作者：肖恩·卡罗尔
出版社：湖南科学技术出版社
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大图景：论生命的起源、意义和宇宙本身试读：
前言
我在人生中仅有一次与死亡擦肩而过。
我的判断有些失误。当时天色已暗，交通繁忙。在洛杉矶405号高速公路上，一位走神的司机为了避开高速公路出口匝道，在我前方突然转线，而我为了避让也急忙转向。在我左后方车道的大型集装箱货车离我没有想象中那么远。我后保险杠边上一寸不到的地方碰到了大货车拖车头的一角。这就出事了。我的车失控了，缓慢但无法控制地向左旋转，最后我的这一侧甩着撞上了大货车头，而这时大货车还在高速公路上飞奔。至少我觉得这个过程很缓慢。我觉得好像被困在了琥珀里，无助地看着我的车子自己移动着，最后与大货车的水箱格栅亲密接触，横在车流中间，刺眼的头灯照在我脸上。
我被吓到了，但没有受伤。车子有点被撞瘪了，需要在车身修理厂好好修理一番，但在警察填好报告之后，我还是能开着它回家。如果多撞上几寸，如果不是这个速度，如果货柜车司机更加惊慌失措，那可能就是另一回事了。
我们中的许多人，远在真正到达生命尽头之前就曾接近过死亡。我们直面的是生命的有限。
作为职业物理学家，我将宇宙作为一个整体来研究。宇宙很大，在宇宙大爆炸大约138亿年后，有千亿的星系居于我们目视可及的夜空。相比之下，我们人类实在渺小，只是最近才出现在一颗不起眼的行星上，它绕着一颗平平无奇的恒星公转。无论我在高速公路上遭遇的事故最后结局如何，我的一生只能用数十年来衡量，而不是数十亿年。
个体的人是渺小而短暂的存在，人与宇宙相比，还不如与地球相比的一颗原子。又有哪个个体的存在能拥有意义？
在某种意味下，个体的存在显然有意义。我过着幸运的人生，有关心我的家庭和朋友，他们会因我的死亡而悲痛。如果我提前知道我的人生将走到尽头，我个人会相当悲伤。但从似乎无知无觉的宏大宇宙看来，人生真的有那么大的意义吗？
我仍然倾向于认为我们的一生是有意义的，即使宇宙没有我们也会照常运转。但我们需要正视这个问题，通过艰苦的思考去理解一点，就是我们对意义的追求应该如何符合现实最深层面的本性。
我有一个朋友是神经科学家和生物学家，她能使单个细胞返老还童。科学家发展了很多技术来从成人体内提取干细胞，这些干细胞已经开始衰老，带有成熟细胞的标志，然后科学家们能逆转它们的衰老过程，直到它们重获新生。
从细胞到整个有机体，之间隔着漫漫长路。于是我半开玩笑地问她：我们有朝一日能不能逆转人类的衰老过程，让人们永葆青春？“你和我总有一天要死掉的，”她若有所思，“但如果我们有孙子孙女的话，我就不那么确定了。”
这就是生物学家的想法。作为一个物理学家，我知道想象中的那些能活上几万甚至上亿年的生物并不违反任何自然定律，所以我并没有什么异议。但在最后，所有恒星将会耗尽它们的核燃料，它们冰冷的遗迹将会坍缩为黑洞，而那些黑洞也将会缓慢地蒸发，变成幽暗寂寥的宇宙中一团稀薄的基本粒子。无论生物学家有多么聪明，我们实际上不能永远活下去。
每个人都要死。生命不是一种像水或者岩石那样的物质；它就像火焰摇曳和惊涛拍岸那样，是一个过程。这个过程有个起点，持续一段时间，最终会完结。属于我们的时间，无论它是长是短，与无垠的永恒相比只有一瞬。
我们面前有两个目标。其中之一是说明我们宇宙的历史，还有我们认为这段历史属实的理由，也就是我们当前理解的整体图景。这是个美妙的概念。我们人类就是一团团有结构的泥巴，在自然规律无意识的作用下，变得能够深思、珍视和参与我们周遭世界的那种令人望而却步的复杂性。要理解自身，我们必须理解那些构成我们的物质，也就是说我们需要深入粒子、力和量子现象的领域。当然，还有那些能感知和思考的系统，它们到底是如何由这些微观部件以各种令人眼花缭乱的形式组合而成。
另外一个目标是提供一些存在主义疗法。我希望证明的是，尽管我们从属于一个依照冰冷定律运转着的宇宙，但我们有意义。这不是一个科学问题——我们不能通过进行实验收集数据来测量人生有多少意义。它本质上是一个哲学问题，需要我们摒弃数千年以来对人生及其意义的思考方法。按照传统的想法，如果我们“仅仅是”一大堆依据物理定律移动着的原子的话，人生根本不可能有意义。我们的确如此，然而这不是思考“我们是什么”的唯一方式。我们是一堆堆原子，独立于任何无形的精神或者作用而运转着，同时我们也是会思考有感受的人，通过生活的方式给存在带来意义。
我们是渺小的，而宇宙是宏大的。这个宇宙并没有操作指南，然而我们仍然推敲出了许多关于事物如何运作的知识。但要接受这个世界的本来面目，微笑着面对现实，然后活出有价值的人生，这是另一种完全不同的挑战。
本书的第一部分“宇宙”，考察的是我们偏居一隅的这个广阔宇宙的一些重要性质。要探讨世界有很多方法，这将我们引向了所谓诗性自然主义的框架。“自然主义”宣称只有一个世界，那就是自然世界；我们会探索其中一些提示，包括宇宙运转和演化的方式，它们将我们指引到了这个方向。“诗性”提醒我们，探讨世界的方法并非唯一。我们觉得“原因”和“理由”之类的词语用起来非常自然，但这些概念并不是自然最深层次运作方式的一部分。更合适的说法是，它们是一种涌现现象，是我们日常世界的一部分。在世界的日常描述和深层描述之间的差异来自时间箭头，也就是过去与未来的差异，它可以追溯到我们宇宙在大爆炸不久之后所处的特殊状态。
在第二部分“理解”中，我们考虑的是应该如何尝试去理解这个世界，或者至少是如何逐渐逼近真相。我们要学着去接受不确定和不完整的知识，并且随时准备好在新证据浮现之后更新我们的信念。我们将会看到，我们描述宇宙的最佳方式并不是一个统一的叙事，而是一系列相互勾连的模型，它们分别适用于不同的层次。每个模型都有它的适用范围，而每个模型中至关重要的概念，都完全可以当成“实在”。我们的任务，就是将这些基于某些基础概念而密切相关的描述组合起来，形成一个稳定的信念体系。
然后我们转到“本质”部分，思考这个世界的本来面貌，也就是自然的基本规律。我们会讨论量子场论，它是书写现代物理学的基本语言。我们将欣赏到“核心理论”的成就，这个宏大而成功的理论描述的是基本粒子和相互作用，它们组成了你我，组成了日月，组成了你一生中看过、触摸过、品尝过的所有东西。关于世界的运作方式，还有很多地方我们仍不了解，但我们有着绝佳的理由去认为核心理论在它的适用范围中就是自然的正确描述。这个适用范围足够广阔，可以马上排除不少引发争议的现象，从隔空移物和占星术到死后灵魂的存在。
从手头上的一些物理定律出发，要将这些深层次的准则与我们身处世界的丰富多姿联系在一起，还需要不少的工作。在第四部分“复杂”中，我们会逐渐看到这些联系来自何处。复杂结构的涌现并不是一种与宇宙整体愈发无序的趋势背道而驰的奇怪现象，它是这种趋势的自然结果。在适当的条件下，物质自然会自发组织成精巧的结构，这些结构能捕获和利用来自环境的信息。这个过程的极致就是生命本身。我们越了解生命的基本运作，就越能欣赏它们如何与支配宇宙的物理定律和谐共处。生命是一个过程，不是一种物质，它也必定如昙花一现。我们不是宇宙存在的理由，但自我意识和思考能力使我们在宇宙中占据着特殊的地位。
这将我们带到了自然主义面对的最棘手的问题之一：意识之谜。我们会在“思考”这一部分直面这个问题，到时候我们会从“自然主义”迈进“物理主义”。在理解思维在大脑中的运作方式上，现代神经科学已经取得了长足的进步，而毫无疑问的是，我们个人的体验与大脑中的物理过程有着确实的关联。我们甚至开始明白这项非凡的能力如何随时间演化而来，还有哪些能力是意识所必需的。最困难的问题来自哲学：内在的体验，也就是寄宿在我们脑袋里那独一无二的经验意向性，为什么竟能归结到单纯的物质运动上呢？诗性自然主义提示我们，应该将“内在体验”看成对于我们大脑中事件的一种表达方式的一部分。但这些表达方式本身也完全可以是真实的，甚至在探讨我们作为拥有理性的生命进行自由选择的能力时也是如此。
最后，在“关怀”部分，我们将会遇到最困难的问题，也就是在一个没有超越现实的意义的宇宙中，到底应该如何构建意义和价值。针对自然主义的普遍指控之一，就是这样的任务不可能完成：没有超越物理世界的事物指引我们的话，人根本没有生活的意义，更不要说选择某种生活方式的意义。一些自然主义者赞同这一点，然后继续自己的生活；另一些作出了强烈反应，他们主张价值观可以像宇宙年龄那样，用科学方法来确定。诗性自然主义处于两者之间，它接受价值观由人类建构的观点，但否认价值观会因此成为一种幻觉或者失去意义。我们所有人都有关心和渴望的事物，无论它们来自演化、家庭教育还是环境。我们眼前的任务，是在我们心中以及人与人之间调解这些关心和渴望。我们在人生中追寻到的意义并没有超越现实，但它并不因此而逊色。第1部分 宇宙第1章现实世界的本性
在老动画片《大野狼与哔哔鸟》（Wile E.Coyote and the Road Runner）里，大野狼经常发现自己跑出了悬崖的边沿。但不同于我们出于经验的推测，它不会就此坠落地面，至少当时如此，反而会悬浮在空中一动不动，眼中充满困惑；只有当它发觉不再脚踏实地，才会突然往下掉。
我们都像那头大野狼。自从人类开始思考各种事物，我们就在推敲自己在宇宙中的地位，还有我们在此存在的理由。人们提出了许多可能的答案，而不同观点的支持者偶尔会有些分歧。但长时间以来人们共有的观点，就是在某处必定有某种存在的意义，等着我们去发现确认。万物皆有存在的理由，万事皆有发生的原因。这个信念就像我们脚下的实地，作为地基让我们能构建我们生活所依靠的那些原则。
但我们对这个观点的信心已经逐渐动摇。每当我们更进一步理解世界，“世界背后有某种超脱尘世的目的”这种想法似乎越来越站不住脚。陈旧的图景已经被一幅奇异的新图景取代，它在许多方面令人叹为观止，在别的方面却令人苦恼不已。在这个图景里，世界似乎顽固拒绝直接解答我们有关目的和意义的宏大问题。
问题在于，我们自己还没有完全承认这个转变的发生，也没有全盘接受它深远的影响。当然，这些问题广为人知。最近两个世纪见证了达尔文如何颠覆我们对生命的认知，见证了尼采笔下的疯子在哀叹上帝之死，见证了存在主义者如何直面荒谬寻找真实，还见证了现代无神论者如何高声呼喊，在社会中被授予一席之地。然而大多数人继续生活，似乎改变并未发生；其他人热情拥抱新秩序，但却不以为然地相信我们视点的变化不过是将一些老旧教诲用新事物取代。
但真相是，我们原来脚下的地面已经消失，而我们正刚刚开始积蓄勇气向下望。幸运的是，不是所有半空中的东西都会立即一头掉向[1]死亡。如果大野狼装备了ACME牌的飞行背包，能在空中随意飞来飞去的话，那就没什么问题了。现在是时候开始建造我们观念的“飞行背包”了。——
现实最基础的本性是什么？哲学家称之为本体论（ontology）问题，本体论这门学科研究的是世界的基本结构，以及从根源上构筑宇宙的材料和关系。我们可以将它跟认识论（epistemology）对比，认识论研究的是我们在世界中获取知识的方式。本体论是哲学的一个分支，主要研究现实的本性；我们也可以提及“一种”本体论，意思是某种关于自然本质是什么的特定理念。
当今仍然活跃的本体论观点可谓数不胜数。最基础的问题就是到底现实是否存在。实在主义者（realist）会说“当然存在”；但还有那些唯心主义者（idealist），他们认为只有心灵真正存在，而所谓的“现实世界”不过是心灵中一系列的想法。在实在主义阵营里，还分为一元论者（monist），他们认为世界由同一种东西构成；还有二元论者（dualist），他们认为存在两个不同的领域（比如说“物质”和“精神”）。即使那些同意世界仅由一种东西构成的人，他们可能也会对于这些东西能否拥有多种本质上不同的属性（比如精神属性和物质属性）产生分歧。而即使那些同意世界是一元的并且只有物质属性的人，被问到世界的哪些方面是“真实”的，哪些方面又是“虚幻”的话，他们之间也会产生分歧。（颜色是真实的吗？意识呢？道德又如何？）
你是否相信神，也就是你到底是有神论者（theist）还是无神论者（atheist），这属于你本体论的一部分，但远非全部。“宗教”与此完全不同，它与某些信念有联系，其中通常包括对神的信仰，尽管在宗教的广阔范畴中，这个“神”的定义可以千差万别。宗教也可以是一种文化力量，一组机构集合，一种生活方式，一件历史遗产，或者一堆习俗和原则。比起一张信念的清单，宗教要丰富得多也混乱得多。宗教的对立面是人文主义（humanism），这是一组信念和实践，其繁复多变堪比宗教。
通常无神论联系着一种更完整的本体论，叫作自然主义（naturalism）——只有一个世界，那就是自然世界，它展现着被称为“自然规律”的模式，这些模式可以通过科学方法与实证研究来发现。不存在单独属于超自然、灵性或者神性的领域；宇宙的本性中没有什么固有的目的，人类的生活中也不存在超脱尘世的意义。“生命”和“意识”并没有指代某种物质以外的本质属性，它们只是一种说法，用来谈论极端复杂的系统之间的相互作用中涌现出来的现象。生命的目的和意义来自创造，它们本质上是人类的行为，而不是我们之外任何事物的附庸。自然主义是一种关于统一与模式的哲学，它将现实全体描述成一张无缝的巨网。[2]
自然主义源远流长。在佛教、古希腊古罗马的原子主义者和儒家学说中，都能找到它的踪迹。孔子身后数百年出现的思想家王充就是一名勇于呐喊的自然主义者，他与当时盛行的鬼神信仰进行了斗争。但只有在最近几个世纪，有利于自然主义的证据才变得难以否定。——
这么多的主义可能会令你头昏脑涨。幸运的是，我们不需要巨细靡遗地列出所有可能性。但我们应当仔细考虑本体论的问题，它处于我们如何摆脱“大野狼困境”这个问题的核心。
近五百多年来，人类智慧的进步已经在最基本的层面上完全颠覆了我们对世界的思考。我们的日常体验似乎表明世界上存在非常多种本质上不同的东西。人、蜘蛛、石头、海洋、桌子、火、空气、星辰——这些东西似乎彼此迥然相异，都有资格作为现实的组成部分之一。我们的“常识本体论”毋庸置疑属于多元论，充满了多种多样的本原类别。我们还没有算上那些更抽象却又可以说是同样“真实”的概念，比如说数字、目标与梦想，还有关于对错的原则。
随着对事物的理解越来越深入，我们逐步迈向一个更简单更统一的本体论，这种追求的动力古已有之。在公元前6世纪，古希腊哲学家米利都的泰勒斯（Thales of Miletus）就已提出水是世界的第一要素，而万物源自于水。在地球另一端的印度哲学家则以梵（Brahman）为唯一的终极实在。科学的进步加速并概括了这一潮流。
伽利略观察到木星也有卫星，这说明它跟地球一样能产生引力。艾萨克·牛顿（Isaac Newton）证明了引力是万有的，是行星运动和苹果坠落的根本。约翰·道尔顿（John Dalton）展示了不同的化学物质是如何从“原子”这一基本结构组合而来的。查尔斯·达尔文（Charles Darwin）通过共同先祖确立了生命的统一性。詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）和其他物理学家将诸如闪电、光照和磁铁这些看似风马牛不相及的现象统一到了“电磁力”这个主题下。对星光的仔细分析揭示了组成恒星的原子正是我们在地球上发现的那些，而塞西莉亚·佩恩-加波施金（Cecilia Payne-Gaposchkin）最终证明了恒星主要由氢原子和氦原子组成。阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）统一了时间和空间，同时联系了物质与能量。粒子物理学家告诉我们，元素周期表中元素的原子不过是三种基本粒子的排列组合，它们是质子、中子和电子。你在生活中看到和碰到的东西，都由这区区三种粒子组成。
所有这些带给了我们一个跟一开始大不相同的现实图景。在最基础的层面上，在“生物”与“非生物”、“凡尘之物”和“天上之物”、“物质”和“精神”之间，不存在任何区分。存在的只有组成现实的唯一基本要素，以多种形态幻化在我们面前。
这个统一与简化的过程能走多远？现在还不能确定，但根据我们的进步，可以作出一个合理的估计：这个过程将会穷尽一切。我们最终对宇宙作为现实的理解将会是个统一的整体，宇宙之外没有额外的起因、支撑或者影响。这一点非常重要。——
自然主义的宣言铺张大胆，我们有权保持怀疑。当我们注视另一个人的眼睛时，我们看到的似乎不仅仅是一堆原子的组合以及某些错综复杂的化学反应。我们常常感觉自己与宇宙有着某种超越物质的联系，无论是凝视大海或天空产生的敬畏感，还是靠近我们在乎的人所带来的亲昵感。活泼的生命与不动的死物之间的鸿沟似乎远不止于分子的排列构成方式。看看周围就会觉得，“所有我们看到和感受到的东西都能用掌管物质和能量的无情规律来解释”这种想法似乎相当可笑。
面对所有来自常识的经验，仍然认为生命可以来自非生命，或者要得到意识体验只需要一些遵循物理定律的原子，这算是一个飞跃。同样重要的是，借助超脱尘世的目的或者更高的力量，似乎也可以回答某些我们人类经常问到的“为什么”：为什么宇宙会存在？为什么我会在这里？为什么万物会存在？相比之下，自然主义的回答很简洁：这些都不是我们真正要问的问题。自然主义里有很多东西需要慢慢消化，它也不是人人都应该毫无疑问地接受的观点。
作为思考世界的方式，自然主义远非浅显或者理所当然。对它有利的证据逐年堆积，这是我们不懈地探求理解事物深层次运作方式的结果，但探索远未完成。我们仍不知道宇宙如何开端，也不知道是否只有一个宇宙。我们仍不知道完整的终极物理定律。我们仍不知道生命如何诞生，意识又如何形成。最后，在这个世界作为一个好人生活下去最好的方法是什么，也还没有一致赞同的答案。
自然主义者需要证明，即使手头上还没有答案，他们的世界观目前仍然是最有可能找到答案的框架。这就是我们接下来要做的事。——
我们生活中的那些有关人性的不容忽视的问题，在更深的层次上直接取决于我们对待宇宙的态度。对于很多人来说，这些态度随意采纳自周围的文化，而并非来自个人严谨的思考。每一代人都不会从零开始发明生活的准则；我们会继承那些历经漫长演化而来的观念和价值。此时此刻，在关于世界的主流印象中，人类的生活在宇宙中占有特殊而重要的地位，超越了那些仅仅是在运动着的物质。我们需要更好地调和我们谈论人生意义的方式以及通过科学所得到的关于宇宙的知识。
那些承认可以通过科学来认识现实的人，通常会有一种隐而不发的坚定信念，那就是诸如自由、道德和意义等的哲学性问题，最后都应该不难解决。我们就是一堆原子的集合体，所以我们应该友善待人。这有何难？
难度很大。友善待人是个好开始，但仅仅这样走不了多远。如果不同的人之间“友善”的概念不兼容的话怎么办？“给和平一个机会”听起来不错，但在真实世界中有着许多不同的参与者，怀着各种各样的目的，而冲突无可避免。能指引我们的超自然力量并不存在，这并不意味着我们不能有意义地谈论对与错，但也并不意味着我们就能立即分辨两者。
生命的意义不能归结于简单的格言。苟以时日，我将逝去；一些关于我的记忆仍会存留，但我无法再去体会。知道了这些之后，什么样的生活值得追求？我们应该如何平衡家庭与事业，财富与享乐，行动与深思？宇宙很大，而我只是其中渺小的一部分，组成我的粒子和力与组成其他物质的并无二致，但这样的视点对于回答这些问题毫无补益。我们需要智慧和勇气去思考如何走上人生的正轨。第2章诗性自然主义《星际迷航》（Star Trek）里有件事一直没交代清楚，就是传送器到底是怎么运作的。它们是先将你分解成一个个原子，将它们打包传送出去，然后再重新组装吗？还是只发送一幅包含你原子排列信息的蓝图，然后在目的地利用周围已有的物质重新把你构建出来？船员通常的说法就好像组成你的原子确实穿行了空间，但这样的话又应该怎么解释“心中之敌”（The Enemy Within）这一集？你也许记得在这集里传送器出了故障，柯克船长传送到进取号时变成了两个复制品。很难想象两份同一个人的复制品怎么可能由一人份的原子组成。
对于观众来说，幸运的是柯克的两个复制品并不完全一致。其中一个是正常的（好人）柯克，而另外一个是坏人。更妙的是，邪恶的柯克很快就被兰德军士抓伤了脸，所以要分辨两人并不困难。
但如果他们真的完全一致，又会怎么样？那我们就要面对一个关于个人身份本质的谜团，它由于哲学家德里克·帕菲特（Derek Parfit）而广为人知。想象一台传送器，它能将一个单独的个体分解，然后用不同的原子重新构建出多个一模一样的复制品。这些复制品中哪个才算是“真正的”那个人呢？如果只有一个复制品的话，绝大多数人都会毫不犹豫地认为他就是原来的人（使用不同的原子重构不是问题；人体无时无刻不在丢失并替换结构中的原子）。如果你的复制品是用新原子构成的，而原来的你保持不变，但在复制完成后数秒，原来的你会悲惨地死去，那又会怎么样？那个复制品能算是原来的人吗？
这确实是好玩的哲学游戏，但至少对于我们当前的技术水平来说，这好像也跟现实世界没什么联系。但话不能说太满。有一个叫作忒修斯之船（Ship of Theseus）的古老思想实验，它提出的正是同一个问题。忒修斯是雅典的传奇建立者，他拥有一艘令人赞叹的船，陪着他立下赫赫战功。为了纪念他，雅典市民在港口将他的船保留了下来。船上偶尔会有木板或者部分桅杆年久失修，为了让船保持良好状态，这些部件坏到一定程度就会被换掉。我们又一次遇到了身份的问题：在替换掉其中一块木板之后，船是否还是原来的船？如果是的话，那么如果我们一块接一块地替换掉所有木板的话，又怎么样？还有[3]（也就是汤玛斯·霍布斯接着提出的问题），如果我们用所有换下来的旧木板重新建造一艘船，又怎么样？重新建造的这艘船会突然成为忒修斯之船吗？
狭义地说，这些都是有关同一性的问题。一件东西与另一件东西在什么情况下是“相同”的？但广义地说，这些问题关系到本体论，也就是我们对世界上存在什么事物的基本认知。到底有什么种类的东西是存在的？
当我们考虑“真正的”柯克船长和忒修斯之船的身份时，这实际上伴随着一大堆隐含的假定。我们假定了存在一些叫作“个人”的东西，还有一些叫作“船”的东西，而这些东西有某种时间上的延续性。这些概念我们用得如鱼得水，直到碰到像这些复制品情景造成的难题，才迫使我们考虑这些对象的定义。
这些问题很重要，不是因为我们很快就要造出来一台实用的传送器，而是因为我们对理解世界全景的尝试不可避免会涉及各种各样互相重叠的描述世界的方式。我们有原子，有生物细胞，还有人类的概念。“这个特定的人类”这个概念在我们思考关于世界的问题时是否重要？像“个人”和“船”这样的分类是否应该作为我们最基础的本体论的一部分？如果我们不知道我们所说的“人类”到底是什么，我们就不能决定某个个体的人生是否真的有意义。——
数千年来，我们的知识，特别是在科学方面，可谓与日俱增，因此我们对应的本体论也从丰富本体论慢慢转变为稀疏本体论。对于古人来说，他们自然相信世界上有各种各样本质上不同的物体；但在现代，我们尝试用更少的种类进行更多的思考。
我们现在会说忒修斯之船是由原子构成的，而所有这些原子都由质子、中子和电子构成——跟组成其他任何船只，甚至你我的粒子完全相同。不存在什么原生的“船属性”，而忒修斯之船只是它的特例之一；只存在一些原子的排列组合，它们随着时间而逐渐变化。
仅仅因为我们明白船只是一堆原子组成的集合，不代表我们不能谈及每一艘船。如果每次有人问起世界上发生的某件事情，我们的回答都只能是一张写出海量原子及其排列方式的列表的话，那实在麻烦透顶。如果你每秒列出一个原子，这就需要超过宇宙年龄万亿倍的时间，才能描述像忒修斯的船那样的一艘船。这不太现实。
忒修斯之船由原子构成，这仅仅意味着，船的概念在我们的本体论中是一个派生类别，而不是基本类别。它是一种实用的描述方法，用于谈论宇宙基本组分构成的某些集合。我们发明船这个概念是因为它有用，而不是因为它位于现实最深的层次。在我们逐步替换每块木板之后，船还是不是那艘船？我不知道。这由我们决定。“船”这个概念正是我们为了便利而创造出来的。
这没有问题。最深层次的现实当然很重要，但各种描述这个层次的不同方式同样重要。——
我们看到的其实是丰富本体论和稀疏本体论之间的差别。丰富的本体论包含大量不同的基本类别。这里“基本”的意思是“在我们最深刻最全面的现实图景中扮演着必要的角色”。
在稀疏的本体论中，用以描述世界的则只有少数几个（甚至只有一个）基本类别，但却会有许许多多描述世界的方法。“描述方法”这个概念并不只是装饰——在我们对现实的理解方式中，它占据的位置至关重要。两类不同的本体论，分别是丰富和稀疏的。方框是基本概念，而圆圈是派生或者涌现的概念，也就是描述世界的方式
丰富本体论的好处之一，就是很容易就能说清楚什么是“真实”——所有类别都描述了某种真实的东西。在稀疏本体论中，这就不太明确了。我们是否应该只将构成世界的基本成分看成是真实的，而将我们用于分割和描述世界的所有这些不同的方法都当作区区幻象？这是我们面对现实能采取的最激进的态度，有时又被称为取消主义（eliminativism），因为它的拥护者热衷于在“我们认为是真实的事物”的清单里消去一个又一个概念。对于取消主义者来说，“哪个柯克船长是真的？”的答案就是“谁关心这个？人类个体只是幻象，只是关于唯一的真实世界的一些虚构故事而已”。
我要论证的是另一种观点：我们最本质的本体论，也就是在最深层次上描述世界的最好方法，是非常稀疏的。但有许多概念从属于我们描述世界的一些不太本质的方法，它们对于描述高层次和宏观的现实来说非常实用，所以值得被认为是“真实”的。
这里的关键词是“实用”。当然有些描述世界的方法用处不大。在科学的语境里，我们会说这些无用的方法“错误”或者“虚假”。描述方法不单是一串概念，一般也会包含一系列应用这些概念的规则，还有概念之间的关系。每个科学理论都是一套描述世界的方法，根据这些理论，我们可以说“有些东西叫作‘行星’，还有个东西叫作‘太阳’，它们都在某种叫‘空间’的东西里运行，行星还会做一件事，叫‘围绕太阳公转’，这些公转的轨道在空间中描绘了一种叫椭圆的特殊形状”。这基本上就是约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler）关于行星运动的理论，在哥白尼论证了太阳是太阳系中心之后，这个理论才出现，后来牛顿用万有引力的术语给出了解释。今天，我们会说开普勒的理论在某些情况下颇为实用，但没有牛顿的理论那么实用，而牛顿理论的适用范围又没有爱因斯坦的广义相对论那么广泛。——
我要在这里提倡的策略可以叫做诗性自然主义（poetic naturalism）。诗人缪丽尔·鲁凯泽（Muriel Rukeyser）曾经这样写道：“构成宇宙的是故事，而非原子。”世界就是所有的存在和事件的总和，但在不同的描述方法中，我们能领悟很多东西。
自然主义可以归结为三点：
一、只有一个世界，那就是自然世界。
二、世界依据颠扑不破的模式运转，那模式就是自然规律。
三、知晓世界的唯一可靠途径就是观察。
从本质上来说，自然主义就是这样一种概念：科学研究向我们揭示的就是世界的本来面目。当我们开始描述世界时，“诗性”的特质就走上了前台。它可以用三点概括：
一、有许多描述世界的不同方法。
二、所有好的描述方法都应该互相保持一致，也应该与世界本身一致。
三、我们的目的决定了此刻最好的描述方法。
诗性自然主义者会同意，无论是柯克船长还是忒修斯之船，都不过是描述在空间和时间中延伸的某些原子集合的方法。区别在于，消去主义者会说“所以它们只是幻象”，而诗性自然主义者会说“但它们并不会因此变得虚幻”。
哲学家威尔弗里德·塞拉斯（Wilfrid Sellars）提出了两个术语：外显映象（manifest image），描述的是源自日常生活体验的朴素本体论，还有科学映象（scientific image），描述的是科学所建立的关于世界的全新统一视点。外显映象和科学映象用到的概念和词汇都不一样，但它们作为描述世界的方式是相容的，最终应该能相互协调一致。诗性自然主义认为这两种描述世界的方式在适当的场合都是有用的，而我们的工作是证明它们的确能相互调和。
在诗性自然主义中，我们能区分三种不同的有关世界的叙事。首先，是我们能想象到的，对世界的最深层最本质的描述——包含整个宇宙在所有微观细节上的确切情况。现代科学现在还不知道这个描述到底是什么，但我们至少可以假定这样最根本的现实是存在的。其次是那些“涌现的”或者“有效的”描述，它们在某些有限的领域里是正确的。我们就是在这个层次谈论船和人之类的概念，它们是宏观的物质集合，但由我们归结为独立的个体，作为更高层次语汇的一部分。最后是我们的价值观：关于正确与错误、目的与责任、美丽与丑陋的概念。与高层次的科学描述不同，确定这些概念的并不像科学那样，以符合观察数据为目标。我们还有别的目标：做个好人，与其他人和谐共处，还有寻找生命的意义。找出描述世界的最好方式，就是向这些目标努力迈进的重要一环。
诗性自然主义是关于自由和责任的哲学。自然世界向我们赋予了生命这一原料，我们必须努力理解它，接受相应的结果。从描述转到原则，从谈论发生的事情转到对什么事情理应发生的价值判断，这是一种创造性的举动，从根本上充满人性。世界还是那个世界，依照自然的模式运转，没有任何价值判断的属性。世界就这样存在着，而美与善是我们带来的造物。——
诗性自然主义看上去也许很有魅力，或者像是胡言乱语的堆砌，但可以肯定的是，它带来了一堆难题。最显而易见的问题就是，万物背后的那个统一的自然世界到底是什么？我们一直在念叨像“原子”和“粒子”这样的词语，但从关于量子力学的讨论中可以得知，真相更加难以捉摸。当然，我们不会宣称已经知晓掌管万物的终极理论——但是我们现在到底知道了多少？又是什么令我们认为这就足以支撑自然主义的梦想？
而如何将底层的物理世界与日常经历的现实联系起来，与此相关的问题数量更是有过之而无不及。有些问的是“为什么”：为什么宇宙会是现在这样，拥有这些特定的自然规律？为什么宇宙会存在？有些问的是“你确定吗”：我们是否确定一个统一的物理现实能自然地产生我们所知的生命？我们是否确定物理现实就足以描述意识现象？意识可能是我们的外显映象中最令人困惑的层面。还有些问的是“怎么样”：我们怎么才能决定描述世界最好的方式是什么？我们怎么才能在有关对错的评判问题上达成一致？我们怎么在一个全然物理的世界里寻找意义和目的？而最大的问题是，我们怎么才能知晓所有这些的答案？
我们的任务是描绘一张丰富而细腻的图景，展示我们日常经历中的方方面面如何调和一致。为了摆正我们的心态，在下面几个章节，我们会纵览一些曾经帮助人类走上自然主义道路的思想。第3章世界自会运转
在1971年，观看阿波罗15号登月直播的电视观众，看到了宇航员大卫·斯科特（David Scott）做的一个有趣的实验。在一次月面行走的尾声时刻，斯科特拿起了一把锤子和一根羽毛，然后同时放开它们自由下落。在月球引力的轻柔牵引下，两件物体向月面坠落，在完全相同的时间内掉到月面。
在地球上可不会发生这样的事情，除非你正在NASA的巨大真空室里进行宇航服演练。在一般情况下，空气阻力会极大减缓羽毛坠落的速度，而锤子则基本上不受影响。但在月面的真空中，它们的轨迹却难以分辨。
斯科特就此确认了伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）早在16世纪提出的一个重要洞见：在重力影响下，所有物体的自然运动都以相同的轨迹坠落，而在我们日常生活中，使沉重的物体看上去比轻盈的物体坠落得更快的，实际上是空气造成的摩擦力。这也不坏，正如任务控制员乔·艾伦（Joe Allen）所说，这个实验结果“一如预测，符合久经考验的理论，但考虑到见证这个实验的观众人数，以及返回的航程极端依赖被测试理论的正确性这一点，这还算是一个令人安心的结果”。
传说伽利略曾经亲自进行过这个实验，让质量不同（但受到的空气阻力相似）的球从比萨斜塔顶端自由坠落。过这个实验，断言这一点的是他的学生温琴佐·维维亚尼（Vincenzo Viviani），写在他导师的传记里。比萨斜塔（蒙W.Lloyd MacKenzie惠允）
据我们所知，伽利略确实做过一个更容易构建和控制的实验：让不同质量的小球在斜面上滚下。他由此证明，这些小球以同样的方式加速，这个加速依赖于斜面的角度，但独立于小球的质量。然后他提出，如果相信这些结果可以一直外推到垂直于地面的斜面的话，那就相当于让物体垂直坠落，根本不需要斜面。所以他的结论就是：如果没有空气阻力的影响，不同质量的物体会在重力的作用下以相同的方式下落。
比这个特定的发现更重要的是它传达的潜台词：在探索物体的自然运动时，可以先在想象中除去各种干扰效应，比如摩擦力和空气阻力；然后要回到更符合现实的运动的话，只要重新考虑这些效应就可以了。
这是个伟大的洞察。可以说，这是物理史上最重要的想法。
物理显然是最简单的一门自然科学。表面上看并非如此，但那是因为我们在物理上所知甚多，而理解它需要的知识又晦涩繁复。然而物理拥有一个不可思议的特点：我们常常可以用不合常理的简化方法——比如完全光滑的平面或者完美的球形——来忽略各种各样的次要效应，最终仍能得到超出预期的好结果。在其他学科中，无论是生物学、心理学还是经济学，对于绝大部分有意思的问题，如果你对某个系统的因素之一建模时完全忽略其他因素的话，得到的只会是毫无意义的垃圾（但这并不能阻止人们前仆后继）。
这个翻天覆地的伟大想法——在忽略摩擦和耗散的理想状态下，物理学会变得简单——在另一个同样影响深远、甚至可以说震撼世界的概念的建立过程中也起到了重要的作用，这个概念就是动量守恒。虽然它的影响力看似没有那么夸张，但在我们有关世界观念的变迁，从有关目的和原因的古老视点转移到模式和定律的现代视点的这个过程中，动量这个概念占据了核心地位。——
在伽利略等人在16～17世纪革新关于运动的研究之前，亚里士多德（Aristotle）长久作为思想家中的领军人物统治着这个主题。亚里士多德关于物理学的观点属于坚定的目的论：他认为事物拥有一种最自然的存在状态，而它们的变化则由某个目的指引着。众所周知，他提出“原因”可以区分成四种，虽然“四种解释”也许能更好地表达他本身的想法。这四种解释分别是：质料因，也就是组成事物的材料；形式因，也就是决定事物本质的必要性质；动力因，也就是构筑事物的力量（这与我们对于“原因”的日常定义最接近）；最后是目的因，也就是事物存在的理由。理解为何事物如此改变、移动和运转，就相当于讨论有关它们的这些原因。
对于亚里士多德来说，事物的本性决定了它如何运动。在经典的四元素（火、水、土、气）中，土和水倾向于下沉，而气和火倾向于上升。事物能处于某种自然状态，无论是静止或者运动。它倾向于维持这种状态，直到某种“剧烈运动”让它改变状态，但之后它又会回到自然状态。
想象一个在桌子上静止不动的咖啡杯。它正处于自然状态下，也就是静止（除非我们拉开它底下的桌子，这时它会自然坠落，不过这里就算了）。现在，想象我们对它施行某种剧烈运动，推着杯子在桌面移动。当我们推动时，杯子会移动；当我们停下来，它就回到静止的自然状态。要想令它继续移动，我们必须一直推着它。就像亚里士多德所说，“所有运动之物必被某物推动”。
这显然就是咖啡杯在真实世界中的行为。伽利略和亚里士多德之间的差异，并不在于他们一个说的是真理而另一个是谬误，而在于伽利略选择关注的东西可以作为一个有用的基础，用以构建更严谨而完全的理解，能解释超出原有例子的更多现象，而亚里士多德没有做到这一点。
在公元6世纪，居住在埃及的哲学家和神学家约翰·菲洛波努斯（John Philoponus）开启了从亚里士多德到现今对运动理解的旅程。他提出应该构想一种导致运动的力量，或者说“冲力”（impetus），它通过一开始的推动而传递到物体上，然后令物体保持运动，直到所有冲力消耗殆尽。这是前进的一小步，但这一步开辟了对运动本性思考的新气象。与其谈论原因，人们的关注点转移到了与物质本身相关的数量和性质上。伊本·西那（Ibn Sina），又称阿维琴纳（Avicenna），波斯哲学家、博学家，1037年逝世
另一项至关重要的贡献来自波斯思想家伊本·西那（Ibn Sina，有时也被撰写为Avicenna），他是公元1000年前后伊斯兰黄金时代的领军人物之一。伊本·西那发展了菲洛波努斯关于冲力的想法，将它称为“倾向”（mayl）。正是他提出“倾向”不会自行消散，只会因空气阻力或者其他外界的影响而耗损。他指出，在真空中不存在这些阻力，所以不受干扰的抛射物会一直以相同的速率移动，直到永远。
这个想法非常接近我们现代关于惯性的概念——物体会以相同的方式一直运动，除非出现了别的作用力。可能受到了伊本·西那的影响，14世纪的一位法国神职人员让·比里当（Jean Buridan）写下了一道量化的公式，将冲力等同于物体的重量与速率的乘积。然而在当时人们仍不理解质量和重量的差别。在比里当的影响下，伽利略发明了“动量”这个术语，并且声称物体如果不受任何力的作用，它的动量会维持恒定，但他没有明确区分动量和速率。将动量定义为质量乘以速度的是勒内·笛卡儿（René Descartes），但即使是这位解析几何的创始人，也没有领会到动量除了大小之外还有方向，这一点要留待17世纪的荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）来发现。最后收尾的是艾萨克·牛顿，他将动量这个概念巧妙地运用到了他对运动研究的系统化重建中，而重建后的体系直到今天仍是高中和大学课程的一部分。——
为什么动量守恒这么重要？这里不是学习牛顿力学的地方，尽管我们也许会从中获益良多。这里没有滑轮也没有斜面的习题。我们在这里是为了思考现实的本性。
对于亚里士多德来说，物理是关于性质和原因的叙事。每当任何类型的运动出现，背后必定有促成运动的事物，也就是导致这项运动的动力因。亚里士多德关于“运动”的定义要比现在的更为宽泛，他的定义实际上更接近“转换”。比如说，他的定义囊括了物体颜色的变化，还有某种可能性向现实的转变。但它们都适用相同的原则：亚里士多德坚信，所有这些转换都暗示了某种转换原因的存在。这个想法合情合理，在我们日常的体验中，事件不会“无缘无故”发生——背后一定有什么东西驱使它们发生，让它们能够实现。未曾获益于现代科学知识的亚里士多德，他尝试要做的正是将他所知的世界运转的方式整理到某种系统性的框架之中。
亚里士多德就这样在世界上观察到无数事物正在起变化，并推断每项变化都有其原因。A由于B的缘故被推动了，而B运动的原因又是C，如此类推。一个自然的问题就是：所有这些变化的起源是什么？这根运动与原因的链条，能追溯到什么地方？他很快否定了诸如自我推动的运动或者无穷延伸的因果链条这些可能性。这根链条必定会在什么地方终结，也就是某种能引发运动，但自身不会运动的物体：某个不动的推动者。
亚里士多德主要在他的著作《物理学》（Physics）中阐述他关于运动的理论，但有关“不动的推动者”的细节则挪到了后来的另一本著作《形而上学》（Metaphysics）里。尽管亚里士多德名义上没有宗教信仰，他在书中却说不动的推动者就是上帝：不是作为一种抽象的原则，而是现实中永恒仁爱的存在。对于上帝的存在性来说，这个论点并不坏，虽然否认背后的假设的话，很容易从中挑出漏洞来。也许某些运动的原因的确是它们自身，也许因果的无限回退完全没有问题。但这个“上帝的宇宙论论证”非常有影响力，后来还被托马斯·阿奎那（Thomas Aquinas，欧洲中世纪哲学家、神学家）等人发扬光大。
对我们来说最重要的是，亚里士多德关于“不动的推动者”的论述依赖于运动必须有原因的这个观点。一旦我们认识到动量守恒，这个观点就失去了吸引力。我们可以吹毛求疵——我确信亚里士多德也能找到巧妙的方法去阐述在光滑平面上以恒定速度运动的物体。但最重要的是，伽利略和他战友的新物理学蕴含了一套全新的本体论，使我们对自然本性的思考产生了深刻的变化。“原因”不再像以往那样扮演中心角色。宇宙不需要被推动，它就是如此一直运转着。
这个视点转换的重要性怎么强调都不为过。当然，时至今日我们仍然一直谈论原因和结果，但如果你打开一本相当于以往亚里士多德的《物理学》的现代书籍——比如说量子场论的教材——你不会看到类似“原因”或者“结果”的字眼。在日常对话中我们仍然谈论因果关系，这有它的理由，但在我们最优秀的基础本体论中，它们不再占有一席之地。
在这里，我们看到的是我们关于自然的描述中层次性的一种体现。在我们目前所知的最深层次上，最基础的概念是“时空”、“量子场”、“运动方程”和“相互作用”之类的东西。那里没有“原因”，无论是质料因、形式因、动力因还是目的因。但在此之上还有不同的层次，用到了不同的语汇。实际上，在耗散和摩擦占有重要地位的情况下，我们能以量化的形式重新推导亚里士多德物理学的一部分，将它作为牛顿力学在这种情况下的极限（毕竟咖啡杯还是会停下来的）。我们同样能理解为什么在日常体验中谈论原因和结果如此方便，即使这些概念在底层的方程中并不存在。要在世界上生活下去，我们需要构筑许多不同的关于现实的实用叙事。第4章谁定未来之事？
艾萨克·牛顿这位历史上影响最大的科学家，是一位笃信宗教的人。以他童年时期英国圣公会信仰的标准来说，他显然持有异端的观点：他不承认三位一体，并且写过许多关于预言和阐述圣经的著作，其中包含题为“论但以理第四巨兽第十一角之力，即时间与法则之变换”的章节。他不承认类似亚里士多德“不动的推动者”那种关于上帝存在的论证。他自己的著作似乎描绘了一个以一己之力完美运转的宇宙，但他在《总附注》[General Scholium，他的伟大著作《自然哲学的数学原理》（Principia Mathematica）后几个版本中附加的短文]中指出，必定有谁建立设置了这一切：
这个太阳、行星，还有彗星组成的极尽巧思的系统，不可能有别的起源，除非来自一位智慧而大能的实存，祂明智的指引和权柄。
在别的著作中，牛顿似乎暗示行星之间的相互扰动会逐渐使系统偏离正轨，这时上帝就会出手干预使其回复秩序。
皮埃尔-西蒙·拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace）却持有不同的看法，他比牛顿晚一个世纪出生，是法国的物理学家和数学家。学者们对他真正的宗教观点争论不休，他的观点似乎在自然神论（上帝创造世界，但之后不再出手干预）以及彻底的无神论之间摇摆不定。拉普拉斯是这样的一个人：当时的皇帝拿破仑问他，为什么在他关于天体力学的书中没有出现上帝，据说他的回答是“我不需要那个假设”。不管他究竟持有什么信仰，拉普拉斯似乎坚定反对存在某个会直接干预世界运转的造物者这个观点。皮埃尔-西蒙·拉普拉斯侯爵（Pierre-Simon Marquis de Laplace），1749—1827年
拉普拉斯是最先真正理解经典力学（牛顿力学）的思想家之一，这种理解深入他的骨髓，甚至比牛顿本人更深刻。这样的人终有一天会出现。随着科学的发展，我们对当前最优秀的理论理解得越来越深入；今天，许多物理学家比爱因斯坦更理解相对论，或者比薛定谔和海森堡更理解量子力学。拉普拉斯解决了从太阳系的稳定性到概率的基础理论等问题，在这个过程中还不断发明了所需的新数学。他提议将牛顿的万有引力作为场理论看待，并提出了一个充满整个空间的“引力势能场”，由此解决了牛顿关于远隔千里的物体之间如何相互作用的疑难。
但也许拉普拉斯对于我们对力学理解的最大贡献并不是技术或者数学上的进展，而是哲学上的思考。他意识到，“什么决定了将来会发生的事”这个问题有一个简单的答案，那就是“当前宇宙的状态”。
有人担心这个答案会威胁人类主观能动性的存在，也就是我们选择下一步要做什么的能力。我们将会看到，这并不是个物理问题，而是关于描述的问题：什么才是我们谈论人类的最好方法？当我们讨论简单的牛顿力学系统，比如说太阳系中行星的运转时，决定论就是图景的一部分。当我们谈及像人这样复杂千万倍的事物时，没有任何方法能让我们获得足够的信息去作出滴水不漏的预测。我们最优秀的关于人类的理论拥有它自己的术语，全然没有提及位于底层的粒子和力，而它也为人类的选择提供了充足的空间。——
根据经典物理，世界在根本上并不符合目的论。无论是某种未来的目标还是宇宙为之运转的终极原因，都丝毫不会影响未来将要发生的事情。世界从本质上也不关乎历史；要知晓未来，原则上只需要对现在这一时刻的精确了解，而无需任何有关过去的额外知识。无论是过去还是未来的经历，都的确被现在完全确定。宇宙只关注当下这个时刻；在牢不可破的物理定律掌控之下，它从这个瞬间迈向下一个瞬间，既不留恋以往的光辉事迹，也不期待未来的美好前景。一个世纪之后的生物学家恩斯特·海克尔（Ernst Haeckel）将这个观点命名为无目的论（dysteleology），但这个术语太粗拙，从来没有流行起来。
用现代的语言来说，拉普拉斯指出的是宇宙很像某种计算机。你放进一个输入（宇宙当前的状态），它会进行计算（依据物理定律）并给出一个输出（下一时刻宇宙的状态）。此前戈特弗里德·威廉·莱布尼茨（Gottfried Wilhelm Leibniz）和罗格·博斯科维克（Roger Boscovich）也提出过类似的观点，甚至在两千年前古印度哲学中一个名为“阿耆毗伽”（Ajivika，又译邪命教）的异端学派中就有这类观点的萌芽。因为当时还没发明计算机，拉普拉斯想象出一个“无尽的智者”，它知道宇宙中所有粒子的位置和速度，也知晓影响它们的所有力，同时拥有充足的计算能力去应用牛顿的运动定律。在这种情况下，他说：“对于这样的智者，没有不确定的事物，未来就像过去一样展现在它眼前。”他同时代的人很快觉得“无尽的智者”这个名字太无趣，取而代之的是一个新名字：拉普拉斯妖（Laplace’s Demon）。“下一个瞬间”说起来容易，但对于牛顿和拉普拉斯，甚至从我们目前对理论物理学最深入的理解来说，时间的流动是连续而不是离散的。这并不是问题；这就是微积分的任务，也是牛顿和莱布尼兹发明微积分的目的。宇宙或者它子系统的“状态”，实际上指的是其中每个粒子的位置和速度。速度就是位置随着时间流逝的变化率（导数）；物理定律会告诉我们加速度是多少，也就是速度的变化率。组合起来的话，你给我宇宙在某个时刻的状态，我就能利用物理定律对时间（无论是向未来还是过去）积分，从而得到任意时刻宇宙的状态。
我们在这里用的是经典力学的语言——粒子和力——但这个想法本身更强大而普适。拉普拉斯引入了“场”的概念，将它作为物理学至关重要的概念，而确立这个概念的，是19世纪迈克尔·法拉第（Michael Faraday）和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦关于电磁学的工作。与在空间中占据特定位置的粒子不同，场在空间中每一点都有一个值——这就是场。但我们可以将场的值看成一个“位置”，而将它的变化率看成“速度”，这样拉普拉斯的整个思想实验不差分毫同样成立。无论是爱因斯坦的广义相对论，还是量子力学中的薛定谔方程，又或者像超弦理论这样的现代探索，这个论证同样成立。自拉普拉斯起，每次对理解宇宙最深层次行为的严肃尝试都有着同一个特点，就是过去和未来都被系统的当前状态完全确定。（可能的反例有量子力学中波函数的坍缩，我们会在第20章对此进行详尽的讨论。）
这个原则有着一个简单得会引起误解的名字：信息守恒。就像动量守恒表明宇宙能一直运转下去，而不需要幕后某个不动的推动者那样，信息守恒表明每个时刻都正好包含足以决定其他时刻情况的信息。
在这里，我们要小心使用“信息”这个术语，因为科学家在不同的上下文中用这个术语表达不同的意思。有时“信息”意指你实际拥有的关于某个情况的知识。有时它的意思又是某个体系中可以轻易获得的信息，无论你有没有去实际观察并获取，这些信息就包含在体系宏观层面上的表现之中。我们在这里用的是第三种可能的定义，也可以叫作“微观”信息，就是系统状态的完整描述，所有你可以知道的有关它的一切。当我们说信息守恒的时候，指的就是所有这些信息。
这两个守恒定律，动量守恒和信息守恒，给我们的基础本体论带来了巨变。之前亚里士多德式的视点感觉很自然，在某种意义上也很人性化。当事物移动时，必定有推动者；当事物发生时，必定存在原因。拉普拉斯的观点——也就是直到今天科学一直持有的观点——却建立在模式上，而不是本质或者目的。如果某件事发生了，我们知道某件别的事必然会接着发生，这个相继的序列由物理定律所描述。为什么会是这样呢？因为这就是我们观察到的模式。——
拉普拉斯妖是一个思想实验，而不是我们可以在实验室里重复的实验。在现实中，不会也不可能存在某个拥有足够知识的智慧能从宇宙现在的状态去推断它的未来。如果你坐下来想想能做到这一点的计算机会是什么样子的话，你最终会察觉它必须与宇宙本身有着差不多的体量和能力。你基本上需要用上整个宇宙才能以足够的精确度模拟整个宇宙。所以我们在这里不关注具体的工程问题，因为在现实中不
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