物理之外的世界（簡體書）

序

牛頓創立的經典物理學，是以“被動語態”描摹這個世界的：河流淌水、巖石下落、行星運動、恒星在被其質量所扭曲的時空中劃過一道弧線。這些都不是物體的“所作所為”，只是順勢發生：形形色色，雖不可思議，但就這麼簡單。

我顧盼七十八載，剛從廚房拿了個油桃吃罷，坐下寫作。昨天，我晃晃悠悠地登上我的“平衡世界”號22英尺小艇，駛向奧卡斯島的仙鶴塢，再驅車前往華盛頓州的伊斯特海灣，為的就是買些午後閑食——我剛吃的那種油桃。我怦然心動，是我自己的“心”動，我的大部分讀者也都有各自的“心”動。

不過，自宇宙137億年前宇宙大爆炸以後，我那顆心、油桃、廚房、小艇、伊斯特海灣，這些都是從何而來呢？

基於牛頓的理論，我們會用物理來評價這個真實世界，知道何為“真實”。但是物理並沒有告訴我們，我們從何而來，如何而來，不會告訴我們為什麼會有“心”的存在，也不會告訴我們我為什麼要從伊斯特海港去買油桃，更不用說，“買”是什麼意思。

我們會津津樂道於此，因為相比我們已知的部分，還有更多未知，相比我們說得清的部分，還有更多說不清。

我們還有物理之外的世界。

我們在一個生命物體可以自力更生的世界，但我們尚未有一種理論，可以說清它的來龍去脈。一棵樹，從種子開始，構筑自己、朝著陽光伸展自己，我們能夠看到但卻說不清道不明；一片森林也是這樣構筑自己，生根擴展，一聲不響、仿佛充滿希望。我們紛繁復雜的生物圈，也是這樣竭盡全力地生長，已經有37億年了。長頸鹿？這在30億年前有嗎？那時可沒有。油桃？那時根本不知道會有這東西。

我們估算，在已知宇宙中的10的22次方（1022）顆恒星中，50% 到90%會有環繞它們的行星。我一直這麼想也這麼說：如果到處有生命，那麼宇宙會充滿傳奇，雖基於物理、但超出了我們已知的所有物理。

有1022個生物圈，這種想法讓我震驚。是的，我們陶醉於哈勃呈現的宇宙大約有1011個星系的圖景，但倘若說1022個和我們地球一樣的生物圈？那真不得了！這不是“物理之外的一個世界”，而是“物理之外的很多世界”了，就跟我們已知的全部的物理世界一樣巨大，這簡直是不可估量的。

在科學中，我們似乎忘記了這個概念：一個體系可以構建自己。我這裡要介紹一個梅爾•蒙特維爾（MaëlMontévil）和馬提奧•莫西奧（Mateo Mossio） 2015年提出的重要概念：約束閉合（constraintclosure）。這幾位年輕的科學家發現了生物系統構成中被遺忘那個——也許是唯一的那個——概念！我們來清楚理解它、運用它。這裡的想法有點復雜，但並不晦澀，我們會提到的。不過我們現在姑且這樣來理解“約束閉合”：這是一組約束條件，既作用於非平衡體系中能量釋放過程、又作用於使這個系統構建自己約束條件的過程。這是一個了不起的想法。細胞就是這麼幹的，汽車則不會。

有生命的系統達到約束閉合狀態，進行的是所謂“熱力學運作周期”，這樣自我繁殖。有生命的系統同時也體現了達爾文提出的可遺傳變異、從而能夠進行自然選擇，實現演化。關於後者，我在之前寫的幾本書中提到過，但我同時感到困惑的就是也許其中有所疏漏。現在約束閉合的概念，仿佛是拼圖上關鍵的一片，把之前的疏漏填滿了。

演化是無法提前預知的：會演化產生什麼，來提高生物圈的復雜程度，是不可預知的——我只能這麼說了。我們都是演化的產物，長頸鹿、油桃、海參，也都如此。

幾年前，我的一位物理學家朋友過70大壽時，他拿生物學家看世界的方式開起了玩笑。如果伽利略是和生物學家一起登上比薩斜塔，那麼它們也許會扔下紅色的石頭、橙色的石頭、粉色的石頭、藍色的石頭、綠色的石頭……

我的物理學家朋友們都會意地笑起來。物理學家是在力求簡化、尋找規律，而生物學家則在研究生命如何變復雜。不然呢？紅色的石頭是長頸鹿、橙色的石頭是油桃、藍色的石頭是海參、綠色的石頭就是我們人類自己吧。不過問題並不是海參、長頸鹿、人、還是油桃，哪個下落最快，而是，追根溯源，它們究竟是怎麼來的？

物理學家是不知道的。沒有人知道。

這是一個物理之外的世界。

達爾文告訴我們，新的物種需要在既已擁擠的大自然中搶得一席之地，才能生存下來。對，但也不對。生物，只要存在，就已經創造出了一個讓其他生物生存的特定條件。大自然中那讓新的物種得以生存的“一席之地”，正是已經存在的物種構建出來的；前者的生存，又創造出了更多的讓新物種涌現的“一席之地”。

生物圈的繁榮，創造出了更新成就的可能性，會變得更多元、更豐富。

對於全球經濟的蓬勃發展，也是一樣的道理——不過差點被忘了。新的產品創造出了更新產品的生存空間：萬維網的發明，創造出了網絡購物，從而有了eBay和亞馬遜；這進而又反過來創造出更多網上的內容，從而給了搜索引擎——比如谷歌——發展的空間；對於投身這場遊戲的生意人，研究搜索引擎的算法，可以賣出更多商品。或者，看看iPhone的應用程序，一個催生另一個，還有了“屏蔽”廣告的程序，讓你屏蔽瀏覽器中兜售商品的廣告。

我們蹣跚地來到這個世界——這個我們對眼前的知識一無所知地趔趄前進，卻使一切變得可能的世界。我能去伊斯特海灣，買到油桃。

我們認為，在物理——狹義和廣義相對論、有了標準模型的量子力學和量子場論——之中，我們可以找到推演世界的基礎，知道變化的本質。但不是的。這本質也許依賴這些物理基礎，但卻不是以此推演而來。這本質，是一種不可知曉的變化力量，從物理基礎的海港裡溜了出來、自由漂泊。正如赫拉克利特所說：世界噴涌前進。