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笔笛椤Ｋ囊馔际且得鳎孔拥摹把塘辈皇亲匀唤绲氖率担鼋鍪怯捎诿枋隽孔拥睦砺鄄煌瓯杆稹０蛩固辜嵝牛⒉皇橇孔邮澜缡侨绱说牟徽媸担橇孔勇鬯峁┑拿枋霾皇实薄Ｋ谛锤鳰·玻恩的信中说，“我发现这种观念十分令人难以容忍。”他还说，“如果现在的解释可以证明是正确的，我宁愿做一个修鞋匠，或者甚至到赌场里去干事，也比做一个物理学家强。”②然而结果是，爱因斯坦及他的同事B·波多尔斯基 （Boris Podolski）和 N·罗森 （Nathan Rosen）所提出的著名的思想实验非但没有能解决量子的不确定性问题，反而产生了更大的困惑，它无疑承认了在空间相互分离的粒子间的瞬时信息传递。量子的实在性证明比任何人所预料的甚至更奇妙。
著名的爱因斯坦棽ǘ喽够鶙罗森实验是要得到处于相同状态的两个相同的粒子并允许它们分离，然后对其中一个粒子的位置进行测量。因为这两个粒子是相同的，所以人们的预料是，应该可能利用这种信息来预测第二个粒子的相应状态。对这个粒子，我们可以测量它的补充属性，比如说速度。这就意味着，我们既能知道第二个粒子的速度又能知道它的位置棗这一结果在量子论中是被禁止的。爱因斯坦争辩说，同时的位置和速度具有某种意义，如果量子论不能说明这一点，那是因为它不完备。
爱因斯坦棽ǘ喽够鶙罗森实验在1935年就已提出，但直到80年代它的陈述才得到物理仪器的检验。这种检验没有证实爱因斯坦的预料，反而产生了意想不到的结果。正像宇宙学的光束分裂实验一样，两个粒子尽管在空间是分离的，但结果显示它们是直接相互关联的，在这种情况下，测量一个粒子的活动对另一个粒子有某种测量影响。事实上，这种奇怪的现象就是物理学家J·贝尔 （John Bell）在 60年代所预言的。①贝尔定理要求空间上相隔一段距离的粒子之间有瞬时的“信息”传递，对爱因斯坦棽ǘ喽够鶙罗森思想实验的检验证实了结果的确如此。粒子具有瞬时相关性，所以信息能够越过有限空间而无需有限的传递时间。
信息的瞬时传递违反了相对论的基本定律：宇宙中没有任何信号能传播得比光速快。但量子似乎无视这一禁令，它们的相关性是瞬时的，而且并不缩短距离。
2。3 泡利原理
非定域相互作用也出现在原子结构内。的确，与卢瑟福所提出的经典模型（一定数量的电子围绕硬核旋转）相比，原子结构的现代模型非常模糊。原子核由若干到目前为止尚未完全搞清楚的高能场组成，而围绕它的电子似乎以某种奇怪的方式告知彼此的存在。这种相互关联的独特形式只出现在电子同原子核有联系的情况下，它与单个电子、单个核子和其他独立的粒子无关。
尽管每个电子不被任何已知的力引向其他的电子，但壳层中围绕原子核的每个电子的表现形式就好像它“知道”其他电子在干什么似的。由所有电子形成的总模式报告每个电子的表现形式，并规定它们状态的相互概率。①
围绕着原子核的电子相互排斥的数学表述是泡利在1925年提出的。他的“不相容原理”告诉我们，围绕着一个核或在多原子构型中围绕着几个核旋转的电子所处的运动状态都可以由四个量子数来描述。不相容遵守反对称规则。如果我们考虑到电子在原子壳层中的状态是用薛定谔波函数ψ （x1，x2，x3，xn）来描述的，这个意思就清楚了。这里的“xs” 是不同电子（包括它们的自旋）的坐标，正是由于这个波函数，不相容原理必须是反对称的。这就是说，如果任何两个电子相应交换，波函数就改变符号。同样的反对称规则也适用于在其中有许多电子围绕着几个核旋转的复杂分子，甚至含有极大量电子的金属元素的波函数也一定是反对称的。
波函数的反对称原理规定，原子中的电子必须占据不同的轨道。但是，整个原子（或分子、金属元素、或其他复杂的多原子系统）为什么能遵守反对称规则呢？这一点还不清楚，因为不存在约束电子的通常的力或能。不相容原理要求电子间有精确相互作用而不涉及动力学的力。正像爱因斯坦棽ǘ喽够鶙罗森实验中的两个电子和光束分裂实验中的两个光子似乎知道相互的量子态而无需交换明显的能一样，原子、分子或金属元素中的电子也如此直接地和非动态地相互联系在一起。
电子对单一态的不相容有助于具有特定性质的有序原子结构的出现，这是宇宙中所有复杂现象的基础。不过，泡利原理只是描述了不相容起作用的方式：一个电子“知道”其他电子在干什么的方式，但是，它并没有解释这种方式。
2。4 霍伊尔假设
因为电子受到泡利原理的约束，只能以独特的状态围绕着核旋转，所以物质能够把自身建构成越来越复杂的形式。倘若没有这一原理，自然界中的一切就将是无定形和无特色的一锅汤。但就最先出现的物质构成来说，物理条件必定允许越来越多的电子进入稳定原子的组态场，这需要中性原子振动的各种不同频率的谐和棗一种与共振紧密相关的现象。这种谐和有很大的重要性，因为在物质构成的某一点上，所有共振所要求的微调很难实现。
在宇宙的历史上，第一批形成的原子核由一个质子和一个中子构成，它们是氢的同位素氘核。随后在早期宇宙的强烈辐射场中发生的反应把一些氢核聚变成氦核。宙场的途径，否则我们所见到的复杂宇宙就不可能进化成现在这样。这条途径显然已经找到，这就是一种新元素的出现，这种元素能比氢和氦更强烈地催化各种反应，而且可能合成更重的元素，这种元素就是碳。
使人感到迷惑不解的是，碳为什么该首先在宇宙中出现？产生一定量的重元素需要大量碳的合成，出现这种合成的可能性似乎很小。碳的出现仅仅是由于偶然的巧合，对我们来说这是很幸运的，因为如果没有这种巧合，行星、植物、蚂蚁和人类就不可能出现。
这种巧合 （如果确实是如此）与氦、铍的一种不稳定同位素和碳的频率有关。碳可以在两个氦核聚合成一个铍核开始的过程中合成，氦核和铍核的进一步碰撞就能产生出碳核。
问题在于，在第一次碰撞中产生的铍核非常不稳定：它几乎一出现就蜕变。它在极短的寿命期内遇到氦核的机会是微乎其微的，而概率表明，通过这种过程宇宙中只能产生极少量的碳。不过，如果存在各自共振频率的微调，那么情况就不一样了，因为原子核共振频率的巧合会增加它们之间聚合的机会。物理学家E·萨尔皮特（Edwin Salpeter）早在1935年就已经提出铍和氦具有巧合的共振这一假设，这种巧合可以说明足够的铍的产生，但不能说明足够的碳的产生，在铍的不稳定的同位素和碳的共振之间还必须有另一种巧合。乍看起来，自然界中出现这种双共振的机会非常小，然而，天体物理学家F·霍伊尔 （Fred Hoyle）指出，情况正是如此。为了说明观察到的碳的数量，结论只能是这样，即我们必须承认双共振，此外没有任何其他的解释。
在加利福尼亚工学院核物理实验室中所进行的实验证明霍伊尔是正确的，自然界确实显示出了在三种不同的原子核之间具有两种不同的共振这种最不可能的一致。正是由于这种巧合，重子物质才得以越过氢、氦和铍的阶段而进化，比惰性气体中随机碰撞的原子更复杂的物质。
3 生命现象中的谜
生物学上持久的，也许具有深远意义的“谜”是有生命机体的进化及其复杂结构的产生和再产生，我们将依次讨论这些现象。
3。1 物种的进化之谜
传统上，生物学家都根据特定物种的特定历史来说明所观察到的有机体的解剖学特征。他们认为，不可思议的遗传突变和自然选择塑造了我们今天所看到的有机体并创造出生物的形式。突变被看作是双亲的遗传密码在后代身上的副本出现了“打印错误”，而且所有物种都以差不多不变的比率产生这种突变。随机变异所产生的绝大多数突变体在某些方面都存在缺陷，因而会被自然选择所淘汰。然而，随机突变不时地会偶然碰到使个体更适于生存和繁殖的遗传组合，这种个体又把它的突变基因遗传给子孙后代，而由这些后代所产生的许多后代取代了属于先前占主要地位的物种的那些个体。
有些研究人员，例如像R·道金斯（RichardDawkins），对这种解释十分满意。按照道金斯的观点，自然界就好像一个“盲种表匠”，它的试错法产生了生物圈的有序和多样性的全景。但其他许多人对此不太相信，例如M·丹顿 （Michael Denton）就问，随机过程是否能够创造出一种甚至其基本要素（如蛋白质和基因）也比人类的智能更复杂的进化结果呢？能不能说诸如哺乳动物的大脑这种真正非常复杂的系统是偶然出现的呢？这种大脑中仅仅百分之一的通讯线路按类别组织起来，也比全世界整个通讯网络的通讯线路多。丹顿的结论是，被自然选择所影响的偶然突变能够很好地说明特定物种的变异，但几乎不能说明它们的连续变异。①
怀疑达尔文关于物种进化的机制的适当性的一个理由是K·洛伦茨 （Konrad Lorenz）提出的。②洛伦茨说，尽管断言偶然突变和自然选择的原理在进化中起一定作用在形式上是正确的，但仅仅这种断言本身并不能说明事实。突变和自然选择可以说明特定物种内部的变异，但是在这颗行星上，生物进化可以利用的40亿年时间对通过随机过程从物种的原生动物祖先产生出今天这样复杂的和有序的有机体来说，可能是远远不够的。
数学家H·韦耳 （Hermann Weyl）在涉及这个问题时指出，作为生命基础的分子每一个都由大约100万个原子组成，所以原子的可能组合数是非常巨大的。另一方面，能够产生有效基因的原子组合数却是极为有限的，通过随机过程产生这种组合的可能性是微乎其微的。韦耳说，比较可能的解释是，某种选择过程一直在进行，一直在探索不同的可能性，而且在逐步探索从简单到复杂结构的途径。韦耳本人的意见是，“具有意象、理念、‘建构计划’性质的非物质因素”可能包含在生命的进化中。①
科学界不接受这些猜测，因为它们具有目的论的味道。科学家们相信，自然界创造出自己的图样，而不是接受现成的图样。但是生命在有限的时间内已经不可思议地建立起复杂的结构，它是如何做到这一点的，到现在还没有令人满意的答案。不言而喻，认为我们这个行星一定受胎于来自外层空间的生命胚芽（开尔文勋爵也持这种观点），这已超出了科学可接受性的栅栏。
物种在其中进化的环境并不是一成不变的，这个事实解决了随机进化的问题。一度适合于居住的地方随着时间的推移可能变得不那么适合了，甚至可能威胁到某一物种的生存。为了继续生存，这个物种不得不修改它们的适应方式以有利于适应能更自然存活下来的小生境。不过，这样的修改可能是危险的。即使这个物种产生出使它们最终适于生活在更能自然存活的环境中的突变体，但在过渡期间它能达到这种环境而不冒不能适应和可能灭绝的危险吗？尽管生物圈环境不是固定不变的，但大量物种仍同我们在一起生活。显然，存活下来的物种解决了从一种类型的环境转换到另一种类型的环境的问题，但它们是怎样做到这一点的还没有弄清楚。
我们可以在“进化图景”的框架内来分析这个谜。设想一个像一张纸那样向两个方向伸展的水平面，这个平面并不完全平坦，有些地方有向上隆起的小丘，物种基因遗传中的每一个变种都沿平面的一个方向或另一个方向移动。隆起的小丘给这个图景增添了适应的因素，物种越适应它的环境，它在小丘上就攀登得越高，小丘的顶部代表最适应的点。
根据达尔文的理论，物种慢慢向小丘的顶部攀登，它们在其基因库中产生随机的变种，由此而产生的突变体面临着生存下去的考验。不适应的突变体被自然选择淘汰，这就迫使物种沿适应的斜坡向上攀登。问题是，物种也能从一个小丘向另一个小丘移动吗？
在稳定的环境中不会出现这种问题，物种能停留在它们自己的小丘上，并向小丘的顶部靠近。但是在变化着的图景中，从一个适应的顶峰向另一