1986年，從加州大學(xué)洛杉磯分校走出去的學(xué)生丹·林奇創(chuàng)辦了一場(chǎng)名為Interop的計(jì)算機(jī)硬件和軟件商品交易會(huì)。當(dāng)時(shí)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互通有無的不過只有幾百位“核心”科學(xué)家和學(xué)者。但是從1988至1989年間，Interop快速發(fā)展：這個(gè)交易會(huì)原本是僅限于專家，漸漸更多人參與，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)這種新的溝通方式（通過可以訪問眾多數(shù)據(jù)庫的遍布世界各地的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)終端相連，即互聯(lián)網(wǎng)）必定會(huì)成為未來的大勢(shì)所趨，不僅帶來知識(shí)進(jìn)步，也承諾著商業(yè)回報(bào)。來自加州的溫特·瑟夫（Vint Cerf）自稱“電腦迷”，每年要抽幾天時(shí)間重讀《魔戒》，他是少數(shù)幾個(gè)可以被稱為互聯(lián)網(wǎng)之父的人之一。他參加過林奇的交易會(huì)，當(dāng)然注意到這個(gè)巨變。直到那時(shí)，從某種程度上說，互聯(lián)網(wǎng)不過是個(gè)實(shí)驗(yàn)，僅此而已。

至于互聯(lián)網(wǎng)起源于何時(shí)，眾說紛紜。最早的說法可以追溯到1945年范內(nèi)瓦·布什（Vannevar Bush）的想法。布什在原子彈的制造過程中起過重要作用，他曾經(jīng)設(shè)想有臺(tái)機(jī)器能夠全面“訪問”人類掌握的知識(shí)。但是直到1957年10月，俄國人成功發(fā)射了震驚世界的“斯普特尼克號(hào)”時(shí)，我們今天所知的“網(wǎng)絡(luò)”才蹣跚邁開了第一步。衛(wèi)星的發(fā)射帶來了相關(guān)的技術(shù)：為了把衛(wèi)星送進(jìn)太空，俄國研制了火箭，這種火箭能夠準(zhǔn)確抵達(dá)美國，如果在上面安裝核彈頭，就可以從事巨大的破壞活動(dòng)。至此，交戰(zhàn)規(guī)則發(fā)生了變化，這項(xiàng)成就刺激了美國，隨后美國啟動(dòng)了一批研究項(xiàng)目，其中一項(xiàng)研究的就是如何將美國的（軍事方面的和政治方面的）指揮系統(tǒng)和控制系統(tǒng)分散于整個(gè)國家，如果一地受襲，仍然可以通過其他地方使美國正常運(yùn)轉(zhuǎn)。出于各種考慮，美國政府還設(shè)立了一些新的機(jī)構(gòu)，包括國家航空航天局（NASA）和高級(jí)研究計(jì)劃署（ARPA）。正是這一整套機(jī)構(gòu)擔(dān)起了調(diào)查核打擊之后的指揮和控制機(jī)構(gòu)的安全性的職責(zé)。其中ARPA擁有大約70名員工、5.2億美元撥款和20億美元的預(yù)算資金。

那個(gè)時(shí)候計(jì)算機(jī)已經(jīng)不是新鮮事兒，不過它們價(jià)格高昂、體積龐大（當(dāng)時(shí)哈佛大學(xué)有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，長15米、高2.4米）。在高級(jí)研究計(jì)劃署招募的專家中，有一位約瑟夫·利克萊德（Joseph Licklider），他身材高大，說話簡明扼要，是位來自密蘇里州的心理學(xué)家，曾于1960年發(fā)表過一篇論文，題為《人機(jī)共生》，他在文中展望了計(jì)算機(jī)的整體部署，反諷地稱其為“星際間網(wǎng)絡(luò)”。這似乎預(yù)示了某種方向。20世紀(jì)60年代初，隨著保羅·巴蘭（Paul Baran）提出“包交換”技術(shù)的設(shè)想，第一次突破發(fā)生了。巴蘭是位波蘭移民，其靈感源自人腦，人腦有時(shí)會(huì)將它傳遞的信息轉(zhuǎn)移到新的路徑，從而使病體恢復(fù)健康。巴蘭打算將信息分成更小的信息包，然后通過不同路徑將它們傳至終點(diǎn)。他發(fā)現(xiàn)，這樣不但能加快傳輸速度，而且還能避免因一條路徑出錯(cuò)導(dǎo)致信息全部丟失的情況。這樣，他們開始設(shè)想一種技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)能夠在信息包抵達(dá)時(shí)將其重組，并檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的最快路徑。當(dāng)時(shí)在英國國家物理實(shí)驗(yàn)室工作的唐納德·戴維斯（Donald Davies）幾乎也在同一時(shí)間產(chǎn)生了相同的想法，事實(shí)上，“包交換”這個(gè)術(shù)語是他首創(chuàng)的。新硬件帶來了新軟件；排隊(duì)論隨即出現(xiàn)了，這是一個(gè)全新的數(shù)學(xué)分支，其目標(biāo)是要發(fā)現(xiàn)最合適的替代方案，防止信息包在中間節(jié)點(diǎn)不斷累積并發(fā)生堵塞。

1968年，第一組“網(wǎng)絡(luò)”建成，它只有四個(gè)站點(diǎn)：加州大學(xué)洛杉磯分校、斯坦福研究院、猶他大學(xué)和加州大學(xué)圣巴巴拉分校。促成這一進(jìn)步技術(shù)突破是所謂的接口信息處理機(jī)或IMP的概念，它的任務(wù)是將零碎的信息輸送到指定位置。換句話說，不將“主”機(jī)相互連接，而是只連IMP，每個(gè)IMP與一臺(tái)主機(jī)相連。計(jì)算機(jī)可能有不同的硬件配置，使用不同的軟件，但是IMP使用相同的語言，能夠識(shí)別終點(diǎn)。高級(jí)研究計(jì)劃署與馬薩諸塞州坎布里奇市一家名叫博爾特——貝拉尼克——紐曼（BBN）的小型咨詢公司簽訂了生產(chǎn)IMP的合同，后者于1969年9月為加州大學(xué)洛杉磯分校生產(chǎn)了第一批處理機(jī)，同年10月為斯坦福研究院生產(chǎn)了第二批處理機(jī)。至此，兩臺(tái)不相干的計(jì)算機(jī)第一次出現(xiàn)了“對(duì)話”的可能。到1970年1月，四個(gè)節(jié)點(diǎn)建成并運(yùn)行，全部位于美國的西海岸。東海岸的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)位于博爾特——貝拉尼克——紐曼公司的總部，于3月建成。此時(shí)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)橫貫了整個(gè)大陸，后來稱為阿帕網(wǎng)。到1970年底，阿帕網(wǎng)一共包含15個(gè)節(jié)點(diǎn)，全部設(shè)在大學(xué)或智囊機(jī)構(gòu)內(nèi)部。

到1972年底，有三條橫跨全國的線路投入運(yùn)行，IMP簇群主要集中在四個(gè)區(qū)域，分別是波士頓、華盛頓特區(qū)、舊金山和洛杉磯，一共囊括40多個(gè)節(jié)點(diǎn)。至此，阿帕網(wǎng)基本形成，雖然其功能有嚴(yán)格的防御傾向，但還是能看到一些非正式的用途：棋類游戲、智力測(cè)試、美聯(lián)社有線服務(wù)廣播。私人信息溝通已經(jīng)不再遙遠(yuǎn)。1972年的一天，電子郵件（email）誕生了，當(dāng)時(shí)博爾特——貝拉尼克——紐曼公司的一名工程師雷·湯姆林森Ray Tomlinson）開發(fā)了一個(gè)計(jì)算機(jī)地址程序，它最突出的特點(diǎn)是區(qū)分用戶名與用戶正在使用的機(jī)器名。湯姆林森需要一個(gè)從未在任何用戶名中出現(xiàn)過的字符。他環(huán)顧鍵盤，恰好看到了“@”符號(hào)。這個(gè)符號(hào)非常完美：意為“在”，且沒有其他用途。事情的進(jìn)展非常自然，阿帕網(wǎng)社區(qū)紛紛效仿。1973年的一份調(diào)查顯示，在阿帕網(wǎng)的50個(gè)IMP，其中四分之三的信息流量為電子郵件。

到1975年，網(wǎng)絡(luò)社區(qū)的用戶已經(jīng)增長到一千多名。下一個(gè)突破來自溫特·瑟夫的設(shè)想，當(dāng)時(shí)他正在舊金山一家酒店的大廳里坐著，等待開會(huì)。那個(gè)時(shí)候，阿帕網(wǎng)已經(jīng)不是唯一的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：其他國家也擁有了自己的網(wǎng)絡(luò)，美國的一些科技公司也開始建設(shè)自己的網(wǎng)絡(luò)。瑟夫開始思考如何通過一系列他所謂的網(wǎng)關(guān)把這些網(wǎng)絡(luò)整合起來，創(chuàng)建一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)，即鏈?zhǔn)骄W(wǎng)，其他人稱之為互聯(lián)網(wǎng)。這不需要添置機(jī)械設(shè)備，但要求設(shè)計(jì)一種傳輸——控制協(xié)議（TCP），即通用的計(jì)算機(jī)語言。1977年10月，瑟夫及其同事演示了第一臺(tái)可以訪問一個(gè)以上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。我們今天熟知的互聯(lián)網(wǎng)終于誕生了。

網(wǎng)絡(luò)加速發(fā)展，變得不再是單純的演練式網(wǎng)絡(luò)。不過，到1979年，它仍然主要局限于（大約120所）大學(xué)和其他學(xué)術(shù)/科研機(jī)構(gòu)。因此，美國高級(jí)研究計(jì)劃署安排國家科學(xué)基金會(huì)接手，建立了計(jì)算機(jī)科學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)（CSNET），并于1985年創(chuàng)建了一個(gè)由五家分散在美國境內(nèi)各處的超級(jí)計(jì)算機(jī)中心和十多個(gè)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的“框架”。這些超級(jí)計(jì)算機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的中樞和蓄電池，也是巨大的記憶庫，可以吸收用戶扔進(jìn)去的各種信息，并防止堵塞。大學(xué)每年花在網(wǎng)絡(luò)連接上的費(fèi)用為2萬至5萬美元。越來越多的人如今看到了互聯(lián)網(wǎng)的潛力，1986年1月，西海岸召開了一個(gè)大型峰會(huì)，整理電子郵件秩序，并創(chuàng)建了7個(gè)域名或“Frodos”，分別是大學(xué)（edu）、政府部門（gov）、公司（com）、軍事機(jī)構(gòu)（mil）、非營利性組織（org）、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商（net）和國際條約組織（int）。正是這一新秩序在1988至1989年有力地促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)的大發(fā)展，丹·林奇的Interop便是明證。最后的轉(zhuǎn)折發(fā)生在1990年，當(dāng)時(shí)日內(nèi)瓦附近的歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室的研究人員創(chuàng)建了萬維網(wǎng)（World Wide Web）。它采用了蒂姆·伯納斯——李（Tim Berners-Lee）設(shè)計(jì)的特別協(xié)議HTTP，使互聯(lián)網(wǎng)變得更易瀏覽或操作。Mosaic是第一款真正流行的瀏覽器，它由伊利諾伊大學(xué)開發(fā)，并于1993年投入使用。從此，互聯(lián)網(wǎng)才在商業(yè)領(lǐng)域變得可行而易操作。

互聯(lián)網(wǎng)也不乏批評(píng)者，如布萊恩·溫斯頓，他在1998年撰寫的媒體技術(shù)史中警告：“互聯(lián)網(wǎng)代表了20世紀(jì)下半葉信息商業(yè)化理念的最終災(zāi)難性應(yīng)用?！钡菐缀鯚o人質(zhì)疑，互聯(lián)網(wǎng)的確是一種新的溝通方式，人們同時(shí)也相信，一種新的心理學(xué)即將因?yàn)椤熬W(wǎng)絡(luò)空間”的虛擬人際關(guān)系而誕生。

在接下來的幾年里，1988年也可以說是科學(xué)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這一年，互聯(lián)網(wǎng)和人類基因組組織走上正軌，引領(lǐng)人類進(jìn)入了超現(xiàn)代世界，也使21世紀(jì)的發(fā)展初現(xiàn)輪廓。也是這一年，一本書面世了，在科技圖書出版史上，它獲得的商業(yè)成功是其他任何書籍所無法比擬的。它為科學(xué)的普及打上了烙印，不過，正如我們將在結(jié)語中看到的，在某種程度上，這本書也代表了科學(xué)最受歡迎的那個(gè)年代。

《時(shí)間簡史：從大爆炸到黑洞》是劍橋大學(xué)的宇宙學(xué)家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）的著作，而Bantam圖書公司的紐約編輯彼得·古扎迪（Peter Guzzardi）為這本書的編印忙乎了五年，所以某種程度上說，也是他的作品。正是古扎迪說服霍金放棄了與劍橋大學(xué)出版社的合作。在此之前劍橋大學(xué)出版社一直計(jì)劃出版霍金的這部作品，而且他們已經(jīng)出版了他的其他作品，還為《時(shí)間簡史》支付了1萬英鎊的預(yù)付款—這已經(jīng)打破了他們的預(yù)付款最高紀(jì)錄。但是古扎迪說服霍金改投Bantam的過程并沒有大費(fèi)周章，因?yàn)楣旁系臐M腔熱情早就征服了公司的編輯部，他們的預(yù)付款高達(dá)25萬美元。其間數(shù)年，古扎迪努力工作，發(fā)奮編輯霍金深?yuàn)W晦澀的文章，使其更易被普通讀者接受。這本書于1988年初春發(fā)布，其后發(fā)生的事情很快載入出版史。在美國和英國，精裝本的銷量均超過50萬本，到1991年，這本書已經(jīng)重印了20次，在暢銷書榜單上停留了234周，長達(dá)四年半之久。這本書在意大利、德國和日本等全世界眾多國家也大獲成功，霍金旋即成為世界上最著名的科學(xué)家。人們?yōu)樗谱麟娨晞。?qǐng)他友情客串好萊塢電影，聆聽他的公開演講，即使像倫敦阿爾伯特音樂廳那么大的會(huì)場(chǎng)也會(huì)因?yàn)樗藵M為患。

這個(gè)成功的故事中還蘊(yùn)含著一個(gè)不尋常的因素。1988年，霍金已經(jīng)46歲，但是早在1963年起，當(dāng)他還只有21歲時(shí)，他就已經(jīng)被診斷出肌萎縮性側(cè)索硬化癥（ALS），在英國它也被叫作運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病，在美國它也被稱為盧伽雷氏病，因?yàn)槊绹蠡?duì)的一名棒球運(yùn)動(dòng)員盧·伽雷就死于這種疾病。在1962年底，診斷之初的癥狀只是動(dòng)作笨拙，接著病情不斷發(fā)展，到1988年霍金已經(jīng)被迫要坐輪椅，而且只能通過一種與語音合成器相連的特制計(jì)算機(jī)同周圍的人進(jìn)行溝通。盡管身有殘疾，1979年，他榮獲劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)盧卡斯榮譽(yù)教席，這一職位此前屬于艾薩克·牛頓。他還獲得了愛因斯坦獎(jiǎng)?wù)拢l(fā)表了眾多關(guān)于萬有引力、相對(duì)論和宇宙結(jié)構(gòu)的著作，反響很好。正如霍金的傳記作家所說，斯蒂芬·霍金的殘疾程度與他的科學(xué)思想之深入人心到底有多大關(guān)聯(lián)，我們也許不得而知，但是，他戰(zhàn)勝病魔的精神確實(shí)令人鼓舞、感動(dòng)人心（20世紀(jì)60年代末醫(yī)生推測(cè)他只能再活兩年）。他從不允許殘障妨礙他關(guān)注重要的科學(xué)問題，包括黑洞、“奇點(diǎn)”的概念、它們對(duì)大爆炸理論的啟示、多重宇宙的可能性、萬有引力的新觀點(diǎn)和真實(shí)世界的脈絡(luò)，特別是“弦理論”。

霍金的名字無可磨滅地與黑洞聯(lián)系在一起。我們?cè)缦葧r(shí)候已經(jīng)提到，黑洞的概念始于20世紀(jì)60年代?？茖W(xué)家想象中的黑洞是密度超大的物體，源于某種恒星演變，在此過程中由于萬有引力的作用，大型天體自身瓦解，一切都無可幸免地被它吸收，哪怕是光線。20世紀(jì)60年代，脈沖星、類星體、中子星和背景輻射的發(fā)現(xiàn)大大拓寬了我們對(duì)這一過程的理解，這個(gè)過程變得更加具體，而不是抽象?；艚鹪趥惗卮髮W(xué)伯貝克學(xué)院期間，曾與另一位卓越的物理學(xué)家羅杰·彭羅斯共事。他們二人首先提出，在每個(gè)黑洞的中心，如同宇宙發(fā)端時(shí)一樣，一定有一個(gè)“奇點(diǎn)”，此時(shí)物體的密度無窮大而體積又無窮小，我們所熟悉的物理學(xué)法則在此完全無效?；艚疬M(jìn)一步提出了一個(gè)革命性的觀點(diǎn)，黑洞可以發(fā)出輻射（即霍金輻射），在特定條件下會(huì)發(fā)生爆炸。他相信，正如20世紀(jì)60年代射電星的發(fā)現(xiàn)要?dú)w功于新發(fā)明的射電望遠(yuǎn)鏡一樣，X光應(yīng)可以通過大氣層（大氣層可以屏蔽掉這些光線）之上的衛(wèi)星從太空中探測(cè)到?；艚鸬耐普摶谶@樣的推算，即當(dāng)物體被吸入黑洞，它就會(huì)變得溫度極高，從而釋放X光。果然，科學(xué)家隨后就在太空探索中發(fā)現(xiàn)了四種X光源，因而成為印證可觀測(cè)黑洞的第一候選項(xiàng)?；艚鸷髞淼挠?jì)算顯示，與他最初的想法相反，黑洞不會(huì)保持穩(wěn)定，而是以引力的形式丟失能量，接著收縮，最終在幾十億年后爆炸，這也許能解釋宇宙中偶然發(fā)生的、無法解釋的能量爆發(fā)。

20世紀(jì)70年代，霍金應(yīng)邀去了加州理工學(xué)院，在那兒遇到了極具魅力的理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman），并與他交換了意見。費(fèi)曼是量子理論的權(quán)威，霍金利用這次會(huì)面進(jìn)一步發(fā)展了有關(guān)宇宙起源的解釋。1981年，他在梵蒂岡公布了這一理論?；艚鹄碚摰膩碓词牵麌L試設(shè)想當(dāng)黑洞收縮成一個(gè)點(diǎn)并消失時(shí)會(huì)發(fā)生什么情況。麻煩在于，根據(jù)量子理論，最小的理論長度是普朗克長度，取自普朗克常數(shù)，相當(dāng)于10的-35次方米。一旦物體到達(dá)這個(gè)長度（雖然它很小，但不是零），就無法繼續(xù)收縮，但可以完全消失。類似地，普朗克時(shí)間也是相同的情況，相當(dāng)于10的-43次方秒，因此，當(dāng)宇宙產(chǎn)生時(shí)，它不可能在不到10的-43次方秒內(nèi)產(chǎn)生?；艚鹜ㄟ^一個(gè)可以用類比解釋的方法解決這個(gè)反常現(xiàn)象。他要求我們接受愛因斯坦提出的時(shí)空彎曲學(xué)說，它就像氣球的表面，或者地球的表面。記住這些只是類比，霍金還采用了另一個(gè)類比，他說，宇宙最初就像繞北極畫的一個(gè)小圓圈那么大。隨著宇宙（圓圈）的膨脹，仿佛緯線繞著地球膨脹一樣，直到抵達(dá)赤道位置，然后開始收縮，在“大收縮”時(shí)抵達(dá)南極。在南極，無論你要往哪兒去，你都必須要往北走：幾何學(xué)告訴我們，不可能有別的路徑?；艚鹨笪覀兘邮埽谟钪嬲Q生之初，一個(gè)類似的過程就發(fā)生了：正如“南”在南極沒有意義，在宇宙的奇點(diǎn)，“之前”也無意義，時(shí)間只能往前。

霍金的理論試圖解釋大爆炸“之前”發(fā)生了什么。關(guān)于大爆炸理論，困擾物理學(xué)家的一大問題在于，正如我們所知，宇宙似乎在各個(gè)方向上都很相似。它為什么會(huì)有這么精妙的對(duì)稱？多數(shù)爆炸不會(huì)展現(xiàn)如此完美的平衡，那么是什么使“奇點(diǎn)”與眾不同？麻省理工學(xué)院的阿蘭·古斯（Alan Guth）和安德烈·林德（Andrei Linde，他是一位俄羅斯物理學(xué)家，于20世紀(jì)90年代移居美國）提出，在時(shí)間的起點(diǎn)，即T=10的-43次方秒時(shí)，宇宙比一個(gè)質(zhì)子還小，而重力暫時(shí)是一種斥力，而不是引力。他們認(rèn)為，宇宙因此經(jīng)歷了一個(gè)迅速的膨脹期，待它變成葡萄柚般大小時(shí)，它開始穩(wěn)定為我們今天看到的（并能測(cè)量到的）膨脹速率。這一理論（有些批評(píng)家稱之為“理論發(fā)明”）的要點(diǎn)在于，它能以最簡單的方式解釋宇宙為何如此統(tǒng)一：迅速膨脹可以消除任何褶皺。它還解釋了宇宙緣何不完全同質(zhì)：大塊的物質(zhì)形成銀河系、恒星和行星，其他形式的輻射則形成氣體。林德進(jìn)一步闡明，我們的宇宙并不是膨脹的唯一產(chǎn)物。他認(rèn)為存在著“多重宇宙”，由很多不同大小的宇宙組成；而這也是霍金正在探索的東西。幼小的宇宙實(shí)際上就是黑洞，是時(shí)空中的氣泡?；氐接嘘P(guān)氣球的類比，想象一下氣球的表面有一個(gè)泡泡，由一個(gè)狹長帶分開，相當(dāng)于奇點(diǎn)。我們誰也無法通過這個(gè)狹長帶，誰也不知道這個(gè)小泡泡可能會(huì)變得和氣球一樣大，或者比氣球還大。事實(shí)上，任何數(shù)字都可能存在——它們是代表時(shí)空曲度和黑洞物理曲度的函數(shù)。顯然，我們永遠(yuǎn)無法獲得宇宙大爆炸的直接經(jīng)驗(yàn)：它們也就變得無意義了。

“無意義”這個(gè)詞把物理學(xué)領(lǐng)進(jìn)了全新的思考階段。一些批評(píng)家稱之為“反諷科學(xué)”，人們進(jìn)行各種推測(cè)和實(shí)驗(yàn)，提出（往往是）奇怪的觀點(diǎn)，卻得不到實(shí)際的證據(jù)。不過，這樣說不完全公平。很多推測(cè)得到了數(shù)學(xué)計(jì)算的提示或支持，而數(shù)學(xué)計(jì)算又指向答案，在這當(dāng)中，文字、視覺影像和類比都不起作用。整個(gè)20世紀(jì)，物理學(xué)家們提出了一些很久之后才得到實(shí)驗(yàn)支持的觀點(diǎn)，因此似乎也沒有什么新內(nèi)容。此時(shí)，我們正處于一個(gè)中間時(shí)段，我們無法確定當(dāng)前物理學(xué)的哪些觀點(diǎn)經(jīng)得起考驗(yàn)，能得到實(shí)驗(yàn)支持，而有些觀點(diǎn)似乎永遠(yuǎn)都不可能獲得實(shí)驗(yàn)支持。

霍金等科學(xué)家提出的另一個(gè)理論是，“原則上來說”，原初的黑洞和所有隨之而來的宇宙實(shí)際上是由“蟲洞”或“宇宙弦”等連接起來的?？茖W(xué)家們把蟲洞設(shè)想為極小的管狀體，能連接包括黑洞在內(nèi)的宇宙的不同部分，因此理論上也可以連接其他宇宙。但是它們非常狹窄（直徑只有一個(gè)普朗克長度），如果沒有宇宙弦的協(xié)助，什么也無法從中穿過——需要強(qiáng)調(diào)的是，宇宙弦完全是理論上的設(shè)想，被視為原初大爆炸的殘骸。宇宙弦以極細(xì)（但極緊密）的帶狀形態(tài)橫跨宇宙，運(yùn)行方式“奇特”。這意味著，當(dāng)它受到擠壓時(shí)，就會(huì)膨脹；當(dāng)它被拉長時(shí)，就會(huì)收縮。因此，至少在理論上，宇宙弦能夠打開蠕蟲洞。理論上說，它再次證明，某種未來文明可能會(huì)實(shí)現(xiàn)時(shí)間旅行。一些物理學(xué)家持此觀點(diǎn)，而另一些物理學(xué)家則表示懷疑。

馬丁·里斯（Martin Rees）的宇宙“人擇原理”（anthropic principle）可能更容易領(lǐng)會(huì)。里斯是英國皇家天文學(xué)家，也是與霍金同時(shí)代的人，他為“平行宇宙”提供了一些間接證據(jù)。他的論點(diǎn)是，如果只有一個(gè)宇宙，那么一定發(fā)生了大量的巧合才使得人類的存在成為可能。在一篇早期論文中，他表示，只要我們熟悉的物理定律發(fā)生一點(diǎn)點(diǎn)變化（比如，重力增加），那么我們所熟知的宇宙就會(huì)發(fā)生巨大的變化：天體將會(huì)變小、變冷，壽命變短，表面地形將大相徑庭，等等。其理論的一大結(jié)論是我們所知的生命可能只形成于我們這個(gè)宇宙，因?yàn)檫@里的物理定律適合我們。這就意味著：首先，其他形式的生命很可能存在于宇宙中別的地方（因?yàn)橥瑯拥奈锢矶梢策m用于我們的整個(gè)宇宙），但它也意味著，可能存在適用其他物理定律的很多其他宇宙，其中存在著形式截然不同的生命或根本不存在任何形式的生命。里斯認(rèn)為，我們可以觀察自己的宇宙，猜想其他宇宙，因?yàn)槲覀兯幍倪@個(gè)宇宙的物理定律允許我們這么做。他堅(jiān)稱，這不是巧合所能說得通的：全然不同于我們宇宙的其他宇宙幾乎必定存在。

與多數(shù)老一輩物理學(xué)家、宇宙學(xué)家和數(shù)學(xué)家一樣，霍金也投入了大量精力研究科學(xué)家所說的“宇宙紀(jì)事”，即所謂的“萬有理論”（Theory of Everything）。這也是個(gè)不無諷刺意味的概念，想通過一組方程式全面概括基礎(chǔ)物理學(xué)。十多年來，物理學(xué)家們一直說，“最終答案”即將揭曉，但事實(shí)上，萬有理論始終難以捉摸。在物理學(xué)革命開始之前，有兩種理論是必需的。正如史蒂文·溫伯格所說，艾薩克·牛頓提出的萬有引力理論“解釋了天體運(yùn)動(dòng)及諸如蘋果等物體如何掉落地面；詹姆斯·克拉克·麥克斯韋提出的電磁學(xué)理論解釋了光、輻射、磁性和帶電顆粒之間的作用力”。但是，這兩個(gè)理論只在某一點(diǎn)上是相容的：麥克斯韋的理論認(rèn)為，對(duì)所有觀察者來說，光速是一樣的；而牛頓的理論則預(yù)言，實(shí)測(cè)的光速取決于觀察者的移動(dòng)。“愛因斯坦的廣義相對(duì)論解決了這個(gè)問題，表明麥克斯韋是對(duì)的?！钡橇孔痈锩淖兞艘磺?，使物理學(xué)變得更美，同時(shí)也更復(fù)雜；它把麥克斯韋的理論和新的量子理論相聯(lián)系，認(rèn)為宇宙是不連續(xù)的，電磁能量包有最小限值，時(shí)間或距離的單位也有最小限值。同時(shí)，量子革命還提出了兩個(gè)新的力，都只在原子核的很小范圍內(nèi)起作用。強(qiáng)作用力使原子核的粒子聚集到一起（核武器釋放出來的正是這種能量）。弱作用力則是引起放射性衰變的原因所在。

因此，到20世紀(jì)60年代，物理學(xué)中有四種力需要調(diào)和：重力、電磁力、強(qiáng)核力和弱放射力。60年代，經(jīng)謝爾頓·格拉肖（Sheldon Glashow）設(shè)想，阿卜杜勒·薩拉姆（Abdus Salam）和德克薩斯大學(xué)的史蒂文·溫伯格共同創(chuàng)建了一套方程式，描述弱力和電磁力，并設(shè)想了三種新的粒子，W+、W-和Z0。1983年，日內(nèi)瓦的歐洲粒子物理研究所對(duì)此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察。后來，物理學(xué)家又想出一系列描述強(qiáng)力的方程式：這與夸克的發(fā)現(xiàn)有關(guān)。解釋夸克相互作用的新理論曾經(jīng)被賦予各種古怪的名字，包括色彩名（不過這些粒子當(dāng)然沒有顏色），最終定名為量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）。因此，電磁力、弱力和強(qiáng)力形成了一整套方程式。這是一項(xiàng)非凡的成就，但它依然遺漏了重力，在物理學(xué)家們看來，如能將重力整合進(jìn)去，形成一個(gè)總體方案，才成其為“萬有理論”。

一開始，他們向重力量子理論方向推進(jìn)。也就是說，物理學(xué)家們推論存在著可以解釋重力的一種或多種粒子，并將其命名為“引力子”，不過新的理論推測(cè)這類粒子遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一種。（一些物理學(xué)家推測(cè)有8種，還有些則推測(cè)有154種，讓我們覺得這個(gè)領(lǐng)域有待解決的任務(wù)還不少。）但是，20世紀(jì)80年代中期，“弦革命”席卷了物理學(xué)領(lǐng)域，1995年，又發(fā)生了“超弦革命”（superstring revolution）。物理學(xué)領(lǐng)域不可思議地再現(xiàn)了20世紀(jì)初的繁榮狀態(tài)，隨著21世紀(jì)的臨近，一個(gè)全新的研究領(lǐng)域呈現(xiàn)在人們面前。到1990年，發(fā)達(dá)國家的主要書店里全是各種熱門的科普?qǐng)D書，品種繁多，涉及物理學(xué)、宇宙學(xué)、數(shù)學(xué)、進(jìn)化論和生物學(xué)，等等，這是一種前所未有的熱潮。1999年，一位同時(shí)任教于康奈爾大學(xué)和哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)和數(shù)學(xué)教授攜作品進(jìn)入了大西洋兩岸的暢銷書榜單，這本書的難度絕不亞于《時(shí)間簡史》。布賴恩·格林（Brian Greene）撰寫的《優(yōu)雅的宇宙》講述了物理學(xué)領(lǐng)域的最新成果，極力使一些深?yuàn)W的概念易于理解（為了不使讀者畏難，格林稱這些難懂的主題只是比較“微妙”而已）。他將一系列新的物理學(xué)家引入了已然包括愛因斯坦、歐內(nèi)斯特·盧瑟福、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛定諤、沃爾夫?qū)づ堇?、詹姆斯·查德威克、羅杰·彭羅斯和斯蒂芬·霍金的物理學(xué)名人堂。這批新名單中，最突出的是愛德華·威騰，此他之外，歐根尼奧·卡拉比、西奧多·卡魯扎、安德魯·斯特羅明格、斯坦·斯特羅姆、庫姆蘭·瓦法、加布雷爾·維尼齊亞諾和丘成桐也都是享譽(yù)國際的人物。

弦革命的到來源于一個(gè)基本的悖論。廣義相對(duì)論解釋了宇宙的宏觀結(jié)構(gòu)，量子力學(xué)解釋了極小的亞原子結(jié)構(gòu)，它們本身都很成功，但二者卻互不相容。物理學(xué)家無法相信大自然會(huì)允許這樣的事情發(fā)生，即一套定律只適用于大型物體，另一套只適用于小型物體。有一段時(shí)間，他們?cè)O(shè)法協(xié)調(diào)這種不相容性，很多人認(rèn)為，這種不相容性與人們無法解釋重力不無關(guān)系。除此之外，物理學(xué)還存在其他一些基本問題，它們也正是弦理論學(xué)家所面臨的問題：為什么會(huì)有四種基本的力？為什么有不同種類的粒子？為什么它們具備各自不同的性質(zhì)？弦理論學(xué)家們給出的答案是，物質(zhì)的基本成分其實(shí)不是一系列的粒子（點(diǎn)狀物體），而是極小的，往往呈環(huán)狀的單維弦。這些弦很小，長度大約10的-33次方厘米，這就意味著，我們無法用現(xiàn)有的測(cè)量儀器直接觀測(cè)弦。然而，根據(jù)弦理論，電子是以某種方式震動(dòng)的弦，上夸克是以另一種方式震動(dòng)的弦，T介子是以第三種方式震動(dòng)的弦，如此等等，就好像小提琴上的弦以不同的方式震動(dòng)，會(huì)奏出不同的音符一樣。根據(jù)長度數(shù)量級(jí)，這里我們所說的確實(shí)是極為微小的物體，原子核比它大了整整1020倍。但是，弦理論家認(rèn)為相對(duì)論和量子理論將可能在這個(gè)層面上走向統(tǒng)一。他們還認(rèn)為，重力粒子（即引力子）將作為副產(chǎn)品和額外收獲，從中自然推算出來。

弦理論最初出現(xiàn)于1968至1970年間，當(dāng)時(shí)在歐洲粒子物理研究所工作的加布雷爾·維尼齊亞諾（Gabriele Veneziano）注意到，一道200多年前驗(yàn)證的數(shù)學(xué)公式似乎恰好可以解釋粒子物理學(xué)的各個(gè)方面。接著，另外三名物理學(xué)家，南部陽一郎、霍爾格·尼爾森和萊昂納德·蘇士侃表示，如果粒子不是點(diǎn)狀物體，而是震動(dòng)的小弦，那么這道數(shù)學(xué)公式就很好理解了。不過后來人們放棄了這些方法，因?yàn)樗鼈儾荒芙忉審?qiáng)核力。但是，這個(gè)想法并未消失，1984年，第一次弦革命爆發(fā)，邁克爾·格林和約翰·施瓦茨發(fā)表了一篇意義重大的論文，首次表明弦理論可以調(diào)和相對(duì)論和量子理論。這個(gè)突破激起了一系列的研究，在接下來的兩年里，1000多篇有關(guān)弦理論的論文紛紛發(fā)表，它們都揭示粒子物理學(xué)的諸多主要特點(diǎn)是由弦理論發(fā)展而來的。但是，弦理論的眾多成果暴露了自己的問題。有段時(shí)間，竟然有五種弦理論并存，它們同樣精妙，“真假”難辨。弦理論再次陷入停滯，直到南加州大學(xué)于1995年3月召開“弦1995”會(huì)議，愛德華·威騰（Edward Witten）在會(huì)上提出“第二次超弦革命”，該理論才得以繼續(xù)前行。威騰使其同行確信，這五種看似不同的理論實(shí)際上是同一個(gè)基本概念的五個(gè)方面，這就是所謂的M-理論，M代表“神秘”（mystery）、“元”（meta）或“理論之母”（mother of all theories）。

當(dāng)物理學(xué)下沉到弦這樣微小的層面時(shí)，此前物理學(xué)家從未想到的各種可能性開始出現(xiàn)，其中之一是可能存在“隱藏的維度”，要把這個(gè)概念解釋清楚，需要另一個(gè)類比。首先，有個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為粒子之所以被視為粒子是因?yàn)槲覀兊膬x器太魯鈍了，看不到更小的形態(tài)。借用格林舉的例子，設(shè)想從遠(yuǎn)處看一截軟管，它看起來像一條細(xì)線，像紙上的一條直線。實(shí)際上，如果你湊近觀看，就能看到它有兩個(gè)維度。它一直有兩個(gè)維度，只是我們湊得不夠近，所以沒有發(fā)現(xiàn)。物理學(xué)家說，就算是在弦這一級(jí)，（可能）情況也是一樣，我們目前還不了解的隱藏維度蜷縮起來了。實(shí)際上，他們認(rèn)為可能一共有“十一”個(gè)維度，即十個(gè)空間維度和一個(gè)時(shí)間維度。這個(gè)觀點(diǎn)即使不是毫無可能，也難以想象，但是科學(xué)家從數(shù)學(xué)（這樣的數(shù)學(xué)連數(shù)學(xué)家都覺得艱深）的角度進(jìn)行了闡述。但是，一旦他們認(rèn)定這個(gè)觀點(diǎn)，宇宙中的很多事物就好理解了。例如，黑洞可以解釋為類似于某種基本粒子，是通往其他宇宙的關(guān)口。額外維度也是需要的，因?yàn)橄依碚摷艺J(rèn)為，它們的彎曲方式可能決定了弦震動(dòng)的強(qiáng)度和頻率，換句話說，這也解釋了我們熟悉的“粒子”為何有各自的質(zhì)量、能量和數(shù)量。根據(jù)最新的發(fā)展，弦理論不僅只有弦，還包括二維、三維或多維膜，或“膜”（branes）、小包，這些將是人們?cè)?1世紀(jì)要了解的主要物理學(xué)議題。

關(guān)于弦理論，除了弦本身的存在以外，最驚人的事情是，它暗示可能存在宇宙的史前時(shí)期，即大爆炸之前的時(shí)期。正如格林所說，弦理論“暗示宇宙最初并非極端灼熱的、緊緊卷成的空間顆粒，而是寒冷的、在空間上是無限的”。他說，接著發(fā)生動(dòng)蕩，出現(xiàn)了一段膨脹期，然后形成了我們所了解的宇宙。這種說法的優(yōu)勢(shì)是，它囊括了四種力，包括重力。

弦理論將每個(gè)人的理解力拓展到了極限。直觀類比行不通了，它用到的數(shù)學(xué)連數(shù)學(xué)家都感到艱深，但是有些觀點(diǎn)我們還是能領(lǐng)會(huì)的。第一，弦涉及的世界超越了普朗克長度，某種意義上說，這也是1900年提出的普朗克量子概念的邏輯結(jié)果。第二，它仍然是99％的理論，物理學(xué)家們正設(shè)法用實(shí)驗(yàn)測(cè)試這些新理論，而至今仍然懷疑弦是否存在的仍然大有人在。第三，在這些極小的層面，我們可能會(huì)進(jìn)入一個(gè)時(shí)空無限的領(lǐng)域。最新研究涉及零膜結(jié)構(gòu)，在這個(gè)領(lǐng)域里，法國數(shù)學(xué)家阿蘭·科納（Alain Connes）設(shè)想的“非交換幾何學(xué)”（noncommunicative geometry）取代了普通幾何學(xué)。格林認(rèn)為不僅在哲學(xué)上還是在科學(xué)上，這都是一大進(jìn)步，一大突破，“它能夠?yàn)槲覀兘獯鹩钪娴钠鹪春蜑槭裁磿?huì)有時(shí)空等問題，這種形式體系使我們?nèi)找娼咏卮鹑R布尼茨提出的為什么是有而不是無的問題?！弊詈?，在超弦理論領(lǐng)域，物理學(xué)和數(shù)學(xué)幾乎完全融合。這兩門學(xué)科一向關(guān)系密切，但是從來沒有密切到現(xiàn)在這種程度，那也許是因?yàn)槲覀冇|及了某種可能性，從某種意義上說，現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)正是數(shù)學(xué)。

很多物理學(xué)家相信，我們正處于數(shù)學(xué)的黃金時(shí)代，有兩個(gè)領(lǐng)域引起了數(shù)學(xué)家們的普遍關(guān)注。

“混雜”（chaoplexity）這個(gè)詞源于混沌（chaos）和復(fù)雜（complexity）。1987年，詹姆斯·格雷克在《混沌：開創(chuàng)新科學(xué)》中首次提到了這個(gè)新的知識(shí)領(lǐng)域?；煦缪芯渴加谌缦掠^念：用數(shù)學(xué)家的話說，世界上有很多現(xiàn)象是非線性的，這就意味著原則上它們是無法預(yù)知的。其中最著名的是所謂的蝴蝶效應(yīng)，打個(gè)比方，美國中西部的一只蝴蝶拍打翅膀，可能會(huì)引發(fā)一系列事件，最終導(dǎo)致遠(yuǎn)東地區(qū)的一場(chǎng)季風(fēng)。這個(gè)理論的第二個(gè)方面是其“突發(fā)性”，即世界上存在著很多“僅靠研究系統(tǒng)成分無法預(yù)知或理解的”現(xiàn)象。意識(shí)就是一個(gè)很好的例子，因?yàn)榧幢憧梢岳斫馑ㄟ@一點(diǎn)也極具爭(zhēng)議），也不能通過研究大腦內(nèi)部的神經(jīng)和化學(xué)物質(zhì)而達(dá)成理解。但是，這還不及混沌科學(xué)家所要表達(dá)的一半。他們還稱，計(jì)算機(jī)的到來使我們能夠進(jìn)行前所未有的強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算，其結(jié)果是，最終我們將有能力模擬復(fù)雜的系統(tǒng)，如大分子、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人口增長、氣候模式。換句話說，混沌表面之下的深層秩序?qū)⒈唤沂尽?/p>

混雜學(xué)的基本觀點(diǎn)來自IBM的應(yīng)用數(shù)學(xué)家本華·曼德博（Benoit Mandelbrot），他發(fā)現(xiàn)了所謂的“分形”（fractal）。完美的分形是海岸線，雪花和樹木亦屬于分形。從遠(yuǎn)處看，它們是形狀或輪廓；稍近一些，就能看到復(fù)雜的細(xì)節(jié)；再近一些，能看到更多的細(xì)節(jié)?？康迷浇喞募?xì)節(jié)越多，而且圖案往往不同規(guī)模地重復(fù)。因?yàn)檫@些輪廓不會(huì)變成平滑的線，也就是說，從不符合某種簡單的數(shù)學(xué)函數(shù)，曼德博稱之為“數(shù)學(xué)里最復(fù)雜的事物”。但是，人們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，簡單的數(shù)學(xué)規(guī)則可以植入計(jì)算機(jī)程序，經(jīng)過很多代之后，會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的模式，“從不完全重復(fù)”?；谶@一點(diǎn)，以及實(shí)際生活中的分形觀察，數(shù)學(xué)家們推斷，自然界中有某種特別強(qiáng)大的規(guī)則控制著看似混亂而復(fù)雜的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的本質(zhì)還有待揭示——這是深層秩序的又一個(gè)例子。

20世紀(jì)80年代末90年代初，混沌學(xué)突然興起，成為最流行的數(shù)學(xué)領(lǐng)域之一；新的研究機(jī)構(gòu)也隨之建立，那便是位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯東南部的圣菲研究所（SantaFeInstitute），它還將夸克的發(fā)現(xiàn)者默里·蓋爾曼招至麾下。這項(xiàng)新研究提出了若干新的概念，包括“自組織臨界性”、“災(zāi)變理論”、現(xiàn)實(shí)的層級(jí)結(jié)構(gòu)、“人造生命”（artificial life）和“自組織”。自組織臨界現(xiàn)象是帕·巴克（Per Bak）的創(chuàng)見，帕·巴克是一名丹麥物理學(xué)家，20世紀(jì)70年代移民美國。他曾告訴約翰·霍根，他的研究始于他對(duì)沙堆的觀察。如果不斷地往沙堆上添沙子，沙堆會(huì)變高，可是只要超過某一臨界狀態(tài)再多加一粒沙子，就會(huì)引發(fā)崩塌。巴克注意到這一過程與很多其他現(xiàn)象（股市崩盤、物種滅絕、地震等）有明顯相似性。他認(rèn)為可以從數(shù)學(xué)層面理解這些過程，用數(shù)學(xué)的方法加以描述。有一天，我們也許能夠理解這些事情緣何發(fā)生，不過這未必意味著我們能控制或阻止其發(fā)生。帕·巴克的理論與法國人雷內(nèi)·托姆（René Thom）的災(zāi)變理論相去不遠(yuǎn)，后者認(rèn)為，純數(shù)學(xué)計(jì)算可以解釋“非連續(xù)的行為”，如生命的出現(xiàn)、毛毛蟲蛻變成蝴蝶或文明的衰退。這些研究都是對(duì)深層秩序的探索。

在眾多探索中，菲利普·安德森（Philip Anderson）的工作尤為突出。1977年，他因超導(dǎo)體研究榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。安德森沒有論證基礎(chǔ)秩序，他的觀點(diǎn)是，存在著一個(gè)秩序?qū)蛹?jí)——世界上的每個(gè)組織層次，均獨(dú)立于其上面一層或下面一層，生物學(xué)領(lǐng)域尤其如此?！霸诿總€(gè)階段，全新的規(guī)律、概念和總結(jié)都是必要的，需要與前一階段同等的敏銳度和創(chuàng)造力。心理學(xué)不是應(yīng)用生物學(xué)，生物學(xué)也不是應(yīng)用化學(xué)……你必須抵制如下誘惑：你在一個(gè)層面上所掌握的普遍原理，可以在每個(gè)層面上都適用?！?/p>

時(shí)間推移到20和21世紀(jì)之交，混雜學(xué)家開始感到些許失望。20世紀(jì)90年代初令人振奮的研究到現(xiàn)在為止還沒有產(chǎn)生可以與弦理論相提并論的鼓舞人心的成果。不過，數(shù)學(xué)沒有讓人氣餒，并繼續(xù)打動(dòng)人心，并且與生物學(xué)密切相關(guān)。這些成就在英國華威大學(xué)數(shù)學(xué)系教授伊恩·斯圖爾特（Ian Stewart）發(fā)表于1908年的著作《生命的另一個(gè)秘密》中有所總結(jié)。斯圖爾特繼承的傳統(tǒng)雖然不如霍金—彭羅斯—費(fèi)曼—格拉肖的物理學(xué)/宇宙學(xué)譜系，或道金斯—古爾德—丹尼特的進(jìn)化論譜系那么有名，但他屬于達(dá)西·溫特沃斯·湯普森（《生長與形態(tài)》，1917）、斯圖爾特·考夫曼（《秩序的起源》，1993）和布萊恩·古德溫（《豹子如何改變自身的斑點(diǎn)》）等人組成的陣營，可以算得上是后起之秀。他們有一個(gè)共同觀點(diǎn)：遺傳學(xué)不曾解釋生命，也不可能完全解釋生命。雖然看似奇怪，但遺傳學(xué)需要數(shù)學(xué)知識(shí)，因?yàn)閿?shù)學(xué)即深層秩序，它決定了實(shí)物；說到底，所有的生物全都緣于深層秩序。

《生命的另一個(gè)秘密》旨在揭示，數(shù)學(xué)“在每個(gè)層面左右著我們對(duì)生命的理解，從DNA到雨林，從病毒到鳥群，從第一個(gè)自我復(fù)制的分子到勢(shì)不可擋的進(jìn)化過程”。斯圖爾特舉的例子既有趣又有煽動(dòng)性，比如蜘蛛網(wǎng)和雪花中的數(shù)學(xué)、蟻群大小的變化、八哥群的形成，他還研究了植物的分枝系統(tǒng)和虎豹等動(dòng)物身上的花紋。他還專辟一章書寫“花卉中的斐波納契數(shù)列”，概述植物王國的格局。

所謂斐波納契數(shù)列，即1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144……它由比薩的列奧納多于1202年首先發(fā)現(xiàn)，列奧納多的父親是波納契，因此他將其命名為“斐—波納契”。在這個(gè)數(shù)列里，每個(gè)數(shù)字都是前兩個(gè)數(shù)字之和，這一簡單排列描述的內(nèi)容卻相當(dāng)豐富：例如，百合的花瓣是3片，毛艮的花瓣是5片，飛燕草的花瓣是8片，金盞花的花瓣是13片，紫菀的花瓣是21片，雛菊的花瓣為34片、55片或89片。但是斯圖爾特的作品和思想在眼界和趣味方面遠(yuǎn)甚于此。他開篇即指出，胚胎期細(xì)胞的分裂現(xiàn)象與肥皂泡形成泡沫的方式有明顯的相似性，染色體在分裂細(xì)胞中的排列方式與互相排斥的磁鐵的排列方式相似。換句話說，無論把什么指令編進(jìn)基因，生物體的眾多表現(xiàn)似乎都受制于其物理性質(zhì)，而物理性質(zhì)則可以寫成數(shù)學(xué)等式。斯圖爾特認(rèn)為，這絕非偶然，是生命出于自身目的利用了自然界中的數(shù)學(xué)/物理學(xué)。他發(fā)現(xiàn)了分子的“深層幾何學(xué)”，特別是在形成結(jié)點(diǎn)和線圈的DNA中，這種結(jié)構(gòu)十分重要。例如，他引用了海因茨·弗倫克爾——康拉特和羅布利·威廉斯著名的煙草花葉病毒實(shí)驗(yàn)。斯圖爾特認(rèn)為，這正是無機(jī)世界和有機(jī)世界之間的過渡；如果試管能分離出病毒成分，并讓其保持自身機(jī)制，它們自然就會(huì)重新合成可復(fù)制的完整病毒。換句話說，分子結(jié)構(gòu)可以自動(dòng)形成生命。因此，理論上，準(zhǔn)備好相應(yīng)的各種合成物質(zhì)并將其置于試管中，應(yīng)該可以創(chuàng)造病毒，也就是生命。20世紀(jì)90年代后半葉，數(shù)學(xué)家已經(jīng)了解原始生命（黏菌，如土壤阿米巴盤基網(wǎng)柄菌）的發(fā)展過程，這并不是什么難解的數(shù)學(xué)方程。斯圖爾特說：“關(guān)鍵是，許多生命特征被證明具有物理學(xué)特性，而不是生物學(xué)特性?！?/p>

也許最能說明問題的是斯圖爾特等人稱之為“人造生命”的實(shí)驗(yàn)。本質(zhì)上說，這些實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)游戲，其目的是以符號(hào)形式復(fù)制進(jìn)化的方方面面。計(jì)算機(jī)屏幕上往往會(huì)有一片網(wǎng)格，比如，寬100個(gè)方格，長100個(gè)方格。在每個(gè)方格中分配一叢“灌木”或一朵“花”，一條“鼻涕蟲”或一只“鼻涕蟲的捕食者”。然后科學(xué)家設(shè)計(jì)各種規(guī)則，比如，鼻涕蟲的捕食者一次可以移動(dòng)五個(gè)方格，而鼻涕蟲只能移動(dòng)一個(gè)方格；還有，與紅色花相比，綠色花上的鼻涕蟲不太顯眼（也不容易被吃掉）；等等。這種人造生命借由計(jì)算機(jī)模擬開始運(yùn)行，移動(dòng)數(shù)量可能是1萬步，甚至是5000萬步，使得科學(xué)家得以觀察“人造生命的演變”。人們嘗試了很多程序。最令人震驚的是安德魯·帕格利斯于1996年設(shè)計(jì)的“變形蟲”實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的規(guī)則是植入一組隨機(jī)的計(jì)算機(jī)代碼，每10萬步就隨機(jī)更換其中7％（以模擬突變）。帕格利斯發(fā)現(xiàn)，大約每5000萬步就會(huì)出現(xiàn)一次自我復(fù)制的代碼片段，這個(gè)結(jié)果源于編程時(shí)所仰仗的數(shù)學(xué)。正如斯圖爾特說過的：“不必將復(fù)制寫入規(guī)則—它自然就會(huì)發(fā)生了。”其他的驚人嘗試還包括共生和寄生蟲的產(chǎn)生，不時(shí)被快速變化打斷的長時(shí)間停滯，這就是尼爾斯·埃爾德雷奇和史蒂芬·杰·古爾德提出的間斷平衡說。這些模型（它們并非傳統(tǒng)意義上的實(shí)驗(yàn)）顯示了生命起源的可能性，同時(shí)，斯圖爾特也引用數(shù)學(xué)模型，說明神經(jīng)細(xì)胞的網(wǎng)絡(luò)，或者說“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，如果相互連接，就能夠自然獲得計(jì)算能力，這個(gè)現(xiàn)象被稱為“突現(xiàn)計(jì)算”。這就意味著普通物理學(xué)活動(dòng)能夠自發(fā)地產(chǎn)生具有原始計(jì)算能力的網(wǎng)絡(luò)：“進(jìn)化會(huì)自主選擇能進(jìn)行計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)，從而提高生物的存活率，繼而導(dǎo)向更高級(jí)的計(jì)算?！?/p>

斯圖爾特的基本觀點(diǎn)是，在賦予生命形式方面，除了遺傳學(xué)以外，數(shù)學(xué)和物理學(xué)也同樣強(qiáng)大；不過，“生命基于物質(zhì)世界的數(shù)學(xué)模式。遺傳學(xué)發(fā)掘和整理了那些模式，但是物理學(xué)使之成為可能并加以約束”，這種觀點(diǎn)并非人人都能接受。在斯圖爾特看來，遺傳學(xué)不是生命最深層的秘密，也不是生命最深層的秩序。相反，數(shù)學(xué)才是。在書的結(jié)尾，他預(yù)言，21世紀(jì)將會(huì)出現(xiàn)一門結(jié)合數(shù)學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)的“形態(tài)數(shù)學(xué)”新學(xué)科，他希望這門學(xué)科能揭示周遭世界的深層模式，并最終幫助我們理解生命的起源。