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本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
我应该从一开始就明确表示，我没有任何宗教议程。我不是信徒。我也不是一个坚定的无神论者。
我曾在《大众科学》担任编辑 10 年。在那段时间里，我们努力揭露“智能设计”支持者的虚假论断，他们声称在诸如人眼和细菌鞭毛等复杂的生物结构的构造中看到了上帝的手。但在 2008 年，我离开新闻界去写小说。我写了关于阿尔伯特·爱因斯坦、量子理论和宇宙奥秘的小说。关于上帝的想法不断出现在我的书中。
科学家们是否应该尝试回答关于宇宙目的的问题？大多数研究人员认为科学和宗教是完全独立的领域——或者，用进化生物学家斯蒂芬·杰伊·古尔德创造的短语来说，“不重叠的训导权”。但是，随着物理学家研究自然的最基本特征，他们正在解决长期以来一直是哲学家和神学家领域的问题：宇宙是无限的还是永恒的？为什么它似乎遵循数学规律，而这些规律是不可避免的吗？而且，也许最重要的是，宇宙为什么存在？为什么会有事物而不是虚无？
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中世纪哲学家托马斯·阿奎那在他的 13 世纪著作《神学大全》中提出了类似的问题，该书提出了几个关于上帝存在的论证。他观察到，所有世俗物体都可以从潜在变为现实——冰块可以融化，孩子可以成长——但这种变化的原因必须是该物体之外的东西（暖空气融化冰块，食物滋养孩子）。因此，宇宙的历史可以被看作是一个无穷无尽的变化链，但阿奎那认为，必须存在某种超越的实体来启动这个链条，某种自身不变并已经拥有世俗物体可以拥有的所有属性的东西。他还声称这个实体必须是永恒的；因为它是所有原因的根源，所以没有其他东西可以导致它。而且，与所有世俗物体不同，这个超越的实体是必要的——它必须存在。
阿奎那将该实体定义为上帝。这种推理被称为宇宙论论证，许多哲学家对其进行了详细阐述。在 18 世纪，德国哲学家戈特弗里德·莱布尼茨将上帝描述为“一个自身具有存在理由的必要存在”。有趣的是，莱布尼茨也是一位数学家和物理学家；他与艾萨克·牛顿在同一时间发明了微分和积分微积分。（他们独立地发展了数学。）莱布尼茨和牛顿都认为自己是自然哲学家，他们自由地在科学和神学之间来回跳转。
到了 20 世纪，大多数科学家不再设计上帝存在的证明，但物理学和信仰之间的联系并没有完全断裂。爱因斯坦经常谈论宗教，他不相信会影响历史或人类行为的个人神，但他也不是无神论者。他更喜欢称自己为不可知论者，尽管他有时倾向于犹太裔荷兰哲学家巴鲁克·斯宾诺莎的泛神论，后者在 17 世纪宣称上帝与自然是同一的。
同样，爱因斯坦将人类比作一个图书馆里满是陌生语言书籍的小孩：“这个孩子注意到书籍的排列中有一个明确的计划，一种神秘的秩序，它不理解，只是隐约地怀疑。在我看来，这就是人类的心态，即使是最伟大和最有教养的人，对上帝也是如此。我们看到一个奇妙排列的宇宙，遵循着某些规律，但我们对这些规律的理解只是模糊的。”
爱因斯坦在谈论物理学时经常引用上帝。1919 年，在英国科学家通过探测到太阳周围的星光弯曲证实了爱因斯坦的广义相对论后，他被问到如果研究人员没有找到支持证据，他会如何反应。“那我就会为亲爱的上帝感到遗憾，”爱因斯坦说。“这个理论是正确的。”他的态度是一种谦逊和傲慢的奇怪混合。他显然对物理定律感到敬畏，并感谢它们在数学上可以破译。（“世界的永恒奥秘在于它的可理解性，”他说。“它可理解这一事实是一个奇迹。”）
但在 20 世纪 20 年代和 30 年代，他强烈抵制新兴的量子力学领域，因为它与他坚信宇宙是决定论的观点相冲突——也就是说，物理行为总是会产生可预测的影响。爱因斯坦曾批评量子理论的不确定性，他说，上帝“不会用宇宙掷骰子”。（据说量子力学之父尼尔斯·玻尔曾说过：“爱因斯坦，别再告诉上帝该做什么了。”）
尽管量子理论现在是粒子物理学的基础，但许多科学家仍然对它的含义感到不安。该理论揭示了自然中似乎超自然的一面：观察某物的行为显然可以改变它的现实，而量子纠缠可以将遥远的时空片段编织在一起。（爱因斯坦嘲讽地称之为“远距离幽灵般的行为”。）自然法则也严格限制了我们所能了解的宇宙。例如，我们无法窥视黑洞内部，也无法看到自大爆炸开始以来光线所传播的距离之外的任何东西。
在宇宙中，阿奎那和莱布尼茨所说的有因果关系的上帝是否有容身之处？或者，也许是斯宾诺莎更分散的上帝？已故粒子物理学家维克多·斯坦格在 2007 年出版的《上帝：失败的假设》一书中探讨了这个问题。（为了明确他的立场，他给这本书起了副标题“科学如何证明上帝不存在”。）斯坦格迅速驳斥了有神论者认为上帝会回应祈祷并治愈生病孩子的说法，因为科学家们现在应该已经注意到这种神圣的干预了。然后，他不太有说服力地反对了创造宇宙及其法则，然后退后一步观看其运行的自然神论上帝的存在。
斯坦格认为，许多自然法则（例如能量守恒）不可避免地源于宇宙的观测对称性（例如，空间中没有特殊的点或方向）。“物理定律没有理由不能来自宇宙本身，”他写道。然而，解释宇宙的创造比较棘手。宇宙学家不知道宇宙是否真的有开端。相反，它可能在大爆炸之前就有了永恒的过去，在时间上无限地向后延伸。一些宇宙学模型提出，宇宙经历了无休止的膨胀和收缩周期。而一些通货膨胀理论的版本假设了一个永恒的过程，在这个过程中，新的宇宙永远从快速膨胀的“通货膨胀背景”中分支出来。
但是，其他宇宙学家认为，通货膨胀必须从某个地方开始，而起点可能基本上是虚无。正如我们从量子理论中学到的那样，即使是空的空间也具有能量，而虚无是不稳定的。在空的空间中，各种不可能的事情都可能发生，其中之一可能是突然下降到较低的真空能量，这可能会引发通货膨胀膨胀。
对于斯坦格来说，这种理论上的可能性证明了创造不需要上帝。“自然状态是有东西而不是无东西，”他写道。“一个空的宇宙需要超自然的干预——而不是一个完整的宇宙。”但是这个结论似乎有点仓促。科学家们还没有完全理解量子世界，他们关于创造最初时刻的假设目前只不过是猜测而已。我们需要发现并理解基本的物理定律，然后才能说它们是不可避免的。而且，我们需要更彻底地探索宇宙及其历史，然后才能对它的起源做出如此明确的陈述。
不过，为了讨论起见，我们假设量子创造的假设是正确的。假设我们确实生活在一个产生了自己定律并称自己为存在的宇宙中。这听起来不像莱布尼茨对上帝的描述吗（“一个自身具有存在理由的必要存在”）？它也类似于斯宾诺莎的泛神论，他的命题是整个宇宙都是上帝。也许科学不会证明上帝不存在，而是会拓宽我们对神性的定义。
但我们不要妄下结论。为了推动人类对意义的探索，我们应该优先资助先进的望远镜和其他科学仪器，这些仪器可以为研究基本物理学的研究人员提供所需的数据。也许这项努力也将导致神学的突破。观察者在量子理论中的关键作用非常奇怪。人类有可能毕竟有宇宙目的吗？宇宙是否绽放成无数的现实，每个现实都包含数十亿个星系和它们之间广阔的虚无海洋，只是为了产生一些分散的观察者社区？宇宙的最终目标是观察自己的辉煌吗？
也许吧。我们必须拭目以待。
本文改编自《纽约圣女贞德：一本关于上帝和弦理论的小说》（Springer，2019 年）的介绍。