是：
假如对大自然的描述最终把人们带到了逻辑那里，带到了数学中心处的梦幻般的城堡那里，这是没有什么好惊讶的。假如象人们所相信的那样，一切数学最终是逻辑的数学，一切物理学最终是数学，那么，一切物理学者最终不是逻辑的数学还会是什么呢？逻辑是数学的唯一能够“思想自身”的分支。⑦。
用逻辑来表达大自然的吸引力之一是，大自然在很大程度上（假如不是全部的大自然的话）有可能从逻辑推论而不是从经验证据中演绎出来。在第二次世界大战之前，亚瑟·艾丁顿和E．A．米勒尼都曾尝试建构关于宇宙的演绎性理论（但没怎么成功）。但他们的尝试引起了一个有趣的问题。这就是，宇宙之所以是今天这个样子，难道是不可避免的逻辑的必然吗？伟大的法国科学家让·达兰贝尔写道：“对一个从统一的观点把握宇宙的人来说，宇宙的整个创生过程看上去象是一个唯一的真实必然。”这种观念使上帝全能的问题变得有趣起来。在第十章里，我们曾经指出，一个全能的造物主能够造出他想造的任何宇宙。基督徒声称，之所以会有如今这个特定的宇宙可以用上帝的选择来解释。上帝出于一些不为我们所知的理由，从无尽的可能里选择了这个宇宙。但是，上帝虽然全能，也不能打破逻辑的规则。上帝不能使2＝3，或使一个正方形等于一个圆。谁要是急匆匆地假定上帝可以创造任何宇宙，都必然得改口说，上帝所创造的宇宙得符合逻辑。现在，假如说只存在一个合逻辑的宇宙，那么，上帝就没有什么选择可言了。爱因斯坦特别指出：“我所真正感兴趣的是，上帝能否用另一种方式创造这个世界，即逻辑质朴性的必然是否留出了任何的自由。”⑧
假如宇宙实际上只有一种可能的创生方式，我们为什么还需要一个造物主？这造物主除了“按电钮”使创生的过程开始之外，还起了什么作用呢？但是，这种按电钮的作用并不需要一个精神。那只是一种启动机制，而且我们在前一章里看到，在一个量子物理的世界里，连启动机制也不需要。这是否是说，认为宇宙的基本逻辑一数学方程只有一个物理解便是否定了上帝的存在？确实没有否定。这种观点只是使造物主上帝这一观念成为多余的东西，却没有排除可能有一个普遍的精神，这精神属于这唯一宇宙，是自然的而不是超自然的上帝。当然，就象我们自己的精神不处于空间一样，这里所说的“属于”不是“处于空间某处”的意思。“属于”在这里的意思也不是说“是由原子构成的”，正如我们的精神（与大脑相对的）不是由原子构成的。大脑是人类精神的表达媒介。同样，整个的物质宇宙也是一个自然的上帝之精神的表达媒介。这样，上帝就是一个至高的整体概念，很可能要比人类精神高出很多描述层面。
假如承认这些观念，那么，了解物质宇宙的起源及命运就十分重要了。因为精神必须要有组织，所以，精神的存在就受到了热力学第二定律的威胁。随着宇宙慢慢地被它自己的熵闷死，上帝是不是也得死去？假如不是这样的话，那么就有另一种可能性，即宇宙发生引力崩溃，成为奇点，导致物质宇宙完全消失。这种可能性似乎更不美妙。只有宇宙是循环的或是稳态的，一个自然的上帝似乎才能有无限和永恒的机会。
到目前为止，我们所讨论的物理学家对自然的看法都是从还原论出发的。物理学家在寻找新的规律和模型的过程中深受大自然的美和质朴性的感动。这里所说的美和质朴性在很大程度上指的是那些构造了世界的基本结构：夸克和轻子之类的亚原子粒子，以及作用于这些粒子之间的各种基本力。但是，上帝的整体性再一次提醒我们，不管物理学家对世界的构造和质料了解得多么清楚，任何纯粹的还原论思路总是把握不了整体性特点的。
理查德·费恩曼曾这样表达了相同的意思：
按各种等级或层面谈论世界便是对世界进行讨论的一种方式。现在，我不想很精确，不想把世界划分为明确的层面，但是，我想通过描述一系列观点来表明我所说的观点的层次是什么意思。
例如，在一方面，我们有基本的物理定律。然后，我们创造了一些其他的概念术语，这些术语是不那么基本的，而且我们相信它们最终都可以由基本定律给以解释。比如说，“热”。热被认为就是轻轻跳动。说一个东西热，就是说有一堆轻轻跳动的原子。但是，在一段时间里，当我们讨论热的时候，我们有时忘记了那些轻轻跳动的原子，正如我们谈论冰川的时候，我们并非总是想到冰川形成之前从天而降的六角形雪花和冰凌。另一个相同的例子是盐的晶体。从基本的角度来看，盐的晶体是许多质子、中子和电子。但是，我们却有“盐晶体”这个概念，这一概念携带了整个的基本相互作用的图式。压强的概念也是这样。
现在，假如我们往上去进入另一个层面，我们就有了物质的各种特性，如“折射率”，即光穿过某物时的弯曲程度；还有“表面张力”，即水将自己收缩起来的倾向。折射率和表面张力都是用数字描述的。我要提醒你们，我们得通过好几个定律的帮助才能发现张力就是原子的拉力，等等。但是，我们仍是漫不经心地说“表面张力”，在讨论表面张力时，并不总是把表面张力的内部作用挂在心上。
再往上的层次，我们就有了水的波浪，有了暴风雨这样的东西。“暴风雨”这个词代表的是一些现象。还有“太阳黑子”，“恒星”。恒星是由很多东西积累而成的。然而，总是要给这些东西追根溯源是不值得的。事实上我们也追溯不了，因为我们往上走的层次越多，我们和基本定律之间相隔的步骤也就越多，每一步骤都有点论据不足。我们还没把它们想通呢。
我们沿着这一复杂性的等级走上去，就碰上了肌肉痉挛或神经兴奋这一类的事物。这类事物是物质世界当中非常复杂的东西，因为涉及的是物质的非常复杂的组织。再往后，就有了“青蛙”这一类的东西。
我们再往上去，就碰上了“人”，“历史”或“政治权宜”之类的词语和概念。我们用这一系列的概念来理解处于较高层面的事物。
再继续往上走，我们就会碰上恶、美、希望…。现在，我们一边有基本的定律，一边有美和希望。假如可以用一个宗教比喻的话，便可以问：哪边更接近上帝？我想，正确的回答当然是说我们必须看到事物的完整的结构联系；我们必须看到，一切学科，不仅是一切学科，而是一切知识活动，都是要找出各个层次间的联系，要把美与历史联系起来，把历史与人的心理联系起来，把人的心理与大脑的活动，大脑活动与神经兴奋，神经兴奋与化学等等这一切上下双向联系起来。今天，我们不可能（而且也没法假装相信我们能）仔细地划出一条线，把事物的这一边同另一边联起来，因为我们才刚刚开始发现有这样的相对等级。
我认为，两边距上帝都是一样远。⑨
在前面的那些章里我强调指出，科学家们现在越来越注意大自然的结构等级的重要性。象生命、组织、精神之类的整体性概念确实是有意义的，是不能用“不过”是原子、夸克、统一力或其他什么东西之类解释过去的。了解在一切自然现象的核心里都有基本的质朴性，这当然很重要。然而，不管它有多么重要，也不可能就是一切。复杂性和质朴性是同样重要的。
现代物理学的一个悬而未决的问题是，一个物理系统的整体性特点是否需要有另外的整体性规律，而这些整体性的规律是不能还原为基本力或粒子的基本规律的。到目前为止，我们没有任何真正的物理整体性规律存在的证据。例如，热力学处理的是气体之类的整体性系统，这些系统中有很多集体活动的分子。温度和压强之类的概念在单个分子的层面上是没有意义的。然而，所有的有关气体的定律都能够从低层面的分子运动规律得出来，只是这些运动规律以一种统计学的方式被用于众多的分子。真正的整体性规律应当是，在整体层面上显现出来一种新的力或具有组织作用的影响，这种力或影响并不是起源于单个的组成部分。这就是活力论在解释生命时的假设。
整体性物理定律的一个更为引人注目的例子是意念致动或心灵感应。对所谓的特异现象持肯定态度的人声称，人的精神实际上能够对遥远的物质施加力。据认为，这样的力在还原性层面上是不为人们所知的。这些力不是核力，不是引力，也不是电磁力。这些意念力的最直接的表现是令人惊奇的远距离意念弯物，即被试者似乎在没有身体接触的情况下，全凭精神力量使金属物体变了形。笔者为了验证这一现象，设计了一个非常严格的试验，就是把金属棒封在玻璃器皿里，器皿中的空气被抽出，换上比例不为他人所知的多种稀有气体，以防止被试者搞鬼。最近，一些意念弯物的大师接受了测试，结果没有一个能使金属棒发生任何测得出来的变形。
前面曾经说过，物质世界的结构很可能部分地或全部是非常质朴的逻辑原理的作用结果，这些逻辑原理是以基本的数学形式表现出来的。然而，复杂性的问题为人们接受这一观点造成了困难。难道我们真能相信，比如说，生命和精神完全起源于逻辑规则，而不是起源于整体性的力？
最简单的逻辑规则的作用能产生出有趣而复杂的活动。这一点可以得到很漂亮的验证。剑桥的数学家约翰·康威发明了一个叫作“生命”的游戏。这游戏很简单，由一个人在一块被隔成很多小格（间隔）的板上玩。在一些小格里放上黑色的棋子，由这些棋子组成的图形按下面这套规则改变形状：
1．有2个或3个邻子的棋子在下一代（即下一步）仍然存活。
2．没有或只有1个邻近的棋子要“死”（于孤单），有4个或4个以上的邻子的棋子要死（于拥挤）。
3．若1个空格正好与3个不空的格为邻，那么，这个空格就要生出1个棋子来。
这些出生、存活、死亡的规则很简单。康威和他的同事发现，某些图形根据这些规则能演变出各种各样最令人惊讶的美丽图案。其中，有两个图形系列最引人注日。第一个图形系列使人们
看到，简单的形状可以演变为复杂的结构。我们可以看图25。图中的“种子”长成一朵花，花凋谢了，死了，留下了4个小“种子”。
更不同寻常的是，他们发现有些图形在演变过程中保留了某种连贯性，显示出一种很象是行为的活动。最简单的例子是“滑翔机”图形。这个图形连为一体在板上移动（见图26）。一些大的被称作“太空船”的图形在运动过程中会留下一串“火花”。然而，更大的“太空船”则需要一些较小的“护航船”来吃掉大船向前喷射的碎片，为大船开辟通道，否则碎片会把大船撞碎。
借助于计算机，就可以用康威的游戏，来检验关于自复制的机器以及其他抽象的逻辑—数学难题的猜想。在检验中，先构造出一些图形，这些图形可以象生产线一样生出其他的图形。有一个图形叫“滑翔机炮”，这种图形每30步就能产生出一个新的“滑翔机”。13个“滑翔机”碰撞之后产生的碎片就能够构成一个这样的“滑翔机炮”！仔细摆放“滑翔机炮”的位置，就能使相交的“滑翔机”的主干构成一个工厂，这工厂每300步就造出一个“太空船”。这一切“行为”都是“自动的”。只要有了选定的初始图形，这游戏自己就能产生出结构和行动，根本就不需要有人插手。而这一切结构和活动全来自几条简单的逻辑规则。
在我看来，物理学的重大贡献是通过还原论做出的。整体性的问题更适合于认知学科和科目，如系统论，形势运筹学，社会学，政治学。当然，这并不是说物理学跟整体论没有什么关系。物理学显然跟整体论有关系。热力学、量子论、自组织系统物理学都涉及整体概念。然而，我不认为物理学能处理，比如说，目的或道德之类的问题。
有时候有人问我，物理学家通过研究大自然的基本过程得来的有关大自然的知识能否有助于理解上帝的宇宙计划的性质，或能否揭示出善与恶的斗争真相。我的回答是不能。夸克结合成为质子和中子，量子的被吸收或量子的放射，时空因物质产生的弯曲，将所有的基本粒子统一起来的抽象的对称，这一切的一切都谈不上什么善与恶。不错，在大自然里能发现很多竞争，例如，不同的力的平衡和相互作用之间就有竞争。一个恒星就是相互争斗的力的战场。引力要压垮恒星，因而就与要使恒星炸开的热压力和电磁辐射力发生争斗，而热压力和电磁辐射力又是核相互作用的能量释放产生的。宇宙中到处都在进行着这样的斗争。然而，假如对立的各种力不是大致旗鼓相当，所有的物理系统就会为这一种或那一种力所统治，宇宙的活动就会很快地停下来。宇宙中的这些斗争已持续进行了多少亿年，可见，宇宙是复杂的，有趣的。
这种斗争的僵局提供了极大的时间，使伟大的宇宙戏剧得以展开。对于那些看上去纯属偶然的“僵持”，弗里曼·戴森的话表达了人们的迷惑不解：
既然宇宙在一路滑向最后的死亡状态，在这死亡状态之中，能量的无序程度将会为极大，然而，为什么宇宙竟能象查尔斯王一样死得这么费时？
宇宙幸运地处于这种稳定状态，得以在很长的天文时间里不跌进完全的混沌之中。这种幸运的稳定是第十三章里讨论的各种“偶然”的一个方面。
有一种体积僵持，使宇宙得以避免在它自己的引力下突然崩塌。由于宇宙物质在空间中分布得极广，所以，宇宙发生爆聚时，宇宙间的物质由自由降落到形成大崩塌（假如大崩塌发生的话）所需的时间是上百亿年。还有一种旋转僵持，使星系和行星系稳定下来，不会收缩到它们自己的中心。离心力会来对抗引力向里的拉力。最后，还有核力的僵持，保持了恒星内部的核燃料消耗的速度非常缓慢。
这些僵持并不能世世代代永远持续不已。当僵持的局面维持不下去的时候，便经常爆发激烈的活动。宇宙充满了激烈的活动：恒星发生爆炸，躁动的星系和类星体喷射出巨大的能量，巨大的天体发生可怕的碰撞，天体被引力撕裂，物质在黑洞中被压缩得无影无踪。这一切，都是可怖的激烈活动。然而，物理学家在这些激烈的活动里却看不出有什么恶。在这里能量的肆行无忌造成的宇宙大乱中，大自然可能播下来安宁的种子。构成我们这颗恬静的星系的重元素，就是很久以前在超新星爆炸的大火中创生的。在物理学家看来，激烈活动的现象只是大自然规律的一种特殊的表达方式而已，从道德上讲是没有什么善恶可言的。善恶只能适用于精神，不能适用于物质。
有前面的那些章里，我们涉猎了整个现代物理学。我们为了寻找上帝，探讨了关于空间与时间的新观念，探讨了人们如何重新认识有序和无序，精神与物质。我们所说过的很多东西，无疑会证实某些人的想法，使他们更加坚信科学与宗教是死对头，科学会继续危及大部分宗教教义的基础。很多关于上帝、人以及宇宙本质的宗教观念已被新物理学所破除，否认这个事实是愚蠢的。但是，我们在寻找上帝的过程中，也发现了很多确实的东西。例如，我们知道了宇宙中存在着精神，精神是一种抽象的、整体的组织模式，甚至可以离体存在。于是，还原论者认为我们不过是一堆堆活动的原子的看法就受到了反驳。
然而，我写这本书的意图并不是要为长期悬而未决的宗教问题提供简易的答案。我的目的是扩展对传统的宗教问题的讨论框架。新物理学已经推翻了很多关于空间、时间和物质的常识性概念，因而严肃的宗教思想者不能忽视新物理学。
在本书的开头，我曾声言，与宗教相比，科学能为寻找上帝提供一条更为切实的途径。我深信，只有从各个方面全方位地了解世界，从还原论和整体论的角度，从数学和诗的角度，通过各种力、场、粒子，通过善与恶，全方位地了解世界，我们才能最终了解我们自己，了解我们的家——宇宙背后的意义。
