它毫不神秘，因為它就是我們

李崟

仙女座星云

仙女座星云也被稱為M31，有著黑暗的塵埃帶、明亮的黃色核心和布滿藍色星光的旋臂，其他那些紅色云團是發出微弱光芒的電離氫氣? Rogelio Bernal Andreo

從什么時候開始，科學在很多人心中好像變得神秘甚至枯燥了？真是這樣嗎？有一句話叫“我們的征途是星辰大海”，其實，星辰大海就在你的體內。

我們是誰？我們從哪里來？

我們體內最輕的元素——氫，來自孕育恒星的子宮——星云，我們身體中的重元素（比鐵重的元素）主要來自大質量恒星壽終正寢的時刻——超新星爆發，其他元素則來自恒星的一生。所以我們每個人的身體，都蘊藏著百億年循環往復的無數恒星的一生。

這樣一想，科學是不是瞬間變得和你親密無間且無限浪漫？這個想法還隱藏了一個眾所周知的命題：我是誰？我從哪里來？

不妨從生物學角度思考一下。地球誕生后5億年就出現了最早的生命——細胞結構簡單的細菌（病毒是否屬于生命體存在爭議，這里的說法不考慮病毒）。距今20～15億年，出現了今天復雜生命體的共同祖先——真核細胞，它和今天我們身體內細胞的復雜程度別無二致：內部結構無比精細，能量代謝水平空前高超，在基因層面上和細菌截然不同。然而奇怪的是，科學家并沒有在這兩者之間找到過渡的類型。

生命何以突然從簡單的細菌飛躍到這種復雜的形態？為什么這種飛躍在40億年中只發生了一次？于是，又回到那個問題：我們是誰？我們從哪里來？

一切是一嗎？

關于這個問題，有一個古老的想法：一切是一，也就是說，雖然世間萬物表象上完全不同，但它們具有相同的本質。

我們看得出，在這個問題上，科學的誕生和哲學是糾纏在一起的，科學（哲學）一直在試圖回答這個問題。哲學是什么？仿佛并不容易說明白，但哲學的初衷極其簡單。柏拉圖說：“哲學源于驚奇。”也就是來自對身邊事物的好奇和疑問。從生活中的常見現象思考哲學，在亞里士多德之前早已有之。

西方哲學的鼻祖泰勒斯是天文學家，成功預言了日食，還確定了夏至和冬至的日期。他最著名的論斷是“萬物的本原是水”。后世的亞里士多德認為，泰勒斯是因為觀察到萬物都要依靠水來滋潤，才試圖用它去解釋自然現象。

泰勒斯的哲學說明，很多哲學家同時是自然科學家，哲學（科學）的誕生來自對日常生活的觀察，哲學（科學）很早就試圖提出“一切是一”的理論。泰勒斯之后，哲學（科學）一直在嘗試用更加合理的方式詮釋“一切是一”。

畢達哥拉斯的核心觀點是“萬物的本原是數”。從今天的觀點來看，這仿佛比泰勒斯的更合理，然而更重要的影響是，從此哲學和自然科學的基礎——數學——開始結緣了。柏拉圖的學園門口就寫著：不懂幾何者不得入內。而千年之后的笛卡兒、萊布尼茨、羅素等哲學家都是杰出的數學家。

牛頓的皇皇巨著闡述的核心內容是為何行星的公轉軌道呈橢圓形，偉大的萬有引力定律也隨之正式亮相。書名——《自然哲學的數學原理》（Mathematical Principlesof Nature Philosophy） 沒有用“科學”這個詞，但這個書名完全說明了哲學和自然科學的密不可分;后世公認牛頓為古往今來最偉大的科學家之一，又何嘗不是因為他用前所未有的、更加合理的哲學方式解釋了世界？

牛頓之后，物理學在追求“一切是一”方面可謂不遺余力：萬有引力定律在數學上是簡單的平方反比，宇宙中任何兩個物體之間與其質量相關的吸引力皆可用其解釋;麥克斯韋方程組因其簡潔完美的數學形式被認為堪稱是造物主的手筆，任何電磁現象皆可用其解釋;愛因斯坦質能方程的數學形式更是簡單到幾乎盡人皆知，任何質量和能量的轉化關系皆可用其解釋。

最偉大的科學理論往往有最簡潔的美，簡單的形式不僅可以解釋復雜，還可以預言復雜：麥克斯韋用紙筆演算，預言了電磁波的存在;愛因斯坦根據廣義相對論，預言了引力波在內的眾多現象;狄拉克根據相對論化的薛定諤方程，預言了正電子和反物質。

這些簡潔的美在各自的范疇內用“一”解釋著復雜，但是，一切真的可以是“一”嗎？

從愛因斯坦開始，物理學家一直在尋找統一相對論和量子力學，從而可以解釋一切的大統一理論，這是自然而然的想法：統御最宏觀尺度的引力，規范最微觀尺度的量子力學，為什么看上去如此不相容？這難道不是不可思議嗎？宇宙會因為尺度的不同就制定兩套運轉法則嗎？

于是，現代科學在最前沿的領域，又回歸到追求“一切是一”這個最古老的哲學命題上。

美諾悖論

也許會有一種萬物理論，讓我們知道“我是誰”“我從哪里來”，還能讓我們知道“我向何處去”，或者說，讓我們知道自己的命運。但我們能找到嗎？我們知道去哪里尋找嗎？甚至，我們知道要找的“大統一理論”是什么嗎？

柏拉圖回憶錄之《美諾篇》中有一段對話。美諾問蘇格拉底：“你到哪條路上尋找你對其本性一無所知的事物？在未知的領域中，你拿什么作為研究對象？即使碰巧遇上了你探求的東西，你又怎樣知道這就是你所不知道的東西？”

也就是說，我們不能研究已知的東西，因為我們已經知道了;也不能研究未知的東西，因為我們不知道研究的是什么。

這個美諾悖論影響著哲學，也影響著科學，因為“我從何處來”“要向何處去”的答案是完全未知的。比如“我命由我不由天”，也就是我自己決定我的命運，然而，我的命運是什么？如果我事先不知道我的命運是怎樣，我又怎么確定我的一切選擇不是注定的？

終極之問

如果科學在終極層面上和哲學一樣在努力回答“我從何處來”“要向何處去”，那么在探索完全未知的領域時，美諾悖論同樣是避不開的麻煩事。若像劉慈欣在《朝聞道》中描述的那樣，當我們有機會向世間的造物者詢問科學的終極問題，不妨讓我們這樣問：

自然規律為什么這樣精密、無誤、放之宇宙四海而皆準？誰設計了這樣一套規律？為什么是這樣的規律？它從“大爆炸”之后就一直如此嗎？“大爆炸”之前是什么？宇宙寂滅后又是什么？

物理學的發問可以是這樣：客觀實在的世界存在嗎？哥本哈根解釋（量子力學的一種詮釋）中那個讓概率變成確定，讓你我、讓地球、讓宇宙、讓一切成為可能的“觀察”究竟如何定義？是一次觀察，一次儀器的測量，還是別的什么？難道只有人可以做觀察？還是只有有意識的生命才能觀察？什么是意識？什么是生命？在一切觀察出現之前，宇宙如何演化？當未來觀察消失，宇宙又將走向何方？

生物學的發問可以是這樣：為什么地球生命是現在這樣？為什么從細菌到復雜生命的飛躍40億年間只發生了一次？如果生命就是遺傳信息，突變之后誰留下、誰被淘汰全憑天定，生存環境變化的結果無法預知，我們的出現是否只是一系列偶然事件累積的結果？生命在另一個星球上演化會完全不同嗎？生命演化是否存在不變的規律，決定著我們一定會變成今天這樣？

當渺小試圖理解宏大

本質上，生物生存的方式都是相同的：活細胞通過質子（氫離子）回流來獲取能量，名曰“質子泵”，就如同水電站把儲存在高處的水的重力勢能轉換成電能。

這當然說明生物學規律建立在物理學規律的基礎之上，然而奇怪的是，從現在的認知來看，生物學規律又遠不如物理規律那樣嚴謹和普適。比如說，所有細胞中（哺乳動物成熟的紅細胞和植物篩管細胞除外）都存在的核糖體是合成蛋白質的納米級超級機器，它捕獲細胞質中的游離氨基酸，通過信使RNA 的每個字母來指導制造順序。但即使這樣一臺精密的機器，也存在平均1萬個字母出錯一次的概率。每一次意外錯誤的累積、外界環境和不可預知事件的干擾，都可能改變地球生命的發展軌跡，稍微有一些偏差，也許就不會有我們。

一個廣為流傳的思考是：如果把地球45億年的歷史濃縮成24小時，單細胞真核生物出現在9個小時之前，而人類剛剛誕生20秒，華夏文明的出現不過是0.09秒之前的事情。

是的，人類簡直渺小到不值一提，卻試圖用科學理解此前和此后的一切，這是科學的艱辛，也是科學的偉大。然而，我們的每一個細胞都是宇宙演化的奇跡。無論向內觀照自身，還是向外體察世界，你我都與科學呼吸相聞。

這就是科學的偉大和平凡，它毫不神秘，因為它就是我們。

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