第1章
更進(jìn)一步拓展科學(xué)的邊界

我們?nèi)际窃缙诒还噍斔枷氲那敉剑驗(yàn)橐獢[脫早期的訓(xùn)練是很難的，幾乎是不可能的。

羅伯特·海因萊因（Robert Heinlein）《異鄉(xiāng)異客》（Stranger in a Strange Land）

現(xiàn)在是科學(xué)的危險(xiǎn)時(shí)代，也是科學(xué)的興奮時(shí)代。

說(shuō)其危險(xiǎn)，是因?yàn)樵谠S多國(guó)家，反科學(xué)的暗流可能會(huì)沖淡其過(guò)去幾十年取得的驚人進(jìn)步；說(shuō)其興奮，是因?yàn)槠渥钌顚哟蔚囊恍﹩?wèn)題終于得到了解答，我們?nèi)祟愖罹o迫的問(wèn)題也即將得到解決。

今天的世界與 20 世紀(jì) 70 年代中期的相比，最顯著的變化要數(shù)科學(xué)的進(jìn)步了。那時(shí)候，我們還沒(méi)有冒險(xiǎn)飛躍火星的太空探測(cè)器，也沒(méi)有清晰的關(guān)于“夸克組成原子核”的知識(shí)，沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)。我們中的一些人才剛開(kāi)始學(xué)習(xí)科學(xué)。

那個(gè)時(shí)候，新車的平均售價(jià)為 3 700 美元，一座典型的美式住宅售價(jià)為35 000 美元。

從那時(shí)到現(xiàn)在，科學(xué)一直在改變?nèi)祟惖纳睿夯蚬こ甜B(yǎng)活了大量人口，解決了全球人口可持續(xù)發(fā)展的難題；心臟手術(shù)變得稀松平常；人類的平均壽命得以延長(zhǎng)到 80 多歲。

而本書(shū)的寫(xiě)作初衷，旨在進(jìn)一步拓展科學(xué)的邊界。

地球是平的？

美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation）一直在追蹤調(diào)查公眾的科學(xué)意識(shí)水平，2019 年發(fā)布了他們關(guān)于基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)的年度調(diào)查報(bào)告，結(jié)果并不樂(lè)觀。該調(diào)查包括 9 道判斷題。例如，地心非常熱，所有的放射性都是人造的，電子比原子小，等等。在過(guò)去的 40 年里，公眾在這項(xiàng)測(cè)試中的表現(xiàn)沒(méi)有太大變化，正確率僅為 60%。

比公眾的科學(xué)素養(yǎng)更令人不安的或許是公眾批判性思維的缺乏，調(diào)查顯示：少數(shù)人相信各種陰謀論。例如，7%的美國(guó)人認(rèn)為阿波羅登月是一場(chǎng)騙局。就在 2018 年，網(wǎng)絡(luò)上瘋傳“地球是平的”，而且稱從太空拍攝的地球照片是偽造的。

可悲的是，相信這些論調(diào)的人并不罕見(jiàn)。這些無(wú)稽之談不需要?jiǎng)佑蒙願(yuàn)W、復(fù)雜的科學(xué)知識(shí)來(lái)反駁，只需最基本的常識(shí)就可以辨別。比如，“地球是否是平的”這個(gè)問(wèn)題，只要讓兩個(gè)分別住在美國(guó)東、西海岸的朋友打一通電話就可以解決，因?yàn)榧永Ｄ醽喼莸娜丝吹教?yáng)出現(xiàn)在半空中的同時(shí)，佛蒙特州的人看到的太陽(yáng)正在地平線上。僅此一項(xiàng)就能證明地球不可能是平的。

這本書(shū)不適合無(wú)視證據(jù)的人，比如“地平論者”。本書(shū)適合那些能夠接受基于觀察和實(shí)驗(yàn)得到的重大發(fā)現(xiàn)的讀者，因?yàn)檫@就是生物中心主義采用的研究方法。雖然我們最終關(guān)注的是生命的基本方面，但這些方面在以前看來(lái)是令人絕望的神秘，并且在科學(xué)上無(wú)法解釋。

迷信有時(shí)會(huì)引發(fā)對(duì)科學(xué)進(jìn)步的殘酷鎮(zhèn)壓，比如伽利略的下場(chǎng)，但好在經(jīng)過(guò)這樣的幾個(gè)世紀(jì)之后，現(xiàn)代世界的大多數(shù)人終于將科學(xué)視為自然知識(shí)最可靠的來(lái)源。作為紅利，我們有了很多先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，如GPS（Global Position System，全球定位系統(tǒng)），有的技術(shù)能在寒冷的一月份為我們提供西紅柿之類反季節(jié)的蔬菜。

此外，有史以來(lái)在探尋真理方面最有效的工具，正是科學(xué)方法本身。因?yàn)榭茖W(xué)的研究方法強(qiáng)調(diào)人們須秉持懷疑態(tài)度，多觀察，多測(cè)試，并毫不留情打擊偽科學(xué)者。任何提出新主張的人，都必須拿出確鑿的證據(jù)。

路易斯·阿爾瓦雷斯（Luis Alvarez）和沃爾特·阿爾瓦雷斯（Walter Alvarez）父子正是這樣做的。他們聲稱是隕石的撞擊導(dǎo)致了地球上恐龍的滅絕，證據(jù)是 6 600 萬(wàn)年前形成的全球銥沉積層，因?yàn)殂炘诘厍蛏蟽?chǔ)量極少，但在隕石塵含量豐富。阿爾瓦雷斯父子由此聲名大振，也激勵(lì)了其他研究人員嘗試“駁倒”他們，以博取自己的聲譽(yù)。如此，科學(xué)為對(duì)立觀點(diǎn)和懷疑分析提供了源源不斷的動(dòng)力，也就是說(shuō)，科學(xué)可以進(jìn)行自我調(diào)適。

不幸的是，正如我們?cè)谝灾兴懻摰哪菢樱茖W(xué)家也是人，科學(xué)也有其自身的慣性。這就是為什么真正的新思想會(huì)長(zhǎng)久得不到重視的原因，新思想往往會(huì)被忽視數(shù)十年甚至數(shù)百年。早在 1912 年，德國(guó)氣象學(xué)家阿爾弗雷德·魏格納（Alfred Wegener）就提出了大陸漂移學(xué)說(shuō)，但直到 20 世紀(jì) 50年代，該理論仍被廣泛否定。

后來(lái)理論得到認(rèn)可，所有人才看到各大陸邊界像拼圖一樣相互吻合。這表明它們?cè)?jīng)都是現(xiàn)在稱為“泛大陸”（Pangaea）的超級(jí)大陸的一部分，還解釋了諸如大洋中部海底擴(kuò)張、北美東部的巖石與愛(ài)爾蘭的巖石非常相似等奇特現(xiàn)象。該學(xué)說(shuō)也讓人們弄清楚了為什么太平洋沿岸的“火山帶”總是頻繁火山爆發(fā)和地震。簡(jiǎn)而言之，我們對(duì)地球地殼像漂浮物一樣漂浮在熔融巖漿上，并且每年移動(dòng) 1 到 4 英寸的新認(rèn)識(shí)，一次性解決了許多謎團(tuán)。只是得到這種認(rèn)識(shí)，我們花去了幾十年的時(shí)間。

還有一些阻礙科學(xué)車輪滾滾向前的成見(jiàn)，源于人們對(duì)大自然的司空見(jiàn)慣。一些自然事物和現(xiàn)象是如此普通，人們?cè)缫蚜?xí)慣了它們的存在。這種熟悉阻礙了人們將其作為研究對(duì)象進(jìn)行研究。它們太普通了，根本無(wú)法引起人們的注意。就像直到美國(guó)獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)之后，人們才認(rèn)識(shí)到空氣是由多種不同氣體組成的。空氣是混合物的說(shuō)法，你翻遍古希臘甚至是文藝復(fù)興早期那些充滿好奇心的天才的著作，都是找不到的。

我們今天談?wù)撘庾R(shí)，大概就與古人談?wù)摽諝庖粯印Ｒ磺兴?jiàn)、所聞、所思及所憶，都是人類意識(shí)的體現(xiàn)。這一事實(shí)意味著我們對(duì)意識(shí)也是過(guò)于熟悉，以致常常忽視其存在。“意識(shí)”就像放映電影時(shí)的幕布。我們坐在電影院里時(shí)，放映機(jī)將那些變換的色彩和閃爍的光線投射在幕布上，我們的注意力不由自主地被電影的情境吸引。我們?nèi)ケ孀R(shí)演員的面部表情，或去理解音軌中編碼的語(yǔ)言所傳達(dá)的含義……卻忽視了那些“真實(shí)的東西”，就好像幕布根本不存在一樣。

但是這個(gè)類比的作用也僅此而已。就電影幕布而言，反光材料制成的幕布并非無(wú)可替代，其他的平面，比如白墻，也可以起到同樣的作用。但意識(shí)卻另當(dāng)別論。意識(shí)的存在、感知的存在，不僅是人們了解已知世界并試圖了解未知世界的基礎(chǔ)，而且無(wú)論是在事實(shí)上還是在起源上，都非常奇特。

因?yàn)橹R(shí)是科學(xué)的必要條件，而感知是獲取知識(shí)的唯一途徑，因此意識(shí)與任何神經(jīng)方法或神經(jīng)子系統(tǒng)相比，都更應(yīng)該是我們理解的基礎(chǔ)。畢竟，人類意識(shí)如果存在根本的偏見(jiàn)或怪癖，就會(huì)影響所見(jiàn)和所學(xué)的一切。所以在繼續(xù)研究更多的信息獲取方法之前，我們想知道有關(guān)意識(shí)的所有事情，無(wú)論是顏色、聲音的分類，還是生命形式的分類。意識(shí)是計(jì)算機(jī)的根目錄，比硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器更重要。在這個(gè)類比中，意識(shí)更像是電流。

此外，20 世紀(jì) 20 年代后的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)明確表明，只要觀察者存在，就會(huì)改變觀察結(jié)果。這個(gè)無(wú)論在過(guò)去還是現(xiàn)在，都被視為另類或麻煩的現(xiàn)象有力地表明，我們與所見(jiàn)、所聞和所思考的事物并不是分離的。相反，自然和觀察者是某種不可分割的整體。這個(gè)簡(jiǎn)潔的結(jié)論正是生物中心主義的核心。

踏入未知領(lǐng)域，破解意識(shí)難題

但這個(gè)整體是什么？沒(méi)人知道。我們對(duì)意識(shí)的研究?jī)H停留在表面，“意識(shí)”在很大程度上仍然是個(gè)謎。“意識(shí)+自然”的混合物同樣神秘莫測(cè)，或者說(shuō)是有過(guò)之而無(wú)不及。所謂“研究停留在表面”，是指神經(jīng)科學(xué)在很多方面已經(jīng)取得了令人矚目的進(jìn)展，比如確定大腦控制感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能的區(qū)域，探索復(fù)雜的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)編碼概念等，但在解決諸如“意識(shí)最初是如何從物質(zhì)中產(chǎn)生的”這種深層基礎(chǔ)問(wèn)題，即所謂的“意識(shí)難題”方面少有作為。也許不應(yīng)該去指責(zé)那些研究人員，因?yàn)橐鉀Q這些基本問(wèn)題真的極度困難，根本無(wú)法用常規(guī)的科學(xué)工具闡明。你如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，才能獲取這種最主觀現(xiàn)象的客觀信息呢？

當(dāng)遇到邏輯解釋不通，也不可實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)的自然現(xiàn)象時(shí)，科學(xué)界有個(gè)既定的傳統(tǒng)，那就是忽略。這確實(shí)是較為恰當(dāng)?shù)淖龇ǎ吘箾](méi)人希望研究人員只是提出一堆毫無(wú)根據(jù)的猜測(cè)。冠冕堂皇地保持沉默雖然無(wú)濟(jì)于事，但不失體面。正因如此，“意識(shí)”這個(gè)詞在科學(xué)典籍或文獻(xiàn)中就顯得不大協(xié)調(diào)，雖然我們會(huì)看到量子力學(xué)領(lǐng)域中許多大名鼎鼎的人物都視意識(shí)為理解宇宙的核心。并且，這還是在科學(xué)家們對(duì)意識(shí)的作用有了一點(diǎn)新認(rèn)識(shí)之前。而這種新認(rèn)識(shí)就是，意識(shí)不僅揭示了我們所觀察到的東西，還創(chuàng)造了它們。

人類，可能也包括非人類動(dòng)物的意識(shí)是如何在自然界中實(shí)現(xiàn)如此意想不到但又極為關(guān)鍵的功能的？這是本書(shū)的主要關(guān)注點(diǎn)。因此我們將在多個(gè)章節(jié)中探討意識(shí)問(wèn)題，包括跟蹤各個(gè)學(xué)科，確定生物的“觀察—行為”過(guò)程方面取得的進(jìn)展，并觀察看似無(wú)生命的自然如何與生命體的意識(shí)相互作用，以及生命意識(shí)與神經(jīng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜相關(guān)。最近，就關(guān)鍵的“意識(shí)/觀察時(shí)刻究竟打開(kāi)了什么？”這個(gè)問(wèn)題，蘭札博士與理論物理學(xué)家德米特里·波多爾斯基合作取得了新發(fā)現(xiàn)，并已發(fā)表。這個(gè)意外的重大發(fā)現(xiàn)，連同本書(shū)中討論到的其他科學(xué)發(fā)現(xiàn)表明，有必要進(jìn)行一場(chǎng)哥白尼式的革命。

公眾通常在三個(gè)主要方面尋求科學(xué)的幫助或回答，他們的需求幾乎不會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生改變。第一方面，自然是“對(duì)我有什么好處？”：人們希望科學(xué)能治療疾病，能彌補(bǔ)視力或聽(tīng)力缺陷，能提供可靠的飛機(jī)等運(yùn)輸工具以及手機(jī)等負(fù)擔(dān)得起的個(gè)人用品。

第二方面，人們會(huì)直截了當(dāng)?shù)貑?wèn)一些關(guān)于世界的問(wèn)題，比如關(guān)于火星生命、黑洞、恐龍等的新進(jìn)展。當(dāng)今時(shí)代，報(bào)紙、電子媒體和社交媒體會(huì)追蹤公眾的興趣，研究人員以及政府資助往往也會(huì)對(duì)公眾的興趣做出回應(yīng)。2018 年，最受關(guān)注的科學(xué)探索是尋找系外行星，尤其是圍繞其他恒星運(yùn)行的類地行星。人們也關(guān)注成功找到長(zhǎng)期尋找的基本亞原子粒子——希格斯玻色子，以及為各種癌癥提供新療法這個(gè)老話題。

第三方面，陷入“意識(shí)+自然”沼澤是大眾科學(xué)這方面的一部分，但最好將其描述為“其他一切”。盡管技術(shù)極客和許多見(jiàn)多識(shí)廣的科學(xué)愛(ài)好者早就知道，量子力學(xué)和其他研究領(lǐng)域越來(lái)越多地指向我們與所謂的外部、無(wú)知覺(jué)的宇宙之間的基本聯(lián)系，但涉足這片沼澤地只是極少數(shù)科學(xué)家要做的事情。絕大多數(shù)科學(xué)探究都只在定義明確的研究領(lǐng)域中尋找“缺失的部分”。

尋找希格斯玻色子如此，尋找外星生命和治療常見(jiàn)疾病的方法亦如此。在大多數(shù)科學(xué)研究中，這些問(wèn)題本身就很容易被界定出來(lái)，如果找到答案，也就很容易地說(shuō)明了成就。而意識(shí)是一個(gè)更棘手的話題，許多人問(wèn)的第一個(gè)問(wèn)題就證明了這一點(diǎn)：你所說(shuō)的意識(shí)是什么意思？為了研究某事某物，下定義似乎是必要的第一步，但對(duì)于“意識(shí)”來(lái)說(shuō)，下定義就已經(jīng)是一個(gè)頗有爭(zhēng)議的話題了。因而，大多數(shù)讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)，“意識(shí)+自然”話題與主流大眾媒體上常見(jiàn)的公眾關(guān)心的科學(xué)話題大相徑庭。

研究意識(shí)需要離開(kāi)已知的世界。研究意識(shí)與自然之間的關(guān)系需要冒險(xiǎn)深入未知領(lǐng)域。簡(jiǎn)而言之，受邀加入我們行列的讀者，需要摒棄科學(xué)中的糟粕和成見(jiàn)，防止被已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)所束縛，以便探求人類在宇宙中的地位的驚人真相。

我們將看到，科學(xué)總是以各種方式，指向?qū)τ钪娴纳镏行慕忉尅Ｕ绲谝槐緯?shū)《生命大設(shè)計(jì)。創(chuàng)生》闡述的那樣，我們根據(jù)這一證據(jù)得出了一套七項(xiàng)原則，涵蓋了這種以生物為中心的現(xiàn)實(shí)理論。

生物中心主義的原則

生物中心主義第一原則：我們所感知的現(xiàn)實(shí)是一個(gè)涉及我們意識(shí)的過(guò)程。“外部”現(xiàn)實(shí)如果存在的話，根據(jù)定義，必須存在于空間的框架中。但空間和時(shí)間不是絕對(duì)的現(xiàn)實(shí)，而是人類和動(dòng)物思維的工具。

不管你是否相信有一個(gè)“真實(shí)的外部世界”存在，眾多實(shí)驗(yàn)都表明，物質(zhì)的特性，即時(shí)空本身的結(jié)構(gòu)取決于觀察者，尤其是意識(shí)。

生物中心主義第二原則：我們的外部感知和內(nèi)部感知密不可分。外部感知和內(nèi)部感知是同一枚硬幣的兩面，彼此不能分離。

除了量子理論的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)外，基礎(chǔ)生物學(xué)也清楚地表明，“外部世界”實(shí)際上是一種結(jié)構(gòu)，是大腦中發(fā)生的神經(jīng)電活動(dòng)的漩渦。

生物中心主義第三原則：所有粒子和物體的行為與觀察者的存在密不可分。如果沒(méi)有有意識(shí)的觀察者，它們至多只能以概率波的不確定狀態(tài)存在。

一個(gè)世紀(jì)前發(fā)現(xiàn)此點(diǎn)的物理學(xué)家對(duì)此感到非常震驚。實(shí)驗(yàn)一再表明，粒子出現(xiàn)的方式和位置，嚴(yán)格取決于它們是否被觀察以及被觀察的方式。

生物中心主義第四原則：沒(méi)有意識(shí)，“物質(zhì)”處于不確定的概率狀態(tài)。任何可能先于意識(shí)的宇宙都只存在于概率狀態(tài)中。

量子力學(xué)能夠一致而準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)物質(zhì)基本粒子如何出現(xiàn)，以及在何處出現(xiàn)。驚奇的是，在觀測(cè)之前，它們同時(shí)存在于所有可能的地方，處于一種模糊的概率狀態(tài)，物理學(xué)家稱之為“未坍縮波函數(shù)”。

生物中心主義第五原則：宇宙的精密安排只能通過(guò)生物中心主義來(lái)解釋，因?yàn)橛钪媸菫樯⒄{(diào)的。這完全說(shuō)得通，因?yàn)樯鼊?chuàng)造了宇宙，而不是宇宙創(chuàng)造了生命。“宇宙”只不過(guò)是“自我”構(gòu)建的時(shí)空邏輯。

這方面的有力證據(jù)見(jiàn)于所有科學(xué)教科書(shū)中列出的宇宙物理常數(shù)表。這些常數(shù)都完美地“設(shè)定”在百分之零點(diǎn)幾的數(shù)值范圍內(nèi)，以便允許對(duì)復(fù)雜生命友好的原子形成，讓提供能量的恒星發(fā)光，以及滿足所有那些讓你現(xiàn)在讀到這篇文章的條件。宇宙的法則和條件允許觀察者存在，是因?yàn)橛^察者創(chuàng)造了宇宙。

生物中心主義第六原則：時(shí)間在動(dòng)物感知之外并不真實(shí)存在。時(shí)間是人類感知宇宙變化的工具。

科學(xué)家在牛頓定律、愛(ài)因斯坦相對(duì)論或量子方程中找不到時(shí)間的位置。即便是像“之前”和“之后”這樣的時(shí)間論斷，也需要觀察者考慮某些特定的事件，然后與其他事件進(jìn)行比較。我們將在后面的章節(jié)中看到，時(shí)間并不存在于“外面”，嘀嗒嘀嗒地從過(guò)去走向未來(lái)，而是具有涌現(xiàn)屬性，依賴于觀察者保存所歷事件信息的能力，“無(wú)意識(shí)”的觀察者是不會(huì)感知到時(shí)間的。

生物中心主義第七原則：空間是動(dòng)物感知的另一種形式，沒(méi)有獨(dú)立的現(xiàn)實(shí)。我們像烏龜背著殼一樣隨身攜帶空間和時(shí)間。因此，獨(dú)立于生命的物理事件可以發(fā)生，但絕對(duì)自存的介質(zhì)是不存在的。

實(shí)驗(yàn)一致表明，距離會(huì)根據(jù)多種相對(duì)條件而發(fā)生變化。因此，任何事物之間都不存在不可侵犯的距離。量子理論對(duì)相隔很遠(yuǎn)的天體是否真的完全分離也提出了嚴(yán)重的質(zhì)疑。物體零時(shí)間通過(guò)“隧道”穿越空間，并且實(shí)現(xiàn)“信息”瞬間傳輸，都?xì)w功于糾纏現(xiàn)象。顯然，如果空間真有任何的實(shí)際物理現(xiàn)實(shí)，那么在零時(shí)間內(nèi)穿越一百萬(wàn)光年的空間就是不可能的。

綜上所述，這些原則是建立在彼此之上并相互加強(qiáng)的。我們將在整本書(shū)中深入研究這些原則背后的科學(xué)。如果這些原則對(duì)你來(lái)說(shuō)很陌生，那么不妨先了解一下我們推導(dǎo)每個(gè)原則的過(guò)程，比如去讀一讀前兩本關(guān)于生物中心主義的書(shū)籍，簡(jiǎn)要回顧一下這兩本書(shū)的內(nèi)容，以便于銜接后續(xù)內(nèi)容。當(dāng)然，這也是本卷稍后將出現(xiàn)的四個(gè)附加原則的準(zhǔn)備工作。

為了正確理解全書(shū)主旨，我們先回顧，后談新內(nèi)容。在下一章，我們將回溯幾個(gè)世紀(jì)，看看大自然最初是如何與作為觀察者的我們聯(lián)系在一起的。

注：如果你還沒(méi)忘記中學(xué)知識(shí)，那你會(huì)知道答案是對(duì)、錯(cuò)、對(duì)。

注：1 英寸等于 2.54 厘米。——編者注

注：在可能是文藝復(fù)興時(shí)期最偉大的成功公關(guān)中，尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus）贏得了永久的、無(wú)人懷疑的贊譽(yù)。他因?yàn)槭撬^的“第一個(gè)”聲稱地球圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)的人，被譽(yù)為日心說(shuō)的創(chuàng)始人。但事實(shí)上，首先發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)的另有其人——薩摩斯的阿利斯塔克（Aristarchus）。早在哥白尼之前大約 1800 年，阿利斯塔克就發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)。但奇怪的是，他的貢獻(xiàn)并未得到承認(rèn)。