第17章 伟大设计 (1) (第1/2页)
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在本书中,我们描述了诸如太阳、月亮和行星的天体运动中的规则如何暗示着它们是由固定的定律制约而非受神魔奇思怪想的驱动。起初这样定律只在天文学(或者占星学,那时这几乎被认为是一回事)中明显存在。地球上东西的行为是如此复杂并且受到这么多影响,使得早期文明不能够辨别出任何统治这些现象的清楚模式或者定律。然而,在天文学之外的其它领域中,新定律被逐渐发现,而这导致科学决定论的思想:必须存在定律的完备集合,只要给定宇宙在某一特殊的时刻的状态,它就指明宇宙从那个时刻往前宇宙如何发展。这些定律应在任何地方任何时刻都成立;否则的话它们就不是定律。不可能有例外或者奇迹。神祗或魔鬼都不能干涉宇宙的运行。
在科学决定论首次提出的年代,牛顿的运动定律和引力定律是仅知的定律。我们描述了爱因斯坦在其广义相对论中如何推广这些定律,以及人们如何发现制约宇宙中其它方面的其它定律。
自然的定律告诉我们宇宙如何行为,但它们并未回答我们在本书开头提出的为何的质问:
为何存在实在之物而非一无所有?
为何我们存在?
为何是这一族定律而非别的?
有人会宣称这些问题的答案是存在选取以那种方式创生宇宙的上帝之存在。询问何人或何物创造了宇宙是合理的,倘若答案是上帝,那么问题只不过是被转换成谁创造上帝的问题。按照这种观点,存在某种不需要造物主的实体,而那个实体被称作上帝,这就可被接受了。这是作为对上帝存在的第一原因论证而众所周知。然而我们宣布,纯粹在科学的王国中,而不必乞求任何神即能回答这些问题。
根据第三章引进的依赖模型的现实主义的思想,我们的头脑通过对外部世界作一个模型来解释来自我们感官的输入。我们形成了我们的房子、树、其他人、从墙上插头流出的电、原子、分子,以及其它宇宙的心理概念。这些心理概念是我们所能知道的仅有的实在性。不存在不依赖模型的实在性检验。由此得出结论,一个很好建立的模型创生于其自身的实在性。1970年剑桥的一位名叫约翰·康威的年轻数学家发明的生命游戏便是一个帮助我们思索实在性和创生问题的例子。
在生命游戏中的“游戏”这个词是误导的术语。不存在赢者和输者;事实上,不存在游戏者。生命游戏不是真正的游戏,只不过是制约一个两维宇宙的一族定律。它是一个决定性的宇宙:一旦你设立启始位形,或初始条件,定律确定在将来发生什么。
康威猜想的世界是一个方形排阵,象一个棋盘,但在所有方向上无限延伸。每个方块可处于二个态中的一个:活或死。每个方块有八个邻居:上、下、左、右以及四个对角邻居。在这个世界中时间不是连续的,而是向前以分立的步骤前进。在给定的任何死生方块的位形下,活邻居的数目根据下一面的法律确定下一步发生什么:
1、一个具有二或三个活邻居的活方块存活(存活)。
2、刚好具有三个活邻居的死方块成为活细胞(诞生)。
3、在所有其它情形下,一个细胞死去或保持死亡。在一个活的方块具有零或一个邻居的情形下,就说死于孤独;如果它有多于三个邻居,就说死于拥挤。
这就是全部:给定任何初始条件,这些定律就使之一代一代地延续下去。一个孤立的活方块或者两块毗连的活方块在下一代死亡,因为它们没有足够的邻居。三个沿着对角方向的活方块活得久一些。在第一步后端点的方块死了,只留下中间的方块,它在后面接着的那一代死去。任何方块的对角线就以这种方式“蒸发”了。倘若三个活方块放在水平的行上,中间的又因有两个邻居而存活,而两端的方块死亡,但在这个情形下,刚好位于中间上方和下方的细胞经历了诞生。因此行变成了列。类似地在下一代列又回到了行,等等。这种震**的位形状称作眨眼。
如果三个活方块摆成l形状,会发生新的行为。在下一代被l抱着的方块会诞生,导致一个2x2的方砖。方砖属于称作静止生命的模式类,因为它会不变地一代代传下去。存在很多在早代变体而很快转成静止生活,或死,或回到原先的形式而后重复这过程。
还存在滑翔器的模式,它变体成其它形状几代之后,回到原先的形状,但在位置上沿着对角方面移到下一个方块。如果你看着这些随时间发展,它们显得沿着阵列爬行。当这些滑翔器碰撞,依在碰撞瞬间每个滑翔器的形状而定可能发生古怪的行为。
尽管这个宇宙的基本“物理”很简单,其“化学”能很复杂,使得这个宇宙很有趣。也就是说,存在不同尺度的复合物体。在最小的尺度上,基本物理告诉我们,只存在活的和死的方块。在较大尺度上,存在滑翔器,眨眼和静止生活的砖块。在更大的尺度上,甚至存在更复杂的物体,诸如滑翔枪:稳态的模式,它周期性地生养新的滑翔器,它离开巢沿对角线方向射去。
如果你在任何特别尺度上对生命游戏的宇宙观察一回,你就会推知制约那个尺度的物体的定律。例如:在断面只有几个方块的物体的尺度上,你也许拥有诸如“砖头永不运动,”“滑翔器在对角方面移动,”的定律,以及当物体碰撞时发生什么的各种定律。你可以在复合体的任何水平上创造整个物理学。这些定律需要用在原先定律中不存在的实体和概念来描述。例如在原先定律中没有诸如“碰撞”或“运动”的概念。那些只描述单独稳态方块的生与死。正如在我们的宇宙,在生命游戏中你的实在性依赖于你利用的模型。
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