前言

“请问……”一个年轻人得知我是物理学家之后，害羞地问道，“我可以问您几个有关量子力学的问题吗？”我以为他要跟我探讨一些关于测量假设或是多体纠缠的难题，但是他接下来的一番话让我手足无措：“一位萨满巫师告诉我，虽然我的祖母已经不在人世了，但是由于量子力学的缘故，她现在还活着，就在这里。这个说法正确吗？”

如你所见，我直到现在还在考虑这个问题。简单来说，这句话并不完全是错的，更加详细的回答将会在第1章中给出。但在我开始讨论有关已故祖母的量子力学之前，我想先告诉你我为什么要写这本书。

在过去十多年与公众打交道的经历当中，我注意到一个现象：物理学家虽然非常擅长回答问题，却非常不擅长解释为什么人们应该关注他们的回答。在某些领域中，一项研究的目的最终会体现在一件可在市场上销售的产品上。但是在物理学的基础研究（也就是我的大部分研究所属的领域）当中，主要的产品就是知识本身。我和我的同事们往往会以一种非常抽象的方式来呈现研究成果，抽象到没有人能明白我们一开始为什么要探寻这样的知识。

这并不是物理学所独有的现象。专家与非专业人士之间普遍存在脱节，社会学家史蒂夫·富勒（Steve Fuller）认为，学者通常会使用佶屈聱牙的术语来表述自己的见解，以使其显得独到，因而更有价值。美国记者、普利策奖得主纪思道（Nicholas Kristof）也曾抱怨，学者将自己的洞见编码成“索然无味的散文” ，并且“为了进一步防止公共阅读，这些官样文章有时会隐藏在晦涩难懂的学术期刊上”。

举个例子：人们并不太关心量子力学是否可以预测，他们只想知道自己的行为能否预测；人们不太关心黑洞是否会破坏信息，他们只想知道人类文明所收集的信息会发生什么变化；他们不太关心星系间的丝状结构与神经元网络是否相似；他们只想知道宇宙本身是否具有思维。一个普通人怎么会思考那么虚无缥缈的事情呢？

当然，我对后面这些具体的问题也一样很感兴趣。但是在学术生涯当中，我学会了避免提出这样的问题，当然更不会尝试解答它们。毕竟我只是一个物理学家，谈论意识和人类行为之类的东西已经超出了我的能力范畴。

然而，这个年轻人的提问让我意识到，物理学家确实知道一些事情。即使不了解意识本身，我们也了解宇宙中包括你、我以及你的祖母在内的一切事物都必须遵守的物理定律。并非所有关于生死和人类存在起源的观点都符合物理学基础，我们不应该把这些知识用令人费解的修辞包装起来，藏在晦涩难懂的学术期刊里。

这不仅仅是因为这些知识值得分享，而且是因为一味地秘而不宣必将招致恶果。如果物理学家不能主动地站在物理学的角度解释人类境况，就会有别的人趁虚而入，宣扬他们那套神秘主义的说辞，令伪科学大行其道。量子纠缠和真空能量成为各类神棍、灵媒和江湖郎中的最爱，并不是没有原因的。除非你拥有物理学博士学位，否则很难将我们的“官样文章”与那些胡言乱语区分开来。

不过我的目的不仅仅是揭露伪科学的真面目。我还想表达的是，某些玄学的观念实际上与现代物理学完全相容，甚至其中有一些确实有相应的理论支撑。物理学能够解释我们和宇宙之间的联系，这有什么奇怪的呢？科学和宗教本就同根同源，而时至今日，它们所要解决的问题当中仍有一些共同之处：我们从哪里来？我们要到哪里去？我们的所知能有多少？

关于这些问题，物理学家在过去这个世纪里收获颇丰，他们所取得的诸多进展清楚地表明，科学的边界并不是固定的：随着我们对世界的了解越来越深刻，这一边界也会发生变化。相应地，一些基于信念的解释曾经有助于打消我们的疑虑，但用现在的眼光来看，它们明显是错的。例如，200年前有很多人认为，某些物体之所以有生命是因为它们被赋予了某种特殊物质，法国哲学家亨利·柏格森（Henri Bergson）就为此提出了所谓“生命冲动”（élan vital）的概念。此类说法与当时已知的科学事实完全相容，但是现在我们知道，这只不过是无稽之谈。

在如今的物理学基础研究当中，我们处理的是最基本的自然规律。近百年来，我们在这一层面获取的知识也在不断地取代着那些陈旧的、基于信念的解释。人们一度认为，光凭粒子的相互作用不足以产生意识，还需要某种具有魔力的仙尘赋予我们一些特殊的属性。这与生命冲动一样，只是过时且无用的概念，无法解答任何疑问。我会在第4章探讨这一观点，并且在第6章讨论它对自由意志的存在所造成的影响。另外还有一个即将退出历史舞台的想法是坚信我们的宇宙极其适合生命的存在，我们会在第7章重点讨论它。

然而，界定当前科学的边界也不只是会摧毁不切实际的幻想，它还能帮助我们认识到哪些信念仍然不违反科学事实。我们与其将这样的信念称为“非科学”（unscientific），倒不如称为“无关乎科学”（ascientific），正如蒂姆·帕尔默（Tim Palmer，我们在随后的章节中很快就会再次遇到他）所说：科学对它们不置可否。其中有一些信念有关宇宙的起源，而我们不仅对解释该问题无从下手，甚至于对其能否得到解释都深表怀疑。这可能是科学根本上的局限，至少我到目前为止是这么认为的。令我感到震惊的是，我们目前还不能完全排除宇宙本身具有意识的可能性（参见第8章）；而对于人类行为究竟能否预测，目前也还不能妄下定论（参见第9章）。

简而言之，本书讲的是现代物理学所提出的重大问题，从现在与过去是否有所不同，到每个粒子是否都有可能包含一个宇宙，再到自由意志之外是否存在一只无形的大手正通过自然规律的约束操纵着我们的命运。当然，我并不能给出最终的答案，但我想告诉你们，科学家目前已经掌握了多少，以及哪些内容目前还只是纯粹的猜想。

我关注的大部分是有确凿依据的关于自然的理论，因此我提出的所有观点都应该在前面加上一句“据我们目前所知”，因为科学的不断进步可能会推动知识更新迭代。在某些情况下，问题的答案取决于我们尚未完全理解的自然规律的性质，例如量子测量以及时空奇点的本质。在这类情况下，我将指出未来的研究会以何种方式为我们解开谜团提供帮助。由于我并不想让你们只听到我自己的意见，我还在书中增加了一些访谈的内容。在本书的末尾，你可以看到一个简短的术语表，其中包含了最重要的专业术语的定义。术语表中的术语在正文中首次出现时会以粗体标记出来。

《存在主义物理学》，写给不忘提出重大问题并且对答案无所畏惧的你。