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绝不能把牌的次序复原。纸牌的张数愈多，则洗匀所需要的时间也愈长。故
洗匀的程度，可用以测量时间，而且因此为一非可逆的过程，故也可用作方
向的指针：愈洗愈匀，则表示时间在前进；若各牌自行重返原顺序的排列，
那么我们必在反向上去追溯时间。
所以如爱丁顿所说：熵在物质世界中，为时间的指针。如温度之差在减
小，能量在变成逸散而更少，熵在增加，则时间的过程为正，我们在向着未
来前进。反之，如果我们从方程式中发现熵在减小，可用的能量在增多，则
我们应知我们在从未至始地追踪一个过程。
气体分子运动论使我们能够把熵增加的过程，译作分子运动的过程。若
有二器，各盛相等数目的分子，其中一器热而他器冷，则前者所盛分子的平
均能量与速度，必较后者所盛分子的为大。今若将此二器连通，则分子的碰
撞，将使分子的平均能量趋于相等，直至分子速度的分布，遵照麦克斯韦与
波尔茨曼的定律。这是一个最后的状态，要使这种最后状态恢复最初状态，
只有靠有意识的行动如麦克斯韦的魔鬼的那种想象中的行动，或由于一种极
不可能的机遇，以至全部运动较速分子都跑到一个容器中。在无穷的时间里，
这极小的机遇，也许有偶尔发生的可能；除非有其他比较可能的情况发生，
把整个系统颠覆；实际上这后一情况是更可能发生的。
天体演化学
自地球中心说被推翻，恒星被承认是远方的太阳以后，宇宙规模估计数
的增大，对于人类并无多大的重要性。并且天体起源的问题，为科学的问题，
而非哲学的问题。但是天体物理学知识的猛进，确足使我们感到深刻的印象，
而叙述其一部分成果，也许有其相当的价值。
我们的银河系含有恒星约数十万万个，而其中最远的恒星彼此的光或需
三十万年方能到达对方。在我们的恒星系统以外，广大空间的汪洋中，有数
以百万计的旋涡星云，可能是形成中的新星系。其中有些很远，其所发的光，
须行走一亿四千万年才能达到我们的眼中。
但是，牛顿认空间是无边际的，今天看来空间却似乎是有止境的，由于
散处的物质的存在而呈现弯曲。光如向外继续进行数十万万年，可能重新回
到原来的出发点。
人类的出现可能是在几百万年以前。地球的年龄可能约为数十亿年。内
部温度达几千万度的太阳与恒星向外辐射能量可能已有几十亿以至万亿年以
上。
地上的九十二个元素，可为恒星内部的热力所毁坏。在恒星上，可能存
在有我们所未知的放射性原子。由于这种原子的分裂，或由于质子与电子的
相互冲突，物质便可化作辐射，成为恒星生存的能量之来源。地上的原子，
即用以组成地球和我们的身体的原子，或许只是这个宇宙过程的副产物，剩
余的死灰。
星云假说足以解释巨大星系的形成，而不能说明我们较小的太阳系的产
生。要想弄清太阳系的起源，我们必须注意观察某些不常有的现象，例如两
个尚为液体或气体的天体适逢行近时所发生的潮汐波。由此可见，在目前的
宇宙中，我们所知的生命必需的条件，即使不是独一无二的，也是很少的。
看来，所谓生命，或可视为宇宙演化的副产物中微不足道的偶然现象，也可
看做是创造性，演化的高度努力的最高表现，由于时间和空间的巧合，只有
地球才能成为它的安适的家乡。科学能提出时空合适位置的各种不同估计但
孰是孰非，则无论如何，非今日所能决定。
宇宙的未来又将如何？凯尔文爵士提出的能的逸散原理，以及克劳胥斯
提出的熵向极大值增加的学说，都指示一个最后死亡的平衡状态。在此状态
中，热量在均匀的扩散，而物质为永久的静止。新近的观点，已修改其细节，
而未变更其结果。活动的物质化作辐射，辐射最后在空间中漫游，这个空间
是太大了，以致不能为辐射所饱和，而再行沉淀物质。秦斯算得：每一活动
原子可得生存的机会为10 420，000，000，000 分之一。宇宙似乎正在不断
化为均匀分布的辐射。
然而如果宇宙依然在不断化为辐射，则必有一个结束的时候，而决不能
如此永远进行，换言之，它必将达到一最后的平衡状态。秦斯说：
一切迹象都以不可抵抗的力量说明，一个或一系列确定的宇宙演化事件
将在并非邈远无穷的某一个时间或某些时间发生。宇宙不可能是由其现有的
成分中偶然产生的，也不可能如现在一样的继续下去。因为在这两种情况的
任何一个情况下，除不能化为辐射的原子而外，不会留下任何原子。宇宙间
将无日光，也无星光，只有辐射的一道冷辉，均匀地扩散在空间。这确是今
日科学所可见到的全部宇宙演化，终久必将达到的最后结局。①。。
有些人以为宇宙的最后静寂而死，想起来叫人不可忍受。但宇宙也许不
大可能为了使他们高兴而继续维持其存在，不过，在自然的方法中，似乎又
有一条摆脱其最后毁灭的出路。这就是霍尔丹及施特尔内所指出的一条出
路：如果有无穷的时间，则所有不大可能发生的事情也可以发生。分子巧遇
的浓集，可能逆转匀混的作用，而打破热力学第二定律的可怕结果。辐射能
巧遇的浓集，或可饱和一部的空间，而新的物质，即是我们旋涡星云之一，
可能结晶出来。我们与无数的恒星，也许就是此偶然事件的一例吧？
秦斯所算出的不致发生此偶然事件的概率，虽然极大，但无穷大更大。
等候这偶然事件的时间虽然很久，但永恒更久。在无穷490 久的时间中，这
些不可思议的机会之一，或将发生，也有其可能。一个新的“原子的意外的
集合”，或可解释过去演化的行动方法，而且当现有宇宙表面上永远化为“辐
射的冷辉”之后，重新带来一个新的更始。
我们不能说这是很可能的，因为我们的根据已达到或已超过知识的极
限。实际上，像分子群的情况一样，其间更有可能发生某种其他机会，阻止
此不大可能的偶然事件实现。一切上述的说法，仅是随意的猜度而已。
科学、哲学与宗教
本书前些部分叙述了哲学的观点，从十九世纪物理学的朴素实在论，一
直到马赫与毕尔生的感觉论（后者主张科学仅能提供一个概念上的现象模
型），而且最近更发展为罗素与怀德海的数学上的半实在论。
随着历史的发展，近些年来，从根本上来说是由休谟与康德传下来的哲
①
SirJ。HJeans ，Eos，ortheWiderAspectS of Cosmogony，London。1928。
学得到了新生，而应用于现代科学，特别是应用可以用数学方式表述的那一
部分科学，如物理学①，但是许多研究其他科学与其历史的人并不相信这种哲
学走在正确的道路上②，有些人却主张把常识加以系统化就行了③。
相对论与量子论深刻地改变了物理科学的基本原则，在1930 年，认识论
（或知识论）可以是（而且常是）建立在物质宇宙的所谓本性基础上，可是
到了1939 年，爱丁顿提出，反过来把我们对于宇宙的概念建立在物理知识理
论的基础上，要更好一些。为了发展关于物质与辐射的现代理论，最好先有
一个确定的认识论的见解；
寻找知识时，了解我们要寻找的知识的性质，是有帮助的。可是有人批
评这办法是回到希腊人和中世纪人的“先验”的方法去。知识的来源在于我
的感觉以及我们的感觉所引起的意识的变化。简单的觉察只是感宫的认识，
但可能是获得个别知识的途491 径。可是意识是一个整体，如果我们愿意的
话，意识可以分析为其组成的部分，但这整体总表现为一幅图象或一个结构。
很多证据表明，相似的结构也出现在别人的意识里，这也说明有一个本
原的结构存在于个人意识之外的领域内。这样，这个综合就被转移到外界去，
在那里，字谜画的碎片等着物理学理论去加以组合。但是，直到最近，物理
学的理论才不但在事实上，而且在形式上成为一种关于数学上的群结构的理
论①。
根据新的观点，有一种哲学包含在促进科学进步的方法之内。这个方法
认为观测是最高的法庭，但是也考虑到客观上存在而不能观测到的量，例如
迈克尔逊—莫利实验里的以太速度，或者相当于现代相对论里的隔远事件的
同时性，以及海森堡量子波动力学里电子的位置或速度的不定性。
即使我们把经验的观测当作物理知识的唯一基础，我们也还是因而主观
地选择了那种我们认为是物理的知识；这样发现的宇宙不能完全是客观的。
认识论科学所研究的是知识的意义，而不是假定的实体（外界），它的符号
就代表了知识的要素。这样我们所达到的是一种有选择性的主观主义，在这
里，自然的定律和常数完全是主观的。
但是我们真正观测到些什么？旧物理学假定我们直接观测到的是实在的
事物。相对论说我们观测到的是“关系”，而这些关系必然是物理概念之间
的关系，物理概念却是主观的。根据量子理论我们只观测到概率；未来的概
率是可以测定的，但是未来的观测知识本质上是非决定论的，虽然某一特殊
事件发生的机遇可能很高，以致可以认为其具有必然性。但是如果不借助于
机遇的定律，科学便不能对于将来发生的事件作出预言。
科学的各种规律性，可以用观测或实验的办法纳入科学。白光是一种无
规律的扰动，可是用棱镜或光栅去研究它，便可求得它的规律性。原子只能
以粗暴的干涉法去研究，而这样势必扰乱它的正常的结构。卢瑟福认为他发
现了的原子核可能就是他自己造成的。物质消逝了，我们得到的是形式：在
量子论中，是波动；而在相对论中，则是曲率。我们所熟悉的自然图象的形
式或范型，是我们最容易当作新观念加以接受的，而且这些观念由于被纳入
①
SirArthurEddington，Philosophy of PhysicalScience， Cambridge，1939。
②
H。Miller；“philosophyof Science”，Isis，Vol，XXX，1939，p。52。
③
W。s。Merrill；TheNewScholasticism，vol，XVII；1943，p。79。
①
Eddingtcn；同前，p。209。
这个形 492 式，便成了“自然规律”——由物理知识的主观方面产生出来的
主观规律。所以认识论的方法，引导我们去研究的自然是公认的思想框子内
的自然。我们能够先验地预言任何知识必具的某些特性，只因为它在这框子
之内，虽然物理学家可以由果溯因地重新发现这些特性。
我们所用的数学也是这样——在我们把数学引入物理学的体系内以前，
数学是在物理学体系之外的。我们把数学引入进行运算能否成功，全取决于
我们的经验相互联系的程度。就数学的观点说来，所需的程序是包含在所谓
群和群结构的理论之内的。
原子结构的各种超微观定律（现在溶合在量子波动力学中），在质点数
目变得很大时，归聚于古典物理学关于物体的各种定律（现在表现在相对论
中），因而须用统计的方法去研究它。超微观定律在理论上概括了全部物理
学，从原子的角度给我们的知识提供了一个框架。
米勒（Miller）认为，如果有任何形式的主观哲学发达起来，它会削弱，
最后毁灭观测的科学。两千年来从唯理论到经验论，科学经历了三个阶段。
希腊科学家想通过理智的或理性的洞察力去寻求定义。他们相信那些描写普
遍形式或结构的定义，而且他们并不把这种结构看做是一定现象的变化不已
的实际情况，因而希腊科学是先验的。十七、十八乃至十九世纪初期，科学
抛弃希腊的先验论，保留普遍性而修改了唯理论，不容许理论与个别事实之
间有什么矛盾。达尔文和赖尔说明了有机物种的变异性从而打破了自然律的
普遍性和不变性的观念，引入了进化的历史分析法，于是有人认为这才是真
正的经验科学。经验论者正是把这种经验科学同新近复活的认识论的各派哲
学对立起来。可是物理学的理论仍然很少受到进化观念的影响，因而认识论
的方法仍然有活动的机会。
在作者执笔写本书初版最后一节的时候，当时看起来科学所493 遇到的
最大危险是美国的反对进化论的“原教旨主义”运动。但是以后出现另外一
种更大的危