Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 偶然还是设计?
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed May 14 11:59:59 2003) , 转信

发信站 珞珈山水

偶然还是设计？　

　　我们在这世界上所看到的这一切秩序，这一切美，又是从哪里来的呢？

艾萨克·牛顿

　　人类终于知道了，他们在这广漠无垠、没有感觉的宇宙中是孤立无援的……他们的命

运、他们的义务都没有被明文规定下来。

《偶然与必然》雅克·莫诺

　　威廉·佩利（1743—1805）在其《自然神学》一书中说的下面的话，是上帝存在的最

有力的论证之一：

　　走过一块荒地时，设若我的脚碰上了一块石头，有人问我那石头是怎么到那里去的，

我很可能回答说，那石头一直就在那里，因为我不知道它曾不在那里。要证明这样的回答

是荒谬的，这可不是件很容易的事。但是，设若我在地上发现一只表，有人问我表是怎么

到那里去的，我就几乎不会用前面的答话来回答这一次的问题，我不会说，据我所知，表

可能一直就在那里。可是，为什么仅因为一个是石头，一个是表，回答就该是两样呢？①



　　表的构造精微复杂，各个部件衔接精确。它不容置疑地显示了人的设计。即使一个从

未见过表的人见了表之后，也会得出结论说，这种机械装置是一个有智慧的人为了一定的

目的而设计出来的。佩利接着论证道，就其构造和复杂性而言，宇宙就象一只表，只不过

比表大得多罢了。因而，肯定是有一位宇宙设计者为了某一目的把世界安排成这样——“

大自然的构造，就复杂性，就结构的精巧而言，超过了人工的构造。”

　　宇宙出自设计这样的论证于是跟目的论挂上了钩。因为目的论就是认为宇宙是按照定

好的程序向着某个最终的目的演化的。

　　目的论在其最广泛的形式中包含了质朴的秩序和复杂的秩序。目的论是一种古老的观

念。阿奎那曾经写道：“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……这就表明，它们确实趋向一个目的

，而不是偶然地碰上目的。”尽管阿奎那对物理基本定律的数学质朴性一无所知，但他点

出了物体遵从秩序的规律这一引人注目的事实，并以之作为设计者上帝存在的证明。

　　目的论曾受到激烈的攻击，以致现在神学家们也对目的论怀有戒心。然而，一些现代

人倒为目的论作辩护。斯温伯恩写道：“宇宙中存在着秩序，这就显然地增加了上帝存在

的可能性。”②但是，斯温伯恩立论的基础是质朴的秩序，而不是复杂的秩序。复杂的大

自然的结构证明有一个宇宙的设计者存在，这种论点似乎已经声名狼藉了。

　　这种论点之所以声名狼藉，主要是因为很多显示出复杂秩序的系统实际上可被解释为

是由完全普通的自然作用所造成的最终结果。当然，这并不是说，一切有序系统都是自然

地产生的，但这也的确使我们小心起来，不能仅仅因为看到某种事物很复杂，不象是偶然

产生的，就推论说存在着一个设计者。我们也必须了解一些复杂的秩序得以产生的过程。



　　随着查尔斯·达尔文《物种起源》一书的出版，目的论与反目的论的两派重大冲突就

产生了。生物的精巧组织似乎最充分地显明了一个超自然的设计者的存在，而生物学以及

地质学则为生物的所有的不寻常的特性提供了充足的解释。现在，科学家和神学家实际都

一致认为，生物界的秩序的演化，是由突变和自然选择造成的。尽管达尔文最初的理论到

现在也没有完善，但进化的基本原理和机制则没有人去认真地怀疑了。

　　达尔文的进化论的主要论点是偶然性。突变是由纯粹的偶然造成的，由于生物特性中

发生的这些完全随机的变化，大自然就有了广阔的选择范围，可以根据适应性以及优越性

进行选择。这样，大量的小偶然变易积累起来，就产生了复杂的有组织的结构。这种趋势

所引起的相应的有序的增长（熵的降低）是以更大量的有害突变为代价的。通过自然选择

，有害的突变被除去了。因而，生物的进化与热力学第二定律并不矛盾。今天的美妙的生

物是靠着遗传灾难作铺垫发展起来的。

　　不管人们是否准备承认达尔文提出的进化论机制是完善的，但不可否认的是，突变和

自然选择肯定是促成生物秩序发展的一个主要因素。物质系统可以自发地组织起来，形成

错综的复杂性，这一至关重要的原理是一个经验的事实。在第五章我们曾看到过，近年来

　　这种论点之所以声名狼藉，主要是因为很多显示出复杂秩序的系统实际上可被解释为

是由完全普通的自然作用所造成的最终结果。当然，这并不是说，一切有序系统都是自然

地产生的，但这也的确使我们小心起来，不能仅仅因为看到某种事物很复杂，不象是偶然

产生的，就推论说存在着一个设计者。我们也必须了解一些复杂的秩序得以产生的过程。



　　随着查尔斯·达尔文《物种起源》一书的出版，目的论与反目的论的两派重大冲突就

产生了。生物的精巧组织似乎最充分地显明了一个超自然的设计者的存在，而生物学以及

地质学则为生物的所有的不寻常的特性提供了充足的解释。现在，科学家和神学家实际都

一致认为，生物界的秩序的演化，是由突变和自然选择造成的。尽管达尔文最初的理论到

现在也没有完善，但进化的基本原理和机制则没有人去认真地怀疑了。

　　达尔文的进化论的主要论点是偶然性。突变是由纯粹的偶然造成的，由于生物特性中

发生的这些完全随机的变化，大自然就有了广阔的选择范围，可以根据适应性以及优越性

进行选择。这样，大量的小偶然变易积累起来，就产生了复杂的有组织的结构。这种趋势

所引起的相应的有序的增长（熵的降低）是以更大量的有害突变为代价的。通过自然选择

，有害的突变被除去了。因而，生物的进化与热力学第二定律并不矛盾。今天的美妙的生

物是靠着遗传灾难作铺垫发展起来的。

　　不管人们是否准备承认达尔文提出的进化论机制是完善的，但不可否认的是，突变和

自然选择肯定是促成生物秩序发展的一个主要因素。物质系统可以自发地组织起来，形成

错综的复杂性，这一至关重要的原理是一个经验的事实。在第五章我们曾看到过，近年来

物理学家和化学家如何在实验室里研究较简单的自组织的例子。实际上，这些研究变得如

此重要，以致人们造出一个新词——协同学——来描述这些研究。所得出的结论必然是，

一个系统当中所存在的秩序，不管多么引人注目，多么复杂，其本身并不能证明它必定是

一个设计者创造出来的。秩序可以而且也确实自发地产生。

　　然而，这些意见仍没有解决一个重要的问题。尽管只要在其他地方产生代偿性的无序

，秩序的自发产生就不会与热力学第二定律相矛盾，然而，假如宇宙作为一个整体在开始

时没有相当的负熵储备，显然根本不可能存在任何秩序。假如总体的无序根据热力学第二

定律一直是在增加，那么，在我们看来，宇宙创生时必定是有序的。这，难道不是为一个

创世主——设计者的存在提供了一个强有力的证据吗？因为即使自然的过程可以产生出局

部的秩序，但首先仍是需要先有些负熵来驱动这些自然的过程。不错，负熵的存在充其量

只能证明有一个代理设计者，即一位创造者给大自然这部机器输满了能量，然后由它自己

随便产生出什么结构来。但是，这样的说法仍是牵涉达到惊人程度的超自然的灵巧。其原

因说明如下。

　　熵，即无序，是与概率和排列的概念密切相关的。一个高熵或无序的系统可能是很多

原因的结果。例如，我们可以考虑一下一箱处于平衡状态的气体的情况。箱内的气体现在

温度一致，密度一致，达到了最高熵的状态。在这种情况下，气体的所有的分子可以以极

多的方式重新排列（例如，把分子挪到不同的位置
　　不管人们是否准备承认达尔文提出的进化论机制是完善的，但不可否认的是，突变和

自然选择肯定是促成生物秩序发展的一个主要因素。物质系统可以自发地组织起来，形成

错综的复杂性，这一至关重要的原理是一个经验的事实。在第五章我们曾看到过，近年来

物理学家和化学家如何在实验室里研究较简单的自组织的例子。实际上，这些研究变得如

此重要，以致人们造出一个新词——协同学——来描述这些研究。所得出的结论必然是，

一个系统当中所存在的秩序，不管多么引人注目，多么复杂，其本身并不能证明它必定是

一个设计者创造出来的。秩序可以而且也确实自发地产生。

　　然而，这些意见仍没有解决一个重要的问题。尽管只要在其他地方产生代偿性的无序

，秩序的自发产生就不会与热力学第二定律相矛盾，然而，假如宇宙作为一个整体在开始

时没有相当的负熵储备，显然根本不可能存在任何秩序。假如总体的无序根据热力学第二

定律一直是在增加，那么，在我们看来，宇宙创生时必定是有序的。这，难道不是为一个

创世主——设计者的存在提供了一个强有力的证据吗？因为即使自然的过程可以产生出局

部的秩序，但首先仍是需要先有些负熵来驱动这些自然的过程。不错，负熵的存在充其量

只能证明有一个代理设计者，即一位创造者给大自然这部机器输满了能量，然后由它自己

随便产生出什么结构来。但是，这样的说法仍是牵涉达到惊人程度的超自然的灵巧。其原

因说明如下。

　　熵，即无序，是与概率和排列的概念密切相关的。一个高熵或无序的系统可能是很多

原因的结果。例如，我们可以考虑一下一箱处于平衡状态的气体的情况。箱内的气体现在

温度一致，密度一致，达到了最高熵的状态。在这种情况下，气体的所有的分子可以以极

多的方式重新排列（例如，把分子挪到不同的位置上，或改变它们的运动速度）而不影响

气体的大体性质。另一方面，我们再考虑一下低熵状态。我们所考虑的低熵气体分子或以

平行的轨道运动，或是都挤在箱子的一边。这些有序的分子排列构型对任何细微的分子重

新排列都极其敏感。分子重排列的方式数目极大，但排列出这种有序构型的方式数目却很

小。这也就是说，有序（低熵）的状态是高度不可几的，不稳定的。低熵状态要求数目庞

大的个体分子进行细致的合作。而处于无序（高熵）状态的分子则可以撇开其他的分子不

管，胡乱地运动。

　　例如现在让你随意挑一种分子排列，那么，极有可能的是，你挑的是具有最高熵的排

列。原因很简单，因为可能的无序排列要比有序排列多得多。这颇似一个猴子在乱弹琴，

它弹出一首名曲的可能性比弹出不成曲调的一串噪音的可能性要小得多。数学研究表明，

有序状态对重新排列的敏感性是呈指数关系的。这就是说，进行一次随机的选择而导致有

序状态的几率，随着负熵程序的增长而呈现指数下降。指数关系的特色是其迅速的增长或

降低。例如，一些以指数关系增长的生物每隔一段时间数目就会加倍：1，2，4，8，16，

32…。

　　指数因素的存在意味着随机发生有序状态的可能性极小。例如，一个箱子里的1升空气

自发地全跑到箱子的一头的几率是101020。这个数字代表的是1后面有100,000,000,000,0

00,000,000个零！这样的数字说明，从数目庞大的各种可能的状态中挑选出低熵状态（有

序状态）必定要多么细心。

　　这个谜在宇宙学中的意义是这样的：假如宇宙的创生纯属偶然，那么，宇宙中包含任

何可观的秩序的可能性便小得不成样子。假如大爆炸只是个随机事件，那么，可能性极大

的情况（用“极大”一词极不够份量）似乎就是，随大爆炸产生的宇宙物质将会处于热平

衡状态之中，熵值极大，有序程度为零。而事实显然并分子排列构型对任何细微的分子重

新排列都极其敏感。分子重排列的方式数目极大，但排列出这种有序构型的方式数目却很

小。这也就是说，有序（低熵）的状态是高度不可几的，不稳定的。低熵状态要求数目庞

大的个体分子进行细致的合作。而处于无序（高熵）状态的分子则可以撇开其他的分子不

管，胡乱地运动。

　　例如现在让你随意挑一种分子排列，那么，极有可能的是，你挑的是具有最高熵的排

列。原因很简单，因为可能的无序排列要比有序排列多得多。这颇似一个猴子在乱弹琴，

它弹出一首名曲的可能性比弹出不成曲调的一串噪音的可能性要小得多。数学研究表明，

有序状态对重新排列的敏感性是呈指数关系的。这就是说，进行一次随机的选择而导致有

序状态的几率，随着负熵程序的增长而呈现指数下降。指数关系的特色是其迅速的增长或

降低。例如，一些以指数关系增长的生物每隔一段时间数目就会加倍：1，2，4，8，16，

32…。

　　指数因素的存在意味着随机发生有序状态的可能性极小。例如，一个箱子里的1升空气

自发地全跑到箱子的一头的几率是101020。这个数字代表的是1后面有100,000,000,000,0

00,000,000个零！这样的数字说明，从数目庞大的各种可能的状态中挑选出低熵状态（有

序状态）必定要多么细心。

　　这个谜在宇宙学中的意义是这样的：假如宇宙的创生纯属偶然，那么，宇宙中包含任

何可观的秩序的可能性便小得不成样子。假如大爆炸只是个随机事件，那么，可能性极大

的情况（用“极大”一词极不够份量）似乎就是，随大爆炸产生的宇宙物质将会处于热平

衡状态之中，熵值极大，有序程度为零。而事实显然并非如此，于是，人们就很难回避这

一结论：宇宙的实际状态是不知用什么方法从数目庞大的可能的状态中“挑选”出来的，

因为这些数目庞大的可能的状态除数目极小的一部分之外是完全无序的。假如宇宙这种极

不可能的有序的初始状态被选出来了，这岂不就是说当初必定有一个挑选者或设计者进行

了“挑选”吗？

　　这里可以用一个形象进行说明。有个造物主带有一根别针。他前面摆着一大串各种宇

宙供他挑选，其中每种宇宙都以其初始状态作其标记。假如这位造物主把别针胡乱别在一

个宇宙上，就这样挑出一个宇宙，那么，极有可能的是，他所选择的宇宙是高度无序的，

没有可观的结构或组织。事实上，这位造物主若想发现一个有序的宇宙，就必须在一大堆

“模型”中进行搜索，而这些“模型”的数目又如此之大，以致在一张大如可见的宇宙的

纸张上也写不下来。

　　宇宙是如何进入其低熵状态的？这个谜牵动了好几代物理学家和宇宙学家的想象力，

他们当中很多人一直不愿意求助于上帝的选择来解决这一问题。统计热力学的先驱路德维

希·波尔兹曼宁愿认为是盲目的机缘使宇宙进入了低熵的状态。他认为，宇宙的有序状态

是由一些对平衡状态的偏离之间的协作造成的。这些偏离十分罕见，罕见得无法想象。他

立论的基础是这一事实：即使是在平衡的状态中，气体分子也不是安然不动的，而是不停

地以一种随机的方式四处冲撞。可以时时发现，一些分子由于纯粹的巧合而处于无意的合

作状态之中，在一个极短的时间里，浑沌的大洋里会出现一小块有序的飞地。加倍放大时

间尺度，人们便可以相信更大的协作区域将会偶然地最终出现。假如给宇宙足够的试极大

的情况（用“极大”一词极不够份量）似乎就是，随大爆炸产生的宇宙物质将会处于热平

衡状态之中，熵值极大，有序程度为零。而事实显然并非如此，于是，人们就很难回避这

一结论：宇宙的实际状态是不知用什么方法从数目庞大的可能的状态中“挑选”出来的，

因为这些数目庞大的可能的状态除数目极小的一部分之外是完全无序的。假如宇宙这种极

不可能的有序的初始状态被选出来了，这岂不就是说当初必定有一个挑选者或设计者进行

了“挑选”吗？

　　这里可以用一个形象进行说明。有个造物主带有一根别针。他前面摆着一大串各种宇

宙供他挑选，其中每种宇宙都以其初始状态作其标记。假如这位造物主把别针胡乱别在一

个宇宙上，就这样挑出一个宇宙，那么，极有可能的是，他所选择的宇宙是高度无序的，

没有可观的结构或组织。事实上，这位造物主若想发现一个有序的宇宙，就必须在一大堆

“模型”中进行搜索，而这些“模型”的数目又如此之大，以致在一张大如可见的宇宙的

纸张上也写不下来。

　　宇宙是如何进入其低熵状态的？这个谜牵动了好几代物理学家和宇宙学家的想象力，

他们当中很多人一直不愿意求助于上帝的选择来解决这一问题。统计热力学的先驱路德维

希·波尔兹曼宁愿认为是盲目的机缘使宇宙进入了低熵的状态。他认为，宇宙的有序状态

是由一些对平衡状态的偏离之间的协作造成的。这些偏离十分罕见，罕见得无法想象。他

立论的基础是这一事实：即使是在平衡的状态中，气体分子也不是安然不动的，而是不停

地以一种随机的方式四处冲撞。可以时时发现，一些分子由于纯粹的巧合而处于无意的合

作状态之中，在一个极短的时间里，浑沌的大洋里会出现一小块有序的飞地。加倍放大时

间尺度，人们便可以相信更大的协作区域将会偶然地最终出现。假如给宇宙足够的时间，

那么，人们就可以设想迟早会偶然地形成所有的恒星，所有的星系。出现这种不可能得近

乎荒唐的事件所需的时间长得不可想象（至少得要101080年），不过这没有什么要紧的，

假如人们愿意相信宇宙的年龄无限的话。
，只要宇宙存在，就不必对它特有的结构感到惊奇，因为它就是这个样子。

　　有一个与此相关的问题是，至少按一种概念看来，概率从定义上讲是与试验的集合相

关的。例如，所谓掷骰子掷出“2”来的概率是6分之1，就是说掷过很多很多次后；得“2

”的次数差不多是掷的总次数的6分之1。试验的次数越大，得2的次数与掷的总次数的比例

就越接近6分之1这个值。至少，我们就概率所进行的讨论的主题肯定是由一些相似的东西

构成的集合的一个成员。例如，骰子的一个面有5个邻面，海边的那块卵石有几百万个面。

那么，假如宇宙只有一个，我们来讨论它的可能性又能有什么意义呢？

　　不过，上面所说的推论不能完全令人信服。假如拣到的那块卵石是完全规则的球形，

那么，即使事先没有说好其球形的性质，我们也有理由感到惊奇。因为球形是一种很特殊

的形状，它有一个特点，即具有高度的数学规则性。随机地选到一个完全是圆球形的卵石

，即使是在事后，也会被认为是罕见的，是应当进行某种解释的。同样，一个适于人类居

住的宇宙，对我们这些在绝大多数其他可能的宇宙中不存在的人类来说具有一种特殊的意

义：其他可能的宇宙是不能住人的。

　　对此，持“理所当然”观点的人回答道，假如宇宙当初不是现在这个样子的话，我们

也就不会在这里大发惊奇之语了。实际上，任何一个智能生物可在其中提出哲学问题和数

学问题的宇宙，不管从演绎的角度看是多么地罕见，也必定是一种我们所观测到的宇宙。

换言之，持“理所佃想迟早会偶然地形成所有的恒星，所有的星系。出现这种不可能得近

乎荒唐的事件所需的时间长得不可想象（至少得要101080年），不过这没有什么要紧的，

假如人们愿意相信宇宙的年龄无限的话。
，只要宇宙存在，就不必对它特有的结构感到惊奇，因为它就是这个样子。

　　有一个与此相关的问题是，至少按一种概念看来，概率从定义上讲是与试验的集合相

关的。例如，所谓掷骰子掷出“2”来的概率是6分之1，就是说掷过很多很多次后；得“2

”的次数差不多是掷的总次数的6分之1。试验的次数越大，得2的次数与掷的总次数的比例

就越接近6分之1这个值。至少，我们就概率所进行的讨论的主题肯定是由一些相似的东西

构成的集合的一个成员。例如，骰子的一个面有5个邻面，海边的那块卵石有几百万个面。

那么，假如宇宙只有一个，我们来讨论它的可能性又能有什么意义呢？

　　不过，上面所说的推论不能完全令人信服。假如拣到的那块卵石是完全规则的球形，

那么，即使事先没有说好其球形的性质，我们也有理由感到惊奇。因为球形是一种很特殊

的形状，它有一个特点，即具有高度的数学规则性。随机地选到一个完全是圆球形的卵石

，即使是在事后，也会被认为是罕见的，是应当进行某种解释的。同样，一个适于人类居

住的宇宙，对我们这些在绝大多数其他可能的宇宙中不存在的人类来说具有一种特殊的意

义：其他可能的宇宙是不能住人的。

　　对此，持“理所当然”观点的人回答道，假如宇宙当初不是现在这个样子的话，我们

也就不会在这里大发惊奇之语了。实际上，任何一个智能生物可在其中提出哲学问题和数

学问题的宇宙，不管从演绎的角度看是多么地罕见，也必定是一种我们所观测到的宇宙。

换言之，持“理所当然”观点的人认为，我们所感知的高度有序的宇宙并没有什么不同寻

常，并不神秘，因为假如它不是现在这个样子的话，我们就不可能（明确地）感知它。

能的安排。尽管在这集合中的绝大部分宇宙不适于生命存在，而且很接近最大熵的完全混

沌的状态（即热力学平衡），然而，在数目极少的宇宙中，偶然地出现了合适的条件，于

是生命发展了起来。显然，生物将要感知到的只能是这些偶然的宇宙，而且，这些生物还

要写一些书，大谈他们所居住的世界多么不可思议。

　　上面所提到过的波尔兹曼的假说，在逻辑上是与多宇宙理论一致的。波尔兹曼假说中

的宇宙是相继发生的，但宇宙获得组织的各个阶段之间有巨大的时间间隔，以致这些阶段

在物理上几乎是互不相连的。现代有人修改了波尔兹曼的宇宙相继发生说，提出了振荡宇

宙理论。我们以后就会看到（第十五章），现今的宇宙膨胀可能不会无限地进行下去。假

如果真如此，那么，宇宙最终会开始收缩；于是就会出现人们所说的“大崩塌”这样的巨

大灾变。有些物理学家推测，宇宙高度收缩之后，并不会缩为看不见的时空奇点，而会在

高度质密的状态下“反弹”，从而又开始新一轮的膨胀和收缩。如此看来，宇宙就是这样

永无尽期地反反复复，一时“大崩塌”，一时再膨胀，进入低密度状态，颇象是一个不停

地充气又泄气的气球。

　　振荡宇宙是一种年龄无限的宇宙，因而也面临我们在第二章里所讨论的年龄无限长的

宇宙所具有的物理难题。然而，围绕着极度塌缩状态这种物理现象的一切不确定的因素拓

宽了物理学家们的推测范围。惠勒提出，“大崩塌”具有“重新处理”宇宙的作用。他的

意思是，宇宙每一轮新的膨胀和收缩都是一种“见，也必定是一种我们所观测到的宇宙。

换言之，持“理所当然”观点的人认为，我们所感知的高度有序的宇宙并没有什么不同寻

常，并不神秘，因为假如它不是现在这个样子的话，我们就不可能（明确地）感知它。

能的安排。尽管在这集合中的绝大部分宇宙不适于生命存在，而且很接近最大熵的完全混

沌的状态（即热力学平衡），然而，在数目极少的宇宙中，偶然地出现了合适的条件，于

是生命发展了起来。显然，生物将要感知到的只能是这些偶然的宇宙，而且，这些生物还

要写一些书，大谈他们所居住的世界多么不可思议。

　　上面所提到过的波尔兹曼的假说，在逻辑上是与多宇宙理论一致的。波尔兹曼假说中

的宇宙是相继发生的，但宇宙获得组织的各个阶段之间有巨大的时间间隔，以致这些阶段

在物理上几乎是互不相连的。现代有人修改了波尔兹曼的宇宙相继发生说，提出了振荡宇

宙理论。我们以后就会看到（第十五章），现今的宇宙膨胀可能不会无限地进行下去。假

如果真如此，那么，宇宙最终会开始收缩；于是就会出现人们所说的“大崩塌”这样的巨

大灾变。有些物理学家推测，宇宙高度收缩之后，并不会缩为看不见的时空奇点，而会在

高度质密的状态下“反弹”，从而又开始新一轮的膨胀和收缩。如此看来，宇宙就是这样

永无尽期地反反复复，一时“大崩塌”，一时再膨胀，进入低密度状态，颇象是一个不停

地充气又泄气的气球。

　　振荡宇宙是一种年龄无限的宇宙，因而也面临我们在第二章里所讨论的年龄无限长的

宇宙所具有的物理难题。然而，围绕着极度塌缩状态这种物理现象的一切不确定的因素拓

宽了物理学家们的推测范围。惠勒提出，“大崩塌”具有“重新处理”宇宙的作用。他的

意思是，宇宙每一轮新的膨胀和收缩都是一种“新交易”，宇宙所有的物理条件在这交易

中被随机地重新凑起来。现在没有谁试图解释这样的事怎么会发生，但假如真有这样的事

发生，那么，经过足够多的次数的膨胀收缩之后，宇宙就会经历一遍所有的可能性——当

然，所谓足够多的次数必须是一个很大的天文数字。于是，我们再次发现，在一轮又一轮

在是必需的，于是，它一下子就算是得到解释了。

　　人择原理所受到的另一个驳难是，它似乎是与奥科姆剃刀原理正相反。因为根据奥氏

原理，在一套可能的解释中，最有道理的是那个包含的原理最简单而且假设又最少的解释

。求助于无限多的宇宙来解释一个宇宙显然是太过分了，过分到宇宙规模上了，且不说那

无限多的其他宇宙除了极少数以外都从未被观察到（或许只被上帝观察到了）。持人择原

理观点的人反驳道：“根本没这回事。埃弗列特的量子论解释或许牵涉的宇宙是多一些，

但在认识论上是极其简洁的。想一想吧，对量子测量问题的其他解释是多么牵强，多么没

有道理。而在多宇宙理论中，解释只是来自形式主义，不需要另外的形而上的假说。”


　　然而，持多宇宙理论的人承认，他们的理论中的“其他的世界”甚至在原则上也永远

不可能被观察。在分岔的量子世界之间往来是不可能的。而且，无限多的或振荡的典型宇

宙中有序的区域彼此间间隔着如此之大的空间或时间，以致没有哪个观察者能从经验上证

实或否证多宇宙的存在。人们难以明白，这样一个纯粹的理论框架怎么能在科学的意义上

被用作一个自然的特征的解释。当然，人们或许会觉得，比起相信一个无限的神明来，相

信宇宙的数目无限要容易一些，但这样的信念只能以信仰而不是以观察为基础。

　　弱人择原理和强人择原理二者的科学基础也受到了质疑。整个的人择原理的基础是概

率的概念，然而有人也利用概率的概念来反驳它。这里的问题涉及小起伏对大有这样的事

发生，那么，经过足够多的次数的膨胀收缩之后，宇宙就会经历一遍所有的可能性——当

然，所谓足够多的次数必须是一个很大的天文数字。于是，我们再次发现，在一轮又一轮

在是必需的，于是，它一下子就算是得到解释了。

　　人择原理所受到的另一个驳难是，它似乎是与奥科姆剃刀原理正相反。因为根据奥氏

原理，在一套可能的解释中，最有道理的是那个包含的原理最简单而且假设又最少的解释

。求助于无限多的宇宙来解释一个宇宙显然是太过分了，过分到宇宙规模上了，且不说那

无限多的其他宇宙除了极少数以外都从未被观察到（或许只被上帝观察到了）。持人择原

理观点的人反驳道：“根本没这回事。埃弗列特的量子论解释或许牵涉的宇宙是多一些，

但在认识论上是极其简洁的。想一想吧，对量子测量问题的其他解释是多么牵强，多么没

有道理。而在多宇宙理论中，解释只是来自形式主义，不需要另外的形而上的假说。”


　　然而，持多宇宙理论的人承认，他们的理论中的“其他的世界”甚至在原则上也永远

不可能被观察。在分岔的量子世界之间往来是不可能的。而且，无限多的或振荡的典型宇

宙中有序的区域彼此间间隔着如此之大的空间或时间，以致没有哪个观察者能从经验上证

实或否证多宇宙的存在。人们难以明白，这样一个纯粹的理论框架怎么能在科学的意义上

被用作一个自然的特征的解释。当然，人们或许会觉得，比起相信一个无限的神明来，相

信宇宙的数目无限要容易一些，但这样的信念只能以信仰而不是以观察为基础。

　　弱人择原理和强人择原理二者的科学基础也受到了质疑。整个的人择原理的基础是概

率的概念，然而有人也利用概率的概念来反驳它。这里的问题涉及小起伏对大起伏的相对

可能性。我们可以再想一想那个乱弹琴的黑猩猩。那黑猩猩乱弹过的长时间之后，我们有

理由期望听到一个熟悉的曲调的一串3个或4个音符。假如要想听到黑猩猩弹出有6个音符的


　　对宇宙秩序的起源之谜，第三个反应是有人试图证明，宇宙的秩序是通过自然的物理

过程从起始的混沌状态中产生出来的（这里所说的“自然的物理过程”不仅是罕见得不可

想象的起伏）。（在第四章里，我们详细地讨论了这种理论，所以在这里只作一个简短的

总结。）乍看之下，这种理论似乎注定要失败。热力学第二定律岂不是说了吗，秩序能走

向混沌，而混沌则不能走向秩序（这里暂且不谈偏离平衡态的起伏）？

　　事实的确如此，但我们还得把热力学第二定律搞得细一点。严格地说，热力学第二定

律只是为应用于完全封闭的系统而提出的。显然，任何一部分宇宙，不管有多大，也不是

封闭的，因为它与周围的那些部分的宇宙有接触。更为重要的是，整个宇宙都在膨胀，这

是大家都知道的。而膨胀这种外在的扰动会造成完全出人意料的情况。

　　这里可以举一个很好的类比。设有一个普通的汽油发动机上的活塞和汽缸，一种气体

被活塞堵在汽缸中。假如活塞处于静止状态，该气体便处于平衡状态，在汽缸中各处的温

度和压力都是一致的。这是一种熵值最大的状态。在这种情况下，我们不能期望汽缸中的

气体会进一步发生变化：该气体没有任何有序的结构或有组织的行为。假设现在活塞被猛

然提起，使气体膨胀，那么，这种气体便立刻不再到处都有同样的温度和压力了。靠近退

去的活塞处的气体密度变小了，因为它的空间大了。当气体流向这一空间时，便发生了湍

流。假如活塞又被推回来，推到起始的位置上，气体就又会静下来，进入新的热平衡状态

，但由于这种扰动，熵会增大。当活塞运动时，疲这里的问题涉及小起伏对大起伏的相对

可能性。我们可以再想一想那个乱弹琴的黑猩猩。那黑猩猩乱弹过的长时间之后，我们有

理由期望听到一个熟悉的曲调的一串3个或4个音符。假如要想听到黑猩猩弹出有6个音符的


　　对宇宙秩序的起源之谜，第三个反应是有人试图证明，宇宙的秩序是通过自然的物理

过程从起始的混沌状态中产生出来的（这里所说的“自然的物理过程”不仅是罕见得不可

想象的起伏）。（在第四章里，我们详细地讨论了这种理论，所以在这里只作一个简短的

总结。）乍看之下，这种理论似乎注定要失败。热力学第二定律岂不是说了吗，秩序能走

向混沌，而混沌则不能走向秩序（这里暂且不谈偏离平衡态的起伏）？

　　事实的确如此，但我们还得把热力学第二定律搞得细一点。严格地说，热力学第二定

律只是为应用于完全封闭的系统而提出的。显然，任何一部分宇宙，不管有多大，也不是

封闭的，因为它与周围的那些部分的宇宙有接触。更为重要的是，整个宇宙都在膨胀，这

是大家都知道的。而膨胀这种外在的扰动会造成完全出人意料的情况。

　　这里可以举一个很好的类比。设有一个普通的汽油发动机上的活塞和汽缸，一种气体

被活塞堵在汽缸中。假如活塞处于静止状态，该气体便处于平衡状态，在汽缸中各处的温

度和压力都是一致的。这是一种熵值最大的状态。在这种情况下，我们不能期望汽缸中的

气体会进一步发生变化：该气体没有任何有序的结构或有组织的行为。假设现在活塞被猛

然提起，使气体膨胀，那么，这种气体便立刻不再到处都有同样的温度和压力了。靠近退

去的活塞处的气体密度变小了，因为它的空间大了。当气体流向这一空间时，便发生了湍

流。假如活塞又被推回来，推到起始的位置上，气体就又会静下来，进入新的热平衡状态

，但由于这种扰动，熵会增大。当活塞运动时，气体会暂时生出一种结构和组织。

　　在热力学第二定律中，我们有没有发现漏洞呢？没有。气体的熵在活塞运动一周之后

　　关于这个问题，第四章已给出过答案。原初的宇宙当时太热，容不得铁存在，随后，

宇宙冷却得太快，容不得足够数量的核反应发生。于是，原初物质就这么落在低熵的氢的

形态之中，不能够达到变成高熵的铁的目标。只是后来出现了恒星，这种情况才发生了变

化。

　　按着这一思路解释，显然就不必假想宇宙在创生之初就处于显著的有序状态之中。原

初的物质实际上是处于一种完全无序的状态（最大熵）。这样的状态可以通过很多很多的

方式来达到，带着别针的造物主只要随便将别针往“采购单”上一别就行。宇宙有序的起

源之谜这就算解开了。

　　难道真是解开了吗？

　　的确，宇宙物质的核子状态在产生我们所观察到的结构和组织的过程中是一个至关重

要的因素，但它还不能将宇宙的一切都解释出来。那些较大的结构——恒星和星系——是

由引力造成的。而且，至关重要的宇宙膨胀也是受控于引力的。关于宇宙的引力组织，我

们又知道些什么呢？从引力的观点来看，我们生活于其中的宇宙是高度有序的，还是无序

的？下一章的主题，就是这些问题。



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