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书名：量子大唠嗑
作者：马兆远 著
出版社：中信出版社
出版时间：2016年10月
ISBN：9787508665030
所属分类：图书>科普读物>科学世界>物理
编辑推荐
量子物理或许离你太远，但量子思维却可以为你所用。本书将提供一套量子思维，让你用前沿量子物理学的思维方式武装自己。
专业而杂学，好玩又有趣。作者不仅是一个科学家，还是创业者、业余话剧导演、赛艇运动员、自由投资人。你将有一场开阔而脑洞大开的阅读之旅
最权威！他是中国最懂量子物理的三两个人之一。
内容简介
师从超冷原子物理理论之父Keith Burnett，25岁牛津大学博士毕业；美国国家标准局读博士后，师从量子调控实验之父William Phillips（1997年诺贝尔奖获得者）；伯克利研究助理，芝加哥大学访问教授，30岁入选中国科学院百人计划，研究员、正教授博导，作为首席科学家，为中国空间站天宫四号设计了世界第一个空间冷原子量子实验平台。名门正派打下扎实的物理学的底子；科学家的身份，为功成名就铺了道路。可是，就是在学术生涯势头正劲的时候，就在量子科学成为流行名词的时候，《量子大唠嗑》的作者——35岁的马兆远做了圈子的出走者。
凭着科学的初心，以物理学以实验为核心的体验主义精神，他卷起袖子做了实业，希望去做一场科学研究与产业创新联系的实验。《量子大唠嗑》可以算做实验过程中的一些心得笔记。
科学是认识世界的方法之一，但它是那个比较靠谱的
《量子大唠嗑》的第一部分说明了一件事，科学不是*真理和也不代表*权威。科学仅仅是认识这个世界的相对靠谱的方法，但它因为理性的不完备而充满了开放的活力。马兆远长期从事量子力学研究，在《量子大唠嗑》的第二部分，他把所感的关于量子的情况细致道来，让你清楚地认识到量子，认识到量子物理能应用到的场合以及量子究竟给这个世界带来怎样的改变。
二十一世纪了，你还在用十八世纪的思维看这个世界吗？
用牛顿经典物理学处理人与自然的关系的思维方法对后来三百年的社会产生了深远的影响。这种思维方法被其他研究领域的人认可并借鉴。利用这套思维，亚当·斯密分析总结出了经济规律、达尔文分析总结出了生物演化规律、马克思分析总结出了社会发展规律、佛洛依德分析总结出了人的心理发展规律、德鲁克分析总结出了企业管理规律……
可是这个世界的状况越来越复杂，客观实在、因果关系、科学的理性等等以前建立起来的经典观在时代发展的过程中似乎不那么万无一失，在将量子物理学成果应用于科技实业创业的过程中，马兆远发现除了将量子物理应用于物理科研本身之外，量子物理学还带来了强有力的思维借鉴。这种思维的借鉴是否会在新的时代里产生新的亚当·斯密、达尔文、马克思、佛洛伊德、德鲁克……来应对现今及未来社会遇到的、用以前的牛顿经典物理学思维已经无法解释的新状况？《量子大唠嗑》第三部分探索性地从复杂关联角度，将量子科学引入到人类社会生活领域，引入到社会、经济、组织管理、工业升级换代、人工智能等等情境中，也许能启迪读者找到新的工具。
天再旦者，卯时日全食之谓也。我们需要这样一场“天再旦”。
作者简介
马兆远何许人也？17岁保送北大；25岁牛津大学物理学博士毕业；美国国家标准局、加州大学伯克利分校博士后；师从超冷原子物理理论之父Keith Burnett爵士和量子调控实验之父William Phillips(1997年诺贝尔奖获得者)；30岁入选中国科学院百人计划，成为研究员、正教授博导；为中国空间站-天宫四号设计了世界第一个空间冷原子量子实验平台；就在科学职业势头正劲时，35岁的马兆远做了圈子的出走者，挽起袖子做实业，马兆远把实业作为一场科学技术与产业创新联系的实验。
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前言
博士毕业后的第一年，我在牛津有了份差事，导师Keith Burnett（KB）爵士给了我特别宽松的环境，博士后做的不那么辛苦，有了大把时间读闲书。而牛津在藏书上毫不吝啬，大学平均每年花在图书上300万英镑，而且英国印书协会要求英联邦每一家出版社的新书，都要送一本来做馆藏。牛津东亚图书馆就有一套《李敖大全集》。我所经历的中国教育，上大学之后，理科生就不再学中文。所以我对于中国文化的后天补习，都是在牛津以李敖为线索开始的。牛津的青灯古佛，除了物理世界的日拱一卒以外，李敖对我那个时候的思想成熟、写作文风和对人对事的态度都有很大的影响。以至于多年以后，见到李敖时把他的习惯爱好一一道来，老爷子玩笑说，到底是你对我阴魂不散还是我对你阴魂不散。
李敖的思想上承胡适，是“胡适思想的唯一传人”。嘴上厉害，但私底下待人极和善，做学问和写作是一点都不虚的。而他的身上又有中国儒家“士”的方正，这点对我影响也很深。前些日子去看了根据李敖《北京法源寺》改编的话剧，勾起我对二十多岁时的回忆。我想这本书影响了很多像我一样的年轻人，骨子里讲家国天下，把自己当作儒家文化的继承者，“士不可不弘毅”，在国家需要的时候，敢于为天下先。后来2008年汶川地震，当时在伯克利的我已经觉得自己不得不回国了。
我的回国，冠冕堂皇讲是“为了报效国家”，但留学的老前辈季羡林是最老实的一个：“工资比较高。”事实上我所从事的学术方向那时已经相对成熟，到2009年时已经拿过三次诺奖，美国该有这个方向的好学校都有了这个方向，而又由于是实验物理，大学需要准备几百万美元给新晋的助理教授做启动经费。2009年赶上金融危机，全美国在这个方向只有一个助理教授的位置，被朱棣文的关门弟子拿到。而我们这些剩下的博士后们，要么继续做博士后，要么转进工业界。这个时候，中科院给我伸来橄榄枝，可以自己开坛继续做物理。这对我，二十多岁要到头但还怀揣残山剩水的理想主义的人来说很重要。然而这几年在国内待着，越来越觉得我们缺的不是钱也不是好的设备。说实话我们确实越来越有钱了，按川普（Donald Trump）的话“very，very，rich”（非常，非常有钱）。倒是我们的思想里尚缺一些基本的东西。因为缺了这些基本的东西，我们才有了论证亩产万斤的科学巨匠，而这位科学巨匠终于在弥留之际，问了憋了一辈子的问题：为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？
要说我们这行，朱棣文是个绕不开的人。我入大学听的第一个报告是他做的，他那时还没有拿诺贝尔奖，他讲他不写书，写书是因为科学该做的事情做完了。后来他去做了美国的能源部长，就更没有写书的时间了。对我而言，做物理的黄金期是二十多岁到三十出头，再往后就成了科研的包工头。加上我山西商人传统，习惯做个小买卖，与其扭扭捏捏包工，不如干得赤裸裸些，我开始转战商界，希望能把科学研究和产业创新联系起来。可我发现我身边更多的年轻人实践有余而创新不足。究其原因，似乎一直要追寻到一百多年前。
科学这事情，一直就没有在中国发生。说这话基本是招仇恨的节奏，读者一定举出四大发明，一定会从一百多年前上溯到五千年文明，说不定还有沈括和中医。我根本就没打算辩驳，“达摩东来，只寻一不受人惑的人”，读者只要耐心去读这本书，就知道我所言非虚。科学传入中国，恐怕只是从辛亥革命起短短的几十年。但好像正是这灵光乍现的几十年，虽战争频仍，我们还是培养了几个诺贝尔奖得主和一代大师，他们的教育，显然也延续到了最近的诺贝尔奖。这之后就又沉寂下来了，算起来又过了好几代人。和学术圈子与商业圈子里外的人聊天，聊得越多，我越感到自己生活在一个古代的中国。我看到漫天飞舞的新科学名词，但我也看到了年轻人去修佛而轻生。我看到了万众创业的浪潮，也看到了凋敝冷落的煤矿，似乎“五四”前后的启蒙，那时的百花齐放、百家争鸣都是昙花一现了。
而恰巧，我是做物理的，万事希望求其本；而恰巧，我又是做量子物理的。首先如果说我这学问在现实的世界有什么用，很难一句两句说清楚，但离了它，现在的世界就要停摆。要知道，我们身边所有的一切都是依据量子力学的原理来工作的。最近二十年，量子力学开始给我们揭示一个完全不同的世界。这个新的世界，除了让我们惊讶之外，多少会让我们更加的迷茫。所以我不得不从源头上，先去想明白什么是科学的认知。通过这个认知了解我们到底缺了哪些东西，在此基础上进一步了解20世纪的物理学和数学的发展。先补上这一课，再看量子与经典世界的认识有什么不同。这是个危险的举动，在一个尚古气息浓重而没有科学传统的文化氛围里，不熟悉经典的科学路径，而直接跳跃到量子理论里，很容易进入另外一种神秘论，这样的话量子的理论又能被看作虚无主义的支柱。所以我建议读者，不明白第一部分，千万不要开始第二部分的阅读，会很伤神，甚至被误导。
用量子力学去理解现代的各种学科理论，我们会面对两类困难：一是多数人对物理的了解是不够全面的，利用古人的观点来类比更是错误的；二是我们作为物理工作者，量子力学也没有彻底搞明白。按照我们的认知习惯，不得不借助于已有的经验来学习新的事物，这也是最懒而方便的过程，我们无法想象婴儿怎样了解世界。因此倘若让我们从头认识世界，我们会感到困难和无所适从。量子力学在一定意义上暗示我们，世界不一定是我们所习惯认识的，而且我们的认知方法可能也不那么合适。这多少让我们震惊，渐而惶恐。
能够抛弃已有的经验和先验的判决的声音，重新以虚空心态去学习，需要伟大的勇气，这也是学习型社会里人所应具有的内涵。我们在婴儿时学习语言，会在语言与事物、概念、内涵之间建立联系。而成年以后，总有一个已知的关联来做认识新事物的媒介，把未知的和已知的联系起来。而如果连已知的经验本身都被怀疑了呢？量子力学所阐述的思维与我们传统的完全不同，也无法用我们已知的东西来类比。我们必须搁置已有的思维习惯而重新像婴儿一样认识世界，重新审视我们已有的观念。我们不得不这样做来建立经典世界和未知世界的沟通。但同时这种新的认识也为我们开启了更广阔的未知世界。
古代的哲学家们努力寻找广阔的已知世界和未知世界的终极理论和绝对真理。而杜威（John Dewey）所倡导的体验主义精神却强调了一件事：“也许那里从来没有也不会有终极的真理，我们只是不断找到更好的解释。”这本书会从这些年的量子力学认识上对杜威的体验主义做出一个更为基础的诠释，使得体验主义变为一种具体的工具而不是通用的哲学。我们寻求的终极解决方案或者真理，不应被看成永恒完美的，而应被看作我们继续去认识世界的工具或阶梯。我们在利用这些工具开拓未知世界时也要处处提醒自己，这些工具也会成为我们规划自己行为和限制认识能力的枷锁。
真理是状态量，而科学是过程量。
科学的事情，一个人常常只能做一小点。我做博士论文时候做的是量子气体在万有引力下的混沌动力现象，这些东西常常让不是这个专业的人感慨每一个字都看得懂，但放到一起就不明白了。其实不仅不做物理的人如此，做物理的不做这一方向的也如此。但我们有一种超然的概括能力，把这些不懂的东西概括成一个黑盒子般的名词，只要说得出来，就意味着似乎懂了。而最近跟我做物理的那点东西渐行渐远了，才斗胆地宏观一下，非要看看大问题。不是大问题能解决了，而是小问题做不了了。高山仰止，无论说什么的时候，总要敬奉一下先人，毕竟从摔死的老祖母露西到现在，亿万人都在这地球上生活过了，思考过了这样那样的问题。我所呈现的也绝不是宏观的真理，它只是一个物理学工作者从自己的训练和认识中看到的世界的样子。这样子在每个人眼中和心目中本来就是不一样的。如果说真理给我们描述了一个可能普适的样子，但我们最近一百年明白了真理的正确是有明确的前提的，把这些前提也要当作正确的话，就需要更多的前提来说明这些前提在什么情况下是正确的，而我们已经意识到，这事，恐怕没完。因而我们退而求其次，去寻求相对靠谱的方法，三百年下来，成就了我们如今观世界的一系列方法，称之为科学。它的出现和存在，并不要替换掉从地球上走过的亿万人的思想，它只是谦卑地说，我怎么看。而往往它的谦卑证明了有效，虽然我们很快意识到这有效的局限性，但并不影响我们用它来了解和认识我们周遭的世界和我们自己，毕竟，它是我们已知的方法中，最可靠的和最开放的。
一
三个问题
量子逾渗，指的是在复杂系统中随着某种形式的密度达到某一程度，系统内出现某种长程关联，系统的性质发生突变的现象。这种量子逾渗现象成为描述很多自然现象的一个常见模型，用于阐明相变和临界现象等物理概念。类似地，人到了一定年龄，脑子里积攒的素材够多了，这样那样的信息堆积在脑子里，在某些外界的或内在的原因触发下，也会连通起来，形成新的思想，在某一场景、某一时刻，会有顿悟的感受。而这种感受，人可以常有，但似乎重要的人一辈子也不过几次。
图1–1 金属——绝缘复合体中的量子逾渗模型
我曾经花了很长时间比较犹太人和华人的创造力。因为没有客观的指标来比较谁更聪明，我们就先功利地讲讲数字。犹太人口有1000多万，获得诺贝尔奖的有近200位，华人15亿，诺奖十几位。在芝加哥大学做访问教授的时候，我认识了犹太夫妇拉夫先生和玛塔太太。拉夫是芝大历史系的荣休教授。我们喝下午茶的时候曾深入讨论过大学教育。在拉夫的传统观点里，University（大学），是培养改变世界的综合性人才的地方，而College（学院），社区大学是用来做职业训练的地方，让学生毕业后有个体面工作。大学为了适应社会需求而培养人才，就把自己降格为社区大学了。这个观点后来也在我和KB的聊天中得到了印证，KB后来做了谢菲尔德大学的校长，他觉得大学有义务引导社会，社会需要哪些人，而不是让社会告诉大学，大学应该培养什么样的人。玛塔邀请我和太太去看了芝加哥的犹太人画廊，给我讲了犹太人的家庭教育习俗和源起，又带我们去喝她喜欢的鲜草汁，美国人那几年流行喝鲜榨的草汁，说这个健康。话别之后，我和太太走在芝加哥的街头，旁边是19世纪末建的证交所大楼。阳光很好。这时候我有了一次顿悟的感受。
人对世界所做的探求无非关注三个问题：人与自然，人与社会，人与自己的内心世界。通过很多不同的途径都可以去了解这三个问题的不同侧面，或深或浅。人通过学问和修为而参悟、了解，在这三类问题上给自己一个满意的答案。我物理科班出身，物理竞赛保送北大读核物理，在牛津读原子分子光学物理的博士，在美国国家标准局和加州大学伯克利分校做了几年博士后，回到中国科学院做了量子光学的研究员，做学问算是根正苗红，虽然最后还是秉着自己对科学精神的理解从体制内出走成了另类。通过自己对物理世界的了解，就人与自然的关系而言，我能给自己一个自圆其说的答案。我有一种深刻的信仰，我们生活的世界是一个物理的世界，我们的世界运行的规律应该是物理性的。我们有一种信心在于，自然界的规律应该是一致的、融洽的，人类的社会和精神都属于其中的一部分。我们基于对经典物理学的认识，建立了现代科学体系，而当我们意识到我们认知系统的物理学基础发生了新的进步，我们利用它建立的观察世界的方式也应该跟着变化。这样可以更好地了解自己和世界。常常有哲学家跑来表明自己的立场和学问的尊贵，但哲学家对于物理学家，犹如鸟类学家之于鸟类。当然，我也承认我所研习的物理学和这本书所讲的未必是唯一的办法或最好的办法。
对上述三个问题的思考，人类经历了“未可知”的古代阶段：这时候在印度有释迦牟尼，中国有老子、孔子，古希腊有苏格拉底、柏拉图和亚里士多德。人通过直觉来认识世界，建立了古典的逻辑、数学和哲学。我们开玩笑说数学是人文科学，它更多地依赖逻辑本身。古代人类认为世界的组成可以是金木水火土，可以是阴阳，可以是仰之弥高，钻之弥坚。虽然没有实证依据，它很大程度上能为人们说明一些问题，至少这些“理论”为那时候的人解释了自然界或事或物中的“冥冥”的联系，满足了人对三类问题的疑惑，也给宗教信仰以存在的依据。
多神信仰往往被宗教界认为是人类社会信仰的初级阶段，犹太教、基督教和伊斯兰教信仰唯一神，而佛教和儒学更多是关于人和自然哲学，而非有神宗教。“子不语怪力乱神”，避开一神还是多神的讨论，先谈怎样解决人与社会的问题，这也可以说是体验主义策略。我们通常要求一个理论由假设出发做出符合逻辑的推论。我们在这本书里会经常谈到这样的论述架构。说到“假设”，假设非假，不置好恶，它是我们对认识世界和讨论问题所确立的前提。我们一般希望一套完整的理论假设不应该特别多，三五条即可。建立一套逻辑体系是一套相对稳定的方法，从假设出发，依据逻辑推论可以得出新的结论。
由这个结构来规范，基督教有三个基本假设：上帝是唯一神；上帝万能；上帝爱人。儒学也有自己的假设：家庭是社会的基本组成单元，社会是家庭结构的映射。这里我借用了分形理论里的词汇，映射，是指当我们把被研究对象的局部放大之后，发现它跟原来的结构还是相似的。君君臣臣父父子子，是一一对应的。随着科学的发展，有神论关于神迹的依据不断经历新证据的挑战，而家庭结构这个生物基础的假设却还没受到根本的冲击。在神的空间似乎减少的今天，儒学也许更有生命力了，毕竟有四千年连续的文明史，人能想到的社会制度和与人相处的方法在儒家的大背景下都做了尝试。故纸堆里找找，总还有收获。
当然，有神宗教的基本假设是无法证伪的，我们无法用今日能想象到的方法和手段来遍历宇宙，甚至多个宇宙，来对“神的存在”这一假设证伪。从传播和承载方式上来讲，儒家哲学的教育与基督教和佛教不同，它不需要特定的场景，不需要特定的庙堂和圣殿来传播和讨论。父母家人的言传身教，从小的耳濡目染，就可以在一个人心中种下儒家之道的种子，这都出自儒家哲学的以家庭为社会基本单元这一假设。
在伯克利做博士后，田长霖图书馆是我借阅闲书的地方。这个东亚图书馆，虽然比牛津的小很多，但也有很多有意思的收藏。伯克利的自由氛围和美国西部开拓者的实干精神，实验室里挽起袖子干活，金工车间里车钳铣刨亲自动手，加上那个时候我关于胡适思想的阅读，学而时习之，让我衔接上了胡适的老师杜威所倡导的体验主义。这一切成为我对理解人与社会关系的引导。
大概有十几年，我因为研究物理而在中国、欧洲和美洲生活，在这样的旅行生活中我看到了不同的社会与文化，构架了自己认为可以说服自己的一套自洽的东西。而对内心世界平和的追求，我还需要些时日。这方面佛教有所长，但不足以涵盖其他。而对包括神秘论在内诸多的不可知问题，我的一个基本信仰是实证的，无法证伪的过程我会采取不排斥可研究的态度。钱穆讲“怀有温情的敬意”是我对这些“不可测”问题的基本态度。我不相信“唯科学”，科学目前并不是解决一切问题的万能方法，我喜欢的是科学不定义自己的边界。这是一种最大的自由，它允许我们因为自己的好奇心不断地诉求，而科学方法为这种诉求提供了可信的一步一步的基础，这是其他信仰系统不能够简单满足的。
关于自然，我通过治学于物理了解了自然的基本轮廓；关于社会，除了体验主义之外，我骨子里还算是个以儒家道德为基本要求的人。不同的宗教、信仰在解决和诠释这三方面问题时各有长短，并没有哪个一定比哪个高级。当人可以一览众山的时候，发现来路不只一条。每一门现代学问的研习都会带你走上人类智慧的高点。因为世界本身的复杂，这个高点会无数人历练和考验的。我不相信现世的先知，个人一定有思考的缺陷。所以无论哪个宗教，只要过了千年，总经过亿万人的思考锤炼，甚至是流血去完善，相对靠谱，随便信一个就会让你或深或浅地认识这三个问题。不求回答什么，解救谁，当你问自己的问题关联到这三个基础问题中的一个时，心里有答案，有安静，就够了。
二
信仰从哪里来
生命的每一时刻都面临着来自周边环境的危险。每一时刻，它都必须从周围环境中获取东西来满足自身的需求。命运依赖于生命与环境之间的交互，这种交互关系不是外在的，而是亲密的，我们甚至无法严格区分哪一部分是外在的，哪一部分是内在的。这种交互不限于物质的交换，它也包括信息的交互和演化。从这个意义上来讲，我们很难区分信息的界面，哪一部分是主体内的信息，哪一部分是主体之外的客体信息。趋于对安全性的需求，生命体希望能在表现为信息的事件之间找到“规律”。这些规律反映在人类的需求，就体现为对因果律的偏好。当动物看到乌云密布，听到雷声滚滚，它的反应是去找个地方避雨，或者是久旱之后出来喝两口甘霖。
对人类而言，一般来说，人们希望寻找策略来了解和改变或然的世界，但这也可以理解为，只有具有这种习惯的人群才具有物种竞争上的优势，从而种群延续至今，那些看到林火奋然前行的早就烧死了。甚至有颇为黑色幽默的达尔文进化奖，奖给那些成功地把自己不良而愚昧的基因从人类的基因库里移除的人。类似的逻辑也出现在“为什么时间的方向一定是朝着熵[1]增加的方向行进呢？”在这个问题上，答案是具有诡辩性的，因为只有在符合这样规律的宇宙里才能产生问这个问题的生物。如果真是这样，对因果规律的诉求，便是我们这个种群与生俱来的能力。这些诉求一方面体现为祈祷与传统，另一方面体现为科学与技术，当然后者在人类历史上出现得很晚。在新的证据被找到之前，这一段的论述只是“猜想”，颇有神秘论的味道，我们先不去纠结。
最早的人类希望通过祈祷来控制环境，放个猪头来测试老天爷会不会贪这个小便宜，对祈祷者有所眷顾。因为缺乏劳作工具与其他有力的保护自己的手段，早期的人类需要依靠上苍或环境的怜悯。虽然这样做多少有点听天由命，但这绝对不是一个被动的过程。人类设想周围的环境是由一些隐藏的力量和超自然的实体控制，人类通过不同方式的试探来了解这些举动和结果之间的联系，并试图与这些力量沟通。这时候对人类来说，发现其中的稳定的规律实在是特别困难，因为很多“天地不仁”的事件，会跟其他事件纠缠在一起，无法建立必然的联系。太阳被天狗吃了，所以闹了蝗灾，所以下了雨，所以有地震，所以打不到猎物了，所以有人要造天子的反。这种发现规律的能力跟人的活动范围和生产能力相关。在低频次、少量信息的情况下，人们很难把相关的信息联系起来，发现其中不那么明易的规律。这个很好理解，假如人可以活得足够长，信息也足够发达，而且彼此沟通也足够充分，就可以看到，太阳被月亮挡住的事情，在很多地方都会发生，一辈子活得久可以看见好几次，不一定和其他事情有确定的关联。这样的观察在各地各时被收集起来，当然要有以牛顿时代为界的“科学方法”确立筛选和排除的工具，这些规律就会慢慢地从蝗灾、下雨、地震的关联中分离出来而被认知。但是，古代人缺乏历法的、文字的、数字的工具和分析比照的系统研究方法，信息如此的零碎，要收集整理这些信息，从中求得规律，太难了。
要提醒读者的是作为科学的基本要求，我们要不断通过实验来检验自己得出结论的可靠性，任何一个疏忽，都有可能让我们的结论站不住脚。著名的辛普森案，所有人都认为辛普森是确凿无疑的凶手。但就是在众多证据里出现了一副可能是凶手行凶时戴的手套。逮捕辛普森的警官在证物里混入了这副染有死者血迹的手套，让证据看起来更加充分。就是这副手套，辩护律师发现比辛普森的手小，辛普森戴不上。根据“疑点利益归于被告”的原则，辛普森被无罪释放。科学积累也是这样，有时候我们虽然不得不在现有的基础上日拱一卒地一点点往前走，但也在时时回头看我们得出的一个结论的假设和论证，是不是每一步都站得住脚。我们不得不在多个说得通的似是而非的可能性讲法中反复论证和检测，不是只要有一条路走得通就可以，还要提供为什么其他路走不通的证据，在其他路没被证实或证伪之前，所有怀疑都会被清晰地标记，而不轻易地给出结论。
让我们回到这个“冥冥中自有天意”的论述上来，这个问题背景深厚，它甚至可以追溯到信仰的起源。有这样一个实验，两组被测人员，每组50人，每组人员要回答几十个问题。这些问题设计上并没有一定的对错，比如“昨天爱沙尼亚的阿尔塔市下雨了”之类，没有人真的知道有没有这个地方、下没下雨。每个问题答完，计算机都会给出“对”或“错”的判定。一系列问题答完之后，计算机屏幕上出现一幅由很多不同颜色的小色块随机组成的图，有点像色盲测试纸。第一组被测人员的问题和第二组之间的区别是，第一组答案“对”或“错”的比例，各50%。而第二组被测人员无论给出什么答案，计算机都会给一个大大的“错！”测试结果出来：第一组里大部分人看不出最后出现的图案里有任何东西，而第二组被测人员大部分人看出其实隐藏着一些有结构的图案，比如桌子、动物、数字的形象。我们可以得出这样的结论：人在接连的心理挫折之后，会更容易把随机东西关联起来。比如山洪、地震、旱涝，这些本来随机的自然事件造成人接连不断的不幸感之后，会让人觉得其中有一定的联系，“屋漏偏逢阴雨连”，肯定是老天跟我过不去，这样就产生了我们常说的“冥冥中的力量”。为了平衡和关照这些冥冥中的力量得到恩惠，人们试图和这些力量沟通，从而产生了原始的祈祷。当然，这个实验可有另外的原因作为解释，有可能被测人员在一系列的挫折感之后，会更倾向于猜测测试方的意图，而努力地迎合。所以，实验本身依然还没有定论，只是提出了一个可能，并且被初步验证。接下来，我们能做的是怎样排除“有另外的原因作为解释”的因素，进一步完善测试条件，改进实验，得出更为普遍的结论。
在一些原始部落里，我们还能看到古老的祈祷模式。宗教形成一段时期以后，祈祷的方式逐渐变得程式化和系统化，并产生感受生命和世界的方式，以及描述冥冥中的力量的神话。试图沟通而改变这种力量的仪式成为氏族部落活动的要素，并逐渐在一定的范围和族群中传播并继承下来，形成某地的某种文化。由此文化产生于与祈祷相联系的信仰活动与实践。一般而言，文化是以回答我们所讲的三个问题为核心，延伸到人的道德传统、人在宇宙中的地位以及生命的意义等问题的。文化的发展标志着习惯、风俗、公共机构、社会规范以及官方行为准则的形成和确立。
另外一条脉络，伴随着对自然事物控制能力的增强，人类一些渐成常识的经验积累起来：木材能够燃烧，尖锐的物体可以切削，火会烫伤人，但可用来烤熟东西，树上的果子总是下落，野兽能被驯养，某些植物吃了会拉肚子，但有些可以治拉肚子，这些关于自然的可观察的事实，逐渐地形成了一类日常知识的概括。这些概念不仅提供了肯定事实的集合，而且培养了处理物质与工具的专业技能，促进了思维的发展。在重复的大量积累的这些信息的基础上，人类逐渐意识到其中的秩序，掌握了足够的确定性方法，于是诞生了经验和技术。这条脉络，早期跟宗教并不分离，反而在很多场合成为“大设计”存在的证据。超自然的力量，除了设计人的社会，也设计了自然的规律。
在人类的几千年历史里，人不断地寻求人和自然的关系，人和社会的关系，人跟自己内心世界的关系的普遍答案。不同的信仰在这三个问题上，都会有自己的解释。夜深人静，午夜梦回，扪心自问。从人与自然的关系和人与社会的关系中归纳出来的道德观，经常趋向认为对这三类问题思考的目的是发现某种终极的真理、最高的“性本善”。在哲学爱好者喜欢讨论的康德看来，“善”服从于理性的意志，至善是固有的、终极的。但在这本书里我们把绝对真理相关的学问和方法统称为“神秘论”，神秘论和建立在神秘论基础上的传统伦理学认为，哲学的任务在于发现某种最终的目的、最高的真理。然而量子力学的发展告诉我们，我们所在的世界是动荡的，不确定的，对错与否在很多时候取决于环境，这与杜威所倡导的体验主义的主张不谋而合。
哲学寻求不变性，试图在科学面前保护“至善”、“最高的善”的信仰。但体验主义认为，道德不能从某种固有的、最终的至善概念开始。它必须从人的实际经验出发。杜威问道：单一的、终极的信念难道不是已在历史上消失了的王权组织的产品吗？不是那种在自然科学中消失了的，被视为高于自然而规范宇宙的神权体现吗？事实上我们不得不从经验及有机体与周边动态环境的互动开始，放弃确立至善、终极的道德目标的方案，而考察在现有情境中生命体如何通过与周围环境的互动来实现。道德也必须变为体验性的，它必须将科学方法运用于人类价值的问题。道德探究的目的不是某种外在的“善”的法则，成长是道德的唯一目的。成长不是结局意义上的目的，它是对我们的习惯进行不断完善、培养和提升的过程。成长是一个在逐渐进步中演化的概念。人们不再恪守与体验无关的价值标准，或者遵从传统文化确立的什么是道德的、什么是不道德的。人的体验本身包含评价它本身的方法，不必依赖别人来告诉我们什么是善、正义和真实，应该相信勤恳而诚挚的个体组成的生机勃勃的社会能够探索并且辨明什么是善、正义和真实。
佛教对人与自然的关系、人与自己内心世界的关系有悠久而深远的阐述。而儒家哲学更好地解决了的是人和社会的关系，基督教可能更好地解决人和社会、人和内心世界的关系。科学本身很大层面上是在解决人和自然的关系，无论你更习惯哪套理论，或者对哪套有更多的信仰，来龙去脉、追本溯源都是围绕这三个问题。不同的信仰和不同的思维方式，经过长期的选择跟历练之后都有不同深度的建树，在这三个方面，都能满足人的需求，觉得好就好了，内心契合，就去信一个。而作为反例，一将功成万骨枯，我很怕现世产生的宗教或现世的神，他们老是告诉人们，渡过血海就是天堂，人们老是被他们裹挟着先造血海。任何一个信仰体系在它形成的初期都要经过很长的时间来掩盖和调和这种冲突。
佛教最早在印度传播，公元七百年在印度逐渐衰弱。佛教进入中国之后，跟儒家哲学进行碰撞，先引起冲突，接下来融合而生长。这些冲突确实有一些早期的证据。比如在伦理观点方面，“孝”在中国传统的伦理道德中，尤其是儒家学说里占有极其崇高的地位。社会风习不必说了，连帝王也几乎全部以孝治天下。佛教却要求信徒出家，讲六根清净，这就与中国“孝”的道德教条根本对立。怎么办呢？佛教也只好迁就本土现实。在后汉三国时期翻译的佛经中，就能看到很多讲“孝”的地方。吴国康僧会译《六度集经》：“子存亲全行，可谓孝乎？”后汉录《大方便佛报恩经》：“佛法之中，颇有孝养父母不耶？欲令众生孝养父母故，以是因缘故，放斯光明。欲令众生念识父母，师长重恩故。为孝养父母知恩报恩故。”佛教接受了儒家哲学很多方法之后，变成了“中国特色的”佛教，形成汉传佛教。当然也有南传佛教，即所谓小乘佛教。汉传佛教影响了朝鲜、日本。敦煌出土的佛经里面有孝经，而“孝”的概念是典型的儒家本土思想，而不是舶来的佛教的概念。
从这里面可以看到很多外来信仰和本土文化的冲突融合，最后在文化里生根发芽。但是早期的时候一定通过了大量的社会实践，这个过程中就必然会因信仰不同而引发冲突，这样的冲突必然导致大量流血。因此有一个衡量标准叫万亿人年，信仰要通过万亿人乘以年这个度量单位来打磨过才算成熟，才渡过了血海。信仰在人类社会流传，要有这么多人在这么长的时间内对它进行思考，历练，才值得去放心信仰。信仰的建立是社会的实验，千万人头落地的，试错的成本是极高的。
[1] 熵，物理学上指热能变化除以温度所得的商，用于度量一个热力学系统的无序程度。——编者注 三
经典科学的诞生
回国这些年，我对掺杂在佛儒道法周边的各种神秘论和它们的变种产生了深刻的厌恶。在一个没有科学启蒙而神秘论盛行的国家，科幻和祖宗的玄学往往成了科学的障碍。近几十年国内教育关于人与自己内心世界、人与自然关系问题探究的缺失让更多本土的神秘论死灰复燃。神秘论的传播让我常常想起爱默生（Ralph W. Emerson）来。爱默生终生反对信条和体系的陈规，他主张把以宗教和道德的名义，将哲学和艺术从大众手中盗走而用于维护宗派私利的价值还给平民百姓。爱默生独具慧眼的洞察揭示出，这种贪渎破坏了质朴的真理，把真理变成了偏颇和私有之物，变成了神学家、形而上的学者的文字游戏。而绝对真理的崇拜和僵化也成为这些社会统治者的治理工具。
神秘论本来是可以进化成科学的，事实上很多最初的科学猜想也没有十足的根据。但是因为神秘论坚持于绝对真理神圣不可侵犯，要维护绝对权威的权威形象，拒绝论述，拒绝深入诉求，也拒绝对证据的考量。这跟大胆猜想、小心求证的现代科学要求有本质的不同。科学的方法在于可以求证，而神秘论是拒绝求证的，拒绝讨论的。后面我们会有大量的时间讨论神秘论和科学的区别，此处暂且放过。
科学名词在很大程度上被神秘论的传播者利用，安心于老祖宗的不可证伪的东西。虽然我说人总要有点信仰，但不等于我们该从故纸堆里翻出旧东西来证明老祖宗的丰功伟业寻求心理安慰。到这里，我们会花些时间回顾一下哲学的起源。我不是这方面的专家，只从我理解的角度来说明。
我们讲物理学是自然科学的基础，当然，有学数学的过来，我们让位给他，说你们搞人文的坐中间。在牛顿之前，我们很难给哲学内容一个清晰的判定，不管唯心的还是唯物的，只要言之成理、自圆其说，都可以存在。哲学跟物理学最初也不区分，牛顿在《自然哲学之数学原理》里描述了他的动力学定律。按牛津大学最初的分法，所有非神学的，又不归于医学、法学、音乐和文学的，都统称为哲学。因此学自然科学的专业学生，拿的都是哲学学位。
天地不仁，以万物为刍狗。对因果论的追求，是人类趋利避祸的天然心理。事实上，也许正是由于这种心理，才使得人类这个物种得以演化至今。注意，我很小心地使用“演化”这个词，因为我会很小心审视《进化论》这本书，它也许更应该回到严复的翻译《天演论》。一旦有了进化，就有了方向，就有了优劣，就有了“冥冥的”安排，以至于就有了“超越人类的思维”，有了“天地不仁”。我们不讨论那么远，先回到演化的角度。原始人发现天上下雨，淋了就会生病，病了不好治，所以就避免淋雨。下雨以后地上会长出蘑菇来，有些蘑菇能吃，有些蘑菇吃了会拉肚子。只有掌握了这些关联思维习惯的人类才能生存下来，根据因果律来趋利避害，缺乏这个思维逻辑的很难生存下来。于是原始人类根据生活经验把这些规律总结下来。但还有一些事很难这样直接总结规律，就要靠猜测、揣度和信仰。牛顿之前，人类面对自然处于一种无可奈何的可怜地位，真的揣摩不出来老天爷是怎么想的。
玛雅金字塔是玛雅人的神庙，玛雅人在这里朝拜他们的神来祈祷风调雨顺。像所有早期文明的先民一样，祭祀的时候他们要把最珍贵的东西摆出来给神，牺牲家畜，再隆重些，就把战场上抓来的奴隶当作供品杀掉。如果这样都不能平息神怒，就杀些自己人，这样够有诚意了吧，再不行，就有可能是神不再光顾这个祭坛，需要废弃掉金字塔甚至周围的城邦，择处另建。这样的玛雅文明持续了一千多年，直到16世纪葡萄牙航海者第一次到达了南美。玛雅人在海滩上看到红胡子红头发蓝眼睛的怪人骑着马。那时美洲没有马，只有“草泥马”（羊驼），玛雅人非常惊讶，以为神发怒派来了魔鬼。但葡萄牙人并没有留下来开拓殖民地，只留下了瘟疫。这些美洲的原住民完全没有对瘟疫的免疫能力，要知道这些传染病刚刚在欧洲杀死了三分之一的欧洲人。于是玛雅人成片地病倒死亡。玛雅人为了平息天神的愤怒，不断地杀人祭祀，奴隶不够就杀自己人，还不行就造新的祭坛。于是这一时期兴建的祭坛特别多，但传染病并没有减少，反而愈演愈烈。五十多年后，又一批航海者到达南美时，看到的是一座座空城，玛雅人把自己杀绝了。然而这种对未知力量的猜测也并不是一无是处，它具有积极的意义，在古代人无法对不幸事件进行解释但确实发现有关联的时候，“超自然力”就成为扮演权威的不可替代的角色。比如人们发现近亲结婚生出畸形儿的比例很大，便在宗教教义里规定兄妹不可乱伦，古人自然缺乏基因解释，但结论是不错的。
其实这个时候在世界各地，别的文明又能好到哪里去呢？且不说欧洲人不管得什么病都放血的放血疗法，据说华盛顿即死于此。你要是翻开中医盛典《本草纲目》，也是满纸荒唐言，一把辛酸泪。对于大自然，人类是没有太多办法的，只有祈求超自然力量的怜悯。人们无法归纳出背后的究竟，而这些可能的联系，又往往似是而非，不是每次都灵的。这滋生了神秘论，产生了“信则灵”。
自然和自然界的规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿去吧！
图1–2 自然和自然界的规律隐藏在黑暗里，上帝说，让牛顿去吧 天不生牛顿，万古如长夜。牛顿力学无疑是科学的奠基石，它开启了现代。牛顿力学的成功不仅奠定了经典物理学，而且确立了经典的科学方法论，人类从此有了甄别哲学思辨可靠与否的依据。这以后人们在哲学思维和自然实践中相互印证推进现代科学其他分支的建立。人们可以用数学的方法计量，用分析的方法求知。牛顿的理论建立是科学史上一次空前的综合，牛顿大量汲取了其前辈的成果：哥白尼、开普勒、笛卡儿、伽利略……但是，牛顿并不是将已经确立的知识简单地重新包装，他拓展了物理科学甚至是人类认知宇宙的雄心，更重要的，他划定了人类诠释哲学认识的方式。这件事情的深邃，牛顿本人可能都没有意识到。
