本书探索了我们宇宙的历史，包括宇宙运转和进化的方式，也就是我们当前理解的整体图景，并尝试如何去理解这个世界，理解那些构成我们的物质，包括粒子、力和量子现象的领域，它们构成了我们感知和思考的系统的方式。同时，作者带我们思考这个世界的本质，在一个没有意义的宇宙中，应该如何构建意义和价值。

第1部分 宇宙
第1章 现实世界的本性
第2章 诗性自然主义
第3章 世界自会运转
第4章 谁定未来之事？
第5章 思考理由
第6章 我们的宇宙
第7章 时间箭头
第8章 记忆与原因
第2部分 理解
第9章 学习这个世界
第10章 更新知识
第11章 质疑一切，能行吗？
第12章 现实涌现而来
第13章 何为实在，何为虚幻？
第14章 信念星球
第15章 接受不确定性
第16章 不去观察世界，又能知道多少？
第17章 我是谁？
第18章 推审上帝
第3部分 本质
第19章 我们知道多少？
第20章 量子王国
第21章 诠释量子力学
第22章 核心理论
第23章 构成我们的物质
第24章 日常世界的有效理论
第25章 宇宙为何存在？
第26章 身体与灵魂
第27章 死亡即是终点
第4部分 复杂
第28章 咖啡杯中的宇宙
第29章 光与生命
第30章 能量逐级传输
第31章 自发组织
第32章 生命的起源与目的
第33章 演化的自我引导
第34章 贯穿景观的搜索
第35章 目的涌现而来
第36章 我们就是目的？
第5部分 思考
第37章 意识匍匐而生
第38章 呢喃低语的大脑
第39章 什么在思考？
第40章 困难问题
第41章 僵尸和叙事
第42章 光子有意识吗？
第43章 理论的依据
第44章 选择的自由
第6部分 关怀
第45章 三十亿次心跳
第46章 实然和应然
第47章 规则和后果
第48章 构筑善良
第49章 聆听世界
第50章 存在主义疗法
附录 构成你我的方程
参考来源
扩展阅读
致谢
索引
译后记

我在人生中仅有一次与死亡擦肩而过。
我的判断有些失误。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：我们有朝一日会不会能够逆转人类的衰老
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
想像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。
在本书的第一部分“宇宙”中，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

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。
从无知无觉的宏大宇宙看来，我们个人有很大的意义吗？我们需要正视这个问题，通过思考去理解，我们对意义的追求应该符合现实深层面的本性。
作者用天文学、物理学、化学、生物学和哲学的丝线编织成一张宇宙大图景，让我们尝试一起思考世界的本质。

两年半前，我刚搬到波尔多。有一天傍晚，我在去吃
饭的路上遇到了两位摩门教徒。
两人都很年轻，看起来十七八岁，穿着一身黑色。拿
着黑色封面的摩门圣经。我对摩门教也算是略有耳闻，这
是基督教派生的分支，本身也是分裂不断。但摩门教沿袭
了基督教热爱到处传教的传统，这两位的装束和行为，明
显就是来传教的。
我也不是第一次遇到传教的人。在斯特拉斯堡的电车
站，我遇到过劝我上教堂听听布道的老妇人：在巴黎华人
区的教会旁，我遇到过两位会说中文的主教，在百无聊赖
之中我还跟他们讨论了一下天主教教义。这两位摩门教徒
的传教行为很典型，而我当时确实很闲。于是跟他们说，
我是坚定的无神论者，说服我信上帝是不可能的，但是聊
～聊还是可以的。他们也许是抱着侥幸的心理，就跟我聊
了起来。
闲聊之中，他们问我，为什么我是无神论者？我说。
我到过许多地方，跟许多人聊过，看了很多资料，最终得
出了我自己的结论，就是我相信神大概应该不存在。然后
我反问他们，为什么他们相信摩门教？他们有点支支吾吾
，说他们父母都信这个，他们听了布道，看了圣经。觉得
教义很不错。于是就信了。这算是教徒一般会做出的回应
。
但我摆出很诧异的表情，质问他们：难道你们没有认
真思考过。你相信的教义有可能是错的？
是的，为什么世界上有这么多人，不管是信奉宗教的
教徒，还是相信各种奇怪的“夭人感应”“惊天秘密”的
人，他们似乎都没有仔细思考过。自己相信的东西是否符
合常理？
也许有人会说。如果每天早上醒来就开始怀疑这个怀
疑那个。还怎么生活？事事用科学分析，不觉得累吗？还
有，科学不是也有不能解释的东西么。不是还会自己打倒
自己么，怎么知道科学是不是正确的？没有一个精神支柱
，人怎么生活？
肖恩·卡罗尔的这本书。包含了所有这些问题的答案
。他用浅显的语言，从科学研究的角度，将科学精神娓娓
道来。为我们描绘了一幅通过科学看世界的宏大图景。科
学的精神，就是怀疑，但并不是漫无目的的怀疑，而是抱
持追寻真理的决意，通过正确的方法，尽可能去伪存真逼
近真实。要做到这一点，就要直面人性本身的软弱，利用
逻辑和理性的利器，抛开自己的好恶，孜孜不倦地以好奇
之心探索整个世界。我们可能会犯错误，人都会犯错误，
所以我们必须一直抱持怀疑。衡量各种证据的分量，即使
是对于自己偏好甚至深信不疑的结论，也万万不可全盘接
受。
这不是很累吗？的确很累。人们大可以蒙上偏见和蒙
昧的面纱。顺应本性的指引，在无知庇荫下平淡度过一生
。但扯下这层面纱。直面世界的瑰丽，学会顺应自然的规
律，甚至将规律为我所用，这样的人生也许更多姿多彩。
与之相比，探求和怀疑不过是小小的代价。而当我们习惯
之后，甚至也会变成一段段甘美的冒险。正因为有了怀疑
，人类才有了探索世界的动力。才有了我们今天对世界的
理解，还有日新月异的进步。
卡罗尔不仅告诉我们应该如何思考，还从物理、生物
、意识、伦理多个层次，描述了他对这个世界的思考。尽
管在不同的层次上。我们对世界的描述并不相同，甚至貌
似互相冲突：人既是大量无知无识的原子构成的集合体，
又是有感情能思考的独立心智。卡罗尔告诉我们，所有这
些描述并没有矛盾，只是从不同的角度，以不同的精度描
述了我们这个斑斓的字宙。他将他的视角称为“诗性自然
主义”，指出并调和了不同学科之间表面上的矛盾之处。
在他眼中，不同学科遵循着相同的方法论，用各自的角度
描绘了这个世界。然后融合为一个整体图景，让我们既能
鸟瞰又能细察世界的方方面面。
但卡罗尔并不认为科学能解决一切问题。道德、伦理
、存在意义，这些都是科学不可触及之处，因为科学描述
的是世界的本来面目，而伦理道德等概念都是人类的创造
。在时刻抱持怀疑之心的人看来。任何事物或者概念，即
使是科学，不能也不应该成为崇拜的图腾。这也合乎存在
主义的思考：存在先于本质，每个人存在的意义只能由每
个人从自己内心之中探寻。科学不能告诉我们自身的存在
有什么意义，只能指引我们排除那些无稽的可能性。最终
，我们活着为的是什么，只能由我们自身决定。探寻的旅
程也许艰苦，但总好于被他人捏成的偶像所禁锢。
可以说，这本书代言了很多像我这样亲近科学的人，
叙述了我们这一群人许多共同的想法。如果要说有什么可
以补充的地方，从一个数学研究者的角度出发。我只能想
到一点，就是对现代科学的逻辑基础叙述得还不足够，而
这本来可以通过数理逻辑以及分析哲学的视角来完成的。
当然，不同学科的着眼点不同，也有个人口味的问题。卡
罗尔选择的这个视角无可厚非，也成功地达到了他写作的
目的。我的意见至多不过锦上添花。
翻译这本书，对我来说是个双重挑战：书本身内容翔
实，横跨多个学科，给译者带来了知识和阅历上的考验；
而在翻译这本书时，我作为一名人微言轻的博士后，自身
的研究

“肖恩·卡罗尔将来自天文学、物理学、化学、
生物学和哲学的丝线编织成一篇天衣无缝的叙事，用
人们在宇宙中的发现迷倒我们，也用仍未理解的事物
使我们感到谦卑。但在最后，所有一切的意义会满足
你内心的好奇。”
——尼尔·德·格拉斯·泰森（Neil deGrasse
Tyson），电视节目《宇宙时空之旅》主持人
“肖恩·卡罗尔用深刻的智慧与清晰朴实的语言
将现代自然主义提出的世界观娓娓道来。即使是自由
意志、时间的方向和道德的源泉这些棘手的问题，也
得到了优雅而深刻的讲解。《大图景》展示了科学世
界观如何充实了我们对宇宙以及我们自身的理解。它
不仅是我们对宇宙所知知识的忠实记述，也是一场有
关我们对意义需求的沉思。这是一本所有人都应该读
读的书。”
——卡洛·罗韦利（Carlo Rovelli），《七堂极
简物理课》的作者
“生动……令人印象深刻……信息量惊人”
——《纽约时报》书评
“作者以绝不粗暴而一直包容的方式，展示了一
幅引人入胜的宇宙图景，其中宇宙的终极规律处于我
们所能企及的范畴……（卡罗尔）带我们走上了一段
令人愉悦而又清晰的旅程，涵盖的主题范围广阔……
即使你不同意他的说法，这样一位彬彬有礼引人入胜
的讲述者也不太可能会使你恼火，而是会把你迷住。
”
——《华尔街日报》
“这本书用动人的爱之赞歌和四维积分令人愉悦
的混合，呈现了有关生命意义的一个纯粹物理的视角
。这是诗歌。”
——《今日物理》
“卡罗尔是这场奇妙发现之旅的完美向导。这是
一部有关深刻的哲学与科学话题的无比清晰的论述，
语言对一般读者来说也不难理解。”
——《柯克斯书评》

第1章 现实世界的本性
在老动画片《大野狼与哔哗鸟》（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～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，以及从根源上构筑字宙的材料和关系。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。
P2-4