十大未解之谜

十大未解之谜

1、存在“最小粒子”吗？

在历史上很长的一段时间里，人们曾经认为物质、时间、空间这些东西是可以无限分割的。《庄子·天下》中这样说：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”用数学的语言来解释这段话，意思就是你可以把1尺长的棍子进行无数次对半分割，第一次对半分割得数是0.5尺，第二次是0.25尺，第三次是0.125尺……这个过程可以无限地进行下去。公元前四世纪的希腊哲学家亚里士多德也认为，物质是连续的，人们可以将它无限地分割下去，我们永远也得不到一个不可再分割的“最小颗粒”。

但很早就有人怀疑“物质可以无限分割”的观念，希腊哲学家德谟克利特相信最小颗粒是存在的，他把这种粒子叫做“原子”。德谟克利特认为所有的物质都是由原子组成的，原子是一种不可穿透、不可分割的实体，一切原子都有着相同的性质，只是在形状、大小、重量、排列、位置上有所不同。万物有生有灭，但组成它们的原子却不会跟着毁灭，只会从死亡的物体转移到新生的物体身上。

后来科学家们的确发现了原子的存在，但它却不是最小的粒子，它由质子、中子和电子构成，质子和中子又由被胶子束缚着的夸克组成从目前的情况看，电子和夸克似乎都是最小的“基本粒子”。之所以说它们是基本粒子，是因为任何与这些粒子的结构相关的现象，在实验中都没有观察到，它们像是一个不可再分的点，而不像质子、中子、原子核和原子那样，有可测量的大小。

粒子物理学家们建立了一个标准模型，来解释目前已发现的所有粒子和它们之间的作用力。但并不像德谟克利特说的那样，只存在“原子”这样一种最小粒子，标准模型中包括了62种基本粒子，被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子刚刚被找到，这样标准模型中所有粒子的存在都已得到了证明。

然而这些今天被称为基本粒子的东西，就一定是不可再分的“最小粒子”吗？人们以前曾经认为原子是最小粒子，但后来发现它其实是个复合体。随着科技水平的提高，今天不可再分的东西，明天有没有可能发现它又只是个复合体呢？

这样的过程，有没有尽头呢？假如从量子论的角度来看，世界不是光滑的，在粒子世界中，物质、能量、时间、空间都表现出不连续的特征来，因而世界必定不可能无限分割下去，最小粒子必定存在。

但这种分割，到什么时候才是尽头，最小粒子究竟是多小呢？

2、“超光速”存在吗？

在经典物理中，判断任何物体的运动状态，都需要选定一个参照物。对于同样的运动物体，假如选取的参照物不同，得到的结果就不一样。按照这个思路，我们可以推测光速并没有绝对值。假如一束光向你照过来，初始速度为C，当你以速度V向着光源的方向运动时，那么以你为参照物，光速就会变成C+V；而当你朝背着光源的方向运动时，你眼中的光速就应该是C-V。如果情况是这样的话，那么就不存在“超光速”的问题了。然而1886年，美国物理学家阿尔伯特·麦克尔逊和爱德华·莫雷进行了物理学史上赫赫有名的“MM实验”，有了一个惊人的发现：在地球朝着不同方向运动时，检测到的光速竟然没有丝毫变化。这意味着，经典物理学的推测完全错误，不管你是在朝着光源运动，还是在向垂直于光源的方向运动，或者在背着光源运动，你看到的光速丝毫不会发生变化，都保持着恒定的速度C。

后来爱因斯坦用“狭义相对论”解释了这一现象。爱因斯坦说，高速运动物体的时间流速会变慢，自身的长度会缩小，正是因为时间和空间存在这样的弹性，才导致不管你在哪里、从哪个方向见到的光，它在真空中的传播速度都是大约每秒30万公里，从来不会发生变化。

但相对论有这样一个前提：真空中的光速C是一个绝对量，是一切物体运动速度的极限，也是一切实在的物理作用传递速度的极限。爱因斯坦说，世界上不存在“超光速”的运动物体和信息传输，这是相对论的基石。

然而“超光速”真的不存在吗？相对论的这个前提，现在已经被量子论中的“EPR实验”推翻了。“EPR实验”是1935年爱因斯坦与两位同事发表的一个旨在推翻量子论“哥本哈根解释”的思维实验。爱因斯坦指出，假如哥本哈根解释是对的，那么分裂的两个小粒子之间即使相隔几十亿光年，也必定会存在某种即时联动，但相对论规定了任何信息的传输都不可能超过光速，宇宙中不存在超距作用的因果关系，所以小粒子之间超越光速的即时联动是根本不可能的，哥本哈根解释肯定有问题。

1982年，法国物理学家阿莱恩·阿斯派克特带领一个小组做了这个实验。它的结果意义是如此的重大，以至于被一些人称为“上帝的裁决”。实验结果竟然是爱因斯坦输了，事实证明分开的小粒子之间确实保持着一种微妙而神奇的联系，类似于超越时空的“心灵感应”，这种关联有一个拗口的专业名词叫“量子纠缠”。“EPR实验”表明，确实存在超光速的信息传输。爱因斯坦搬起石头砸了自己的脚，他想用来否定量子论的思维实验，最后反倒成了否定相对论的武器，这真是一个天大的幽默。除了存在超光速的信息传输之外，事实上超光速的运动速度也是存在的，例如电子表面的旋转速度就要高于光速。

超光速确实存在，相对论还能成立吗？

3、“暗物质”、“暗能量”存在吗？

按照现有的科学理论，宇宙的构成可以分为三个部分：空间、物质和能量，爱因斯坦的引力理论——广义相对论，把这三者紧密联系在了一起。引力是卫星、行星、恒星运动的主要原因，一个物体施加给其它物体的引力大小，只取决于它们的质量和距离，因而只要观察物体在空间的运动，就可以计算出引发这一运动的质量大小。比如在太阳系中，太阳质量所产生的引力，拖拽着各大行星绕着它转动。离太阳越近的行星受到的引力越大，保持轨道所需要的运动速度就越快。根据引力方程，只要知道了行星围绕太阳旋转的速度，以及它们之间的距离，就可以计算出太阳的质量；或者也可以根据后两者的数据，反过来计算行星的轨道。

广义相对论在计算太阳系各星体的质量和它们的轨道方面取得了成功。从理论上说，广义相对论的运用应该不仅仅适用于太阳系，同样可以扩大到星系层面，能用来解释星系质量与星系内恒星的运动速度之间的关系。因为一个星系中的大部分恒星都处在星系盘上，在不断地围绕着星系中心运动，这和行星在围绕着太阳转动没有什么两样。

然而问题出现了。在所有的观测中都发现了同样的情况，那就是星系的质量与星系内恒星的运动速度不匹配，根据引力方程计算的结果，星系必须拥有比现在大得多的质量，才有可能将这些恒星保持在它们现有的轨道上。这些质量到哪里去了呢？科学家们猜测，星系中应该存在着一类我们看不见的物质，那就是“暗物质”。这些暗物质自身不发射电磁辐射，也不与电磁波产生相互作用，这样我们就无法感知到它，只能通过引力产生的效应猜测它可能存在。

“暗能量”的发现照样跟引力有关。人们想，从引力的角度来看，既然宇宙中的每一个部分都被其它部分吸引着，那么它应该能够遏制宇宙的扩张。然而我们观测到的事实却是，宇宙正在加速膨胀。这一事实暗示着，必定存在一种东西，在推动着宇宙的膨胀，它是不同于已知的物质、能量和暗物质的东西，人们把它称为“暗能量”。

对于暗物质是否真的存在，人们其实没有绝对的把握。因为还存在另外一种可能，那就是也许爱因斯坦的广义相对论，仅仅只是在太阳系内适用，一旦扩展到星系、星团甚至整个宇宙的层面，那就完全失效了。这种情况完全有可能出现，万有引力定律只是相对论这个更普适理论的一个特殊情况，说不定相对论本身也是如此，只是一个更大理论的组成部分？

同样地，对于暗能量是否真的存在，我们目前更是无法确认。

假如爱因斯坦的引力方程在整个宇宙中都适用，那么根据最近的测量，宇宙中仅有5%的物质和能量是常规物质，其余是23%的暗物质和72%的暗能量。也就是说，我们目前所能了解的只是宇宙5%的部分，对于其余绝大部分我们还一无所知。

暗物质与暗能量时刻都在提醒我们，我们对于世界的认知过分依赖于我们的感官和思维。假如有一种事物，既不为我们的感官所感知，又不与我们能感知到的事物之间产生相互作用，那么我们根本就不可能断定它是否存在。

暗物质、暗能量是否真的存在？世界上会不会有这样的事物，它虽然存在，我们却永远也无法感知？比如鬼魂、科技高度发达的外星人，还有上帝？

4、为什么会出现“寒武纪生命大爆发”？

“寒武纪生命大爆发”通常被用来当作否定进化论的证据。

在《物种起源》一书里达尔文提到，自己的理论中存在几个很难解释的疑点：

第一个疑点是，如果物种是经过细微的渐变演化而来，那么为什么见不到大量的过渡类型呢？为什么自然界的物种之间的区别是那样的明显，而不是彼此混淆不清的呢？假如说那些过渡类型已经灭绝了，那么就应该要有大量化石证据，但为什么没有呢？根据达尔文的说法，物种的进化，是随机变异通过自然选择作用后累积下来的结果，这种变化是渐进的、连续的，这样一来，就必定会存在大量的中间过渡物种。比如，目前多数人认为鸟类是由恐龙进化而来的，由于进化是连续的，在漫长的演变过程中，必定会出现无数介于恐龙和鸟之间的物种，而且这样的生物应该很多很常见，然而事实上却根本没有。

第二个疑点是，像眼睛这样的复杂器官的生成，也能用自然选择来解释吗？

一个简单的例子就可以从逻辑上推翻复杂器官自然生成的结论。“放屁虫”的防卫系统由以下部件构成的：过氧化氢和对苯二酚、由外胚层腺体产生的酶触催化剂、储囊、括约肌、膨胀器、外排导管。其工作原理是，储囊中储存着过氧化氢和对苯二酚的混合物，当发现威胁时，括约肌就会像控制阀一样打开，把混合物送入膨胀器中，然后再注入酶触催化剂，引发剧烈的爆炸后从尾部的外排导管精确喷出，喷到倒霉的敌人脸上。如果这种防御系统是进化而来的，那么从实用的角度出发，应该先进化出能够攻击敌人的化学物来。但过氧化氢、对苯二酚和酶触催化剂只有三种混合在一起，才有可能发生爆炸，仅仅进化出其中一种来，就毫无作用，它们中的哪一种最先出现呢？而且即便三种化学物质能够同时出现，如果没有括约肌这个控制阀门的阻隔，放屁虫就会把自己炸成碎片，这显然是不现实的。但是在还没有化学武器之前，放屁虫会先进化出一个控制开关来吗？不管放屁虫先进化出防御系统中的哪一个部件来，都完全发挥不了作用，不会对它的生存有任何帮助，反而会成为累赘。按照进化论的观点，这种变异只会被淘汰，而不可能在此基础上增加更多的累赘，直到最后所有的累赘叠加在一起，形成一个完整而有效的防御系统。仅仅是这样一个简单的器官，从逻辑上来说都不可能通过自然选择作用生成，那么这一选择作用，又如何能够自然生成像眼睛这样要更复杂得多的器官呢？

第三个疑点是，像蜜蜂筑巢这样极其复杂的本能，怎么可能由自然选择作用而获得和改变？

人在一生中会学习很多的本领，这种本领是无法代代相传的，即便你的英语学得再好，你的孩子也不可能天生就懂英语。蜜蜂筑巢也是一种复杂的本领，这种本领为什么能代代相传，蜜蜂们不用学习天生就会呢？自然选择作用能对此作出解释吗？

进化论已经发表了150多年，然而达尔文最初的疑惑，却至今仍然不能得到解决。假如进化论是对的，那么会出现这样的事情，就显得很不可思议了。其实除了上面几个问题之外，还有一件事情对于进化论的打击更大，那就是“寒武纪生命大爆发”。

达尔文认为是持续不断发生的随机变异逐渐积累，最后形成了新物种，那么可以想象，物种是渐变式进化的，生命由低级到高级依次出现，这个过程发生的时间应该拉得很长。然而情况并非如此。地球诞生于约46亿年前，但物种却不是在几十亿年的时间跨度内逐渐出现的。化石证据表明，几乎所有重大生物类群，都是在距今约5亿年前的寒武纪，在短短几百万年时间内一下子突然间冒出来的，这就是“寒武纪生命大爆发”。

这是一次生命的壮丽绽放，其规模之大绝对超乎想象，甚至那时候生物的种类，比现在还要多得多。我们现在能够看到的生物门类，在寒武纪几乎都能找到；而那时有的生物，有多达20个门现在已经消失了！如此众多的生物种类在短暂的时间内集体亮相，这种现象怎么用进化论来解释呢？它更像是大自然一次狂放的实验，是造物主对于物种的集中投放，其中大部分都是不成功的试验品，不久后就灭绝了，只有少数存活下来，成为后来所有物种的祖先。

进化论错了吗？生命演化的过程究竟是怎样的呢？“寒武纪生命大爆发”是造物主在集中制造生命吗？

5、为什么会发生“宇宙大爆炸”？

总体来说，当前在学术界还是“唯物论”的天下。唯物论者们最希望看到世界是无限的、永恒的，因为他们坚持认为物质是世界的本原，但却没办法合理解释，作为世界本原的物质它自己又是从何而来的。所以假如我们是生活在一个无边无际、无始无终的宇宙中，那么物质就是永恒的存在，也就不需要回答物质如何起源的问题了。

然而唯物论者们的美梦，被“宇宙大爆炸理论”打破了，我们来看看这一理论是怎么回事。

1666年，牛顿发现白光其实是一种复合光，它在通过三角形棱镜时，能分解成彩虹一样的多种颜色，这种现象叫做“色散”，分开的单色光依次排列而成的光带叫做“光谱”。后来人们将望远镜聚焦在一个单独的恒星或星系上，观察从那里射来的光线的光谱，根据“多普勒效应”，通过分析这些光谱，可以确定这些星体相对于我们是静止的还是运动的，是在朝着我们而来，还是在离我们而去。假如它们在离去，那么我们接收到的光，波长将较长，光谱会向红端移动，这叫“红移”；反之则会向蓝端移动，叫“蓝移”。20世纪20年代，当人们利用这一原理来观察那些遥远星系时，原本预料会发现同样多的红移和蓝移光谱，因为那时以为星系是随机运动的。然而事实出人意料，在对银河系外的其它星系进行观测时人们发现，除了少数离我们最近的星系外，几乎所有河外星系都表现出红移来，它们都在离我们而去，而且离得越远的星系，离开我们的速度越快。

这一现象应该如何解释？为什么几乎所有的星系都在远离我们？人们想到了一种可能：宇宙不仅是有限的，而且正处在不断的膨胀之中，所以宇宙空间的任何两点都在相互远离。这一想法促成了“宇宙大爆炸理论”的诞生。大爆炸理论认为，我们的宇宙诞生于137亿年前的一个“奇点”，然后出现了爆炸式的膨胀，生成了眼前这个广袤的宇宙。宇宙膨胀的趋势一直延续至今，它就像是一个从那时一直被吹到现在的气球。这一理论令人匪夷所思，然而科学家们拿出了有力的证据。大爆炸理论预言，宇宙诞生时大爆炸的余波，至今应仍在宇宙中回荡。结果1964年美国天文学家彭齐亚斯和威尔逊，在偶然中发现了宇宙背景微波辐射，证实了这一说法。这个发现为大爆炸理论提供了强有力的支持。后来越来越多的证据支持了大爆炸理论，越来越多的人接受了这个奇怪的理论。这一理论表明，宇宙有起始，极可能也有终结，并不是永恒的存在。

在大爆炸理论中，存在一些很容易让人误会的问题。

第一个是“奇点”。说到奇点，许多人很自然地就会认为，奇点是一个密度无限大、温度无限高、体积无限小的点。但现在也有很多人认为，所谓的奇点其实只是一个起始的时点，一个界限，而不是具体的实物，它指的是宇宙诞生的那一个瞬间。

英国物理学家保罗·戴维斯这样说：“整个宇宙完全是从无中生出来的，其创生过程符合量子物理的定律。这样的宇宙在其成长过程中创造了一切物质、一切能量，从而建成了我们现在所看到的宇宙。这样，这种理论说明了一切物理性的东西（包括时间和空间）的创生。这种量子时空模型并不规定一个不可知的奇点来给宇宙开头。”

第二个是“爆炸”。有人说，宇宙诞生之前并没有物质，既然没有物质，那么怎么可能发生爆炸呢？其实他们是误解了这个名词。之所以用“大爆炸”这个词来命名这种理论，主要是用来形容宇宙膨胀的突兀和迅速，并不是真的有什么东西在宇宙诞生时被点爆了。美国天体物理学家艾弗琳·盖茨这样说：“尽管名字听起来很吓人，但大爆炸并不是空间中发生的爆炸，而是时间和空间的起点——或者更准确地说，是当前人类对物理学的领悟能把我们带到最接近起点的地方。”大爆炸理论是否正确，目前存在一定的争议。但即便它是对的，也还会有一个疑问在等着我们：为什么会发生宇宙大爆炸？它是出于什么样的缘由？难道是造物主按下了创世的按钮？

6、时光能倒流吗？

2000多年前，孔老夫子在岸边看到河水没日没夜流个不停，感慨时光如流水，奔腾不息，一去不返，《论语》中留下了这样的记载：“子在川上日：‘逝者如斯夫！不舍昼夜’。”

最陌生的是最近的你。有时候你最熟悉的人在关键时候做出的事情，会让你感觉到根本就不认识他。在日常生活中一些你十分熟悉的概念也是如此，比如“时间”。

“时间”是什么？这个概念似乎每个人都清楚得很，但实际上却未必如此。

很久以前古人就已经意识到，有些事物的存在很短暂，如天上的白云苍狗，有些事物的存在长得不可思议，比如天上的那轮明月，从古到今都是同一个模样。也许就是因为观察到了事物运动变化的长短差异，才让古人们产生了“时间”的概念。古人们发现，计量时间的最好办法，是找到一些以固定的周期循环变化的事物来做参照。于是不管在地球上的哪一个角落，人们都不约而同地采用了同样的解决方案，那就是把一个春、夏、秋、冬四季轮回称作一年，把一个朔望月的循环称作一月，把一个昼夜交替称作一日，现在我们知道那分别代表着地球绕太阳公转一周、月亮绕地球公转一周和地球自转一周。为了准确计量时间，古人发明了“日晷”、“漏壶”等计时工具。后来随着技术的进步，出现了更精密的仪器——钟表，现在最精确的原子钟，2000万年内误差不超过1秒，可见人类对于时间的把握，已经达到了何等精准的地步。

到了这一步，人们对于时间的认识似乎已经是毫无悬念了。

然而事实果真是这样吗？不，对于时间，人们其实还存在着一大堆的疑问。

从常识上看，事物总是有开端的，那么时间是从什么时候开始的呢？大爆炸理论说宇宙诞生于137亿年前，那么时间就是从“奇点”开始的。但在奇点之前呢？奇点之前的时间是怎样的？物理学家们往往以“宇宙诞生之前的时间没有意义”的含糊其词来搪塞，其实是回答不出来。时间起始之前还有时间吗？难道真像那些被问到“创世之前上帝在做什么”的教徒们回答的那样：“那时上帝正在为问这类问题的人准备地狱”？在以往人们的印象中，时间是在均匀流动着的。假如把宇宙演化比作是一场规模宏大的电影，那么它的播放速度是恒定的，而且停不下来。但爱因斯坦的相对论打破了这一观念。相对论表明，物体的运动速度越快，或者引力场越强，它的时间流速会变慢。你能想象吗？宇宙飞船上的时钟“滴答”一下，和地面上的时钟“滴答”一下，它的时间长度是不同的！假如你乘坐接近光速的飞船去茫茫宇宙中探险，10年后回到地球时，地球上有可能已经过去几千年了！运动速度越快，时间流速就越慢，当运动速度达到光速后，时间就完全停止了。古往今来，不知有多少的帝王将相奢求永葆青春，长生不老，希望时间这把杀猪刀对他们刀下留情，看来这并非完全是不切实际的幻想。

宇宙演化的这场电影原来不一定是匀速播放的，它可以慢播、快播，甚至还可以按暂停。这一事实大大出乎人们原先的意料之外，也就不由地会想到一个更深层次的问题：它能不能倒播呢？既然能够永葆青春，那可不可以返老还童呢？

时间的控制按键掌握在谁手里？时光能够倒流吗？

7、大自然有意识吗？

按照目前科学界的主流观点，大自然是没有意识的，世界上所有的一切，包括自然法则，都不是某种意识的产物，而是自然形成的。这是“进化论”者们在与“神创论”进行了长期斗争之后取得的丰硕成果，它使世界上的各大宗教从此都只能漂浮在空中，落不了地，在理性上被学术界所排斥。

“神创造了并控制着世界”的观念，曾经主宰了人类几千年。只是在最近二百年间，科学的发展动摇了人们坚持已久的信念，在“科学需要实验验证”的理念支持下，在尼采“上帝已死”的呼喊声中，人们最终在理性的领域驱逐了神灵的存在，从此不再相信宗教信仰中含有理性的成分，认为那仅仅不过是人们精神寄托的需要。

现代科学更多、更深的新发现，已经让人看到了推翻“自然生成”观念的曙光。岁月悠悠，又现当年镜头，科学新发现曾经成为质疑宗教理论的利器，但现在却有可能成为科学自己的掘墓人。

只要抱着这种怀疑，到各学科领域去寻找，支持这一想法的事例屡见不鲜，但我们在这里只举一个例子来说明，那就是“基因语言”的存在。

达尔文不知道基因的秘密，否则世界上也许根本就不会出现进化论。蛋白质是生命的物质基础，它是由“肽链”组成的高分子化合物，而肽链又是由20种基本的氨基酸按一定顺序排列而成的。假如按照达尔文进化论的逻辑，自然界的蛋白质应该是偶然拼凑而成的，但事实上，大自然采用的不是这种笨办法，蛋白质的氨基酸序列由“基因”这种遗传信息精确控制着，它的生成完全是一个按照设计图纸进行组装的过程。

基因通常处在细胞核内的染色体上。染色体主要由“核酸”和蛋白质组成，它在显微镜下呈圆柱状或杆状，很容易被碱性染料染上颜色，因此叫做“染色体”。核酸有3种基本成分：磷酸、核糖或者脱氧核糖、碱基。含核糖的核酸叫RNA，含脱氧核糖的核酸叫DNA。RNA中有4种碱基，分别用G、C、A、U来代表；DNA中也有4种碱基，其中3种与RNA相同，只有1种不一样，分别用G、C、A、T来代表。

生物的遗传信息都包含在基因里。但基因中的遗传信息是如何表达的呢？我们要怎样才能读懂它的内容？我们可以参考一下英语。英语中有26个“ABCD”这样的字母，几个字母拼在一起可以组成“home”这样的单词，单词按照一定的语法结构组织起来，就成为一篇文章，可以表达出完整的信息。

遗传信息的表达其实是一样的道理。DNA和RNA中有5种碱基，相当于5个字母；每3个字母连在一起组成一个单词，分别对应着20种基本氨基酸中的一种，比如“ACC”对应“苏氨酸”，“TCC”对应“丝氨酸”，“TTC”对应“苯丙氨酸”；除此之外，还有一部分单词对应的不是氨基酸，而是某种指令。这些单词以复杂的语法结构组织起来，就成为了像“人类基因组”这样的一部“天书”。

大肠杆菌遗传密码的64个单词中，只有60个是对应氨基酸的，还有1个是指示开始合成蛋白质的，有3个是指示终止蛋白质合成的，这反映了一种简单的语法结构。随着人们对于基因研究的进一步深入，已经发现这些“天书”中语法结构的复杂，比人类语言有过之而无不及。

细胞生产蛋白质的过程很简单，它只是按照语法对每一个单词进行解读，然后找到对应的氨基酸分子，把它们按照顺序组装起来。它并不是按照达尔文的逻辑，傻乎乎地一个一个去拼凑的。

通过以上介绍，应该很容易看出基因密码其实是一种语言。它有点像英语，有字母、单词、语法结构，但更像是一种程序语言，因为它里头还有很多像“操纵子”、“抑制子”、“启动子”这样的条件控制语句。

读到这里，我不知道你有没有心生疑惑。语言是高级生命特有的现象，没有生命的自然界不存在语言，低级生命也不可能产生复杂的语言。以“dog”这样的符号来代表“狗”这样的生物，这很显然是一种思维活动，而只有智慧生命才有思维，才会懂得去创造语言文字。

但现在我们就要问了：如果大自然是没有意识的，如果生命是没有意识的自然界天然形成的，那么这种基因语言的存在又该如何解释呢？没有思维能力的大自然，怎么会知道用“TCC”这样的符号来代表“丝氨酸”这样的实物？细胞又是怎么知道3个字母组成了1个单词，在对应着某种特定氨基酸的呢？

假如大自然是完全没有意识的，那么“基因语言”的出现根本无法得到合理的解释。仅从这一点看，生命的出现就不像是一种偶然，而更像是一种设计。

基因语言还只是自然法则中极小的一个组成部分。对于纷繁复杂的自然规律背后存在着的自然法则，目前学术界普遍的观点是，它是自然形成的。然而正如我们前面质疑，从逻辑上说，连放屁虫的防卫系统那样的简单器官都无法自然生成，大自然怎么可能生成眼睛这样的复杂器官一样，我们不禁要问，连“基因语言”这样简单的规则，大自然都不可能自然生成，它又怎么能够生成要更复杂无数倍的自然法则呢？

仅从这一点来看，我们就毫无保留地相信，大自然是有意识的。只是隐藏在这种意识背后的是什么呢？是上帝、造物主、老天爷，抑或是其他的什么东西？

8、眼前的一切真实吗？

很久以前就有人在怀疑眼前的世界是否真实，一个著名的典故是“庄周梦蝶”。《庄子·齐物论》中说，一天晚上庄周做了个梦，他梦见自己变成了蝴蝶，怡然自得地在花间飞舞，浑然忘记了自己是庄周。一直到他突然间醒了过来，才意识到原来自己不是蝴蝶，是庄周。

庄周在梦中只知道自己是蝴蝶，不知道自己是庄周。假如他一直都不醒过来，那么他是不是就永远也搞不清楚自己是在梦境里，还是在真实世界中呢？

笛卡儿也有类似的想法，他说：“当我仔细思索这个问题时，我发现人清醒时的状态与做梦时的状态，并不一定有所分别。”由此他进一步问：“你怎么能确定你的生命不是一场梦呢？”

这个问题，也是近年来热播的美国影片《盗梦空间》的主题。在这部电影中，窃贼道姆·科布善于潜入到别人的梦境中，去盗取重要的信息和秘密。为了实现与儿女团圆的梦想，科布铤而走险，接受了一个有别于以往的危险任务，不是去窃取情报，而是把一个意念“植入”到别人的头脑中。为此他与伙伴们深入到了第四层梦境，并差点永远留在了“迷失域”中，但最终他成功了。回到现实中与儿女团聚之后，就在他用陀螺测试自己是否还在梦境中时，电影突然结束，留下一个悬念：此时他到底是在现实中，还是在梦境里?

看完这部电影，不能不引起我们的深思。我们以前一直理所当然地认为，我们生活着的这个世界是真实的。但你想过没有，你怎么能够肯定它一定就是真实的呢？说不定我们其实都生活在一个虚幻的梦境里，从来就不曾醒来过？

人类对于世界所有的认知，都来自于感觉器官获取的信息。在人类的各种感觉器官中，视觉无疑是最为重要的一种，它可以是一种遥感，能使我们接收到来自于远方的信息，而不必像触觉、味觉那样，需要通过直接接触。下面就以视觉为例来看人类的感觉是怎样形成的。

视觉的形成首先需要有信息，这种信息包含在物体反射的光线中，所以在完全没有光线的暗处我们是看不到东西的。接着为了感知光线中的信息，我们需要有能对光线起反应的检测器，那就是“视网膜”。当光线穿过眼睛的“晶状体”时，图像就会被反转，然后聚焦投射到眼球后表面的视网膜上。

视网膜既是一个信号接收器，也是一个信息转换器，它最里面的一层是由几百万感光细胞组成的，每一个感光细胞都含有光敏感分子，叫“感光色素”。当暴露在光线中时，这些感光色素就变得很不稳定，会发生分解，这一过程改变了感光细胞周围的电流流动，从而触发了下游神经元的动作电位。这样一来，感光细胞就将外界的光刺激转换成了大脑可以理解的内部神经信号。

接下来是信息的传输，视网膜信息的传出通道是神经节细胞，这种细胞的轴突形成了一束神经，叫“视神经”，视觉信息就是通过视神经被传递到大脑中枢神经系统的。

再接下来是大脑这个处理器把信息还原为图像，它的原理更为复杂，人们直到现在也还没有掌握其中的细节，只知道它做得很好。在生活中你应该有这样的经验，摄像机在快速抖动时拍到的画面会晃动得很厉害，让人难以辨别其中的图像，但人类在运动中看到的影像却仍然是清晰的，这说明大脑在对信号进行加工时，懂得自动消除晃动因素的影响，它的聪明程度远远超出了我们的想象。

从上述视觉形成的过程可以看出，我们看到的东西高度依赖于所接收到的信息，以及大脑处理这些信息时采用的模式。一旦这些环节出了问题，我们就会出现视觉障碍。有些人的视网膜中缺少对中波或长波敏感的感光色素，他们就成为红绿色盲；有人缺少短波感光色素，就成为了黄蓝色盲。更有一种人的视锥细胞无法正常工作，天生就无法辨认色彩，对于这些人来说，他们生活的天地就是一个黑白世界。

从逻辑上来看，视觉感官输入什么样的信息，我们就会看到什么样的东西，对于其它感觉器官来说也是一样。所以假如我们能够用计算机模拟信号来替代这些信号输入，就可以制造出一个真假难辨的虚拟世界。

1981年美国哲学家希拉里·普特南阐述了这样一个假想：“如果有人被邪恶的科学家施行了手术，把他的脑从身体上切了下来，放进一个盛有维持脑存活营养液的缸中，脑的神经末梢连接在计算机上，这台计算机按照程序向脑传送信息，以使他保持一切完全正常的感觉，那么将会怎样呢？”

这个著名的假想被称为“缸中之脑”，它提出了这样一个问题：假如人类大脑中关于外在世界的信息，真的只是通过感官输入模拟出来的，我们怎么可能分辨得出它的真假来呢？

笛卡儿就认为外在世界实际并不存在，是造物主在故意蒙蔽我们。他说：“我愿意假定，一切真理的源泉不是仁慈的造物主，而是一个同样狡猾，同样有法力的恶魔，施尽全身的解数，要将我引上歧途。我愿意假定，天空、空气、土地、形状、色彩、声音和一切外在事物，都不过是用来欺骗人的幻象，而那个恶魔就是要利用这些来换取我的轻信。”

佛经中也说：“色不异空，空不异色，色即是空，空即是色”“凡所有相，皆是虚妄”，认为我们看到的世界其实只不过是假象，眼前的一切都是虚幻的。

事实上，他们的想法并非没有可能。从逻辑上说，我们确实没有办法确定世界是否真实。因为我们所有的信息都来自于感官知觉，大脑是据此作出判断的，假如感官接收到的信号本身就是模拟出来的，我们根本无从察觉。所以仅凭感官知觉，我们就能判断眼前世界是真的吗？显然不行。

前面这些观点会被一些人归类到“唯心论”中去，但其实这种标签早已过时。“唯物论”在19世纪曾一度成为公认的主流世界观，但现在已经被物理学家们广泛怀疑。

在早期人们提出“物质”概念的时候，认为它是实在的东西，所以才会用“质量”来衡量它的多少，言下之意是：质量大物质就多，质量小物质就少，没有质量就没有物质。

但后来这种观念被彻底打破了。首先是物质可以转化为能量，能量也可以转化为物质，而能量是虚无的；然后又发现有些粒子没有质量，比如光子、夸克、胶子。这样一来，物质的实在性就已经很值得怀疑了。

当人们对时间、空间的特性有了进一步认识之后，才更认识到它们是世界不可或缺的组成部分，因为它们并不是恒定的，会随着物质的改变而改变。假如说世界是唯物的，那么它们算是什么呢？难道时间、空间也是物质吗？

量子论进一步加深了人们对于物质实在性的怀疑。“不确定性原理”说，粒子是不确定的，假如它是实在的东西，怎么可能没有确定的状态？“互补原理”说，在你看的时候，它是粒子，不看的时候，它会变成虚无缥缈的波，实在的东西可能这样么？

宇宙大爆炸理论更是直接否定了唯物论。在宇宙诞生之前什么也没有，没有时间、空间，也没有物质和能量。假如物质是真实的，那么在宇宙诞生之前它们到哪里去了呢？怎么可能凭白无故变出个真实的宇宙来？

事实上，许多现代顶尖的科学家已经在怀疑。前中国科技大学校长、现任中科院院士朱清时教授，就曾经作过一个叫做《物理学步入禅境：缘起性空》的演讲，公开否定唯物论，有兴趣的朋友可以在网上搜来看看。

或许会完全违背你的经验和常识，或许会让你一时难以接受，但我们还是要问这样一个问题：

我们的感官接收到的信息靠得住吗？眼前的一切是真的吗？

9、世界是意识决定的吗？

要说哪一种现代科学理论最神秘莫测，“量子论”假如排第二的话，没人敢排第一。

量子论研究的是微观粒子世界中的现象。这一理论的核心内容，主要包括海森堡的“不确定性原理”、波恩的“概率解释”以及玻尔的“互补原理”。它们都是如此的诡异，能彻底颠覆你对世界的认知。

在学习中学物理时，一般会碰到这样的题目，告诉你炮弹的初始位置在A点，初始速度是V，初始射角是θ（这些统称为炮弹的初始状态），让你计算在时间T之后，炮弹会在哪个位置，速度是多少。

这个题目充分反映了经典力学对于世界的认识。它认为任何事件都有前因后果，这种因果关系可以用科学定律来描述。我们只要知道了“初始状态”，根据科学定律和方程，就可以预测事情的经过和结果。

然而这个题目在量子论中却根本不成立。经典力学眼中的世界是确定的，任何事物都有确定的状态，比如一个篮球，在每一时刻都有确定的位置和速度。但在量子力学中，海森堡的“不确定性原理”说，粒子不可能同时具有确定的位置和速度（通常说动量），最多只能确定其中之一。它表明，粒子根本就不像篮球那样，有确定的初始状态，粒子世界完全是一个不确定的世界。

波恩的“概率解释”同样令人吃惊。波恩说，在粒子世界中，我们没办法像预测篮球的运动轨迹那样，根据物理定律来预测粒子接下来的行踪。粒子最终会出现在哪里，这完全是随机的，我们能够确定的只有概率。想通过计算来确定粒子的踪迹，并不比用掷骰子确定来得更准确。

爱坦斯坦对此十分反感，他说：“量子力学令人印象深刻，但是一种内在的声音告诉我它不是真的……我毫无保留地相信，上帝是不掷骰子的”。但现实又跟他开了个玩笑，后来的事实一再证明他完全错了，上帝确实在掷骰子。

假如前面这些说法已经让你难以接受，那么还有比它们更恐怖的，就是玻尔的“互补原理”，它居然认为世界是由意识决定的。

玻尔说，粒子的状态非常奇特。它有时候是粒子，有时候会变成波，这叫“波—粒二重性”。转换的关键在于意识，当你观察它时，它就变成粒子呈现在你面前；当没人观察它时，它就变成波弥漫于整个空间。

这段话要怎么理解呢？波是虚无飘渺的东西，不是实体，而粒子却是实在的点状物体。“互补原理”的意思是说，当没有人看粒子的时候，它就不是实在的东西，而是幽灵般的波；但当你一睁开眼睛，所有的幻影立刻消失，它马上变成一个实在的粒子，让你能够看到它。

这像不像是《倩女幽魂》中的画面？当你定睛看时，小倩站在你的面前，笑吟吟地看着你；但当你转过身去，她却立刻化作一道轻烟，消失得无影无踪。

这还能算是科学理论吗？它简直就是《聊斋》中的鬼故事！

量子论过于惊世骇俗，不可避免地引来了无数的攻击，然而那些设计来否定它的实验，却无不更加证明了它的正确性。现在许多物理学家们，已经只顾埋头享受量子论带来的现实好处，再不去管它背后那令人毛骨悚然的哲学意义。

我们眼中的宏观世界是由粒子组成的。如果每一种粒子都是有人观察时才是实在的，没人观察时就只是一种虚幻的波，那么由它组成的整个世界应该也是如此。这意味着什么？难道真像乔治·贝克莱主教说的那样，“存在就是被感知”，世界是因为我们的存在才变得真实的。

有人用调侃的语气很好地描述了这一问题：“当我们不看它时，月亮是不存在的”。

难道世界真的只是个幻境，是意识决定的，世界就存在于我们的意识之中？

终极问题：

10、人类的意识从何而来？

人类的终极问题也许只有两个，生命的奥秘是其中之一。

仰望星空，广袤而神秘的宇宙让人目眩神迷，轻易地就能勾起人们无限的遐思和想要探个究竟的好奇。然而宇宙最大的神奇之处并不在于它的浩瀚，而更在于其中竟然能够诞生出具有自主意识的生命。

在生命的所有特征中，精神是最为神秘的。精神是什么东西？这个问题已经困惑了人们太久太久。在很久以前人们就已经认识到，精神和其它所有存在的东西都不一样，它具有一些很奇怪的特征。在科学如此发达的今天，只要是存在的，比如空气、辐射、电磁场这些以前我们看不见摸不着的东西，现在都可以进行计量和测量了。唯独精神，我们虽然明明知道它的存在，却无法对它进行感知和测量。

正是因为精神的这一特征，人们在对于它的认识上出现了巨大的分歧，在哲学上唯心与唯物的争论由来已久。唯心论一般认为，精神是第一性的，是精神创造了物质，在决定着物质；而我们所接触到的唯物论，通常以“意识”这个词来代表“精神”，它认为物质是第一性的，意识只是大脑的机能，是物质的产物，物质在决定着意识。

生命为什么会有意识呢？这个古老的问题，至今仍然没有确定的答案。早在6000多年前，古埃及人就相信灵魂的存在，认为人死之后会在另一个世界——阴间复活，所以要把尸体制作成不会腐烂的木乃伊，以便让它在地下与灵魂重新结合。这说明当时人们就已经开始用灵魂来解释意识的存在了。

相信这种说法的人认为，在生物身上具有两种不同性质的东西，一种是以物质形式存在的躯体，另一种是以精神形式存在的灵魂。造物主在创造生命时，同时创造了它们的躯体和灵魂，灵魂是生命拥有意识的缘由。

类似这样的观点在哲学上被称为“二元论”，因为它认为世界上同时存在着精神和物质两种东西；而不管是唯物论还是唯心论，都认为只存在一种东西，另一种是由它派生出来的，所以都叫“一元论”。

人类存在灵魂的说法，在历史上流传了几千年，只是在最近几百年间，科学的兴起促使人们逐渐否定了这样的说法。

十七世纪英国的哲学家托马斯·霍布斯就开始提出这样的观点：自然界所有的现象，包括人和动物，都是由物质的分子组成的，甚至连人类的意识也是由人脑中的分子运动产生的。十八世纪的法国哲学家J.O.拉美特里更是直接提出了人就是一台肉体机器的思想，他在《人是机器》一书中说，就像人的脚有肌肉可以行走一样，人脑也有肌肉可以用来思考。

工业革命后，机器的构造变得复杂起来，功能也越来越强大。于是一些人想，也许当机器的结构复杂到一定程度时，就有可能出现意识这样的功能。到了十九世纪，德国的唯物论者就根据这一逻辑，说意识只是大脑的机能（机器的功能），思想与脑袋的关系就像是尿液之于肾脏、胆汁之于肝一样。

人的意识究竟是怎么来的呢？是人脑这台复杂机器的正常功能，还是因为灵魂的存在造成的？假如是前者，那么只要科技发展到一定程度，是可以进行科学验证的。但假如是后者，那么科学无法进行验证，因为感官感知不到灵魂，我们无法证明它存在与否，只能通过思维推导来进行判断。

机器复杂到一定程度，真的有可能产生智能吗？从某种角度来看，这种观点已经破产了。科学发展到现在，在解剖学和各种扫描仪器的帮助下，人脑的细部结构对于我们来说已经不是秘密了，然而在意识如何产生的问题上，科学家们还是一点头绪都没有。假如机器复杂到一定程度就会产生智能，那么人脑这台复杂的机器结构，我们已经大致掌握了啊，为什么还不知道意识是如何产生的呢？

这似乎足以让人怀疑，机器无论复杂到何种程度，都是不可能自动产生意识的。

然而在另一方面，复杂机器能够具有智能的观点，现在似乎又已经被证实了。电脑就具有很多人脑的功能，甚至在某些方面的功能比人脑更强大。

电脑可以简单地分为四个组成部分：输入设备、中央处理器（CPU）、内部存储器、输出设备。它的工作流程是这样的：首先是输入，电脑在工作之前，需要我们通过输入设备，比如说键盘、光驱，来进行信息输入；然后CPU对数据进行加工，这实际上是一个计算的过程；在整个过程中，需要记录的信息都储存在内部存储器上；最后输出结果信息，它可以是屏幕上的一组数据、一张表格、一篇文章，也可能是打印机打出的一张图片，或者音箱播放的一首歌。

仔细一想你会发现，电脑的工作流程和人脑极为相似。人脑的输入设备是感觉器官，包括视觉、触觉、味觉、嗅觉和听觉，比如说眼睛的视网膜上有感光细胞，一旦光线打到视网膜上，感光细胞中的感光蛋白会产生电流信号，把外部世界的信息传递到大脑中；大脑是CPU和存储器，能够对信息进行加工，并且能够以记忆的形式储存；而输出结果可以是用手画一幅画，嘴巴里哼一首歌，说一段话，或者脸上做出一个表情。

尽管电脑与人脑在功能上还存在差异，但它们的工作流程却很近似。有时候机器的功能会让人产生很奇妙的感觉，很多人小时候都曾经有过这样的体验，以为收音机里传出的美妙声音，是里面藏着的人在唱歌。

计算能力是人类思维活动中很重要的一项功能，而由机械组成的没有生命的电脑，也能拥有强大的运算能力，甚至会下棋的电脑还能战胜国际象棋世界冠军。由此我们是否可以这样推断，也许就像计算能力只是电脑的机能一样，思维也不过只是大脑的机能而已，意识是在大脑对感官提供的信息进行加工的过程中自然产生的，并不需要用灵魂来解释意识的存在？

电脑的出现，难道已经能够证实“意识只是人脑机能”的论断了吗？

不。请再用脑子想想，你会发现前面我们遗漏了一样很重要的东西。刚刚分析的电脑工作流程，其实说得并不全面，因为只提到了硬件，没有考虑到软件。

我们知道，没有安装任何软件的计算机叫做“裸机”，而裸机是不能正常工作的。它需要安装两种软件，一种叫“系统软件”，比如操作系统、语言处理系统等；另一种叫“应用软件”，比如办公软件WORD、网页浏览器IE等。

原来再复杂的机器，也不可能直接产生智能，它还需要软件的支持。并不是像人们原先预想的那样，机器变得足够复杂之后，就会直接产生出智能来。

现在一个重要的问题来了，对于电脑来说，仅有硬件是不够的，需要有软件的支持才能正常工作，人脑难道不需要吗？

生物体是由没有生命的无机物构成的，但为什么无机物毫无生命迹象，而由它组成的生物体却如此不同呢？它们之间为什么会那样的界限分明，呈现出完全不同的特征来？假如想通了电脑原来需要软件支持这一点，这个问题就非常好理解了。

有些人在受到重大刺激时，一下子突然就疯掉了，成为精神病人。这有些奇怪，因为从硬件上来看，此时他的大脑结构并未受到物理性损伤，与之前还是一个正常人时没有什么不同，为什么突然间就不能正常工作了呢？

这个事实在提醒着我们，人脑的正常运转也是需要软件支持的。精神病人之所以会精神失常，并不是出于硬件的原因，而是因为强烈的刺激，让大脑中软件的运行出现了逻辑错乱，导致了系统的崩溃。

任何生命都是一个完整的工作系统，身上应该都带有一个类似于系统软件那样的东西，我们可以把这种东西称作生命的“灵魂”。

从这一点来推导，我们认为，灵魂应该是存在的。否则我们不可能在对人脑结构已经有如此深入的了解之后，对于意识如何形成的问题仍然一无所知。假如不存在灵魂，人体这台机器为什么能够自动运转就无从解释，人类为什么能够拥有意识的问题就无法回答。

有人会把“灵魂”与“意识”混为一谈，其实它们之间是有很大区别的。

我们人类拥有自主意识，它在控制着我们的一言一行。当我们感到饿了，就会去找东西吃，感到渴了，就会去找水喝。这种现象容易让人产生一种感觉，那就是人的所有行为，都是在意识的指导之下完成的，但如果真这么想那就完全错了。

实际情况是，我们在绝大多数情况下，身体反应都是在无意识的状态下完成的。晚上睡觉时，意识消失了，但我们仍在有规律地呼吸着，身体各部分机能仍在正常运转；即便是在清醒的状态下，我们的身体也更多的是无意识的反应，有意识的行为只占少数，比如我们的意识没有指挥心脏的跳动，但它却一直在跳着。

由此看来，灵魂与意识是不一样的。灵魂就像是我们身体的系统软件和驱动程序，它掌控了我们的整个身体；而意识只是灵魂的一项功能，它只在比较高的层面上起作用。这就好比是在操作电脑听音乐时，你在播放器中点击那首歌，这相当于是意识主导下的行为；接下来那些读取歌曲文件、调用解码器解码、把信号传送到音箱去之类的工作，并不需要你逐项发出指令，操作系统就会自动完成，这相当于是在非意识主导的状态下，灵魂这个驱动程序作出的自动反应。

灵魂与肉体的关系，就相当于电脑中软件与硬件之间的关系。意识相当于是在软件运行过程中，系统产生的对外界和自我的认知，因而从这个角度来说，意识应该是灵魂的产物，而不是物质。正因为生物体最重要的生命现象，不是来自于物质，而是来自于灵魂，所以生物体看起来与没有生命的无机物之间才会如此的不同。

软件的运行必须依赖于硬件，它不能独立存在，也不能独立发挥作用，这就是为什么灵魂需要依赖于肉体存在，一旦肉体消亡，它也就跟着不见了。这容易让人产生一种错觉，以为是硬件在决定着软件。就像唯物论者那样，认为是物质在决定着意识，更有甚者认为意识是由物质派生出来的，是物质的附庸。但其实灵魂和肉体是两种互相独立的东西，就像软件和硬件是完全不同的两种事物一样，对于生命而言，这两者同样的重要，缺一不可。

软件虽然需要依赖于硬件才能运行，但却并不代表着它就完全受制于硬件。首先是硬件的功能必须在软件的支持下才能够实现，否则它就只是一堆废铜烂铁而已，对于生命来说也是一样，如果没有了精神，生物体就只是一堆不会动的死肉。其次是软件反过来也可以影响硬件，比如某些病毒程序可以攻击硬件系统，使硬件遭到损坏，同样的道理，精神对于肉体也有着十分重要的影响，精神的愉悦对于身体的健康起着积极作用，而在精神受到重创时，也会严重损坏身体的健康。

灵魂无法为我们的感官所感知，所以我们无法通过感官确定它的存在，很容易误以为它不存在。有人说，我是外科医生，经常打开人的大脑，却从来没有见到过灵魂。但你可以想想，当你修电脑的时候打开主机，能看到软件的存在吗？

当然，灵魂是个软件只是个比喻而已，因为软件只是虚无的代码，而灵魂却有可能是活的。

在把人类看作是一台肉体机器的年代，有一个问题很难解释：人为什么需要睡眠呢？有人说，那是因为身体这台机器需要休息。但实际上，机器是不需要休息的，你可以看看我们的心脏，它一辈子一直在跳着，并不需要休息。而且从进化论适者生存的角度来看，睡眠会减少觅食的时间，睡着了不醒人事时还会给敌人以可乘之机，这显然是不利于生存的。

那人类为什么还需要睡眠呢？假如灵魂是活的，这个问题就很好解释，原来不是肉体需要睡眠，而是灵魂需要休息。

对于灵魂我虽然也有些研究，但这已经偏离帖子的主题太远，所以只好就此打住。

我们的终极问题是：人类的意识从何而来？人有灵魂吗？