自然的美妙
——本文是up的《大设计》观后感，其中是我对大设计的理解。
1.自然定律
在古代，“日”代表天帝，皇帝是天之子。如果出现日食，即“天狗食日”，是妖孽侵犯皇帝统治的凶兆。这发生之际，人们会慌忙的进行祭祀，祈求天地保佑。但过一段时间后，人们意识到了，不管他们是否祭祀，是否大喊大叫，太阳都会很快再次出现。这与什么天狗无关，也与什么妖孽无关。再过一段时间，人们也开始注意到，日食并非是随机发生的，他们以某种重复的规律自我发生。古巴比伦人并没有意识到月食是被太阳遮挡所引起的，他们依然能相当精确的预言到月食的准确日期。日食能在地球上看到的范围更小，因此相比月食，它更难预测。即便如此，如果它的模式一旦被理解，想预测也不是什么难事。据《尚书·胤征》记载，羲和因沉湎于酒，未能对一次日食做出预报，结果引起了混乱。
尽管我们的祖先预言星体运动取得了一些成功，但却依然不能预言自然中大多数事件。火山、地震、海啸、飓风、瘟疫，似乎这些都没有明显的原因或者模式。于是他们将这些归咎于神灵，而自己灾难则是触犯了神的征兆。由于古人对自然方式的无知，导致了许多神的诞生。有作风作雨的龙王，也有威慑天地的雷公电母。由于人们看不到自然中原因和结果的联系，这些神就显得不可思议。一直到2600年前，有一个思想诞生了，它认为自然遵循一个可以被解释的原则。这应该是人类最早意识到自然的本质。
对于现在的我们，追溯到最早可以被称为定律的，应该是一位名叫毕达哥拉斯的爱奥尼亚人以他名字命名的定理——直角三角形的斜边的平方等于其他两边的平方和。（为何不说勾股定理？因为勾股定理并没有给出逻辑证明，只是经验总结，不具有普适性）科学的缘起，人类文明的古希腊那一支，为人类最早找到了自然的定义——自然应该遵循着某种定律运行着，有意识地遵循定律，并且理解这些定律。
虽然放到现在，这观点不太正确，但这却是科学的起源，人类开始意识到自然的事件并非偶然，它是遵循着某种规律。或许那时候的人们会理解规律是神规定的，但不妨碍人类脑海中出现规律的概念。
自然定律在现代科学中通常用数学描述。它既可以是精确的，也可以是近似的，无一例外的，都被遵守着——如果不是普适的话，至少在某种情况下是被遵守。例如，我们现在知道，如果物体以接近光速的速度运动的话，牛顿定律将不再适用。但我们依然认为它是自然定律，至少对日常条件而言，在这种情况下是近似成立的。
既然有自然定律，那么我们就很自然的想到，是否存在一个定律？能真实的反映这个世界呢？这里又会引出另外一个问题，到底什么才算是真实？
2.何为真实
意大利蒙扎市议会禁止宠物的主人把金鱼养在弯曲的鱼缸中，提案的倡议者解释此提案的部分理由是，因为金鱼向外凝视时会得到歪曲的景色，因此将金鱼养在弯曲的缸里是残酷的。的确，金鱼看到的跟我们看的不一样，它看到的是一片歪曲的景象，那我们又怎么能确定，我们看到的是真实的呢？
当我们观察到一个物品在一条直线上运动时，金鱼观察到的则是曲线运动。那又怎样呢？我们可以用一个函数描述这个物品的运动，金鱼的观察就不可以了吗？虽然说这个函数可能会变复杂了，但根据这个弯曲的参考系，依然可以表述科学定律并且使得这些定律总是成立。这些科学定律的成立，不足以证明金鱼看到了是正确的吗？
托勒密在公元150年左右提出一个描写星体运动的模型，这与上面的金鱼案例有相似之处。《天文学大成》开宗明义就是解释为什么认为地球是个球形的、静止的位于宇宙中心的星体。那个模型我们相当熟悉，就是我们通常说的地心说。在这个托勒密模型中，地球静止于中心，行星和恒星在非常复杂的轨道上围绕着它运行。长达近2000年的岁月里，人们都坚信着这个模型的正确。
直至1543年，哥白尼才在他的著作《天体运行论》中提出了一个另类（至少在当时）的模型，也就是我们熟知的日心说。哥白尼描述了一个太阳静止于中心、行星以圆周轨道围绕着它运转的世界。
那么,托勒密和哥白尼哪一个说的对？或者说,托勒密模型和哥白尼模型哪一个更真实?
尽管人们时常说哥白尼证明了托勒密是错的,但这种说法本身是错的。正如我们正常看到的世界跟金鱼看到的世界相比的情形，那可以用任意一个模型来解释其看到的宇宙。我们可以假定太阳静止，也可以假定地球静止，这都可以解释我们看到的，也可以预言我们将看到。尽管哥白尼模型应用更为广泛，但这不代表其他的是错的，只是哥白尼模型有着数学解析方面的优势罢了。
如果一个模型是好的模型，那它应该具备以下四点[2]：
(1) 它是优美的，至少对于数学描述来说是优美的
(2) 它包含有很少可调整的元素，也就是说，不会是随意更改的
(3) 它和已有的观测一致并能够解释
(4) 它能对将来的观测作出详细的预言，如果预言不成立，观测就能证伪这个模型。
托勒密模型和哥白尼模型没有其他的可调整元素，也能够对已有的观测解释，并且能对将来的观测作出预言，而且预言都成立。但唯有一点，托勒密模型的数学描述并不优美，大轮套小轮的复杂模型，使得它的数学模型是一个很复杂的嵌套函数模式，这并不能算优美。你可以说它不是一个好模型，但不能说它是一个不真实的模型。
3.设计奇迹
人们通过模型，寻找背后的定律，不存在不依赖模型的实在性检验。定律的发现，导致了科学决定论的诞生：必定存在一套完备的定律，只要给定某一特殊时期的状态，它们就能指明宇宙从哪一个时刻往前将如何发展。这些定律应该在任何时刻、任何地点都成立，否则的话的话就会被证伪，不再是定律。不可能有任何的例外的奇迹。自然定律告诉我们这个世界是遵循着一定的规律来运作的。
有很多人曾经说过，人类在宇宙中是特殊的存在。事实上这个问题我们可以回到科学，我们可以从科学的角度来分析一下，人类是不是特殊的？又或者说人类的诞生是不是特殊的？
先思考一下，我们的诞生是不是偶然？牛顿相信，我们所谓的可宜居带不是自然诞生的，而是由上帝创造并将条件和状态保留到今天的。其实很容易理解为什么会这么想。如果我们的太阳系是宇宙中特殊的存在，那么许多看似不可信的事件协同发生使得我们可以存在以及世界善待人类的设计就能够解释了。然而我们的行星条件——单一太阳、日地距离、太阳质量——这巧合作为地球之为了讨好我们人类精心设计的证据是不充分的。至少现在知道的符合宜居带要求的行星已经有几百颗了。有没有类人生物先暂时不说，至少说明了，善待人类的设计并不是特殊的。
正是由于我们的存在赋予了我们观测宇宙的可能，也正是我们存在的事实限制了我们发现自己处于某一类环境的特征，这个原则称为弱人择原理。这个规则从所有的环境中只挑出那些与我们生存环境类似的环境，实际上就是我们自己加上的规则。比如说，偏心率在0~0.5之间允许生命的诞生，那么地球的0.1偏心率就不会使我们觉得很意外，毕竟宇宙中有0.1偏心率的行星不在少数；说我是地球的轨道接近于完美的圆周，地球就会在宇宙中显得极为特殊，我们就试图解释为什么我们生存在如此反常的家园中。
或许是许多意外的好运气，让太阳系从氢、氦和一点点锂演化成一个庇护着像我们这样能写出恢宏巨著的智慧生命的世界。自然定律必须要求物质能拉拢在一起，形成恒星和星系。恒星动力学必须使得一些恒星最终会爆炸，而且将那些重元素精准地散落到太空去。自然定律又必须要求那些残余的氢、氦、锂等能凝聚成新一代的恒星，而又有行星纳入了散落到太空中的重元素，带着它们围着恒星运转。
为了让我们得以发展，早期地球必须发生某些事件，而这些事情在整个链条中的每个环节对我们来说也都是必须的。这不得不说是个奇迹，至少在人类诞生这一方面，是个天然的设计，这个设计的每一步都是为了诞生的必须。如此精妙的构造，实在是令人感叹自然的美妙。
写完后总感觉不像观后感反倒像是翻译啊，不管了，反正我眼中的大设计就这么写的。
