大设计

史蒂芬·霍金、列纳德·蒙洛迪诺著科学和哲学著作

《大设计》是英国物理学家史蒂芬·霍金创作的科学和哲学著作，由美国理论物理学家列纳德·蒙洛迪诺协助完成，英文原版于2010年8月出版，中译本于2011年初面世。

内容简介

《大设计》这本书的主题是理解生命、万物和宇宙的存在。宇宙何时并如何起始？我们为何在此？为何是有非无？何为实在本性？为何自然定律被精细地调谐至让地球的生命存在？宇宙和生命本源的本质性问题曾只是哲学的一个分支，而现在却成了科学家、哲学家和神学家都很关注的研究领域。在该书中，史蒂芬·霍金和加州理工学院物理学家列纳德·蒙洛迪诺为人们解密：设计这个世界的不是上帝而是另有“他人”，用浅显易懂的文字讲述了一个可能性——“宇宙并不是一个单一存在体，多个宇宙并行存在和发展的可能性很大”。此外，他们还对“全能理论”——M理论作了总结，认为“全能理论”是人类自身和人类所处宇宙的运行法则，是当前除“万物理论”外唯一可行的备选理论。他们写道：如果得到确认，“全能理论”将成为爱因斯坦苦苦追寻的统一理论，并代表着人类理性的终极胜利。

作品目录

创作背景

《大设计》的写作背景是在《时间简史》（1988年）出版后的二十多年间，无论在对宇宙的观测，还是对万物理论的探讨都取得了长足的进展，尤其是发现了宇宙加速膨胀，发展了弦论和M理论。这些进步都要求对人类的宇宙观做进一步的审视。《大设计》一书是《时间简史》的发展，它纳入了所有这些新的进展。

早在2001年，史蒂芬·霍金设想要再写一本书。而这本书从落笔到成书出版，几乎走过10个春秋，直到2010年原著才正式面世。

2006年夏天，霍金第三次访问中国，在北京举行的记者招待会，会上有记者问：“你能对宇宙和我们自身的存在进行评论吗？”霍金答：“根据实证主义哲学，宇宙之所以存在是因为存在一个描述它的协调的理论。我们正在寻求这个理论。但愿我们能找到它。因为没有一个理论，宇宙就会消失。”这恰巧是《大设计》的主旨，这本书正是对他当时回答的圆满阐述。

在《时间简史（普及版）》（2005年）出版之后，史蒂芬·霍金与列纳德·蒙洛迪诺决定一起再写一本书，题目为《大设计》。两人从头开始，霍金介绍自己还未跟公众细说过的一些新的理论，此外这本书还涉及一些非常棘手的问题，比如平行宇宙的理论，这一理论认为宇宙可能是从虚无状态中产生的，而且自然法则似乎恰好按照生命存在所必需的各种要求对宇宙进行了优化和调整。这次的写作跟《时间简史（普及版）》完全不同，是从零开始，因此两人需要拿出很多时间面对面地工作，所以列纳德定期从美国加州飞到英国剑桥，和史蒂芬一起写作，直到在2010年最终完成此书。

作品思想

主要观点：

霍金在书中提出了无中生有的场景，这一概念牵涉到实在的概念。在《时间简史》的终篇，作者提出，尽管统一理论以及无边界的宇宙模型如此美妙，但也必须面对实现的诘问，《大设计》一书试图回答这个攸关重要的问题。二十世纪之前，物理学认为实在是独立于观察者的。但现代科学尤其是量子论的发现，使得人们不得不抛弃这个观念。霍金认为，依赖模型的实在论和现代科学相协调。而现代科学的产生基础是人们生活其中的四维时空。而新近提出的M理论，却将宇宙理论扩展到十一维，四维时空是由十一维时空卷缩来的，这就是说，人类的生存环境和表观定律是由人类存在的条件从多世界中挑选出来的，否则人们便无法解释为何人类的自然环境和定律恰好有利于自己，仿佛自然为人类的生存进行了伟大的设计。在这个大设计中，造物主虽然被摒弃，人类作为观察者却参与进来。

哲学与科学：

在哲学史上，笛卡儿、康德、彭加莱和罗素都是科学家兼哲学家。在他们之后，尤其在发现量子论之后，哲学界就跟不上科学进展的速度。哲学著作中有关时空宇宙的论述对理论物理已经没有什么意义。还有，人们总是被教导说，客观世界是独立于人类而存在的。但量子论却认为，任何观测都会干扰对象，在多数情形下，观测的结果是概率分布的，观测干预了世界的演化，并导致“多世界”或“多宇宙”，人类只能感觉到生活在其中的一个世界中，至于生活在哪个世界则是随机的。此外，在给定的初态和终态之间，宇宙的历史在经典物理中是唯一的，而在量子物理中不但不是唯一的，而且还是任意的。经典物理是量子物理在特定条件下的近似。人类的现态（即目前的状态）甚至会影响宇宙过去的历史，因为如果给定了现态，那么和人类相关的历史必须能演化到这个现态，而其他的历史都没有贡献，人类也观测不到它们的效应。可以说，人类的现态对过去的历史进行了选择。这显然违反了因果律，使因果的差异消失。经典物理中的因果差异过于绝对，过于苛刻。人类也是在这个意义上参与了宇宙的创生。客观世界的独立性和量子论不协调，而人们无法放弃量子论，因为它从未被违背过，所以只好抛弃前者。

量子宇宙学：

大爆炸模型已被科学界广泛接受，但它没有解决宇宙起源的问题。宇宙起源的学说有若干，但只有霍金的量子宇宙学是既自洽又自足的。宇宙的边界条件是它没有边界，这样就把宇宙的量子态确定下来，赋予宇宙学以可预见性。霍金和他的合作者利用费恩曼的路径积分给出宇宙的波函数，人们可以将宇宙视为演化的过程，也可以认为整个演化就是存在。

他在《大设计》中提出依赖模型的实在论，认为实在只不过是可和观测对应的自恰的理论或模型。宇宙或万物可有若干实在，若找不到任何合格的理论或模型，即没有实在，也就是说，宇宙或万物即消失。规律不能统摄的现象是奇迹，如果人们在某场景发现奇迹，就知道该场景是非真的，人们对此已深有体会。在无边界设想的框架中，和观测一致的万物理论，就是宇宙的存在。

“多宇宙”学说：

“多宇宙”学说有几种版本，是由许多科学家在不同时期提出的。粗略地讲，有一种版本是基于前面提及的量子论的观测效应，另一种是起源于M理论中的多于10的500次方的不同的宇宙解。这两种版本中在不同的单独宇宙之间没有交流。然而，由观察者存在的条件对人类的环境甚至人类四维时空表观规律的要求，会把人类的世界从多维世界中挑选出来，这被称为人择原理。《大设计》的第7章就是讨论人择原理。人择原理要求人类的世界和太阳系相差无几，尤其是表观定律必须如此这般。

M理论：

许多学者认为，尚未完成的M理论也许是万物理论或终极理论的唯一候选者，它要将自然的各种力统一起来，但M理论是一族理论网络，五种弦论和超引力是它在不同情形下的近似。十一维时空是由M理论的自恰性要求的。人类的存在要求其中的七维被卷缩，而人类生活在余下的四维大尺度时空中。七维的卷缩方式决定人类四维时空的表观定律。

M理论在数学上非常美妙，也能包容之前的许多理论模型，这是许多优秀的头脑致力于研究它的原因。但在物理上，M理论至今仍缺乏特有的基本原理，这与狭义相对论，广义相对论有光速不变原理、等效原理作为基础迥然不同。超对称是M理论中的一个非常重要的原理，但它并非专为M理论提出的，它的提出比M理论要早得多。

M理论还未被观测所证实，甚至还未能独立提出过一个可被证伪的预言。弦论家们预言M理论很可能实现爱因斯坦统一理论之梦，但就目前而言，还远未像相对论和量子论那样被广泛接受。

作品影响

《大设计》英文原版自2010年8月出版以来，一直是亚马逊网站上最为畅销的书籍之一，连续8周名列排行总榜第一名。

作品评价

《大设计》可以看成是霍金的学术遗嘱。从这个意义上说，这本书非常值得重视，可能比霍金以前所有的著作都值得重视。他在这本书中只是完成了站队，并没有提供新的立场。但是考虑到霍金“当代科学之神”的传奇身份和影响，他的站队就和千千万万平常人的站队不可同日而语了。正是在这个意义上，霍金在“宇宙是否由上帝创造”、“我们要不要和外星文明交往”两个问题上“用老生常谈作出了新贡献”。（上海交通大学教授江晓原评）

从科普的角度讲，这本书（《大设计》）与之前的两本书（《时间简史》与《果壳中的宇宙》）的不同之处在于，虽然霍金在《大设计》中还是介绍了天体物理学领域研究的一些新进展，但并不仅仅是停留在他天体理论专业思想上面，更多的是阐述了哲学与人文科学等交叉科学理论。（湖南科学技术出版社策划编辑孙桂钧评）

《大设计》虽然讲的是哲学，但霍金作为科学家，所讲的哲学并不是他自己的哲学，而更多的是已有的哲学，以霍金自己的话说就是“站了一次队而已”。如“依赖模型的实在论”这本身也不是一个很新很特别的哲学，以往的哲学家们也阐述过很多类似的观点，而只是他以这种更质朴的物理学家的身份重新表述了理论。（清华大学教授刘兵评）

出版信息

作者简介

史蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking），1942年1月8日出生于英国牛津，2018年3月14日病逝，英国剑桥大学物理学家。霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症（卢伽雷氏症），全身瘫痪，不能言语，手部只有三根手指可以活动。1979至2009年任卢卡斯数学教授，主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型，在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。获得CH（英国荣誉勋爵）、CBE（大英帝国司令勋章）、FRS（英国皇家学会会员）、FRSA（英国皇家艺术协会会员）等荣誉。

列纳德·蒙洛迪诺（Leonard Mlodinow），曾是一名真正的理论物理学家，后来去了好莱坞打拼，成为《星际迷航：下一代》等剧的编剧，接着进军游戏界和图书出版界，都取得了成功。不过，他一直没有放弃理论物理学研究，以“业余物理学家”的身份，一直有论文发表。

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