《上帝与新物理学》系统地介绍了新物理学对于宇宙的创生和终结，时间、生命的本质，灵魂，自我，自由意志，决定论等问题的研究进展。尽管书中涉及到了大量的近代物理学名词，但本质上是谈“现代物理学的进展对宗教教义，尤其是对西方文明的基本元素之一的基督教教义的影响”。本书由保罗·戴维斯著。

《上帝与新物理学》不是谈宗教的书。本书谈的是新物理学对以前的属于宗教的问题产生的影响。本书也不是一纯科学的书。本书是关于科学及其广泛含义的书。

《上帝与新物理学》的主题是所谓四大存在问题：

为什么大自然的规律是现在这样？为什么宇宙是由现在组成的各种东西所组成的？这些东西是如何起始的？宇宙如何获得了组织？

作者保罗·戴维斯在结尾对这些问题给出了试探性答案。

致谢

前言

第一章 科学与宗教在变化着的世界中

第二章 创世

第三章 上帝创造了宇宙？

第四章 为什么会有个宇宙？

第五章 什么是生命？整体论对还原论

第六章 精神与灵魂

第七章 自我

第八章 量子因素

第九章 时间

第十章 自由意志与决定论

第十一章 物质的基本结构

第十二章 偶然还是设计？

第十三章 黑洞与宇宙混沌

第十四章 奇迹

第十五章 宇宙的终结

第十六章 宇宙是“免费午餐”吗？

第十七章 物理不家心目中的大自然

精选参考书目

注释

名词对照表

译后记

任何声称对物质世界提供某种理解的思想体系都必定要对世界的起源说一些话。在最基本点上，有两种泾渭分明的说法。宇宙要么是一直存在着(以这样或那样的形式)；要么就有起始，多少有些突然地起始于过去某一特定的时刻。这两种说法长久以来一直困扰着神学家、哲学家、科学家，而且这两种说法对普通人来说也明显地难以理解。

假如说宇宙在时间上没有起源，就是说宇宙一直存在，那么，宇宙的年龄就是无穷大的了。无穷大这个概念让许多人眩晕。假如早已有了无穷多的事件，为什么我们发现我们自己是生活在现在这一时刻？难道宇宙在永恒的时间里一直是静止的，只是到了相对晚近的时候才突然活动起来？或者，在永恒的时间里，一直存在着某种活动？另一方面，假如说宇宙是有起始的，那么就是承认了宇宙是突然从虚无中生出来的。这似乎暗示着有一个最初的事件。假如真是有，那最初事件的起因又是什么？这样的问题还有意义吗？

许多思想家面对这些问题畏缩不前，转而去寻求科学的证据。科学在宇宙起源的问题上能告诉我们些什么？

如今，大多数宇宙学家和天文学家都支持约在180亿年前确有天地创生的理论。当时，物质的宇宙在一场可怕的爆炸中产生了。那场爆炸就是现在人人皆知的“大爆炸”。“大爆炸”理论是很惊人的，但这一理论得到许多证据的支持。人们接受该理论的所有细节也好，不接受也好，其中的关键假说，即过去有某种创生的假说，从科学的观点来看是有力的。该理论之所以看上去令人信服，其直接理由来自热力学第二定律这一已知的物理学中最为普遍的定律所包含的庞大科学证据。就其最广泛的意义而言，热力学第二定律认为宇宙的无序程度与日俱增。宇宙在缓慢地、但却是无可挽回地坠入混沌。热力学第二定律的例子到处都是——建筑物倒塌，人变老，山脉跟海岸线受侵蚀，自然资源被消耗。

假如一切自然的活动都导致了更多的无序(以某种适当的方式测量出来的)，那么，世界就一定是在不可逆转地变化，因为要使宇宙回到昨日的状态，就意味着把无序降低到先前的水平上，而这一点又是跟热力学第二定律不相容的。然而，乍一看，世上似乎很有些第二定律的反例。新建筑起来了，新结构生长了。难道每一个新生的婴孩不都是无序中生出有序的例子吗？

在这些例子中，你得注意你所观察的是整个系统，而不仅仅是你所关心的事。在宇宙某一区域的有序增加，总是以另一处无序的增加为代价的。就以建筑一幢新大楼为例吧。建筑所用的材料不可避免地消耗了世界的资源，同时，在建筑的过程中耗用的能源也是不可回收的。做一下结算，就会发现总是无序为多。

物理学家们已发明了一个叫作熵的数学量来给无序定量。很多精心的实验也证明，一个系统中的总体的熵从来不会减少。假如一系统与其环境隔离开了，那么，该系统内的任何变化都会无情地使熵值增大，最后达到大到不能再大的程度。从此以后，就不会再有任何变化，整个系统就会达到一种热力平衡的状态。一个装有混合化学物质的匣子便是个好例。各种化学物质发生反应，或许由此产生一些热，各种物质改变它们的分子形式。诸如此类的一切变化都增加了匣内的熵。最后，匣中的物质取得了它们最终的化学形式，彼此的温度也一致了，于是，也就不会再有什么变化了。要想把最后的生成物还原到先前的状态也不是不可能，但这就得把匣子打开，再耗用能量和物质以便让已发生过的变化再变回去。这个操作过程的确会降低匣内的熵，但同时会产生更多的熵。

假如说宇宙真有一个有限的有序量，而且是在不可逆转地向着无序变化，最后达到热力学平衡，那么，就可以立即得出两个很重要的推论。推论一是，宇宙最终将会死去，消沉在它自己的熵里。这个推理，物理学家们称之为宇宙的“热死”。推论二是，宇宙不可能已有无限的过去，假如真有，那么宇宙就会在无限远的时间以前早就达到了最终的平衡状态。结论：宇宙并非过去一直存在。

我们在周围一切习见的系统中就可以看到热力学第二定律的作用。例如地球就不可能有无限的过去；假若有的话，那它的内核早该凉下来了。根据放射研究，地球的年龄可确定为45亿年。这跟月球以及各种陨石的年龄差不多。P14-16

科学，特别是自然科学，最重要的目标之一，就是追寻科学本身的原动力，或曰追寻其第一推动。同时，科学的这种追求精神本身，又成为社会发展和人类进步的一种最基本的推动。

科学总是寻求发现和了解客观世界的新现象，研究和掌握新规律，总是在不懈地追求真理。科学是认真的、严谨的、实事求是的，同时，科学又是创造的。科学的最基本态度之一就是疑问，科学的最基本精神之一就是批判。

的确，科学活动，特别是自然科学活动，比较起其他的人类活动来，其最基本特征就是不断进步。哪怕在其他方面倒退的时候，科学却总是进步着，即使是缓慢而艰难地进步。这表明，自然科学活动中包含着人类的最进步因素。

正是在这个意义上，科学堪称为人类进步的“第一推动”。

科学教育，特别是自然科学的教育，是提高人们素质的重要因素，是现代教育的一个核心。科学教育不仅使人获得生活和工作所需的知识和技能，更重要的是使人获得科学思想、科学精神、科学态度以及科学方法的熏陶和培养，使人获得非生物本能的智慧，获得非与生俱来的灵魂。可以这样说，没有科学的“教育”，只是培养信仰，而不是教育。没有受过科学教育的人，只能称为受过训练，而非受过教育。

正是在这个意义上，科学堪称为使人进化为现代人的“第一推动”。

近百年来，无数仁人智士意识到，强国富民再造中国离不开科学技术，他们为摆脱愚昧与无知作了艰苦卓绝的斗争，中国的科学先贤们代代相传，不遗余力地为中国的进步献身于科学启蒙运动，以图完成国人的强国梦。然而应该说，这个目标远未达到。今日的中国需要新的科学启蒙，需要现代科学教育。只有全社会的人具备较高的科学素质，以科学的精神和思想，科学的态度和方法作为探讨和解决各类问题的共同基础和出发点，社会才能更好地向前发展和进步。因此，中国的进步离不开科学，是毋庸置疑的。

正是在这个意义上，似乎可以说，科学已被公认是中国进步所必不可少的推动。

然而，这并不意味着，科学的精神也同样地被公认和接受。虽然，科学已渗透到社会的各个领域和层面，科学的价值和地位也更高了。但是，毋庸讳言，在一定的范围内，或某些特定时候，人们只是承认“科学是有用的”，只停留在对科学所带来的后果的接受和承认，而不是对科学的原动力，科学的精神的接受和承认。此种现象的存在也是不能忽视的。

科学的精神之一，是它自身就是自身的“第一推动”。也就是说；科学活动在原则上是不隶属于服务于神学的，不隶属于服务于儒学的，科学活动在原则上也不隶属于服务于任何哲学的。科学是超越宗教差别的，超越民族差别的，超越党派差别的，超越文化的地域的差别，科学是普适的、独立的，它自身就是自身的主宰。

湖南科学技术出版社精选了一批关于科学思想和科学精神的世界名著，请有关学者译成中文出版，其目的就是为了传播科学的精神，科学的思想，特别是自然科学的精神和思想，从而起到倡导科学精神，推动科技发展，对全民进行新的科学启蒙和科学教育的作用，为中国的进步作一点推动。丛书定名为《第一推动》，当然并非说其中每一册都是第一推动，但是可以肯定，蕴含在每一册中的科学的内容、观点、思想和精神，都会使你或多或少地更接近第一推动，或多或少地发现，自身如何成为自身的主宰。

《第一推动》丛书编委会

《上帝与新物理学》的作者保罗·戴维斯，英国物理学家，University of Newcastle upon Tyne的理论物理学教授，主要研究现代宇宙学，写过好几本很受欢迎的有关宇宙学的普及读物。

《上帝与新物理学》一书，涉及很多宇宙学方面的问题，但主要谈的是现代物理学的进展对宗教教义，尤其是对西方文明的基本元素之一的基督教教义的影响。作者自云：“本书不是一本谈宗教的书。本书谈的是新物理学对以前属于宗教的问题产生的影响。”

作者在本书的开始，引用了爱因斯坦的两句话：“没有科学的宗教是盲目的。没有宗教的科学是跛足的。”这两句话，大约也是代表了戴氏本人的意见。所谓“没有科学的宗教”在我们或许难以理解。它显然是与“有科学的宗教”相对而言的。对于“有科学的宗教”(如现今西方的基督教)，人们可以进行自由的探讨、批判。而“没有科学的宗教”，你只能老老实实地信，不能问，不能批判。一种信仰，若只能信，不能问也不能批判，就只能是一种盲目的信仰，当然也就是盲目的宗教。人类受过和正在受着的盲目宗教的害太多了。那么，“没有宗教的科学”又是指什么呢？这里所说的“宗教”还是指信仰。常听有人说，“科学知识的真正源泉是观察”。这话当然不错，确实有一些科学知识起源于观察。但这话只能说是部分正确，因为还有一些科学知识起源于猜想。例如，早在几千年前人类就猜想大地是球形的。那时谁也没能真正“观察”到地球是一个“球”。要证实这一猜想，从而使这猜想成为科学知识，就得进行一番科学实验。而若想进行这样的科学实验，就得有坚定如宗教的信仰。于是，宗教与科学就这样联系了起来。假如当年的哥伦布、麦哲伦不是坚信大地是一个球体，他们就想不到去进行环球航行。反观中国七下西洋的郑和，虽然率领的船只、船队堪称当时的世界先进水平，但就增进人类在地理方面的科学知识而言，成就却相形见绌。就郑和来说，他根本就没有想到大地是否是球形的问题，因而也就没有什么信不信的问题。这也就是为什么说“没有宗教的科学是跛足的。”自然，我们还是应该为郑和的壮举自豪，因为跛足的科学仍是科学，但我们应该承认跛足毕竟不如不跛足。中国的科学从近代开始落后了，其原因很多。有人认为，其中一个原因是中国从事科学研究的人过于世俗，太缺乏宗教精神，因而虽然心灵手巧，很有技能，却难有重大的科学发现。这种看法是否有道理，有待于科学史家们详细论证。

本书除“前言”外，共十七章，结合宗教、哲学讲述了最新的科学理论和发现。在本书的“前言”中，作者说：本书的主题是我所谓的四大存在问题：

为什么大自然的规律是现在这样的？

为什么宇宙是由现在组成它的各种东西所组成的？

这些东西是如何起始的？

宇宙如何获得了组织？

这四大问题以前是宗教的、玄学的问题，但近年来，“科学已进展到可以认真地解决以前是属于宗教的问题的地步了”，这是“严肃的宗教思想者不能忽视”的。

在接下来的十七章里，作者首先集中讲述了他对科学和宗教的看法，然后以流畅优美、引人人胜的文笔，介绍了新物理学对宇宙的创生和终结、时间、生命的本质、灵魂、自我、自由意志与决定论等一系列问题的研究进展。作者身为科学家，当然对科学的进步津津乐道，但也以科学的精神批判了科学，指出“科学对工业社会的影响是好坏参半”。对盲目的宗教，作者予以无情的谴责，指出，“尽管大多数宗教都赞美爱心、和睦、谦卑，并将这些称之为美德，但世界上各大宗教组织的历史却常常是以仇恨、战争、傲慢为其特色的。”然而。作者并没有完全否定宗教。在本书结尾时，作者在指出科学并不能解决所有问题之后写道：“我深信，只有从各个方面全方位地了解世界，从还原论和整体论的角度，从数学和诗的角度，通过各种力、场、粒子，通过善与恶，全方位地了解世界，我们才能最终了解我们自己，了解我们的家——宇宙背后的意义。”显然，作者在这里把关注善恶的宗教也看作是我们认识世界、认识自己的途径之一。

本书虽是一本普及性的书，但“包含一些具有真正学术价值的材料”，涉及很多奋战在科研前沿的科学家正在思考、解决的问题，所以也值得有关专业人员一读。

应该说明的是，译者学力不足，翻译中多有错误，承蒙一位科学家将译稿校读一遍，修补了不少错漏。在此谨表示衷心感谢。译文中若仍有错误，应由译者本人负责，欢迎读者指正。译者在此也应衷心感谢山东大学外文系的李绍明君。李君拿出自己宝贵的时间帮助誊抄了部分译稿，并协助重新编排了原书的索引，解决了很多问题。

徐培

1991年于北京气象学院