《大設計》（The Grand 設計）是斯蒂芬·霍金創作的科普類書籍，由列納德·蒙洛迪諾協助完成，譯者是吳忠超。該書籍原版于2010年面市，中譯本由湖南科學技術出版社于2011年1月出版。《大設計》的主題是理解生命、萬物和宇宙的存在，共分為八章內容，分別為存在之謎、定律規則、何為實在、可擇歷史、萬物理論、選擇宇宙、表觀奇跡以及偉大設計，表述了有關宇宙奧秘的最新的科學思考，以及對這些學科的未來展望。《大設計》自出版以來，一直高居亞馬遜銷售排行榜前位，并在豆瓣讀書獲得平均8.0分的評分。
創作背景
《大設計》的寫作背景是在《時間簡史》（1988年）出版后的二十多年間，無論在對宇宙的觀測，還是對萬物理論的探討都取得了長足的進展，尤其是發現了宇宙加速膨脹，發展了弦論和M理論。這些進步都要求對人類的宇宙觀做進一步的審視。《大設計》一書是《時間簡史》的發展，它納入了所有這些新的進展。
早在2001年，斯蒂芬·霍金設想要再寫一本書。而這本書從落筆到成書出版，幾乎走過10個春秋，直到2010年原著才正式面世。
2006年夏天，霍金第三次訪問中國，在北京舉行的記者招待會，會上有記者問：“你能對宇宙和我們自身的存在進行評論嗎？”霍金答：“根據實證主義哲學，宇宙之所以存在是因為存在一個描述它的協調的理論。我們正在尋求這個理論。但愿我們能找到它。因為沒有一個理論，宇宙就會消失。”這恰巧是《大設計》的主旨，這本書正是對他當時回答的圓滿闡述。
在《時間簡史（普及版）》（2005年）出版之后，斯蒂芬·霍金與列納德·蒙洛迪諾決定一起再寫一本書，題目為《大設計》。兩人從頭開始，霍金介紹自己還未跟公眾細說過的一些新的理論，此外這本書還涉及一些非常棘手的問題，比如平行宇宙的理論，這一理論認為宇宙可能是從虛無狀態中產生的，而且自然法則似乎恰好按照生命存在所必需的各種要求對宇宙進行了優化和調整。這次的寫作跟《時間簡史（普及版）》完全不同，是從零開始，因此兩人需要拿出很多時間面對面地工作，所以列納德定期從加利福尼亞州飛到英國劍橋，和斯蒂芬·霍金一起寫作，直到在2010年最終完成此書。
出版歷史
內容簡介
《大設計》的主題是理解生命、萬物和宇宙的存在，凝結了斯蒂芬·霍金自《時間簡史》出版之后20多年間，對科學和哲學的探索成果，以及對這些學科的未來展望。書中探討了多重宇宙、多歷史演化、虛時間等許多深刻的物理問題，并進而探討了人類“何以存在”等帶有哲學思辯的問題。根據量子理論，宇宙不只有單一的存在或歷史。人類是早期宇宙中量子漲落的產物，并展示了量子理論如何預測“多元宇宙”，每個宇宙都有不同的自然法則。此外，該書還對M理論作了總結，斯蒂芬·霍金認為“全能理論”是人類自身和人類所處宇宙的運行法則，是當前除“萬物理論”外唯一可行的備選理論。
《大設計》審視了關于宇宙科學知識的歷史，從伊奧尼亞希臘人開始，他們聲稱自然遵循法則，而不是神的意志。隨后介紹了尼古拉·哥白尼的工作，他提倡地球不位于宇宙中心的概念。書中試圖以更簡單的方式解釋這些主題，許多例子都是從日常生活、神話和歷史中取材，比如關于斯科爾和哈提的北歐神話、電影《黑客帝國》、托勒密宇宙。作者們隨后用電子在房間中可能的移動來描述量子力學的理論。一些評論者認為這種表達方式易于理解，但也有人認為有時“晦澀難懂”。
書中主張，不需要援引雅威來解釋宇宙的起源，大爆炸只是物理定律的結果。斯蒂芬·霍金表示：“我們無法證明上帝不存在，但科學使上帝變得不必要。”他澄清說他不相信有一個個人的上帝。該書的核心觀點是，量子力學理論和相對論理論共同幫助我們理解宇宙如何從虛無中形成。作者寫道：“因為有引力這樣的定律，宇宙可以并且將從虛無中創造出自己。自發的創造是宇宙存在的原因，為什么我們存在。不需要援引上帝來點燃引信，讓宇宙開始。”作者以與M理論一致的方式解釋，正如地球只是太陽系中的幾顆行星之一一樣，我們的銀河系只是眾多星系中的一個，我們的宇宙本身也可能是眾多宇宙中的一個：也就是說，我們的宇宙可能是眾多宇宙中的一個。該書以一種只有一些宇宙（或多宇宙）支持生命形式，而我們位于其中一個宇宙的聲明結束。對于生命形式存在所需的自然定律在一些宇宙中純粹是偶然出現的，斯蒂芬·霍金和姆洛多諾解釋道（見人類學原理）。
作品特點
主要觀點
霍金在書中提出了無中生有的場景，這一概念牽涉到實在的概念。在《時間簡史》的終篇，作者提出，盡管統一理論以及無邊界的宇宙模型如此美妙，但也必須面對實現的詰問，《大設計》一書試圖回答這個關重要的問題。二十世紀之前，物理學認為實在是獨立于觀察者的。但現代科學尤其是量子論的發現，使得人們不得不拋棄這個觀念。霍金認為，依賴模型的實在論和現代科學相協調。而現代科學的產生基礎是人們生活其中的四維時空。而新近提出的M理論，卻將宇宙理論擴展到十一維，四維時空是由十一維時空卷縮來的，這就是說，人類的生存環境和表觀定律是由人類存在的條件從多世界中挑選出來的，否則人們便無法解釋為何人類的自然環境和定律恰好有利于自己，仿佛自然為人類的生存進行了偉大的設計。在這個大設計中，造物主雖然被摒棄，人類作為觀察者卻參與進來。
哲學與科學
在哲學史上，勒內·笛卡爾、伊曼努爾·康德、亨利·龐加萊和伯特蘭·阿瑟·威廉·羅素都是科學家兼哲學家。在他們之后，尤其在發現量子論之后，哲學界就跟不上科學進展的速度。哲學著作中有關時空宇宙的論述對理論物理已經沒有什么意義。還有，人們總是被教導說，客觀世界是獨立于人類而存在的。但量子論卻認為，任何觀測都會干擾對象，在多數情形下，觀測的結果是概率分布的，觀測干預了世界的演化，并導致“多世界”或“多宇宙”，人類只能感覺到生活在其中的一個世界中，至于生活在哪個世界則是隨機的。此外，在給定的初態和終態之間，宇宙的歷史在經典物理中是唯一的，而在量子物理中不但不是唯一的，而且還是任意的。經典物理是量子物理在特定條件下的近似。人類的現態（即目前的狀態）甚至會影響宇宙過去的歷史，因為如果給定了現態，那么和人類相關的歷史必須能演化到這個現態，而其他的歷史都沒有貢獻，人類也觀測不到它們的效應。可以說，人類的現態對過去的歷史進行了選擇。這顯然違反了因果律，使因果的差異消失。經典物理中的因果差異過于絕對，過于苛刻。人類也是在這個意義上參與了宇宙的創生。客觀世界的獨立性和量子論不協調，而人們無法放棄量子論，因為它從未被違背過，所以只好拋棄前者。
量子宇宙學
大爆炸模型已被科學界廣泛接受，但它沒有解決宇宙起源的問題。宇宙起源的學說有若干，但只有霍金的量子宇宙學是既自洽又自足的。宇宙的邊界條件是它沒有邊界，這樣就把宇宙的量子態確定下來，賦予宇宙學以可預見性。斯蒂芬·霍金和他的合作者利用費恩曼的路徑積分給出宇宙的波函數，人們可以將宇宙視為演化的過程，也可以認為整個演化就是存在。
他在《大設計》中提出依賴模型的實在論，認為實在只不過是可和觀測對應的自恰的理論或模型。宇宙或萬物可有若干實在，若找不到任何合格的理論或模型，即沒有實在，也就是說，宇宙或萬物即消失。規律不能統攝的現象是奇跡，如果人們在某場景發現奇跡，就知道該場景是非真的，人們對此已深有體會。在無邊界設想的框架中，和觀測一致的萬物理論，就是宇宙的存在。
“多宇宙”學說
“多宇宙”學說有幾種版本，是由許多科學家在不同時期提出的。粗略地講，有一種版本是基于前面提及的量子論的觀測效應，另一種是起源于M理論中的多于10的500次方的不同的宇宙解。這兩種版本中在不同的單獨宇宙之間沒有交流。然而，由觀察者存在的條件對人類的環境甚至人類四維時空表觀規律的要求，會把人類的世界從多維世界中挑選出來，這被稱為人擇原理。《大設計》的第7章就是討論人擇原理。人擇原理要求人類的世界和太陽系相差無幾，尤其是表觀定律必須如此這般。
M理論
許多學者認為，尚未完成的M理論也許是萬物理論或終極理論的唯一候選者，它要將自然的各種力統一起來，但M理論是一族理論網絡，五種弦論和超引力是它在不同情形下的近似。十一維時空是由M理論的自恰性要求的。人類的存在要求其中的七維被卷縮，而人類生活在余下的四維大尺度時空中。七維的卷縮方式決定人類四維時空的表觀定律。
M理論在數學上非常美妙，也能包容之前的許多理論模型，這是許多優秀的頭腦致力于研究它的原因。但在物理上，M理論至今仍缺乏特有的基本原理，這與狹義相對論，廣義相對論有光速不變原理、等效原理作為基礎迥然不同。超對稱是M理論中的一個非常重要的原理，但它并非專為M理論提出的，它的提出比M理論要早得多。
M理論還未被觀測所證實，甚至還未能獨立提出過一個可被證偽的預言。弦論家們預言M理論很可能實現阿爾伯特·愛因斯坦統一理論之夢，但就目前而言，還遠未像相對論和量子論那樣被廣泛接受。
作者介紹
原版作者
斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）于2018年去世，曾任劍橋大學盧卡斯數學教授達30年之久，并獲得了包括總統自由勛章（Presidential Medal of Freedom）在內的眾多獎項和榮譽。代表作有《時間簡史》《霍金講演錄》《果殼里的宇宙》以及《時間簡史》等。
列納德·蒙洛迪諾畢業于加州大學洛杉磯分校伯克利分校并獲得理論物理學博士學位，著有《酒鬼的散步：隨機性如何統治我們的生活》《潛意識：你的潛意識如何統治你的行為》《世界觀之戰：科學與靈性》等書籍，還曾為《星際迷航：下一代》撰寫劇本。
譯者
吳忠超福建福州人，劍橋大學博士，師從理論物理學家斯蒂芬·霍金，主要研究極早期宇宙，曾將其導師斯蒂芬·霍金的《時間簡史》《果殼中的宇宙》和《大設計》等大量科普著作翻譯為中文。
作品影響
《大設計》英文原版自2010年8月出版以來，一直是亞馬遜網站上最為暢銷的書籍之一，連續8周名列排行總榜第一名。
作品評價
從科普的角度講，《大設計》與霍金之前創作的兩本書（《時間簡史》與《果殼里的宇宙》）的不同之處在于，雖然霍金在該書中還是介紹了天體物理學領域研究的一些新進展，但并不僅僅是停留在他天體理論專業思想上面，更多的是闡述了哲學與人文科學概論等交叉科學理論。（湖南科學技術出版社策劃編輯孫桂鈞 評）
《大設計》可以看成是霍金的學術遺囑。從這個意義上說，這本書非常值得重視，可能比斯蒂芬·霍金以前所有的著作都值得重視。他在這本書中只是完成了戰隊，并沒有提供新的立場。但是考慮到霍金“當代科學之神”的傳奇身份和影響，他的站隊就和千千萬萬平常人的站隊不可同日而語了。正是在這個意義上，霍金在“宇宙是否由雅威創造”、“我們要不要和外星文明交往”兩個問題上“用老生常談作出了新貢獻”。（上海交通大學教授江曉原 評）
《大設計》雖然講的是哲學，但霍金作為科學家，所講的哲學并不是他自己的哲學，而更多的是已有的哲學，以霍金自己的話說就是“站了一次隊而已”。如“依賴模型的實在論”這本身也不是一個很新很特別的哲學，以往的哲學家們也闡述過很多類似的觀點，而只是他以這種更質樸的物理學家的身份重新表述了理論。（清華大學教授劉兵 評）
積極的評價中，進化生物學家和無神論者理查德·道金斯對霍金的立場表示歡迎，并表示“達爾文主義將雅威從生物學中趕出去，但物理學仍然更不確定。斯蒂芬·霍金現在正在給予致命一擊。”理論物理學家肖恩·卡羅爾在《華爾街日報》上寫道，該書是一種推測性但雄心勃勃的作品：“《大設計》的重要教訓不僅僅是所倡導的特定理論，而是科學可能能夠回答作為基本人類好奇心一部分的深刻‘為什么’問題。”宇宙學家勞倫斯·克勞斯在他的文章《我們的自發宇宙》中寫道：“有一些引人注目的、可測試的論據，提供了更堅實的實證證據，證明我們的宇宙可能是從虛無中產生的。如果我們的宇宙是從絕對的虛無中自發產生的，那么我們可能預測它的總能量應該為零。當我們測量宇宙的總能量時，它可能是任何值，但答案卻是唯一與這種可能性一致的。巧合？也許。但我們從我們革命性的新工具中得到的這樣的數據承諾將把現在大部分的形而上學變成物理學。雅威是否能幸存下去，任何人都無法預測。”
批評的聲音中，牛津大學數學教授約翰·萊諾克斯宣稱“胡言亂語即使是由世界著名的科學家說出來也還是胡言亂語”。他指出了文本中核心主張中的幾個自相矛盾的元素，以及書中所犯的許多邏輯錯誤，聲稱“哲學已經死了。”《金融時報》的羅杰·彭洛斯對這種方法是否能夠得出足夠的理解表示懷疑，并指出“與量子力學不同，M理論根本沒有任何觀察支持。”《科學》雜志的喬·席爾克建議“這里需要一些謙卑……一兩個世紀后……我預計M理論對未來宇宙學家來說將會像我們現在對待畢達哥拉斯的宇宙學一樣天真。然而，在沒有理論的情況下，這只是一種直覺，注定-直到我們開始觀察宇宙的誕生-保持未經檢驗。這個教訓不是我們面臨雅威和多宇宙之間的兩難選擇，而是我們不應該在第一次巧合出現時就離開軌道。”
參考資料 >