第1章 宇宙大图景

对我来说，确保你我此刻还活着，就已经足够了。

加夫列尔·加西亚·马尔克斯（Gabriel Garci’a Marquez）

《百年孤独》（One Hundred Years of Solitude，1967年出版）

大多数7岁左右的孩子会问一些令人不安的问题，比如，宇宙会终结吗？我是怎么来到这个世界上的？有些孩子也许会在一只作为宠物的仓鼠死了以后，也开始担心起自己的死亡问题来了。

有些孩子的问题甚至问得更为深入。他们知道自己似乎已经进入一个复杂而又神秘的世界里了，但仍然可以偶尔回忆起在生命的第一年里获得的澄净而欢乐的零星片段。但当他们进入初中和高中被科学老师提供了关于宇宙的标准解释后，那些记忆的片段便被一股脑儿地丢到爪哇国去了。“对存在的解释框架”（The Framework of Existence）已成为学术争论的焦点，或是一个纯粹的哲学问题。成年人有时也会思考这个问题，但问题是，他们的整个宇宙观似乎是混乱的，而且并不是那么令他们自己满意。

宇宙大爆炸模型

在人类发展的长河中，这些问题被一再提出，人们也对其展开了种种探究，特定时期的宇宙观最终也总是会被大众所接受。数个世纪以前，《圣经》（Bible）和教会为宇宙大图景（Big Picture）提供了解释框架。到了19世纪30年代，《圣经》对宇宙的解释在知识界已不再流行，最终取而代之的是宇宙大爆炸模型。根据这一模型，宇宙的形成是从一次突然的大爆炸开始的。这与埃德加·爱伦·坡（Edgar Allan Poe）早在1848年发表的一篇文章中提出的观点颇为相似。

在这个模型中，宇宙被描绘为一种自动运行的机器，是由一些非智慧物质，即没有内在智力的氢和其他元素的原子构成的。宇宙中也不存在任何形式的外在智能法则。更确切地说，像重力、电磁力这些看不见的力，随机性发生作用，并产生我们观察到的一切。原子经过相互之间猛烈的撞击而发生聚变，氢云被压缩成恒星，剩余的环绕着新生恒星运行的密集物质在冷却后形成行星。

宇宙一直被设定为“自动运行”状态，数亿年无生命的时间就这样消逝了，直到有一天，至少在一颗行星上，或者在其他星球上也有可能，生命诞生了。这个过程是如何发生的呢？对我们的科学来说，这仍然是未解之谜。毕竟，虽然我们可以把已知的蛋白质、无机盐、水和其他所有生物体内包含的一切物质放进搅拌机里，无限期地搅拌下去，但生命并不会因此诞生。

酵母菌和艾滋病毒是活的，但它们有意识吗？

如果说生命的起源仍然是一个谜，那么意识就是一个更加难解的谜。我们认为属于生命的任何除了意识之外的特征，如生长和繁殖是一回事，而意识是另外一回事。它们是截然不同的。酵母菌和艾滋病病毒是活的，但它们有意识吗？当黄昏的天空变成深紫色时，是否其他生物都会和人类一样，产生愉悦的感觉？

这个问题已超出了学术研究的范畴。在将近一个世纪的时间里，物理学家已经发现，观察者的意识会影响实验的结果。然而，这一发现带来的仅仅是更强烈的高深莫测、困惑难解之感。

至于意识最初是如何出现的，没有人能够猜得出来，更不消说去证明了。我们想象不出，碳、水或无生命的氢原子结合在一起后，如何获得嗅觉？这个问题显然太令人抓狂了，简直无法回答。哪怕只是提起意识的起源问题，都可能会被贴上“疯子”的标签。尽管《大英百科全书》（Encyclopedia Britannica）前出版商保罗·霍夫曼（Paul Hoffman）称之为“所有科学问题中最深刻的一个”，但是，通常在严肃的场合讨论这个问题听起来非常古怪，而且与气氛不符。尽管如此，我们稍后还是会详细探讨意识的问题。现在，只需了解这一点便足够了：意识的起源问题，绝对像美国新泽西州收费高速公路附近的垃圾填埋场里究竟有多少垃圾一样，笼罩在一片迷雾中。

所以，生命体和无生命物质的有趣结合构成了宇宙的标准模型，两者都是宇宙的组成部分。宇宙学解释道，大约在138亿年前，宇宙从虚无中突然迸发出来，并且直到现在，依然在不断地膨胀之中（如图1-1所示）。

这是每个人都听到过的故事。在全世界的学校里，老师都是这样教学生的。然而，每个人都可以感受到，这种描述是多么空洞，多么令人无法信服的。这不仅是因为在日常生活的经验中，我们不曾观察到小猫或园林工具能从虚无中神奇地诞生，而且还因为这个解释不够深入。简而言之，即使这个故事是真实的，“神奇物化”的过程还是无法得到解释。

所以，还是让我们后退一步，对我们的已知和未知保持严肃的诚实。我们可以从毫无争议的真理开始，就像勒内·笛卡尔（Rene Descartes）说“我思故我在”时所做的那样。科学告诉我们，人类是46.5亿年前在第三代恒星附近的一个行星里诞生的最古老的原核生物的后裔。对现代社会中的许多人来说，这似乎已是确凿的事实。但是，我们还可以从一个更加不容置辩的起点开始：在一个我们称之为“宇宙”的无意识的母体中，我们发现自己是有意识的。

新奇宇宙模型走入死胡同

我们一直在努力找寻对“存在”的理解并试图弄清楚其来龙去脉，当发现神学不能合理解释时，我们就会转向科学。但科研人员再次阐述道，宇宙是通过某一未知的过程从虚无中迸发出来的。对于生命的起源问题，他们能够给出的解释同样令人费解。比如，生命体现个体意识，而意识本身是神秘的。这就是科学对正在发生的事情所做出的解释。所以这也难怪在很多地方，人们觉得此类解释并不比过去神学的解释高明多少。

此处并没有任何指责科学的意思。在天文望远镜的视域范围内，我们只能观察到远低于百万亿分之一的宇宙。甚至这也只是宇宙实际大小的一小部分，因为宇宙的大部分还是未知的，我们获取的样本大小是如此微不足道的。此外，越来越多的证据表明，宇宙的空间可能是无限的 （更多内容请参阅第18章）。这意味着宇宙的“库存”清单也是无限的。在这种情况下，视域范围内的一切相对于整个宇宙来说，实际上就是无限接近于零，就像任何数字除以无穷大一样，结果都会接近于零。问题在于，诚实地说，我们目前掌握的数据太微不足道了，不允许我们进行有效的概括；样本也太小，根本不值得我们信赖。

可悲的是，这一事实很少（如果有过的话）被承认，特别是在电视的科学频道上。如果承认某一观点缺乏证据，就会因为得不到商业赞助而导致节目“死气沉沉”。

然而，事实上，最近我们发现，宇宙的大部分是由暗物质构成的，但我们不知道暗物质是什么。之后，我们又发现，宇宙中充满了暗能量，但我们也不知道暗能量是什么。暗能量的存在之所以被提出，是因为在1998年，我们发现，通常认为的以逐渐放慢的速度膨胀着的宇宙，事实上正在不可思议地加速膨胀。很显然，暗能量似乎具有某种类似于反引力的作用，不断将宇宙推向更远处，从而促使宇宙加速膨胀。

我们也不清楚，生命的自我复制究竟是如何开始的。再者，我们发现自己身处一个对生命来说恰到好处的宇宙。但除了假定我们是无限的广袤的宇宙中的幸运儿之外，我们并不清楚个中原委。

鉴于确凿数据的严重缺乏，宇宙学家试图通过对宇宙起始条件和中间事件的猜测来增强模型的可信度。如果人们压根不把这些模型当回事，或者将之仅视为初始模型，问题就依然不能得到解决。

21世纪初，那些充斥着新奇概念的宇宙模型，即使在缺乏证据支持的情况下仍然试图描绘宇宙的大图景。科学地讲，宇宙弦和宇宙膜之类的概念是无法验证的，它们既不能被证实，亦无法被证伪。几乎可以肯定的是，在我们的有生之年，它们会被摒弃或遭到大幅度修改，取而代之的是其他最终也会被摒弃的模型，正如1998年的“宇宙加速膨胀”理论取代1997年的“宇宙减缓膨胀”理论一样。

因此，对于7岁孩童提出的问题，如果我们足够诚实地回答，就等于承认了当前的科学尚无法解释关于“存在”方面的最简单的问题。真实的情况是，当宇宙学家谈到“2.73K宇宙微波背景辐射”和“138亿年前的大爆炸”时，那些带有小数点的看似精确的数字，营造出了十分逼真的可信度。而后，人们反复陈述这些模型，这种重复本身强化了模型的真实感，但这并不意味着，它们就是无可置辩的真实存在。

令人高兴的是，以上所有针对现有描述的悲观回顾似乎并非故事的结局。这实际上仅仅是一个开端，因为存在可以解释这一切的备选模型。

对宇宙图景更清晰的描绘

现代宇宙学在尝试解释宇宙时一直存在着古怪的疏忽：人们谨慎地将生命体与宇宙的其他部分割裂开来。这是对生命和宇宙其他部分的割裂。这迫使我们接受二分法。因而，备选模型是必要的。

在世界的此处，存在着具有生命的我们。同时，我们也是周围一切的感知者。在世界的彼处，则潜藏着完全沉默的宇宙，并通过随机过程封闭着自己。

但如果二者存在联系，会怎样？如果整个无知觉的模型，因为把所有东西放在一起而突然有了意义，又会怎样？如果宇宙-大自然和感知者并不是独立的实体，会怎样？要是一加一等于……一！又会怎样？实际上，如果20世纪的科学发现能够将我们导向这个方向，而我们也能以足够豁达的心态接纳这一新思想的话，一切又会怎样？

事实上，线索源源不断地涌来。2015年2月，《纽约时报》刊载了一篇题为《量子之奇异性》（Quantum Weirdness）的文章，其副标题为：新的实验证实，大自然既不在此处，也不在彼处。然而，无论是显然迷惑不解的作者，还是各位读者，多半会对自己笑笑说：当然了，这是因为大自然确实既在此处又在彼处！但当你试图把它只定位在其中一处时，最终得到的只能是悖论和不合逻辑的结论。

几乎在1个世纪以前，量子理论就已发现，意识和粒子的状态之间存在着联系。然而我们要么忽视了这一点，要么提出了各种令人眼花缭乱的解释，这其中就包括对无限数量的平行宇宙的解释。

实际上，探究真实所在是一种快乐的体验。这需要我们沿着21世纪最有趣的科学概念在如同迷宫般的走廊中漫步，并重新检视已有的概念，以探究那些令人震惊的问题（比如时间和空间、大脑是如何工作的之类的问题）。即使那仅仅是一次漫无目的的消遣，或者一次周末的闲逛，也一定会是愉快的旅行。

不过，就像我们将会看到的那样，无论是对宇宙图景试图进行更清晰地描绘的过程，还是这一旅程的目的地本身，都会令人大开眼界，并充满乐趣。