我們為什麼要建構宇宙圖像#
我們置身於一個令人困惑的世界，自然會問：
- 宇宙的本質是什麼？
- 我們在其中的位置是什麼？
- 宇宙與我們從何而來？
- 為什麼是這個樣子？
要回答，得先建構一幅世界圖像。「無限烏龜疊成柱、馱著扁平地球」是一種圖像，「超弦理論（superstring）」也是。兩者都是對宇宙的理論——後者更數學化、更精確。
兩者都缺乏觀測證據：沒人見過大烏龜馱地球，也沒人見過超弦。
但烏龜理論不是好的科學理論——它預測人會從世界邊緣掉下去，與經驗不符（除非「百慕達三角失蹤事件」就是這樣的人）。
從靈與神到規律與定律#
最早的宇宙觀以為事件由具人類情緒、行為難以預測的靈靈魂控制：
- 它們棲身於河流、山岳、太陽月亮等天體
- 必須安撫祂們才能換得豐收與四季更迭
但人們漸漸注意到規律：
- 太陽不論祭祀與否都從東升西落
- 太陽、月亮與行星走著可精確預測的軌跡
- 這些天體即使仍是神，也是遵守嚴格定律的神——若不算約書亞讓太陽停留之類的傳說
拉普拉斯的決定論及其神學留白#
最初規律僅見於天文等少數領域；過去三百年，發現的規律與定律越來越多。19 世紀初拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace）由此提出科學決定論：
- 必然存在一組定律，給定某時刻的宇宙構型，就能精確決定其演化
拉普拉斯的決定論在兩處留白：
- 不說定律如何被選定
- 不指定宇宙的初始構型
兩者都留給上帝。上帝決定宇宙如何開始、遵守什麼定律，但不再介入——上帝被局限於 19 世紀科學尚未理解的角落。
量子力學讓決定論不能完全實現#
我們今天知道，拉普拉斯所設想的決定論不可能實現：
- 不確定性原理意味著像位置與速度這類成對的量，無法同時精確預測
- 量子力學以一類「波」的形式處理：粒子沒有確切位置與速度
- 這些理論在「波隨時間演化」這層意義上仍是決定論的——已知此刻的波，就能算出任意時刻的波
不可預測的隨機性，只在我們用「位置與速度」來詮釋波時才出現。
也許這正是我們的錯——也許根本沒有粒子的位置與速度，只有波。我們硬把波套進舊概念，於是冒出表觀的不可預測性。
我們因此重新定義了科學的任務：建立能在不確定性原理允許的精度內預測事件的定律。但問題仍在：定律與初始條件為何如此被選定？
重力為何是宇宙故事的主軸#
本書特別著墨重力——因為儘管它是四力中最弱的，卻塑造了宇宙的大尺度結構：
- 重力與「宇宙永恆不變」的舊觀念不相容
- 因為重力永遠是吸引——宇宙必然在膨脹或收縮
- 廣義相對論預測過去必然存在無限密度的狀態——大霹靂，時間的有效起點
- 若整個宇宙塌縮，未來也必有另一個無限密度狀態——大塌陷（big crunch），時間的終點
- 即使整體不塌縮，局部塌縮形成黑洞——對掉進去的人，那也是時間的盡頭
在大霹靂與其他奇點，所有定律都失效——因此上帝仍保有完全的自由來決定發生什麼，以及宇宙如何開始。
量子重力與「無邊界」的可能#
把量子力學與廣義相對論結合，浮現新可能：
空間與時間或許共同形成一個有限、四維、無奇點、無邊界的空間——像地球表面，但維度更多。
這個構想能解釋宇宙的許多觀測特徵：大尺度均勻、小尺度非均勻（星系、恆星，乃至人類）。
但若宇宙完全自洽、無奇點無邊界、由統一理論完整描述，造物主的角色就出現深刻的問題。
上帝有多少選擇？#
愛因斯坦曾問：「上帝在建構宇宙時有多少選擇？」
若無邊界假設正確：
- 上帝在初始條件上完全沒有自由
- 仍可選擇宇宙遵守的定律——但這選擇可能也不大
- 自洽且能允許智慧生命存在、能反過來研究宇宙定律的完整統一理論，可能只有一種或少數幾種
點燃方程式之火#
即使存在唯一的統一理論，那也只是一組規則與方程式——
是什麼讓這些方程式燃起火、為它創造出一個可被描述的宇宙？
- 為什麼宇宙費這麼大力氣去存在？
- 統一理論強到能自我帶來存在嗎？
- 還是它仍需要造物主？若需要，造物主對宇宙還有什麼影響？
- 又是誰創造了造物主？
科學的常規取徑——建立數學模型——回答不了「為何要有一個被描述的宇宙」。
哲學的退場與回歸#
過去最關心「為什麼」問題的是哲學家，但他們已跟不上科學：
- 18 世紀哲學家把整個人類知識（包括科學）視為自己的領域——討論「宇宙是否有起點」這類問題
- 19、20 世紀科學變得太技術、太數學
- 維根斯坦（Wittgenstein），20 世紀最知名的哲學家，曾說：「哲學唯一剩下的工作就是語言分析。」——從亞里斯多德到康德的偉大傳統，淪落至此
若我們真找到完整理論，遲早也會被消化、簡化，使每個人都能掌握其大致原理。
屆時哲學家、科學家與一般人都能參與「我們與宇宙為何存在」的討論。
若能找到那個答案，將是人類理性的終極勝利——因為那時我們將知曉上帝的心意。