大设计

关于作者

斯蒂芬·霍金，当代最知名、最活跃的物理学家，曾任剑桥大学卢卡斯数学教授。

列纳德·蒙洛迪诺，美国物理学家，曾与霍金合著《时间简史（普及版）》，同时也是《星际迷航》电影的编剧。

关于本书

《大设计》是霍金继《时间简史》《果壳中的宇宙》后的又一部科普力作，在推出后就占据了纽约时报畅销书排行榜首位。本书不光涉及到了科学知识，还从科学角度出发，介绍了霍金自己独特的哲学观。

核心内容

霍金认为：“哲学死了，哲学跟不上科学的发展步伐了。”在《大设计》一书中，霍金通过对当代科学，尤其是物理学前沿知识的介绍，引出了自己的哲学观——“依赖模型的实在论”，认为这是人类认识世界的唯一方法。

一、哲学上的“实在论”并不可靠

霍金认为，无论是量子力学还是脑科学的发展，都已经证明了哲学中的“实在论”是不可靠的，我们所观测到的一切，都不能算作是真正的“客观实在”。

1. 量子理论不支持“实在论”

在量子理论中，观测行为会对观测对象造成干扰，因此我们永远无法同时精确地测定一个粒子的位置和速度。或者说，粒子根本就没有什么位置和速度。这就打破了人们日常经验中的“实在论”。

【案例】

当光照射到一个南瓜上时，并不会对南瓜的性质造成影响。但如果我们用光子打到电子、中子这样微小的粒子上，就一定会对它们造成干扰，而且这种干扰在理论层面是不可消除的。

2. 脑科学不支持“实在论”

人类的认知受到大脑结构的影响。大脑相当于一个“透镜”，会对现实世界进行建模，我们所看到的观测结构，都是大脑所呈现出的模型而已。

【案例】

人的眼睛结构中，在视觉神经连接视网膜的地方，有一个没有感光细胞的盲点。所以一只眼睛所接受到的视觉信号传递到大脑时，中间应该有个洞。但人类的大脑有极强的运算能力，能对接收到的图像进行处理和优化，因此我们看到的图像才是完整的。

二、“依赖模型的实在论”

霍金认为，人类只能通过“依赖模型的实在论”来认识世界，所有的“客观实在”都建立在理论模型的基础之上。

1. 什么是“依赖模型的实在论”

我们不必去追问一个模型是否真实，只要它能够帮助我们理解世界即可。金鱼眼中的图像跟人类眼中的图像同样真实，两套不同的理论模型也同样管用，我们只要根据需求，哪个方便用哪个就行了。这就是“依赖模型的实在论”。

2. 人类对客观事物的认知是随着模型的变化而变化的

随着模型的变化，人们对同一事物的认知也不同。即使是同一个事物，在不同的模型中也会表现出不同的性质。

【案例】

在不同的模型中，光会展现出不同的性质：时而具有波的性质，时而具有粒子的性质。我们无法判断光的本质到底是波还是粒子，只能说在不同的模型中，光的表现性质不同，因此光具有“波粒二象性”。

三、“M 理论”可能成为人类认识世界的终极模型

万物理论必须能描述四种基本力，并且解决广义相对论和量子理论之间的冲突。霍金认为，由弦理论而发展出的“M 理论”，可能具备成为万物理论的潜质。

1. “标准模型”理论无法成为万物理论

当代物理学研究发现，自然界有引力、电磁力、强核力、弱核力四种基本力，标准模型可以涵盖其中三种，但却无法描述引力。此外，当代物理学的两大支柱——广义相对论和量子理论，是存在冲突的，标准模型也无法解决这一冲突。

2. “M 理论”具备成为万物理论的潜质

M 理论是弦理论的延伸。在弦理论中，物质的基本组成元素不是粒子，而是一根根震动的弦。科学家们发现，至少有5种不同的弦理论都同时成立，这些弦理论可能只是“M 理论”的不同表现方式而已。弦理论可以结合广义相对论和量子理论，具备成为万物理论的潜质。

【案例】

在M理论中，宇宙时空是11维的，其中3个空间维和1个时间维是展开的，其他维度都紧紧地蜷缩了起来。此外，M 理论中不光有一维的弦，还有点状粒子、三维块状物和更高维度的物体。这些理论模型都会再一次颠覆我们对宇宙的认知。

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