显示全部前言
在这20世纪结束的时候，我们亲眼看到在对世界的看法方面一场真正的动荡。牛顿的机械论和决定论的片面宇宙观在过去300年间占据西方思想的主导地位后让位给非决定论的、富于创造性的整体世界观。
牛顿认为宇宙只是一台由承受盲力的惰性物质粒子组成的庞大机器。如果能够从物理学定律出发说明一个系统在给定时刻的特征，那么我们就可以完全解释并预言该系统的全部历史。将来已经被包含在现在和过去之中，可以说时间被取消了。因此，我们重新面临极端的两分局面：一方面是永恒不变的、无时间性的自然定律，另一方面是偶然的、变化的世界；一方面物理学定律认不出时间的方向，另一方面热力学和心理学的时间始终一往无前。一座城堡无法维持下去倒塌成为废墟，一朵鲜花发出芳香，我们头发随着时间推移逐渐变白，这些历来是不可逆转的。宇宙被坚硬的枷锁套住，这就使之失去了一切创造性并阻止了一切革新。一切都是事先规定好的，无可挽回，任何令人惊奇的事物都不被准许其存在。这种情况使F．黑格尔说出名言：“在自然界从来没有什么新事物。”这是简化论作为主宰盛行的世界。简化论满足于把整个复杂系统分解为最简单的元素，研究其各部分的运动状态以了解其全部，因为全部既不大于也不小于各组分之和。在原因和结果之间存在着直接关系。结果的扩大始终不变地与原因的强度成正比，并且可以事先决定。
这种带强制性的、枯燥无味的决定论和硬性的冷酷无情的简化论盛行直到19世纪末。在20世纪期间，它们终于被最激动人心的、冲破约束的观点所推倒、改造和消除。历史的尺度强有力地进入许多科学学科。偶然性在宇宙学、天体物理学、地质学、生物学、遗传学等各不相同领域占有一席之地。现实世界再不仅是由适用于特殊初始条件的自然定律所决定，而且也因一连串历史偶然事件而定型并创造出来。这些在最深层次上使现实改变形态和产生混乱的事件中某些情节正是我们生存的真实根源。因此，约在6500万年前一颗岩石火流星撞击地球导致恐龙类消失，同样有利于我们的祖先哺乳动物的繁殖，这次偶然的碰撞就是我们出现的原因。拉普拉斯在18世纪所提出的一位智者的梦想即“把宇宙的最大天体的运动和最轻的原子的运动囊括在同一的公式中”从而“无论什么都不是不确定的……并且将来和过去一样都会呈现在眼前”，已经破灭了。
历史的侵扰并非自然界摆脱桎梏的惟一原因。物理学定律本身失去了硬性。随着20世纪初量子力学的出现，偶然事件和新奇想象强有力地进入亚原子世界。再者，令人烦恼的决定论准确性被令人兴奋的数量模糊不清的测不准关系所替代。思想片面、过于简单化的简化论将被清除，那种被分成小块的局部化现实将变成整体论的全体性现实。宏观世界也在所难免。意外事件和非决定论同混沌理论一起不仅深入日常生活，而且也深入到行星、恒星和星系的领域。随机性因太不守规矩而闯入世界。简单的因果关系再不合乎时宜。结果的大小再不会经常与原因的强度成正比，一些现象对初始条件非常敏感，以致初始微小的改变会引起一个系统以后进展中非常大的改变，而对这以后改变的一切预言都变成空话。H．庞加莱在1908年所说的一番话：“我们所遗漏的一个很小的原因决定着我们不能忽视的相当大的结果，此时我们就说，这结果起因于意外”，这已经是脱离拉普拉斯的公式表述较远了。
自然界摆脱了其决定论的桎梏，就可以给其创造性开辟自由之路，物理学的无时间性定律给自然界提供一般性主题，自然界围绕这主题既可细致修饰也可即兴创作。这些定律尽可能划定场的界线，并贡献出潜在力量。自然界就应当把这些主题变为现实。自然界还应当决定其命运，并确定其未来。为了制造出复杂事物，自然界把希望寄托在非平衡上，仅在从平衡之外境况出发才能产生结构的范围内。对称仅当遭受破缺时才被人重视。新颖事物所产生的物质是远离平衡的。完美的有序不会有新成果，而受控制的无序却具有创造性，决定论的混沌是新生事物的携带者。自然界焕然一新：它创造出美的各种各样的形式，这些形式再不能用直线或简单几何图形来表示，而要用B．芒代尔布罗称作“分形”的较复杂的曲线来表示。物质按照构造定律和复杂性原理自行构造，并获得“层创进化”的特性，此特性不能从研究其各组分推断出来。简化论已告终结。自然界重新获得的这种自由在无时间性的、永恒的、不变的物理学定律与短暂的、变化的、偶然的世界之间旧的两分局面上放射出新的光明：自然界处于时间之内，因为它能在时间之外定律的周围进行革新和创造。
我想在这著作里描述出引导到这种新世界观的各种思想的发展。这本书以下列方式进行安排。
第一章叙述真和美。科学活动往往被认为是冷静客观的，完全没有美感。不论什么不再可能是错误的。
第二章讲述太阳系的历史，用以说明现实世界是如何在各层次上由非决定性和决定性、偶然性和必然性的共同作用所决定的。在考察太阳和行星的诞生之时，我们会发现岩石火流星撞击在地球上如何不仅成为春花盛开之美和月光明媚的原因，而且也是我们人类存在的原因。
第三章描述混沌理论。通过摘自天体物理学、气象学、经济学、生物学和医学的事例，我们看到混沌如何有助于自然界发挥其潜在能力以造成现实世界。
第四章说明自然界如何利用微妙的对称性原理迫使物质世界呈现深刻的统一。因此，这些对称性原理使我们有可能把电和磁统一起来，并且把时间和空间统一起来。我们也游览“黑洞”，在那里时空显现出最奇异的状态。
第五章我们进入原子世界。我们观察到数量模糊不清，测不准在那里占据主要地位，现实世界不再是客观的，而有赖于观测者。我们考察对称性原理如何帮助我们在令人惊奇的各种粒子中排列顺序，并且我们更加靠近自然界四种基本作用力的统一的理论。我们描述一种最近出现的理论，这理论认为基本粒子只不过是十维时空内无穷小的“弦的两端”的振动而已!
第六章叙述自然界利用混沌和数量模糊不清给予的自由如何发挥其创造性。我们考察自然界如何发挥物理学定律中所抑制的潜在能力去创造生命。我们看到生命在任何情况下都不能用纯简化论方法来解释，因为一个活生物总要超过组成该生物的原子和分子之和。我们在此应当求助于自行构造的“层创”原理和复杂性原理，这两种原理都与在一切生物全体层次上整体论方法有关。
第七章讨论人类了解宇宙的“非理性效能”。为了出现生命，不仅要极精确地遵循物理学定律，而且也要允许意识的参与。为什么这些物理学定律都有数学本性?人类理解宇宙以求获得一种见解，这可能吗?
这本著作是写给“好心人”阅读的，他们不具备丰富的技术知识，但是不仅热心于20世纪科学的非凡进展，而且热心于这些进展在哲学和神学上的应用。在撰写期间，我努力尽可能保持精确和严谨，同时使用非技术语言。为了解释难懂的科学概念，常借助于图片。为了阅读方便，在书末编出一则难词简释，这是一个非常用词表，我已给出这些词的扼要定义。我特别注意做到形式尽可能的简单和惬意，尽量减少枯燥无味的论述。在正文中，我还插进一些线条图和照片，不仅用来说明正文，而且也使之更加悦目。
郑 春 顺
1997年8月于巴黎
牛顿认为宇宙只是一台由承受盲力的惰性物质粒子组成的庞大机器。如果能够从物理学定律出发说明一个系统在给定时刻的特征，那么我们就可以完全解释并预言该系统的全部历史。将来已经被包含在现在和过去之中，可以说时间被取消了。因此，我们重新面临极端的两分局面：一方面是永恒不变的、无时间性的自然定律，另一方面是偶然的、变化的世界；一方面物理学定律认不出时间的方向，另一方面热力学和心理学的时间始终一往无前。一座城堡无法维持下去倒塌成为废墟，一朵鲜花发出芳香，我们头发随着时间推移逐渐变白，这些历来是不可逆转的。宇宙被坚硬的枷锁套住，这就使之失去了一切创造性并阻止了一切革新。一切都是事先规定好的，无可挽回，任何令人惊奇的事物都不被准许其存在。这种情况使F．黑格尔说出名言：“在自然界从来没有什么新事物。”这是简化论作为主宰盛行的世界。简化论满足于把整个复杂系统分解为最简单的元素，研究其各部分的运动状态以了解其全部，因为全部既不大于也不小于各组分之和。在原因和结果之间存在着直接关系。结果的扩大始终不变地与原因的强度成正比，并且可以事先决定。
这种带强制性的、枯燥无味的决定论和硬性的冷酷无情的简化论盛行直到19世纪末。在20世纪期间，它们终于被最激动人心的、冲破约束的观点所推倒、改造和消除。历史的尺度强有力地进入许多科学学科。偶然性在宇宙学、天体物理学、地质学、生物学、遗传学等各不相同领域占有一席之地。现实世界再不仅是由适用于特殊初始条件的自然定律所决定，而且也因一连串历史偶然事件而定型并创造出来。这些在最深层次上使现实改变形态和产生混乱的事件中某些情节正是我们生存的真实根源。因此，约在6500万年前一颗岩石火流星撞击地球导致恐龙类消失，同样有利于我们的祖先哺乳动物的繁殖，这次偶然的碰撞就是我们出现的原因。拉普拉斯在18世纪所提出的一位智者的梦想即“把宇宙的最大天体的运动和最轻的原子的运动囊括在同一的公式中”从而“无论什么都不是不确定的……并且将来和过去一样都会呈现在眼前”，已经破灭了。
历史的侵扰并非自然界摆脱桎梏的惟一原因。物理学定律本身失去了硬性。随着20世纪初量子力学的出现，偶然事件和新奇想象强有力地进入亚原子世界。再者，令人烦恼的决定论准确性被令人兴奋的数量模糊不清的测不准关系所替代。思想片面、过于简单化的简化论将被清除，那种被分成小块的局部化现实将变成整体论的全体性现实。宏观世界也在所难免。意外事件和非决定论同混沌理论一起不仅深入日常生活，而且也深入到行星、恒星和星系的领域。随机性因太不守规矩而闯入世界。简单的因果关系再不合乎时宜。结果的大小再不会经常与原因的强度成正比，一些现象对初始条件非常敏感，以致初始微小的改变会引起一个系统以后进展中非常大的改变，而对这以后改变的一切预言都变成空话。H．庞加莱在1908年所说的一番话：“我们所遗漏的一个很小的原因决定着我们不能忽视的相当大的结果，此时我们就说，这结果起因于意外”，这已经是脱离拉普拉斯的公式表述较远了。
自然界摆脱了其决定论的桎梏，就可以给其创造性开辟自由之路，物理学的无时间性定律给自然界提供一般性主题，自然界围绕这主题既可细致修饰也可即兴创作。这些定律尽可能划定场的界线，并贡献出潜在力量。自然界就应当把这些主题变为现实。自然界还应当决定其命运，并确定其未来。为了制造出复杂事物，自然界把希望寄托在非平衡上，仅在从平衡之外境况出发才能产生结构的范围内。对称仅当遭受破缺时才被人重视。新颖事物所产生的物质是远离平衡的。完美的有序不会有新成果，而受控制的无序却具有创造性，决定论的混沌是新生事物的携带者。自然界焕然一新：它创造出美的各种各样的形式，这些形式再不能用直线或简单几何图形来表示，而要用B．芒代尔布罗称作“分形”的较复杂的曲线来表示。物质按照构造定律和复杂性原理自行构造，并获得“层创进化”的特性，此特性不能从研究其各组分推断出来。简化论已告终结。自然界重新获得的这种自由在无时间性的、永恒的、不变的物理学定律与短暂的、变化的、偶然的世界之间旧的两分局面上放射出新的光明：自然界处于时间之内，因为它能在时间之外定律的周围进行革新和创造。
我想在这著作里描述出引导到这种新世界观的各种思想的发展。这本书以下列方式进行安排。
第一章叙述真和美。科学活动往往被认为是冷静客观的，完全没有美感。不论什么不再可能是错误的。
第二章讲述太阳系的历史，用以说明现实世界是如何在各层次上由非决定性和决定性、偶然性和必然性的共同作用所决定的。在考察太阳和行星的诞生之时，我们会发现岩石火流星撞击在地球上如何不仅成为春花盛开之美和月光明媚的原因，而且也是我们人类存在的原因。
第三章描述混沌理论。通过摘自天体物理学、气象学、经济学、生物学和医学的事例，我们看到混沌如何有助于自然界发挥其潜在能力以造成现实世界。
第四章说明自然界如何利用微妙的对称性原理迫使物质世界呈现深刻的统一。因此，这些对称性原理使我们有可能把电和磁统一起来，并且把时间和空间统一起来。我们也游览“黑洞”，在那里时空显现出最奇异的状态。
第五章我们进入原子世界。我们观察到数量模糊不清，测不准在那里占据主要地位，现实世界不再是客观的，而有赖于观测者。我们考察对称性原理如何帮助我们在令人惊奇的各种粒子中排列顺序，并且我们更加靠近自然界四种基本作用力的统一的理论。我们描述一种最近出现的理论，这理论认为基本粒子只不过是十维时空内无穷小的“弦的两端”的振动而已!
第六章叙述自然界利用混沌和数量模糊不清给予的自由如何发挥其创造性。我们考察自然界如何发挥物理学定律中所抑制的潜在能力去创造生命。我们看到生命在任何情况下都不能用纯简化论方法来解释，因为一个活生物总要超过组成该生物的原子和分子之和。我们在此应当求助于自行构造的“层创”原理和复杂性原理，这两种原理都与在一切生物全体层次上整体论方法有关。
第七章讨论人类了解宇宙的“非理性效能”。为了出现生命，不仅要极精确地遵循物理学定律，而且也要允许意识的参与。为什么这些物理学定律都有数学本性?人类理解宇宙以求获得一种见解，这可能吗?
这本著作是写给“好心人”阅读的，他们不具备丰富的技术知识，但是不仅热心于20世纪科学的非凡进展，而且热心于这些进展在哲学和神学上的应用。在撰写期间，我努力尽可能保持精确和严谨，同时使用非技术语言。为了解释难懂的科学概念，常借助于图片。为了阅读方便，在书末编出一则难词简释，这是一个非常用词表，我已给出这些词的扼要定义。我特别注意做到形式尽可能的简单和惬意，尽量减少枯燥无味的论述。在正文中，我还插进一些线条图和照片，不仅用来说明正文，而且也使之更加悦目。
郑 春 顺
1997年8月于巴黎
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