用科学方法证明上帝的存在

作者: 威廉．哈澈尔(William Hatcher)。
The original article

一．科学研究方法的特征

既然我们声称要用科学方法来证明上帝的存在，那我们首先需要对科学方法的基本特征作一番说明，由于现实中存在着对科学方法之精髓的许多误解，这番说明便更为必要。

科学是建筑在两个基础之上的。一是具体的可观察的一面：我们收集数据，记录观察到的现象，这些记录便构成了我们对给定现象的客观描述(事实)。另一方面既是科学的抽象性和理论性。对一个给定的现象，当我们做了足够的观察和收集了一定数量的数据以后，我们便要寻求对这些观察到的现象作出解释。我们想要知道这些表象之间有什么关系。换句话说，我们期望能够理解这些现象是怎样发生的，为什么这样发生，是怎样运作的等等，我们因而会提出假设(你也可以说是理论)，这样的理论是我们对客观现象内部运作机制的假设。这些假设通常用抽象的术语来表达。也就是说，这些假设往往牵涉到无法观察的力或实体(比如核引力或电子)。与此相反，我们对客观事实的描述常常是采用具体的术语，也就是那些用以描述可观测实体或结构的术语。

我们用以检验客观描述(事实)是否准确的方法是作更深入的，更全面的，更准确的观察和测量。然而，由于我们人固有的观察能力和神经系统的局限性以及用以作观测的仪器的局限性，对任何给定现象的描述，无论我们多么小心仔细，我们都不可能完全准确，完全避免误差，尤其是当我们观察微观现象或离我们极其遥远的现象时，就更是如此。但即使一般而论，这也成立。因此，任何现象的真实取值总是相对的。通常的观点认为科学是绝对的，是无可争辩的，实际是对科学的误解。

而如何检验一个科学理论是否正确则是更为复杂的过程。我们首先用我们的理论作出逻辑上的推断：什么样的现象在什么条件下应该发生，然后我们用通常的方法来观察这些现象是否真的发生了。比如我们的理论说雪花是白色的，然后我们就去观看雪花是否真是白的。如果这些理论的推断与我们所观察到的现象相符合，我们就说这个理论是有效的，有根据的，或是正确的，也就是说，这个理论是经过实践验证的。

因此科学理论的正确与否也是相对的，因为既使所有目前的理论推断都得到了验证，你也不能排除今后新的推断将与新的事实不相符的可能性。而且，既使今天的观察验证了理论的合理性，将来新发明的检验手段也还可能证明目前的理论推断不符合事实。所以，讨论一个理论的真实性，常常会自相矛盾，有时甚至是滑稽的。一个理论只可能被证明是错误的，但却不能被完全证明是绝对正确的。

上个世纪初，曾有人认为我们可以建立一套逻辑推理，以使我们可以从特殊的有限的个例中推演出一般的普适的规律，并同时具有从一般原理到特殊结论的推演所享有的可信度。然而，现在我们已经知道，这是不可能的，既使只从原则上说也是不可能的。数学上的一个逻辑定理已经证明：对任何一套给定的有限的数据，将可能有无限个互不相干的，互不相容的理论与之匹配。而由于我们人类是有限的，这就决定了对任何给定的现象，我们都只可能收集到有限的数据，因而，任何一套收集的数据(或观察的现象)都不可能证明只有唯一的理论能够对此加以解释。正如一位逻辑学家所说：事实(数据)只可能反证理论。

所以，从某个角度说，收集数据与提出理论是相互独立的两件事。收集数据观察现象是缓慢的逐渐的过程，而提出理论则是富有创造性的不连续的想象力的跃迁。当收集数据时，我们企图知道事情是怎样发生的；而当我们提出理论时，我们试图想象事情将会怎样发展。

从上面的讨论我们可以得出以下无可争辩的结论：我们永远无法证明任何科学定理是绝对正确的。绝对真理的提法就根本不属于科学的范畴。通常所认为的科学代表绝对代表精确无误(与哲学和宗教真理的相对性和不精确性相比较)是对科学的误解。尽管有人可能会为科学真理的这种相对性感到悲哀，但实际上，这可能正代表科学积极的一面，因为这使得人类对真理的追求对科学的研究将永远无可穷尽，科学将永远处于动态的演进之中，而永远不会成为僵化的静止的一潭死水。更何况，几百年以来，科学方法已在不同领域里得以系统的运用，并使得众多的科学理论得到了广泛的高度的验证，这些都是对科学方法的高效率的有力证明。

概括起来，如果说一个命题(假设)是得到了科学验证的，也就是说这个命题与其他所有已知的逻辑上可能的选择相比具有更大的可能性(more plausible)(也就是最可几性)。因此，如果我们提出“用科学方法证明了上帝存在”这个命题，我们是指“上帝存在”比起其他所有已知的选择(尤其是“上帝不存在”的选择)具有更大的可几性。换句话说，如果我们说我们知道“上帝存在”，就尤如我们说我们知道核引力或电子存在一样具有相同的把握。

方法论的问题就说到此，下面开始我们的正题。

二．可见的与不可见的现实存在

首先让我们来建立一个原理，既客观现实中存在一个不可见的世界这件事实。换句话说，在我们人的主观世界之外，存在一个我们感官无法感知的世界。也就是说，客观现实里存在一些力或实体，我们虽然不能直接感知它们，但是其存在却是不以我们的意志为转移的。

举个简单的例子。假设我们手里握著一只铅笔，如果我们把手松开，我们发现铅笔会掉到地上，我们就说是地球的引力使铅笔掉下去的。但是再看一遍，我们真的看见了什么力在把铅笔往下拉吗？当然没有。我们根本就没有看见任何引力，我们只是为了解释为什么所有没有支撑的物体都会掉到地上这个事实，才推论出有这样一个看不见的力存在，否则我们就无法解释东西为什么都往下掉。

让我们再来仔细观察一下铅笔往下掉那一刻的初始状态。当我们把手松开那一刻，就我们可以观察到的空间而言，铅笔可以朝着哪些逻辑上可能的方向飞去？很显然的，哪个方向都是可能的(即上下左右前后等等)，没有任何别的物体挡铅笔的道，我们也看不见有任何显而易见的因素使得这个方向比那个方向更具可能性。然而，我们确实看到了其中一个方向(往下)总是受到独特的偏爱，不管我们重复多少次这个试验，每次铅笔都只是往下掉，从来没有朝着任何其他方向飞过。因此，实际上我们所观察到的是一个非常显著的持续的偏离随机的现象。

从科学的角度，如果我们说一个观察到的现象是随机的(偶然所致)，我们是指所有逻辑上的可能性都以同等的机率发生了。比如说，如果一只没有支撑的铅笔的行为是随机的，那么我们应该看到铅笔朝着其他方向飞去的可能性也应该时不时的发生。然而，我们所看到的不仅其他逻辑的可能性没有以同等的机率出现，而是根本就从未出现过，铅笔永远只朝着唯一的一个方向掉下去。因此我们所观察到的现象是一个持续的显著的始终如一的偏离随机的现象。正是因为如此才使我们不得不借助于不可见的力来解释这种偏离。

这个有关万有引力的例子给我们展示了一个普遍的科学方法的原理：即每当我们遇到一个可观察的现象表现出毫无理由的持续的对随机的偏离时，我们感到从逻辑的角度我们可以假设这是由于某种看不见的力或实体作用的结果。相反的，如果我们不这样假设，那才是很不逻辑，很不科学的做法。事实上，现代物理学里面的四大力的存在(强、弱核引力，万有引力及电磁力)，都是用这个方法推演出来的。这个原理是科学研究中基础的基础，如果我们要从科学中抛弃这个原理，整个科学界将全部坍塌。

然而，我们必须承认，我们并没有绝对的证明万有引力的存在。逻辑上来说，下面的说法依然是可能的(尽管极其的不可几)：所有从远古到今天我们所观察到的有关万有引力的现象都只不过是偶然的巧合而已。一个持怀疑态度的人仍然可以说：“我理解你为什么会相信万有引力的存在，但我还是不愿意相信有这种不可见的力存在。”他也可以说，等明天我们醒过来的时候，我们将会发现一个完全乱了套的世界，所有没有支撑的物体都会在天上乱飞，到那时我们就会明白，几千年以来我们的经历无非是一系列非凡的巧合而已。

从我们上面有关科学方法的讨论中，无论从哪个角度，我们都无法否决这种怀疑者的看法。当然我们可以指出他的假设是多么多么的不可几(但不是不可能)，但是怀疑者仍然有权力坚持他的不可几的信仰。然而，怀疑者却不能够一方面坚持自己反万有引力的观点，一方面又声称自己是科学的，是逻辑的。因为我们已经证明了不可见的万有引力的存在是目前为止最可几的选择，任何人如果故意要选择其他更不可几的(Less plausible) 假设，根据定义，他便是不科学的，不逻辑的(但是这并不等同于承认存在其他逻辑的可能性，尽管很不可几)。

让我们再回到物体总是自然下落这个例子上来，从那个例子中我们不仅仅证明了看不见的世界和不可测定的力或实体的存在，我们还展示了可观测的现象完全可以由不可观测的因素所导致，我们也同时说明了很多可观测的现象不能够完全用显而易见的看得见摸得着的理由来解释。如果用哲学的语言来说，那就是我们展示了可见的客观世界不能够自己证明自己(Not Self-sufficient)，也就是它不包括足够的能够自圆其说的解释自己的理由，或者可以说可见世界的现象是由不可见的存在所导致的，或者是从不可见的世界里产生出来的。

我们可以用一个简单的例子来说明上面的结论：想象我们站在宽阔的大海边的沙滩上，浩瀚无际的大海及其深不可知的内涵代表了神秘的不可见的世界，偶尔，我们可以看到有一条鱼跃出水面，而后又重新回到大海里。鱼在水面上停留的那一个短暂瞬间便代表了物质的可见的世界。

这个比喻与现代物理，尤其是量子物理对客观世界的认知很相近：可见的宏观物体是由成千上亿个很小的能量微粒(基本粒子)构成的。这些基本粒子总是处于相对的暂时的平衡状态及不停的运动之中，这些粒子来自于不可见的世界，每当其平衡被打破时，它们又重新回到不可见的世界之中。

三．科学中偶然性和非偶然性

从上面的讨论中，我们已经建立了这样一个科学方法的原理：每当一个现象展现出可测定的，持续的和显著的对偶然性的偏离，却又没有可观测的理由时，我们便有理由假设这个现象是由不可见的因素(力或实体)所引起的。我们现在需要更进一步，看看科学里有没有原理可以告诉我们什么是偶然的随机的，什么又是不偶然不随机的，什么是可几的(Probable)，什么是不可几的。

事实上，科学里真有这样一个原理，那就是热力学第二定律(或称熵增加原理)。这个定律是由法国的工程师Carnot(1796-1832)和德国的物理学家Clausius(1822-88)首先提出的。我们将列举这个定律的两个表达形式。第一个是非正式的描述，却很具有启发性。第二个是更正式的更准确的表达。但是两种表达，从科学上说都是正确的。

熵增加原理的第一种陈述是：无序性(Disorder)是可几的(Probable)，而有序性(Order)是不可几的(Improbable)。更进一步说就是：有序，具有结构和复杂的存在是不可几的；而无序，简单及均匀化的存在是可几的。从常识的角度很容易看出为什么会是这样：因为有序只代表一部分特殊的构型，而无序则代表了逻辑上可能的所有的构型，所以无序的可能性要比有序的可能性多的多。让我们用下面的例子来进一步说明这一点。

比如我们要比较一堆砖头和一栋砖房。一堆砖头代表无序，而砖房代表有序。如果我们想要把一个砖房子变成一堆砖头，我们可以用逻辑上可能的所有方式来拆砖头，我们可以从房子的任何地方开始拆，结果都是一堆砖头，所有的可能性得到同样的结果。但是如果我们想要把一堆砖头变成一个砖房，我们就不可能采用逻辑上所有的可能的方法而都得到同样的结果。比如我们就不能够在下面的砖还没有放好之前就先放上面的砖。因此把砖房变为一堆砖头的过程是从有序到无序的过程，或者说是从不可几到可几的过程，相反，把一堆砖头变为一个砖房是从无序到有序的过程，或者说是从可几到不可几的过程。

同理，如果我们建好了一栋砖房，让它独自在树林里呆着，50年以后如果我们发现砖房已经退化成了一堆砖头，我们不会感到很吃惊。但是如果我们在同样条件下放一堆砖头，也是50年以后，发现这堆砖头已经变成了一栋修建完好的砖房，我们定会非常惊讶。我们吃惊的态度正代表了我们凭直觉就能感到热力学第二定律的正确性。

现在让我们用更正式的方式来陈述这个定律。首先我们必须给出几个定义：物理体系是指任何物质存在的实体(Object)和任何这些实体的集合。而实体则包括了这个实体的各个组成部分，这些组成部分的任何集合都构成一个亚体系(Subsystem)。一个封闭的体系是指该体系不从体系之外接收到任何能量。现在我们来陈述热力学第二定律：任何一个封闭体系中的无序度会自发地增加，如果体系继续保持封闭，无序度将继续增加直到达到完全无序的状态，也就是体系的熵值达到最高的状态。这个完全无序的状态是体系的最稳定状态，体系一旦达到了这个状态，体系的状态将不会继续变化，除非有外界的能量通过一定的方式输入该体系之中。简单来说就是：体系总是自发地朝着无序的方向发展。

上面这个阐述方法自然会引出下面的问题：自然界里是否存在真正的“封闭体系”？就我们所知，世界上并不存在完全彻底的“封闭体系”(除非整个宇宙是封闭的，但这也是不能证明的)。比如，太阳系的能量大多数都来自于太阳，但也有少部分辐射能来自于太阳系之外。不过，我们也知道有很多近似的“封闭体系”，在这些准“封闭体系”中，热力学第二定律的正确性也总是得以证明的。事实上，这个定律是科学定律中得到了最广泛验证的定律之一。

有一点需要强调一下，尽管热力学第二定律称一个封闭体系会自发地朝着无序蜕变，但这并不排除不封闭的体系也会蜕变！为了要阻止体系朝着无序蜕变的过程，仅仅给体系提供能量往往是不够的。能量必须具有一定的形式又以一定的方式输入，体系才能将其转换并用以组建体系的秩序(或将能量用来增加体系结构的复杂性)。这个过程将如何发生既取决于体系自身的特性(体系内部各个部件之间的关系)，也取决于体系如何进展，如何与外界相互作用。

让我们举两个例子。空气分子在一个封闭的房间里的运动被认为是完全随机的。如果这时将一瓶香水的盖子打开，初始的状态是香水全在瓶子里，这代表一种有序状态。一旦香水瓶子被打开，开始蒸发，空气分子的自由运动将很快就把香水扩散开来直到香水均匀地分散到房间的每一个角落。这是一个自然地朝着无序蜕变的过程，完全可以用分子的自由运动来作解释。现在让我们把这个过程稍加改变，我们从房间外面向里面输入热能，显然这将增加房间的温度，从而加速分子的运动，因此增加了香水的扩散速度(也就加快了体系朝着无序蜕变的速度)。从这个例子可以看到，从体系之外向体系提供能量并不一定会使体系朝着有序发展。

第二个例子，让我们来看看地球上植物体系的生长(复杂化的过程)。植物的生长依赖于叶子的光合作用。光合作用利用太阳光作为其外部能量的来源。如果我们不给植物提供太阳光，相反我们为它提供热能，显然，植物的生长将会停止。因为，植物叶子内部的结构只允许它利用某种形式的能量(太阳光)来增加它的复杂性，而其他形式的能量将不能够达到同样的效果，甚至过量的不合时宜的能量将很可能把植物体系毁掉。

现实里可观测的世界是由无数物理体系构成的。这些体系中，有些从有序朝着无序发展(从不可几到可几的发展)，有些大致维持其现状，还有些则从无序朝着有序发展(从可几到不可几的发展)。第一种体系可以被理解成是自然发展的结果(由偶然因素所致)；第二种相对稳定的体系，或者是因为体系已经达到了熵值最高的最稳定状态，或者是由于外来能量的持续输入而将体系维持在某个平衡状态(也叫做“消耗体系”)；而第三种体系，由于是从可几到不可几的发展，因而不可能是由于偶然因素导致的，导致这种有序度增加的因素或者是某种可观测的能量的输入(比如植物生长靠的是太阳能)，或者是某种不可观测(不可见)的力所导致的。我们下面将要考察的正是最后这种体系。

四．上帝存在

现在，让我们来考察整个宇宙中所有可观测的物理体系，然后问一问：这些体系中哪一个是最复杂，最具有序度，最具有构型的体系？答案是无可争辩的：那便是人体，尤其是人的大脑和中枢神经系统，无庸置疑地构成了已知的宇宙中最复杂最精细的行为体系。无论是采用哪一个参照系统，与哪一个物理体系相比较(天然的，人工合成的)，人体都无疑是到目前为止最复杂最有序的。下面我们说到人的时候，总是指人的身体，而不指其他隐喻的文化的或精神的人。

我们现在可以得出第一个结论：由于人体是宇宙中已知的最复杂和最有序的结构，因此人体应是所有物理体系中最不可几的体系，也就最不可能是由于偶然的因素或偶然的过程而产生的。既然如此，就让我们来考察一下产生了人类的那个过程──也就是我们通常所称的进化过程。

首先，我们需要澄清一些有关进化的事实(就我们目前所知而言)。

我们知道对有关进化现象的观测主要是从化石的记录而来的，这些化石是从世界各地的岩石沉积层里收集的。假若这些记录本身相互自相矛盾或模棱两可的话，我们将会有极大的困难对这些数据作出解释。但事实并非如此，所有岩石沉积层里的化石都揭示出同样的进化进程：那就是所有更高级的更复杂的生命形式总是出现在较低级的较简单的生命形式之后。换句话说，进化过程是一个复杂化(Complexification)的过程，是从相对简单相对无序朝着相对复杂相对有序发展的过程，因而也是一个从更可几的构型向更不可几的构型演变的过程。

尽管我们可以就宇宙、太阳系和地球已经存在了多少年作冗长的讨论，我们也可以用很多时间来探讨在人类出现之前，适应人类生长的外界条件已经存在了多少年，但所有讨论得出的结论其基本模式都是类似的：即地球已经存在了几十亿年(很多专家的看法是大约45亿年(4.5 Billion))，最初最原始的生命形式──一种兰绿色的水藻类──最早可能出现在20亿年(2 Billion years)前。根据各种计算，在最初的水藻类出现以后的很长时间(大约10亿年)里，水藻类都是地球上唯一的生命存在形式。当水藻类变得很丰富以后，其他早期植物类的生命才开始出现(i.e. about 1 billion years ago)。

通过放射性半衰期及其它科学方法的鉴定，科学上已经相当有把握地确立了以下事实：最初最原始的无脊椎动物大约出现在六亿年前(600 Million years)。所以，从最原始的单细胞动物到现代人类(大约出现在五万年前)的进化过程只经历了不到6亿年的时间，从地质学的角度，这是很短暂的时间跨度，这表明进化中的物种根本就没有足够的时间进行无限制的开放式的任意的排列组合进而自然淘汰。而且，据估计从最初的单细胞动物到现代人类之间大约有一千种不同的物种介于其中，而每一次从一个物种到另一个物种的变迁都是从较低级的构型(因而是更可几的)到较高级的构型(因而是更不可几的)的跃迁。最后，化石数据还表明进化过程并不是一个逐渐的平稳上升的过程，相反，在每一个快速突变(朝着复杂化方向)的短暂时期之间存在一段很长的停滞稳定的时期(Plateaus)。

因此，进化过程显然是一个典型的显著偏离偶然性的例子。在一个特定的有限的时间范围内，物种进化表现出重复的持续的从可几的构型到不可几的构型的发展。因而如果我们仍然要假定物种进化过程是由偶然因素所致，那将是很不科学不逻辑的。事实是，从一个物种到另一个物种的变迁，如果任其发展(受偶然随机因素左右)，所需的时间恐怕比地球的 整个生命期都更长，考虑到整个进化过程，我们还需要乘以一千倍，其结果是个比宇宙的生存期(从宇宙存在到现在)还要大的数字。

从上面这些讨论，从科学的角度上说，我们有权力得出结论──事实上科学的方法论迫使我们必须这样做──那就是，进化过程是由一种看不见的力所驱动的结果。正由于我们人是这个进化过程的最终产物，所以我们的存在本身就应该归功于这个看不见的力，所以如果我们称这个力为“上帝”应该是可以理解的。但是如果有人对这个名字感到不舒服，不妨就称其为“进化的动力”(或者更准确一些，应该叫“推动了物种进化过程，因而创造了人类的动力”)。还应该指出，进化的动力应该有别于到目前为止科学上发现或假设的所有其他的力，因为根据我们现有的知识，还没有其它任何一种力可以产生象物种进化这样的现象，因此也就不可能产生象人类这样的结果。

现在，就正如万有引力的例子一样，如果有人持怀疑态度，不接受进化动力的理论，而更愿意相信，进化过程是一个随机的过程，不过是一系列高度不可几的偶然巧合而已。作出这样的选择，持怀疑态度者便自动放弃了称自己是科学的和逻辑的权力。从科学方法论的角度上，我们必须总是从所有的可能性中挑选逻辑上最可几的选择。尽管，随机的进化过程是逻辑上的一个可能性，但很显然那不是最可几的可能性。那些持怀疑态度者，尤其是持这种态度的科学家，需要解释为什么他们在所有其它的领域里都运用这个基本的科学原理，却独独要把进化过程当作例外而特殊对待？如果一个人没有任何困难相信由类似的证据推导出的万有引力和强核引力的存在，为什么偏要不通情理地拒绝相信进化的动力呢？

我们已经达到了我们说要用科学的方法来探索宗教信仰的目的。根据可观测的现象(产生人类的过程)，我们已经展示了假设不可观测的力的存在是所有可能性中最合理的选择，然而，有人完全可以问下面一个问题：我们有什么理由声称这个进化的推动力就是“上帝”？我们为什么不把万有引力或者强核引力也叫著“上帝”？我们将在下面一节里讨论这个问题。

五．上帝的特性

以下的讨论，是建立在我们已经接受了上面这个理论的基础上的：那就是不可见的力是推动进化过程的动力，因而也是导致了产生人类的动力(人类是进化过程的最终产物)。

初看起来，我们把这样一种力与上帝等同好像有点武断和没有来由，然而稍加思索将会发现其实并非如此。

首先，我们知道这个力具有这样的能力，它能产生像人类这样一个精致精美的物种，我们不把万有引力或者核引力叫做“上帝”，是因为这些力所产生的效应远没有像进化动力所产生的人类这样奇妙。如果运用贯穿这篇文章始终的基本方法论，我们自然也会好奇地问我们自己：一个能产生如此美妙的效应(人类)的力，其自身是否也至少应该如人类一样精致美妙呢？这个假设似乎应该恰如任何其他逻辑的假设一样合理(如果不是更合理的话)。

实际上，至少有一件事，我们知道这个进化的动力有能力做到而我们人类却做不到，那就是创造我们人类。事实是，在我们人类出现在地球上之前的那段漫长的时间里，这个力就已经在推动进化过程向前发展了。我们便是这个力作用的产物，我们的存在来源于这个力，这个力创造了我们人类！

从我们上面对可见和不可见的世界的讨论中，我们已经指出，从现代物理的观点来看，不可见的现实导致了可见的现象，因此，不可见的现实包含，甚至超越可见的现实。因而，我们也可以依据同样的推理而假设，不可见的创造了人类的进化动力也可能包含甚至超越人类本身。尤其是，从我们的自我认知和自身的经历中我们知道，我们人类具有自觉的才智和自由的意志。因此，我们也可以不太离谱地假设：这个创造了人类的动力也至少同样具有像意识、才智或意志这样的特性──更有可能的，进化动力所具有的这些特性将比人类具有的这些特性在程度上更高一筹。除此之外，唯一的其他选择，就只能相信一个缺乏任何意识意志意念的，不具有任何才智才能的盲目的动力，不知怎么地就创造出了人类这样一个具有强烈自我意识和高度聪明才智的物种。

实际上，就算我们不具有任何别的知识，我们也至少清楚地知道我们具有一个主观意识(Subjectivity)，因为我们对任何其他事物的所有的认知都是通过这个主观意识传导给我们的。因此，我们的主观意识应该是我们人类存在的最根本的条件，这个主观意识也就是我们的内心世界，那也是我们每个人实际上都活在其中的世界，而我们又知道，我们的主观及自我意识都是这个进化动力作用的产物，如此说来，那些对这个进化动力的特性的探讨认识当中，很可能曾经探索过我们的主观所不能及的更深层更深奥的领域，那便是我们最深层最隐秘的自我。因此，如果我们把这个动力称之为“上帝”，那么上帝的特性和那些对人类自身存在的认知就应该是建立在同一个坚实的基础之上的。