《计算中的上帝》读书笔记

这本书一年前读过，现在偶然间又有机会读，在我大约一个多周的时间读完，又有了一个新的感受。

在很多的物理学文章中，我们知道如果现在的很多宇宙的参数不是现在这样，而是稍微差一些，则宇宙就很有可能不是现在这个样子，可能就没有生命的存在，例如光速，原子核的力；而太阳和地球本身又十分特殊，大小，位置，温度，有木星这个大哥将小行星吸引住，大大减少小行星撞击地球的能力，而月球的存在能让地球稳定的运行并保持大气层，否则就会像火星一样逐渐失去大气而不适宜生命。

有了合适的宇宙环境和地球环境，生命的诞生也是一大难题，现在一般的解释是在原始地球的一锅原始汤中，分子随机组合，形成了氨基酸、DNA等有机物质，氨基酸构成的蛋白质承担生命的的功能，DNA具有可复制可保存信息的功能，成为生命的信息载体，进而产生生命，这个概率之低如同是有了一堆的钢铁，一阵狂风卷过，恰好把这堆铁组成了一架波音飞机，在中学的生物书上我了解了一个小小细胞构成的复杂，像是一个高效运转的工厂，而直到现在还是不能在实验室中合成人造生命，最简单的也不行。而有了原始的单细胞的生命，要到复杂的智慧生命，中间经历了漫长的进化之路，达尔文的进化论的一大原则就是适者生存。而文中提到，在生物的各个进化阶段有对应的化石证据，但是很缺乏处于中间进化阶段的化石证据，似乎是处于一种平稳-跃进-平稳式进化。对于一些器官组成之复杂结构之精巧，很难相信是用随机的方式产生的，例如眼睛。

对于宇宙之所以能够产生生命，有一种看法是，我们的宇宙并没有什么特殊之处，而只是无数个平行宇宙中的一个，这些宇宙的各个参数各异，虽然产生生命的宇宙需要的参数非常苛刻，恰好如此的概率非常之低显得不太可能，但是由于平行宇宙的数目非常之多，那存在适于产生生命的宇宙就变得可能了。

另外一个类似的想法是这样，只有一个宇宙实体，宇宙产生于大爆炸中，而实际上宇宙可能已经有很多次的大爆炸-收缩-大爆炸的循环，现在处于的这次恰好适宜产生生命。

广为人知的一个解释是人则原理，宇宙为什么恰好是现在这样，而不是其他的样子？回答是，如果宇宙不是现在这样，那么就不会有智慧生物提出上面的问题了。这个回答很巧妙啊，可是仔细一想好像也没有正面回答这个问题。

这本书是一本硬科幻，最重要的科幻情节是一名外星古生物学家霍勒斯造访地球，到加拿大的博物馆中了解地球生物的进化历程，与"我“ 探讨了生物的进化和宇宙的种种。

这位外星的生物专家认为，宇宙很明显是被设计出来的。如果它是件作品，那么肯定有个创作者。宇宙有一些基本参数，它们被微调到几乎是小数点后面无穷位，使宇宙能够支持生命。几个基本作用力：万有引力、电磁力、弱核力和强核力，如果它们的强度值与它们的当前值有一丝差别的话，我们所处的宇宙将不复存在，生命也无从谈起。恒星的万有引力会引起自身塌陷，而电磁力会将光和热向外喷发，二者之间必须维持精巧的平衡。只有一个非常狭窄的取值范围能保证这两种力达到一个长久的平衡点，使恒星能够生存。在此范围内的一个极点附近产生的是蓝巨星，另一个极点附近则产生红巨星——两者都不会支持生命。幸运的是，几乎所有的恒星都处于这两种极态之间。误差是十的四十次方分之一，如果超过这个数值平衡就将被打破，生命不会产生。与此相同的是，原子中带正电的质子相互排斥，而强核力却将各个核子束缚在一起。如果强核力的强度只比实际值弱一点，原子就不会存在——质子间的斥力会把原子撑开。如果它比实际值稍大，那么世界上所有的原子只可能是氢原子。无论出现哪种情况，宇宙中都不可能出现恒星、行星及生命。

书中的科幻情节而非科学事实是，霍勒斯指出我们这个宇宙并不存在同时并行的平行宇宙，而大爆炸循环也只有少数的几次。如果说这个情节为真的话，那么宇宙真的很像被特意设计的。

文中借霍勒斯的口还提出了几个宇宙设计的”巧合“，印象深刻。事实上在宇宙刚诞生时，只有氢和氦这两种元素，它们之间的比例大致为三比一。但在恒星的原子炉中，氢被熔合成更重的原子，生成碳、氧等等并沿着元素周期表一路上升。所有组成我们身体的元素都是在很久前就已熄灭的恒星的内核锻造而成的，这个就是超新星爆炸，那些重元素之所以会在这儿是因为有些恒星变成了超新星，爆炸把它们内部的物质喷向了太空而且正是超新星爆炸后的冲击波使得原本围绕在其他恒星周围的尘埃凝聚成行星系统。但是这种爆炸又不能太多距离太近，否则就会摧毁生命。超新星形成的比例是在一个非常狭窄的可能范围内严格挑选的。一个小小的量值飘移就会导致一个没有生命或是行星的宇宙。

还有水的例子。所有我们知道的生命都起源于水，都需要水来进行生理活动。虽然水的化学结构看上去很简单——两个氢原子绑在一个氧原子上——但实际上它是一种非常特别的物质。你知道，几乎所有的物质都有热胀冷缩的性质。水也有，但那是在马上要变成冰之前。快要结冰时，它的表现非常特别：它开始膨胀，尽管温度越来越低。所以当水凝固时，它的密度反而比液态时要小。这就是为什么冰会浮在水面上的原因。我们太习惯于看到这个现象了，然而其他的物质却不这么表现，氧化碳——你们称之为干冰——会沉入液态的二氧化碳；铅锭会沉入熔化的液态铅中。但是冰会浮在水上——如果不是这样的话，生命就不可能存在。如果湖或是海从底部开始结冰，而不是自上而下的话，除了赤道圈外．湖底或海底的生态圈就不会存在。事实上，当水一旦开始凝固．水体会变成固体，并且会永远保持固态。正是在冰下自由流动的水在春天促进了冰的溶化——这就是为什么冰川能够在靠近水源的陆地上存在好几千年的原因，它们底下没有水。

水的其他表现也非常独特。在所有物质中，只有液态硒的表面张力比它的大。正是水的高强度表面张力使得它能深入到岩石的缝隙中，并且，正如我们知道的那样，它在凝固时体积增大并把岩石崩裂。如果水的表面张力较小，土壤形成的过程就不会出现。还有：如果水的黏性稍大一点，循环系统就不可能进化——你我体内的血浆只不过是海水，但很难想像有什么生理活动能支持心脏长时间地驱动一种更黏的液体。

霍勒斯认为的上帝是这样的：

我们的宇宙是封闭的——它总有一天会在大收缩中坍塌。在前一个宇宙中经过几十亿年的发展，甚至有可能产生一个智慧体或是代表它的一种数据结构躲过大坍塌，并在下一个宇宙中继续生存。这样的一个智慧体甚至可能还拥有足够的科学手段来影响下一个轮回的各种参数，从而设计出一个宇宙。智慧是自然发生的——它能在一定的秩序组合中自动诞生。我认为现在这个宇宙的上帝没有肉身，它可能是一个在上个没有生命的宇宙中由于巧合而产生的智慧体。我猜这个实体可能感到太孤单了，所以它想方设法地为下个宇宙设计出了独立的、能自主复制后代的生命与其相伴。

这个宇宙是被计算设计出来的，智慧可以先于生命产生，也比生命容易产生。这点还是比较有意思的想法。人工智能没有生命，但是是否没有智慧呢？

还有一点就是身体构造对于数学以及思维的影响，小说中三个星球的智慧生物相会，弗林纳人是外形类似于螃蟹的生物，有六条腿，吕特人外形类似于鱼，有总共23个手指，人类有十个手指。这个外形上的区别给各自的数学思维带来了很大的影响。人类可以很快的识别单个个体，比如一个石头，凭感觉就知道了整个数的集合。面对两个物体时也是如此。你只是看一眼那两块石头，就知道是有两个，数目再大一些，就会需要数数了。弗林纳人一般最多可以感觉到六个物体的数集——比人类稍强一点。但吕特人可以感觉到多达四十六个单元，吕特人不会数数。他们真的是不知道怎么数。他们要么能感觉到整个数集，要么不能。他们对于从一到四十六的每个数都有单独的称呼，对于超过四十六的则简单地称为‘很多’。

我们的大脑只拥有进化给予的能力。对于人类的祖先来说，知道如何确定大于五的数目是一种具有现实意义的生存优势：如果有七个愤怒的敌人挡住了你左边的去路，而在右边有八个，则你向左边走存活的机会要大一点，尽管不会大很多。

人有十根手指。十是个挺奇妙的数字，它本身就会把人引入数学。它是个偶数，可以被二和五整除。它还是头四个自然数的和：一加二加三加四等于十。弗林纳人运气也不错。依靠跺脚来数数，总共六只脚——也是个偶数，可以被二和三整除。它也是头三个自然数的和：一加二加三等于六。又一个适于数学的意识基础。

吕特人有二十三根手指，二十三是个质数。除了一和二十三以外，它没有其他能被整除的数，而二十三这个除数又太大了，在现实生活中没有什么实际应用价值。它也不是任何连续的自然数序列之和。二十一和二十八分别是头六个和头七个自然数之和。二十三却没有类似特性。由于他们的手指的分布形式，他们从未发展出数数或是我们用的数学。看来人类有十个手指也是很有用的结构。

这本书的主题是：如何科学的证明上帝？在生物进化的逻辑中，在科学的体系中证明上帝。上帝不一定是要全知全能的，不必在科学的位置之外寻找上帝的存在，科学中是可以上帝的位置的。上帝关心的是整个生命群体，而对单个的个体毫不关心。智慧也许可以先于生命产生，两者可以独立。总体上看《计算中的上帝》是非常值得一读的。