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當人們凝視無垠的穹蒼時，總會湧現種種問題：如何才能了解自己所存在的這個世界？宇宙如何運作？真實的本質是什麼？萬物從何而來？宇宙需要造物主嗎？欲了解宇宙最深處的奧祕，不僅需要知道宇宙如何運作，更要探究為什麼：為什麼世上有東西而非空無一物？我們為什麼存在？為什麼宰制宇宙的是M理論這套特定的法則而非其他法則？這是對生命、宇宙和天地萬物的終極大問，本書將試圖提供這些問題的答案。





宇宙何時起源又是如何起源的呢？為什麼人類生在這裡？為什麼世界上並非空無一物？真實的本質到底為何？為什麼自然法則如此恰到好處，讓人類這等生物得以存在？最後一個問題是，這種看似天衣無縫的「大設計」，究竟證明宇宙是蒙主眷顧而創造一切，抑或科學能提供另一種解釋呢？





有關宇宙與生命起源的根本問題，向來歸屬於哲學範疇，如今卻已成為科學家、哲學家與神學家百家爭鳴之領域。在這本最新力作之中，霍金與曼羅迪諾對於宇宙最深奧的祕密，提出科學上最新的想法。他們用的不是深奧難懂的專業術語，而是以簡單明瞭的方式娓娓道來。





根據量子理論，兩位作者在《大設計》中指出，宇宙並非只有單一的存在或單一歷史，而是每個可能的歷史都同時存在。將這種想法運用在宇宙整體上，對於傳統的因果觀念就產生了懷疑。而霍金和曼羅迪諾依「由上而下」的宇宙學研究法指出，從過去沒有確切的形式這點看來，說明了人們經由觀察創造歷史，而並非歷史創造我們的觀點。他們進一步解釋，我們本身是宇宙初生之際量子起伏的產物，並且提出量子理論如何預測了「眾宇宙」的存在，亦即這個宇宙只是眾多的宇宙之一；所有的宇宙都是從無中自然生出，各自擁有不同的自然法則。





在本書中，霍金與曼羅迪諾挑戰了傳統對真實的概念，也只有「與模型相關」的理論能夠找到最真的真實。最後，他們對於M理論進行徹底與生動的分析；M理論是解釋支配人類與宇宙法則的理論，也是目前唯一有望成為完整的「萬物理論」之理論。





這本書筆力簡潔且內容豐富，提出科學上有力的發現與證據，勢將改變人類對宇宙的認知，甚至動搖到不可動搖的信仰體制。《大設計》為我們帶來的衝擊與啟發，將會是前所未有的。

作者介紹



雷納．曼羅迪諾(Leonard Mlodinow)





加州理工學院的物理學家，也是暢銷書作家，著有《醉漢走路──機率如何左右你我的命運和機會》(The Drunkard’s Walk: How Randomness Rules Our Lives)、《歐幾里得之窗──從平行線到超空間的幾何學故事》(Euclid’s Window: The Story of Geometry from Parallel Lines to Hyperspace)、《費曼的彩虹：物理大師的最後24堂課》(Feynman’s Rainbow)，並合著《時間簡史》普及版。他也為第二代星艦奇航影集編劇，目前定居於南加帕薩迪娜巿。



譯者介紹

中文版代序



從金魚缸中拼湊宇宙的面貌



孫維新



（國立自然科學博物館館長/台大物理系與天文物理研究所教授）





人類與生俱來的個性之一，就是「好奇」，好奇於自身之所從出，也好奇於周遭環境何以如此，自然如何運作；所以從古到今，人類以有涯隨無涯的工作之一，就是不斷地對周遭的環境和現象提出解釋，柏拉圖和亞里士多德如此，哥白尼和伽利略也是如此。





思考問題，然後提出合理解釋，這是科學的基本過程，但在許多時候，所謂的「合理」解釋，都是基於我們生活中的「直覺」，這也是為什麼從托勒密符合生活直觀的「地心說」開始，太陽就不得不繞著地球轉了一千四百年，到哥白尼的晚年才將兩者的位置換了過來。時至今日，到底還有多少「地心說」在我們的科學認知中流竄？我們真的不知道。





伽利略的夜空觀測和親身實驗，推動了天文學和運動學的大幅前進；克卜勒的數學計算和數據耙梳，給出了天體運動的幾何圖像背後的物理原理；牛頓則踩在這些人的肩膀上，推開了理性時代的大門。然而科學觀測和物理實驗，就是接觸「真實世界」的正確通路嗎？不，科學的工作並不會將我們引導到真理腳下，科學家只是在研究現象，找出看來合理的解釋，真理，是屬於哲學家的！





二十世紀量子力學和相對論的出現，徹底顛覆了「生活直覺」導向「真實世界」的邏輯思考，也讓許多人倍感挫折。所以才出現了以下的笑話：宇宙初起是一片混亂，上帝看不過去了，就說：「讓牛頓出生吧！」，於是世界就在牛頓定律的規範下井然有序地運行。魔鬼看不過去了，就說：「讓愛因斯坦出生吧！」，於是世界又恢復了混亂。





史蒂芬?霍金在他的新作《大設計》一書中，步武前賢，努力地將「科學結果」和「真實世界」做一區隔。在書的前半部中，霍金描述科學工作者如何歷盡艱辛，將社會上「天地人我受眾神支配」的古早觀念，逐漸轉變為「宇宙是受自然法則所支配」的現代想法，讓人們樂觀地認為可以經由科學探索的過程，逐步揭開真實世界的面紗。然而現代科學的測量方式，的確可以告訴我們真實世界的長寬高嗎？霍金在此做了一個有趣的比喻，魚缸中的金魚，透過扭曲的玻璃，經過長期認真的觀察記錄，可以準確地描述甚至預測魚缸之外的物體運動，但金魚們的科學觀測，就是真實世界的圖像嗎？想想早年的四元素理論、托勒密模型、燃素理論，到穩態宇宙，我們好像和魚缸中的金魚也差不到哪兒去。





每當我徜徉在夜空之下，仰首繁星蒼穹，當身旁的人為了宇宙的廣漠無垠感動落淚，我卻常常想著一顆恆星單位時間之內所釋放的光子數目是否恆定？這無趣的想法其實就源自於「科學測量」是否就是「真實」？實際上恆星每秒鐘所釋出光子數的「真值」（true value），我們永遠無法得知，我們所能掌握的，是望遠鏡每次觀測以後所告訴我們的「測量值」（measured value），再加上「誤差」。當然，我們讓自己相信，經過多次測量，取平均之後的測量值「應該」很接近真值，這就是霍金書中所說的「模型相關真實論」。所以我們對這個世界的描述，其實是來自感官的偵測再加上大腦的詮釋，所出現的心智圖像；霍金說：「這些心智圖像成為我們唯一知道的真實，如果沒有『模型』，便無法檢驗『真實』，一定是先建構模型，才會創造出真實。」天哪！「真實」是我們的大腦創造出來的？





在這本書的後半部中，霍金討論了光和粒子的二重性，這是另一個「世俗」的我們在初接觸時很難接受的概念，老是會想著世界不應如此複雜，應該均勻、和諧、對稱，而完美，這些自希臘科學家以降的心靈信條，在量子力學和相對論的撞擊下早已逐漸崩解，不單如此，霍金說：

行政院國科會主委．中研院院士



李羅權





中研院物理所所長．中研院院士



吳茂昆





台灣大學物理系及天文所教授



高涌泉





國立自然科學博物館館長



台灣大學物理系及天文所教授



孫維新





《胡桃裡的宇宙》譯者



葉李華





聯合推薦(依姓氏筆畫排列)