探索宇宙本源: 黑洞簡史+超越生物中心主義(套裝共2冊)
央視財經頻道《一時間》推薦圖書, 繼《時間簡史》后的科普界翹楚,人人都可以看懂的天文科普;梁文道《開卷八分鐘》推薦的宇宙新論《生物中心主義》再升級,完美融合自然科學與哲學
作者:[美]
瑪西亞·芭楚莎(
Marcia,
Bartusiak),
羅伯特·蘭札(
Robert,
Lanza)
鮑勃·伯曼(Bob,
Berman)出版社:
湖南科技出版社編輯推薦
《黑洞簡史》
推薦理由1:一本引人入勝,帶來燒腦快感的讀物……為讀者提供了*前沿的視角,讓讀者觀看世界上*出色的科學家們如何挑戰(zhàn)宇宙中*奇怪的天體——黑洞。
推薦理由2:為我們帶來了一場奇妙的黑洞之旅,展示了這個概念的美和神秘,以及許多大科學家包括愛因斯坦和霍金,都為之感受到的好奇或者癡迷。
《超越生物中心主義》
推薦理由1:大爆炸理論不能告訴你的事
推薦理由2:結合量子理論、生物學等領域前沿研究,以全新視野重新審視宇宙與生命的關系
內容簡介
《黑洞簡史》
《時間簡史》以來*動人心弦的宇宙之書,詮釋恒星的終極演變如何改寫宇宙格局
△ 黑洞是一種怎樣的天體?既然光都無法逃逸,為何會有“霍金輻射”?
△ 黑洞內部究竟有什么?相對論為何無法解釋?量子力學如何描述微觀視角下的黑洞?
△ 時空凹陷如何制造奇點?白矮星、中子星、類星體的相繼發(fā)現(xiàn)對黑洞理論的發(fā)展和人類尋找黑洞帶來怎樣的啟示?
△ “宇宙頭號黑洞嫌疑犯”天鵝座X-1真的是黑洞嗎?你聽說過“面條效應”嗎?想不想來一場奇妙的黑洞之旅?
從誕生之日起,黑洞理論便飽受非議,但這并不妨礙它成為天體物理學研究的焦點和人們對它的廣泛喜愛?,斘鱽啞ぐ懦摹逗诙春喪贰芬詴r間為序,全面闡述了這項偉大理論的誕生和發(fā)展如何與基礎物理理論的演進緊密纏結、相互促進,而對黑洞本質的研究將為我們帶來一個愛因斯坦夢寐以求的大一統(tǒng)理論,從而解決物理學上的終ji問題。
作者還以生動的筆法,清晰地描述了黑洞的神秘成因、奇特屬性以及其在宇宙中的統(tǒng)治地位和對宇宙未來的深刻影響,還原了愛因斯坦、霍金等頂ji物理學家在這項 令世人困惑的科學探索中表現(xiàn)出的思維碰撞與無畏創(chuàng)新,是一部恢宏的黑洞理論發(fā)展史及發(fā)現(xiàn)史。
《超越生物中心主義》
結合量子理論、生物學等領域前沿研究,以全新視野重新審視宇宙與生命的關系
△ 大爆炸之前有什么?宇宙真的是從虛無中迸發(fā)出來的嗎?
△ 時間是真實存在的,還是僅是對變化的測量?時間的箭頭指向何處?
△ 如何解釋宇宙似乎是為了生命的誕生做了精心設計的?牛頓為何會在晚年將生命的奇跡歸因為上帝?
△ 機器人能發(fā)展出意識嗎?人工智能會不會有一天控制人類?
曾被《時代周刊》評為“全球 具影響力的100人”的著名生物學家羅伯特·蘭札博士,與著名天文學家鮑勃·伯曼一起,帶領讀者踏上了一場驚險刺激的求知之旅。通過將萬物與意識納入同一框架,蘭札博士闡釋了他對宇宙及現(xiàn)實本質的全新觀點:生物中心主義。
本書以全新的視角和宏大的視野展開敘述,相關原理完全建立在科學之上,與傳統(tǒng)的解釋相比,有更強有力、更前沿的科學論據(jù)的支持。只要對生物學、宇宙學、量子糾纏和意識等多個領域的 新科學發(fā)現(xiàn)和啟示加以考察,我們就不難發(fā)現(xiàn),生命和意識才是我們理解宇宙的基礎。這促使我們對生命、死亡及我們在宇宙中所處位置等觀念重新進行思索。
作者簡介
瑪西亞·芭楚莎
★太平洋天文學會克里普克·羅伯茨獎得主
★首位且兩度榮獲美國物理學會科學寫作獎的女性
★曾任美國國家航空航天局(NASA)專職記者
★《發(fā)現(xiàn)》雜志主編
★《自然歷史》雜志專欄作家
瑪西亞·芭楚莎是麻省理工學院教授,在物理學和天文學領域工作超過30年。作為美國科學促進會、科學研究學會會士,她在科研和科普方面獲獎無數(shù),多年來一直擔任《發(fā)現(xiàn)》雜志主編及《天文學》雜志顧問。
芭楚莎著述豐富,屢獲媒體熱捧,《紐約時報》更是三度將其不同著作評為“年度最值得關注書籍”,包括《愛因斯坦尚未完成的交響樂》《星期四的宇宙》及《通往黑暗的宇宙》。她現(xiàn)在和丈夫、他們的愛犬居住在馬薩諸塞州波士頓郊外的薩德伯里。
羅伯特·蘭札(Robert Lanza)
★《美國新聞與世界報道》:天才、叛逆的思想家
★ 《時代周刊》:全球*影響力的100人
★ 科學頻道:干細胞研究領域中的史蒂芬·霍金
★ 《生物世界》:影響生物世界未來20年發(fā)展進程的領導者
★ 《展望》:“世界思想家”前50名
★《財富》:干細胞研究領域的旗手
蘭札博士是世界上最受尊敬的科學家之一,在干細胞研究領域成果卓著。他是干細胞療法的先驅之一,已經利用這種技術幫助許多患者修復身體的受損部位。他首次成功克隆出瀕臨滅絕的生物。他開創(chuàng)了關于宇宙的全新觀點:生物中心主義。
鮑勃·伯曼(Bob Berman)
鮑勃·伯曼是著名的天文學家、作家和科普人,現(xiàn)任《天文學》雜志特約編輯,長期任《老農民年歷》科學編輯。他曾任《發(fā)現(xiàn)》雜志特約編輯、瑪麗蒙特大學天文學副教授。
目 錄
《黑洞簡史》
前 言 黑洞之美 1
第1 章 經典黑洞 引力使光無法逃逸 1
如果沒有人類對自然懷有的永遠童心——那種強烈的好奇心與探索精神,就不可能有發(fā)現(xiàn)并認識黑洞的輝煌旅程。根據(jù)牛頓奠定的經典力學,即使是微如草芥的物體都對其他物體有引力作用,質量越大引力就越強。那么,假若一顆恒星的質量足夠大,其引力是否會大到連發(fā)出的光(粒子)都無法逃逸?既然光無法到達地球,人類又怎能觀察到它?……
蘋果樹下開啟的偉大時代 3
哈雷彗星的現(xiàn)身說法 7
只要是成對出現(xiàn)的恒星,必然彼此靠近 9
米歇爾設想的極限情形 14
如何“看”見不可見的恒星? 15
第 2 章 相對時空 物質告訴時空如何彎曲 17
經典力學在低速情形時如魚得水、運用自如,但若將其應用于接近光速的極端情形時,出現(xiàn)了和電磁理論不可調和的巨大矛盾。如何協(xié)調兩大理論?一位年輕德國學生僅憑單純的頭腦中的思考,便引發(fā)了一場理論風暴,從根本上挑戰(zhàn)著數(shù)百年來根深蒂固的經典力學,顛覆了人類對于時間和空間的普通認知與理解……
經典力學與電磁理論不協(xié)調? 19
宇宙飛船上的時間要比地球上的慢? 22
廣義相對論首勝:水星軌道額外進動43 角秒 29
行星圍繞太陽轉,其實是陷入太陽制造的時空凹陷? 31
第 3 章 奇異之點 密度無窮大,體積卻為零 39
愛因斯坦的廣義相對論方程并不精準,史瓦西適時提出的幾何模型令愛因斯坦大喜過望,但與此同時,一塊奇異的區(qū)域顯現(xiàn)了——在這里,任何東西,無論是信號、光線還是物質,都無法逃逸,時空在此成為一個無底洞……
讓相對論熠熠生輝 41
史瓦西奇點 44
令一切物理定律崩潰的地方 46
襁褓期的黑洞 49
第 4 章 恒星危機 不可避免的引力坍塌 51
白矮星的發(fā)現(xiàn)不過是驚人的恒星革命的前奏,一旦電子簡并壓與來自恒星內部的引力之間的平衡被打破,恒星又將如何演化?年輕的錢德拉計算出了白矮星的質量極限,而一旦超過這個極限,恒星的坍塌將不可阻擋。這種大膽的言論以相當直率的方式拋出,招致一位頂級物理學家的無情嘲諷,一場力量懸殊的對決就此開啟。
天狼星的搖晃 53
白矮星的質量上限為1.4 個太陽? 61
超過錢德拉塞卡極限又如何? 62
好一個“星級玩笑” 65
準備好“買入”黑洞了嗎? 69
第 5 章 致密星體 新星大爆發(fā)宣告了中子星的誕生 71
利用人類新發(fā)現(xiàn)的小小粒子——中子,一對奇特的搭檔解釋了宇宙中輝煌的新星和超新星大爆發(fā)現(xiàn)象,并預見性地提出了中子星的概念。但是,如此致密的星體真的存在嗎?中子星理論為何成為黑洞研究的重要轉折點?
新星大爆發(fā) 73
恒星核將被擠壓為半徑極小而密度極大的中子裸球? 75
不同質量恒星的聚變鏈 79
物質會被壓縮得如此致密嗎? 81
第 6 章 永久跌落 恒星將會無限制地持續(xù)收縮 83
中子星并非致密星體的終結點:一旦超過某一質量,恒星會無限制地坍縮下去。一旦恒星坍縮到足夠小,宇宙中再無任何力量可以阻止引力創(chuàng)造出黑洞——恒星將會從時空中消失。這個概念實在太過驚世駭俗,以至于連愛因斯坦都拒絕相信黑洞的存在。
研究恒星能夠避免被捕嗎? 85
奧本海默:中子星也有質量極限 88
恒星坍縮,奇點再現(xiàn) 95
愛因斯坦不相信黑洞 98
普林斯頓的老傻瓜 100
第 7 章 恒星結局 坍縮的結果是形成黑洞 105
物理學家采用先進的計算機和數(shù)學技術,終于成功模擬出恒星瀕臨死亡時向內聚爆的過程,證實坍縮的結果就是形成黑洞。赤裸裸的實驗結果,令最初執(zhí)意要鏟除“奇點”這一宇宙怪物的惠勒也不得不完全倒戈,成為黑洞學說的最大擁躉,更由此開啟了黑洞研究的黃金時代。
古怪金融家資助的反重力研究 107
惠勒:教授相對論是為了了解敵方? 111
阻止恒星末日 115
殊途同歸——黑洞與凍結星 119
將黑洞視界上發(fā)生的事視覺化 123
黑洞無毛 125
最后一個逃生出口 128
第 8 章 宇宙之音 以嶄新的方式發(fā)現(xiàn)宇宙 131
一位普通的貝爾實驗室職員,無意間聽到了來自宇宙深處的聲音,這對天文學來說意味著什么?科學家終于找到射電星對應的發(fā)光體,甚至獲得了其光譜,但卻為何難以破解令人費解的光譜背后的語言?類星體能在極小的區(qū)域內,噴涌出相當于太陽十億倍的能量,這種巨大能量的來源究竟是什么?
詹斯基:第一位竊聽宇宙聲音的人 133
射電星的巨大不明能量源 137
“紅移”破譯奇特光譜玄機 138
只需一秒,便可為整個地球供電數(shù)億億年? 141
第 9 章 唯一類型 對于黑洞精確且唯一的描述 145
一次由相對論學者組織的會議,無意間開啟了相對論與天文學的大融合,這將為黑洞研究帶來怎樣的轉機?在這次歷史性的會議上,關于黑洞的重大發(fā)現(xiàn)未能獲得任何關注和影響,反映著天文學家怎樣的心理?年輕的物理學家克爾,如何描述具有旋轉特性的黑洞?黑洞這個引人入勝的詞語是如何登堂入室,化身為莊重天文學術語的?
相對論與天文學的大融合 147
超大質量黑洞正是類星體的巨大能量源 150
GPS :廣義相對論在日常生活中的首次應用154
克爾度規(guī):描述旋轉物體周圍的時空 157
黑洞的唯一類型 161
誰將黑洞這一詞語引入天文學? 163
第 10 章 黑洞旅行 如果你穿越視界進入黑洞 169
黑洞研究的熱潮終于來臨,大眾對黑洞的熱情也終于得以釋放。如果有一款“黑洞垃圾處理器”,它的吸塵效果一定無與倫比,因為黑洞會把什么東西都吸得一干二凈。但想象一下自己會永遠年輕且得到永生,就更是一件神奇的事……會實現(xiàn)嗎?呃,在黑洞上,能得到某種程度的實現(xiàn)。
科學家大遷徙 171
越過視界的奇異旅程 173
在視界的邊緣上,你會永遠年輕 175
第 11 章 尋找黑洞 局勢明朗到足以讓霍金低頭認輸 177
黑洞理論已相當成熟,但如何才能找到宇宙中真實存在的黑洞?巧妙借助登月計劃,賈科尼發(fā)現(xiàn)了宇宙X 射線放射源,而其輻射體是否一定是黑洞?在宇宙狩獵中,天鵝座X-1 因何“罪證”被定為“宇宙頭號黑洞嫌疑犯”?黑洞,宇宙的終極統(tǒng)治者,在整個宇宙包括銀河系中,將怎樣肆意妄為?
借探月之名,行黑洞之實 179
天鵝座X-1 :宇宙頭號黑洞嫌疑犯 184
霍金不光彩的賭約 187
形狀奇特的宇宙射流是如何產生的? 188
能量如何逃出黑洞? 191
命中注定的邂逅 193
第 12 章 黑洞本質 不同尺度下的黑洞會有完全不同的特征 195
從熱力學角度看,貝肯斯坦認為黑洞的熵值不應為零,對此霍金卻不愿茍同。而此前關于黑洞的所有描述中,量子力學并未被考慮在內。從原子角度看,黑洞會是什么樣子?黑洞的本質究竟是什么?關于黑洞仍有許多疑團,等待著一個“大一統(tǒng)理論”給出終極答案。
以量子力學重塑引力理論 197
霍金:黑洞視界只增不減 199
從“黑洞有熵”到“霍金輻射” 201
黑洞會蒸發(fā)嗎?會爆炸嗎? 204
基于量子力學的黑洞 206
物理學上的終極問題 208
結 語 引力波探測與黑洞 210
黑洞大事記 218
譯后記 黑洞研究的全景圖 228
瑪西亞·芭楚莎訪談錄 232
《超越生物中心主義》
序言:宇宙與觀測者密不可分
第一部分 難解的謎題
古老的傳說和西方宗教提出的宇宙模型早已成過眼云煙,現(xiàn)代宇宙觀深入人心,甚至被視為既定事實。然而,你是否曾陷入這樣的困惑:大爆炸之前有什么?宇宙真的是從一片虛無中迸發(fā)出來的嗎?作為有意識的生命體,人類的存在對于宏大的宇宙而言,為何竟如此無足輕重?時間的箭頭又會將我們帶往何處?……
第1章 “自動運行”的宇宙
第2章 在希臘陽光明媚的島嶼上
第3章 時間的箭頭
第4章 阿喀琉斯的競賽
第二部分 屬于觀察者的宇宙
愛因斯坦的相對論顛覆了牛頓以來幾百年間被視為完美的宇宙模型,但當量子理論提出電子是在以概率法則運動時,愛因斯坦超前的大腦已難以跟上玻爾的步調。
奇特的量子世界將我們導向了以生物和意識為基礎的生物中心主義,該理論將帶來更貼近現(xiàn)實的視角和截然不同的答案……
第5章 毀掉臺球桌的量子們
第6章 離奇的雙縫干涉實驗
第7章 雙胞胎糾纏的奇妙境界
第8章 鬼魅般的超距作用
第9章 我們之外,別無他物
第10章 生命的出現(xiàn)只是一場偶然?
第11章 盲視:感知聯(lián)結一切
第12章 宇宙在哪兒?
第13章 信息之外,別無現(xiàn)實
第14章 人工智能會發(fā)展出意識嗎?
第三部分 探尋萬物理論
當霍金附議“人工智能會控制人類”這一觀點時,人類已被認同可以扮演上帝。當意識與物質世界不再被割裂,莊子和東方宗教中關于“一切合一”的體驗和對于死亡的理解究竟意味著什么?
弦、超弦、多重宇宙等理論至今無法給出關于宇宙和存在的簡潔而令人信服的解釋。也許,生物中心主義指出的,正是通往該目標的值得考慮的方向。
第15章 植物有意識嗎?
第16章 物理學上的圣杯
第17章 死亡是怎么一回事?
第18章 鏡子中的無數(shù)倒影
第19章 我們何去何從?
附錄1:是思維首先生成時空構造的
附錄2:核心問題快速查找指南
譯后記:一個全新的宇宙模型
媒體評論
《華爾街日報》
你不需要博士文憑,也能享受這本講述黑洞如何從古怪理論變?yōu)楸貍涑WR的曲折歷程的書……這是一個很美麗的案例研究,敘述了科學觀點如何通過靈感、思索以及*終的觀察而得以成長。
《華盛頓郵報》
《黑洞簡史》是一本閃耀著光芒的佳作……這本充滿智慧的書*有趣的地方之一,就是看歷史上的物理學家們如何各顯神通地否認、鄙視黑洞理論, 啪啪啪地打臉。
《科克斯書評》
這是一本上乘的科學著作,與那些令人生厭的科學人物傳記不同,芭楚莎摒棄了乏味的人物事件和讓人無法喘息的語言,撰寫了這本十分有趣而雋永的書。
《出版商周刊》
芭楚莎對科學理論生動簡明的敘述以及對科學家背后人格之深刻洞察,讓這本書娛樂性和嚴謹性兼?zhèn)?。一本難得的佳作。
《新科學家》
愛因斯坦把宇宙徹底弄亂后,又拼命想要在里面尋找某種秩序,這個諷刺的事實并沒有困住芭楚莎。這本筆觸輕盈、富有趣味性的著作中包含了大量學問。
《科學新聞》
《黑洞簡史》非常生動,風趣、幽默的個人風格非常強烈,更清晰地記錄了許多大事件背后的科學歷程。芭楚莎不愧為一名備受贊譽的科普作家。
《空間評論》
芭楚莎詳細地講述了黑洞興起的故事……為我們帶來一段清晰而完整的歷史……從18 世紀對質量大到光都無法逃逸的星球的沉思,到今天對真正存在的黑洞的研究,都囊括其中。
《旁觀者》
生動有趣……如果你想知道過去一百年里黑洞概念經歷了怎樣戲劇性的變化,就翻開這本書吧。黑洞從表面上的數(shù)學謬誤變成了迄今為止我們所知道的*奇怪、奇特的物體。
《科學美國人》
芭楚莎的書追溯了黑洞在科學史上經歷的曲折歷史……其中包含了很多歷史上著名物理學家的趣聞逸事。
《展望雜志》
這是一部分析擘肌分理、解釋入木三分的黑洞簡史。
《泰晤士高等教育》
生動有趣的作品……絕不用擔心閱讀時會感到枯燥。芭楚莎出色地記錄了人類理解黑洞的曲折歷程,從牛頓到愛因斯坦,再到今天我們嘗試將引力擴展到量子領域的努力。
《論壇雜志》
若換成別的科普作家來寫這個題材,或許要費盡心思才能把它寫得有趣一些,但芭楚莎做起來卻舉重若輕。除了對硬科學外,芭楚莎對科學歷史和人物研究也頗下功夫。哪怕患有*嚴重的科學恐懼癥的讀者,也能從這本書中得到滿意而愉悅的閱讀體驗。
《經濟學人》
芭楚莎以生花妙筆為科學體制本身畫像,揭示了它的潛在規(guī)范以及塑造其演變路徑的人物個性……講述了一個尚待繼續(xù)展開的理念的背景故事。
《文學評論》
對一段精彩歷史可靠而且可讀性很強的記述。
《普通讀者》
一本妙筆生花的好書,非常注重歷史細節(jié),出人意料地展現(xiàn)了大量記敘詳盡的檔案資料,精彩絕倫地敘述了黑洞與廣義相對論的歷史。
《牛津人書評》
《黑洞簡史》全面展示了黑洞的發(fā)現(xiàn)史和相關科學原理不斷發(fā)展的過程,瑪西亞·芭楚莎以奇異新穎、富有個人特色的風格,闡述了宇宙中*狂暴的天體與事件,強力推薦閱讀。
愛德華·唐納爾·托馬斯(Edward Donnall Thomas)
1990年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主
羅伯特·蘭札深刻地研究了科學與哲學,并通過把生物學置于中心地位,統(tǒng)一了所有的知識理論。
科里·S. 鮑威爾(Corey S.Powell)
《發(fā)現(xiàn)》(Discover)雜志前主編
《超越生物中心主義》是一次探究科學史和前沿物理學的充滿了樂趣的旅程,旨在發(fā)現(xiàn)意識自我和宇宙之間
那長期被忽略的關系。
戴維·J. 艾徹(David J.Eicher)
《天文學》(Astronomy)雜志主編
這是一本有趣而刺激的著作,將挑戰(zhàn)你的基本觀念,促使你重新思考科學的本質??旃?jié)奏的敘述方式將帶給你一次充滿愉悅的閱讀體驗。
中西部書評(MidwestBook Review)
饒有趣味,值得付出時間閱讀。作者呈現(xiàn)自己論證的方式表明,他對書中涉及的讓人摸不著頭腦的知識有很深的理解。論證是對話式的……他對非凡事物的把握既令人愉悅,又富有感染力。
帕梅拉·溫特勞布(Pamela Weintraub)
《萬古雜志》(AeonMagazine)主編,《發(fā)現(xiàn)》(Discover)雜志前執(zhí)行主編
未來的機器會思考嗎?植物有意識嗎?死亡是一種幻覺嗎?這些問題都在《超越生物中心主義》一書中得到了講述。這本書提供一種全新的以生物為基礎的萬物論,思路清晰,寫作方式靈動,堪稱重磅之作,確實值得一讀。
沙倫·貝格利(Sharon Begley)
《波士頓環(huán)球》(BostonGlobe)資深科學作家,曾任《新聞周刊》(Newsweek)、《華爾街日報》(Wall Street Journal)及路透社科學編輯和通訊記者
人類的意識在創(chuàng)世或宇宙中扮演著何種角色?很少有腦力活動會比這個問題更為激動人心,而蘭札和伯曼促使人們做出這樣的思考,去理解一切為何如此。如果你想知道沒人凝視月亮時月亮是否還會繼續(xù)存在這樣的問題,即使你從來沒有思考過這種貌似很荒謬的問題,那么,你可以花時間讀讀《超越生物中心主義》這本書。
金光洙(Kwang-Soo Kim)
哈佛醫(yī)學院精神病學和神經學教授,麥克林醫(yī)院神經生物學實驗室主任
《超越生物中心主義》用神經生物學的觀點回答了一些關于我們所處的這個世界的問題。蘭札和伯曼朝向更透徹地理解意識和觀念所扮演的角色的方向又邁進了一步……一部趣味盎然的作品。
羅納德·M. 葛林(RonaldM.Green)
達特茅斯學院道德和人類價值觀研究榮譽教授,倫理研究所前主任
蘭札和伯曼提出的生物中心主義理論改變了我們對一些古老的宗教也試圖回答的問題的觀點,如宇宙的起源、人的不朽等。這部作品以物理學和生物學領域內的前沿發(fā)現(xiàn)為基礎,闡述明晰,對科學感興趣的人不容錯過。
拉爾夫·D. 萊文森(RalphD.Levinson)
加州大學洛杉磯分校健康科學系教授
對于任何想要了解現(xiàn)代科學(相對論和量子力學的神秘)進展的讀者來說,《超越生物中心主義》是一本必讀之書。這本書見解深刻,精彩絕倫。能夠改變我們看待世界的方式的書很少,而《超越生物中心主義》就是這樣一本書。
安東尼·阿塔拉(Anthony Atala)
W. H. Boyce 教授,維克森林大學維克森林再生醫(yī)學研究所主任
蘭札和伯曼帶領讀者開啟了一次卓越的旅程,意在證明我們對地球上的生命和存在的認知遠比我們認為的少。他們展示的科學證據(jù)讓我們重新思考原本認為的現(xiàn)實本質都是真實的這一觀點?!冻缴镏行闹髁x》一書引人入勝,發(fā)人深省,向我們展示了看待宇宙和我們自己的全新方法,的確不可不讀。
狄巴克·喬布拉(Deepak Chopra)
《不老的身心》(Agelessbody,Timeless mind)作者,被《時代周刊》(TIME)譽為“二十世紀百位*偶像與英雄”之一,有“心靈帝王”之稱
獨到的見解……我采訪過諸多卓越的科學家,而蘭札博士對意識本質的見解是*獨特的,也是*令人興奮的。生物中心主義符合*古老的世界傳統(tǒng)理念:是人類的意識,孕育、形成并掌管著現(xiàn)實世界。蘭札和伯曼借助前沿科學,重新探索有關生命和死亡的古老真理,并重新定義了真實和意識的概念。《超越生物中心主義》打造了一場精彩而發(fā)人深省的旅程,將永遠改變你對自己的存在的理解。
邁克爾·古奇(Michael Gooch)
《帶馬刺的靴子》(Wingtipswith Spurs)作者
這本新書極為大膽。作者并不視生命為隨機產生的副產品,而認為生命是普遍存在性和目的性所能達到的*。這是一本既令人興奮又令人不安的書。雖然《超越生物中心主義》提到的概念似乎有點激進和反直覺,但在反思過后,你將會看清作者描繪的圖景,從而能以更好的、更符合常理的思維方式思考世間萬物。
免費在線讀
《黑洞簡史》
好一個“星級玩笑”
他得出的結論極為直率?!爱敽诵拿芏茸銐虼髸r……”,錢德拉寫道,“(恒星)會坍縮到半徑非常小,小到在天體物理學上沒有任何實際意義?!比藗兾戳系胶阈菚莼癁槿绱私Y局。亞瑟·愛丁頓對這樣的結論非常不悅,在1935 年1 月11 日于倫敦召開的皇家天文學會會議上,當討論到錢德拉恒星劇烈坍縮的觀點時,愛丁頓發(fā)表了他那聲名狼藉的宣言(經常被引用):“必定會有一條自然定律來阻止恒星的這種荒唐行為!”在場的觀眾哈哈大笑。
錢德拉剛在會議上展示了自己的研究成果,只得到了禮貌性的掌聲,隨即驚恐地聽到了愛丁頓這句頗帶諷刺意味的評價,這不啻于當頭一棒。觀眾的反應也令他深感蒙羞。在這篇論文完成的過程中,錢德拉時常向愛丁頓請教,這位偉人并未有任何否定之語,甚至幫錢德拉找來了需要的計算器。也許,愛丁頓就是想等到公開的會議,方才向錢德拉的研究打出一記重拳,把它變成天體物理學史上最令人矚目的智力角逐之一。
愛丁頓發(fā)表了他主導性的觀點。他認為,把狹義相對論和量子力學結合起來使用是錯誤的,至少錢德拉以如此方法處理白矮星不可行?!拔也恢牢沂欠襁€能活著逃離這個會議,”愛丁頓在會上說,“但問題……是沒有所謂的相對論簡并性……我不認為這樣的結合生出的孩子是合法的?!痹谕荒晟酝頃r,愛丁頓在《皇家天文學會月刊》上又發(fā)表了一篇言辭尖銳的文章,再次提到了“非法的結合”。愛丁頓早已因在天體物理學領域成就斐然而名揚天下,尤其是建立了恒星的標準模型,這是20 世紀天文學最偉大的成就之一。但他不信任錢德拉的特殊方法,也從不認為自己有可能是錯誤的。他身著花呢套裝,保持腰身挺直,鼻子上端正地架著一副夾鼻眼鏡,這位著名的天體物理學家似乎就是英國傲慢的化身。
愛丁頓在公開場合直言不諱這種情況并不少見,他總是樂于時不時地發(fā)表一通學術言論。對他來說,科學就是通過這種方式得來的。錢德拉并不是唯一飲痛之人。多年以來,已經有許多人被愛丁頓的敏思所灼傷,但為何在這個至關重要的晚上,沒有人幫錢德拉辯護呢?部分原因是錢德拉的研究中涉及的數(shù)學和物理知識太艱深,能像錢德拉一樣熟悉天文學理論(更不用說量子力學或狹義相對論)的人很少,所以,沒有人有能力支持他。愛丁頓是恒星結構和光度的世界級專家,部分旁觀者認為,愛丁頓當然是對的,錢德拉肯定是錯的。也有一些人雖然支持這位年輕的理論物理學家的工作,但因畏懼與當時最受追捧的天體物理學家公開對抗而選擇了沉默。甚至數(shù)年之后,幾位重要的天體物理學家逐漸意識到了愛丁頓的錯誤,也只是私下里向錢德拉表示這一點,但在公共場合卻仍然緘默,不愿讓愛丁頓這位天文學界泰斗蒙羞。許多人建議錢德拉單槍匹馬自我辯護,但缺乏來自同伴們的支持,錢德拉覺得痛苦。
愛丁頓號稱恒星方面的知名專家,但令人困惑的是,他并沒有將人們引領向新的天體物理學。他是相對論的世界級專家,也能駕輕就熟地將量子力學應用到其他領域。事實上,在較早的時候,對于斯通納等人提出的白矮星的密度上限,他頗為支持,并為他們穿針引線,將他們的論文發(fā)表在《皇家天文學會月刊》上。而為何在面對錢德拉時,愛丁頓卻言之鑿鑿,不贊成將這兩大理論結合起來,用于恒星坍縮問題呢?很可能,他只是心理因素在作怪——物質竟然可以壓縮到體積接近于零的程度,這個觀念太荒謬了。那些物質能去哪呢?當時的愛丁頓52 歲,他所接受的教育讓他認為,已知的宇宙相當簡單,所以,他絕對肯定,宇宙不會像錢德拉描述的那樣復雜。在他來看,這違背了常識。他覺得,只要用膝蓋想想,就可以碾碎錢德拉的結論,忽視掉任何讓他不悅的理論。英國科學史學家亞瑟·米勒認為,愛丁頓對錢德拉之所以公然嘲笑,其主要原因是想保護他已為之工作了8 年的一個奇異的數(shù)學體系。這個他所珍視的項目,目的是自然而然地同時推導出自然界的物理常數(shù)和宇宙中的粒子數(shù),錢德拉的發(fā)現(xiàn)把他多年來的辛苦研究推到了危險的境地。如果相對論簡并性成立的話,愛丁頓的“基本理論”就會一無是處。
所以毫不奇怪,愛丁頓依然堅決持反對意見。1936 年,在哈佛大學,他繼續(xù)稱錢德拉的白矮星極限為“星級玩笑”。面對責難,錢德拉作為紳士,表現(xiàn)出一貫的謙謙君子的優(yōu)雅,泰然處之。加拿大物理學家維爾納·伊斯雷爾說,在那個時候,“辯論是一項體育運動,就像打板球一樣。打完之后,你可以到公共休息室去,和其他人干一杯”。盡管學術意見不一致,這兩位科學家還是保持著友好的關系。他們繼續(xù)一起喝茶,一起參加體育活動或結伴騎自行車。錢德拉確信自己的分析是正確的,他認為時間會證明一切。所以,盡管當時的天文學家以異樣的眼光看待他,讓他的內心無比煎熬,他仍保持了極大的耐心?!八麄冋J為我就像堂·吉訶德,企圖殺死愛丁頓?!彼氖嗄旰蟮乃讲盘寡裕澳憧梢韵胂?,與天文學界的領軍人物對抗,這對我來說,是一段多么令人沮喪的經歷。”
來自英國頂級科學家的嘲笑對這位年輕的科學家而言,確實是屈辱和挫折。二十多年后,“錢德拉塞卡極限”——白矮星質量能達到的最高限度,才作為一個基本參數(shù)出現(xiàn)在天體物理學的教科書上。1983 年,錢德拉因此獲得了諾貝爾物理學獎。
到了20 世紀30 年代,這一事件的消極影響便顯現(xiàn)出來:錢德拉的自信心受到嚴重打擊,他中斷了這個課題的研究,長達數(shù)十年之久。錢德拉后來移居美國,因為那里的科學家對他的想法更為接受。他在葉凱士天文臺和芝加哥大學繼續(xù)研究其他天體物理學問題?!拔也坏貌粚ψ约海ㄏ乱徊剑┮鍪裁醋龀鰶Q斷。我應該在我的余生中繼續(xù)戰(zhàn)斗嗎?”錢德拉后來回憶道?!爱吘巩敃r的我只有二十多歲,還要再從事三四十年的科研工作。我認為,對已經完成的事情,再怎么喋喋不休地糾纏,也不會有新的成果產生。”盡管錢德拉對于愛丁頓的批評在公眾面前表現(xiàn)出很淡定的樣子,但實際上,他的內心被深深刺痛。
事實證明,愛丁頓完全錯了。自然對恒星的坍縮并沒有提供任何安全網。年輕的錢德拉也沒有冒險去猜測,如果白矮星的質量超過了1.4 倍太陽質量會發(fā)生什么。錢德拉生性保守,從不熱衷于猜測,然而他為其他理論物理學家打開了一扇大門,使后者得以隱約窺見中子星和黑洞的存在。
準備好“買入”黑洞了嗎?
當然,我們也可思忖,如果這段故事中有“如果”,事情又會如何?如果愛丁頓是錢德拉的擁護者而非反對者的話,天文學家們是否會更容易接受黑洞的存在?伊斯雷爾認為,這不太可能。他經過了深入的研究,把準了當時科學的脈搏?!霸?935 年,”他寫道,“天文學界還沒有準備好‘買入’引力坍縮的觀點。即使讓愛丁頓這種大師級的推銷員去兜售,也會勸說無效?!钡诙问澜绱髴?zhàn)前的天文學家們仍然相當保守,甚少有人接受過專門訓練,或者對于把相對論和量子力學這樣的新理論應用于解決天體物理學問題也很少有人感興趣。許多人甚至不認為相對論是物理學的一部分,而將之視作數(shù)學的一個分支。
如果新的物理學理論仍無法阻止“史瓦西奇點”形成的可能,那么在這一點上,當時的天文學家就會自信地認為,一定還有其他未被發(fā)現(xiàn)的力,以阻止“史瓦西奇點”這種怪誕事物的形成。天體物理學仍是一門相對年輕的科學,仍有許多未知等待發(fā)現(xiàn)。很多科學家認為,大質量恒星會經歷一個大規(guī)模減重期。隨著時間的推移,它們扔掉足夠多的質量,最終,所有恒星都會跌破那個關鍵的1.4倍太陽質量的極限,從而演化為白矮星,然后再安然死去。甚至錢德拉自己也承認,有一段時間他也傾向于這種觀點。
但這似乎只是一個以“就是這樣子”結局、聽起來過得去的故事。這樣的解釋也可說是一個權宜之計,因為在一段時間內,這可以使天文學家避免不得不面對難以想象的事物時的尷尬。
《超越生物中心主義》
第10章 生命的出現(xiàn)只是一場偶然?
《擲骰子絕不會破壞偶然》
——斯特芳·馬拉美(Stephane Mallarme)一首詩的標題(1897)
如果墨西哥卷餅已經存在,我們就用不著努力去發(fā)明它了。為什么要在不必要的項目上浪費時間呢?創(chuàng)建生命與宇宙新模型的唯一理由是,現(xiàn)行版本是錯誤的。
的確如此嗎?對,在第1章中我們已經看到,在全世界的學校里,老師教授的標準宇宙發(fā)展史都包含了大爆炸,以及隨后產生的自然界的四種基本力等方面的內容。這四種力像是給三種基本物質中的兩種——夸克和電子施了魔法一樣,從而創(chuàng)造出宇宙。(由于中微子在創(chuàng)建構成宇宙的物體上沒有發(fā)揮作用,我們可以忽略它。)
根據(jù)這個模型,無論是在宇宙的誕生,還是在其演化或持續(xù)的過程中,生命和意識都沒有扮演重要的角色,因為它們是“事后”才被添加進來的。生命和意識的產生純屬意外。你和我的存在只不過是一種微不足道的偶然事件。對于宇宙來說,生命的出現(xiàn)就像土星環(huán)的存在一樣無足輕重。相對于宇宙,生命體就好像是主菜盤子上作點綴用的一小塊歐芹。以生命形式存在的我們在思考這個問題時,可以把生命看作是大自然的帽子上至高無上的翎毛,但是一些科學家認為,在宇宙演進的過程中,生命既不是中心,也不是必需的。
到現(xiàn)在為止,讀者已經意識到了,我們的觀點與之完全相反。正如名字暗示的那樣,生物中心主義意味著生命和意識是宇宙不可或缺的屬性。
當然,本書正是要證明這一觀點的正確性。就像在法庭上辯論那樣,我們要一步步提供證據(jù)。將盛行的觀點證偽是至關重要的一步。因為只要人們接受的還是當前盛行的模型,備選模型就會遭遇比被擱置于圖書館的“如果”和“也許”區(qū)域的書籍好不了多少的待遇。
我們已經看到,現(xiàn)存觀點牢牢植根于一種空間-時間模式中:你和我都只不過是居于宇宙特定區(qū)域的一個星球上的個體。這種觀點認為,我們的宇宙是在46億5 000萬年前產生的,也就是在大爆炸后的91億5 000萬年左右。正如我們已經看到的,無論空間還是時間,都只不過是動物感知世界的基本工具。
上圖 我們的宇宙是偶然地、隨機地被創(chuàng)造出來的嗎?如果是的話,我們就得不停地質疑隨機性。我們的宇宙是一個極度不可能發(fā)生的現(xiàn)實。只要有那么幾個宇宙中的基本物理常數(shù)的值與其實際值相差百分之一,對于生命十分重要的太陽就根本不會存在。
這就是現(xiàn)在,或者但愿也是過去我們看待宇宙的方式。一旦我們摒棄了空間和時間,另一個在當前流行的標準模型中起核心作用的演員就要登場了:隨機性,或者可稱之為概率。
我們都很熟悉“大數(shù)定理”
[1],沒有人懷疑它的價值。我們都知道,如果你拋擲硬幣10次,最有可能的結果是五次正面,五次反面。但是,如果結果是七次正面,三次反面,那也并不見怪。換句話說,在一次拋擲10次硬幣的試驗中,假如有70%的結果是正面,那并不足為奇。如果我們在大學里學過了統(tǒng)計學課程,也許還記得與此相關的知識:當樣本足夠大時,大數(shù)定理就會開始發(fā)揮其真正神奇的效應,幾乎屢試不爽。因此,如果我們拋擲硬幣10 000次,就可以非常肯定地說,正面不會出現(xiàn)7 000次,即使這個判斷很顯然是重復了第一個實驗有70%正面的結果。事實上,得到7 000次正面的結果會讓人感到非常奇怪。我們寧愿懷疑是硬幣有問題,或者是實驗者的拋擲有偏倚造成的,也不愿意接受這個結果。
換句話說,當我們想弄清楚發(fā)生了什么的時候,統(tǒng)計學提供了一個非常值得信賴的途徑。這就是為什么當認同“靜默隨機宇宙”(dumb random universe)模型的人(幾乎是每一個人)認為一切都是偶然產生時,這聽起來似乎理所當然。只要給予足夠多的時間,像頁巖一樣麻木、毫無生氣的宇宙,僅僅通過隨機性就可以創(chuàng)造出蜂鳥這樣的生命。偶然性使這件事聽上去貌似合理。
一些反對者會持一系列宗教性的觀點,但是,我們會有意將上帝排除在外。這是因為,宇宙還有其他非偶然性的方式來塑造復雜架構的可能。例如,大自然也許也有與生俱來的智能,而且該智能是整個事情重要的組成部分。
千百年來,人們一直假設宇宙或造物主是有內在智能的,這也是科學家主要的幾乎不變的思維傾向。難怪乎在19世紀以前,科學家都被稱為自然哲學家。就連才華橫溢的思想家牛頓也在垂暮之年寫道:“我們在世界上所看到的一切秩序和美麗,都是從哪里來的呢?……如此精美絕倫的動物身體構造是怎么來的?……打造如此精致的眼睛構造難道不需要了解光學嗎?”
或者你可以求助于西塞羅(Cicero)。大約在兩千多年前,西塞羅寫道:“當宇宙誕生出有意識的智能生物后,你為什么還堅持說,宇宙自身并非有意識的智能體呢?”
因此,在大部分有記載的歷史時期,“智能宇宙”(smart universe)模式占主導地位。人們要么承認無所不知的幕后指使者上帝,要么假定智能是大自然與生俱來的,正如“你不能愚弄大自然”這句話中所表達的那樣。徹底消除宇宙中有任何形式的智能是近期的事情,這也是當前的科學準則。不過,以流行的腔調,人們還在繼續(xù)說“大自然知道它在做什么”及諸如此類的話。
然而,無論如何,現(xiàn)代的“靜默宇宙”(dumb-universe)范式要求我們通過一些別樣的手段,解釋我們看到的出現(xiàn)在我們周遭的所有復雜的物理和生物體系的結構。而隨機性是我們當前擁有的一切。這完全是偶然?!办o默宇宙模型的沉與浮,全系在隨機性這條救生筏上?!?div style="height:15px;">
隨機性也是進化的核心與關鍵。在這個方面,它表現(xiàn)出色。但這并不是說,達爾文的“物競天擇說”就是徒勞無功的。長頸鹿進化出長脖子還是有意義的,因為當它們的祖先攫取不到較高樹枝上的葉子和果子,徘徊在生存邊緣的時候,它們偶然地得到了一個隨機突變,即長出較長脖子的機會。隨著時間的推移,當然,也并非太久的時間,在坦桑尼亞的塞倫蓋蒂,對于長脖子哺乳動物的優(yōu)先選育優(yōu)勢為長頸鹿的生存助了一臂之力。
以隨機突變和物競天擇為基礎,進化才發(fā)生效應。既然如此,讓科學界感到高興的是,公眾漸漸認為,“偶然”也適用于我們看到的一切其他事物,包括整個宇宙,以及生命和意識的起源。現(xiàn)在,許多(如果不是大多數(shù)的話)原教旨主義者和相信智能設計說,并對《圣經》深信不疑的群體成員,都是名副其實的反科學頑固分子。他們不惜一切代價捍衛(wèi)《圣經》?!妒ソ洝仿暦Q,有一個叫諾亞(Noah)的人,在一次全球性的大洪水災難中保護了800萬個物種,使每一個物種的兩個成員,即雌雄各一對幸免于難。但這個說法缺乏證據(jù)。(事實上,除了每一個物種中僅有雌雄一對因而不足以提供足夠的生物多樣性這一事實外,全球性的足以淹沒喜馬拉雅山的大洪水也是一個問題。要知道,即使空氣中的每一個蒸氣分子都凝結成雨,也只能導致海平面上升不到3厘米。)無論《圣經》這本特別的書有多么不著邊際,那些人還是堅決地選擇捍衛(wèi)它,這注定了他們最終不能自圓其說。但給這些人看看這個吧:當他們抱怨達爾文的物競天擇學說不能解釋眼睛結構是如何創(chuàng)造出來的時候,科學家立刻駁斥了他們,而科學家也犯下了草率推理的錯誤。
物競天擇之所以發(fā)生效應,是因為某種隨機突變賦予了動物某種優(yōu)勢,好讓它們能更好地生存和繁殖,但眼睛則不同。不管是人眼還是其他動物的眼睛,甚至人或動物最早期的眼睛,所需的不只是一次創(chuàng)造感光細胞的突變,而且還需要神經系統(tǒng)或其他感官通道將接收到的知覺傳送到大腦或大腦前體。然后,大腦以某種方式對這些信息加以利用并作出判斷,比如,應該向著光源運動還是遠離光源。視覺也需要“能感知”的細胞結構以形成圖像,即使它只對光的亮度有粗略的感知。簡而言之,即使是原始的視覺進化,也需要遠不止一次的單一基因突變。與最早的眼睛結構相比,現(xiàn)代動物的眼睛結構更加復雜:有不可思議的用于聚焦的支撐性肌肉群和可調節(jié)瞳孔的直徑,還有不同種類的顏色傳感視網膜細胞、水晶體、視神經,以及環(huán)形排列的數(shù)十億個專門的神經元和突觸,用來創(chuàng)建圖像知覺。這就是今天的動物非常受用的相當復雜而精細的眼睛結構。然而,即使是最初的、最原始的視覺結構,也自有其一定用處。
一次單一的突變會一事無成,不會帶來任何益處,因此也沒有什么具有優(yōu)勢的東西可以遺傳給下一代。那么,讓大量獨立的但又相互依存的必需的突變同時發(fā)生在某一種動物的身上,這種可能性有多大呢?
因此,有一種觀點認為,除非眼睛等復雜的生物器官處于完整的結構中,否則它們中的一些組件就不能正常運作。所有這些器官都證明,生物有內在的“設計”智能,或者,如一些人所認為的,世界上有一個技術嫻熟的造物者。總之,進化論完美地解釋了物種依據(jù)自適應策略和配置變更而改進,但并沒有解釋生物起源的諸多方面,比如,最初的生命,甚至包括一些重要的器官,究竟是如何產生的。
當進化論逐漸成為解釋所有涉及生命及其變化的理論框架時,另一個問題浮出了水面。雖然經典的進化論很成功,幫助我們了解了生物的過去,但并沒有對進化的驅動力作出解釋。進化論需要將觀察者添加到進程中。事實上,偉大的諾貝爾獎獲得者、物理學家尼爾斯·玻爾說:“當我們測量事物時,我們迫使一個不確定的、非限定的世界以實驗值的形式呈現(xiàn)。這哪里是在‘測量’世界,分明是在創(chuàng)造世界!”
偉大的博物學家洛倫·艾斯利(Loren Eiseley)曾經說過,科學家“一直都沒能明白,一個古老的理論,即使只發(fā)生一根發(fā)絲的扭曲,也可能為人類的理性打開全新的遠景”。進化論正是這句話現(xiàn)成的完美解釋。而且,令人驚奇的是,如果假設大爆炸是物理因果鏈條的終端環(huán)節(jié)而不是開始的話,原來的模型依然能講得通。
如果我們(觀察者)存在的所有可能性(即過去和未來)都已坍塌,那么,我們的教科書所描述的進化理論將會去往何處?直到此刻,現(xiàn)在才被確定,那么怎會有確定的過去?過去始于觀察者(我們),而不是像我們以前在學校學到的其他什么。
盡管前述內容可能需要讀者花點時間來理解,但目前不容置辯的是,對于意識的發(fā)展,任何一種視之為隨機出現(xiàn)的設定都徒勞無功。人類有知覺和意識,這是不爭的事實,盡管它還有使所有研究人員迷惑不解的特質。而且,這個事實的出現(xiàn)蔑視一切猜測,哪怕是最簡單的猜測。事實上,那些和拉爾夫·沃爾多·愛默生(Ralph Waldo Emerson)一起研究意識的人宣布,意識是一個尚未揭開的大秘密,就像我們凝視“圣地”時,感覺它始終籠罩在一片神秘的面紗中一樣。這種神秘的特質為科學家設置了障礙,也帶來了挑戰(zhàn),因為在我們“看”周圍的一切或對宇宙萬物進行“思考”時,這些行為本身就包含了知覺。如果意識包含了它自身內在的偏見,而我們也能證明這一點的話,那么,在沒有首先把握意識本身的情形下,我們就無法開始了解宇宙。
不過,我們還是不要走得太遠?,F(xiàn)存的現(xiàn)代版宇宙模型建構的方式是遠離這一切的,即遠離意識和生物生命。其建構的基石是時間、空間和隨機性。我們已經謹慎地排除了作為實體獨立存在的時間和空間,也讓我們同樣徹底地排除隨機性吧。
作為觀察者,我們假設隨機事件創(chuàng)造了大多數(shù)或所有我們看到的事物。水星上的火山口圖案與豺狼身上的斑紋同樣是隨機出現(xiàn)的。在微小的量子世界里,我們只能以概率方式理解事物。鑒于其在諸多領域的出色表現(xiàn),“偶然性”實際上是一個令人著迷又常常被人誤解的概念。
最著名的概率例證就是那個猴子和打字機的思想實驗。我們都聽說過這個故事:讓100萬只猴子隨機地在100萬個鍵盤上敲擊100萬年,我們就會得到所有偉大的文學作品了。這是真的嗎?
大約在十年前,一些野生動物管理員還真的就把幾臺電腦和幾個鍵盤放置在一個獼猴群里,看看會發(fā)生什么。獼猴幾乎沒有鍵入任何東西。相反,它們把鍵盤扔在地上,把電腦屏幕當作廁所,隨意在上面大小便,設備很快就毀掉了。獼猴并沒有創(chuàng)造出任何書面的、富于智慧的東西。
還是讓我們認真考慮一下這個問題吧。我們來按愛因斯坦喜歡的思想實驗的方式,在大腦里完成這個實驗。那么,100萬只勤奮的猴子努力敲擊鍵盤100萬年,真的就能創(chuàng)作出《哈姆雷特》(Hamlet)嗎?如果它們中的一個,以每敲擊10億次能打出97個字的概率,一個字接一個字地打出“Moby-Dick”(白鯨)這兩個詞,哪怕忽略了最后的句號,我們能計算出需要敲擊鍵盤的次數(shù)嗎?
信不信由你,這樣的問題是完全可以解決的?,F(xiàn)在的鍵盤上有很多個按鍵,就算每臺打字機上有58個按鍵好了。在談論概率事件時,我們先來考慮一下敲打出《白鯨》(Moby-Dick)這部小說開頭僅僅有15個字母和空格的“Call me Ishmael”這個短語的難度。這需要隨機敲擊鍵盤多少次呢?
我們就以58個按鍵來計算。需要敲擊鍵盤的次數(shù)為:58×58×58×58……共需連乘15次,也就是58的15次方,約為283億億億次。但請記住,我們有100萬只猴子一起敲擊鍵盤。假定猴子每分鐘可以打出45個單詞,那么構成這個短語的15次敲擊只需花4秒鐘的時間。在它們不休息也不睡覺的情況下,根據(jù)概率法則,等到其中一個猴子最終打出“Call me Ishmael”這句話時,需要多長時間呢?
真正的問題是,依靠概率方法解釋其他方法無法解釋的問題時,我們遠遠夸大了隨機事件的力量。例如,天文學家當然希望在其他地方也找到生命,并會自覺或不自覺地假定,任何外星生命形式的存在,在最初的時候都是通過隨機的物理或化學過程產生的。外星生物學家可能會利用這種假設嘗試解決遙遠星系上的生命起源問題。但我們的觀點是,隨機假設根本不是一種有用的假設。由于隨機事件被公眾和科學家賦予了遠超其本身應有的效力,因此,只有當我們坦率地說“這是個謎”時,才更有可能讓這方面的研究取得進展。這意味著,研究人員又要從零開始,著手解決概率問題了。
我們在這里探討的是,僅僅通過偶然性完成某種特定的復雜的任務,比如生命和意識是如何創(chuàng)造出來的之類的問題。鑒于偶然性在完成具體任務上有非常多的局限,我們也必須明白,為什么看似荒謬的隨機事件,的確創(chuàng)造出了一系列令人眼花繚亂的可能性。
考慮一下你可以在書架上排列4本書的方法。你可以用這個算式4×3×2,得出所有的可能性。該算式叫作“4的階乘”,寫作“4!”,結果等于24。但是,如果你有10本書呢?和前面那一次一樣簡單。我們可以用“10的階乘”,或寫成算式:10×9×8×7×6×5×4×3×2。這樣,我們將面對3 628 800種不同的排列方法。雖然書的數(shù)量從4本僅增加到10本,但可能的排列方法卻從24種猛增到超過360萬種。你能想象這是怎么一回事兒嗎?