玛蒂尔达阿姨烤了一个漂亮美味的蛋糕，把其中的一小块样品交给一群顶尖的科学家分析。其中生化学家向我们报告了蛋糕中的淀粉、蛋白质、脂肪等组份的含量，化学家报告了蛋糕中各元素的构成和比例，物理学家更是报告了蛋糕中夸克、轻子等基本粒子的构成，数学家进而用精妙的数学公式总结了那些基本粒子间复杂的相互作用，当他们志得意满地觉得这块蛋糕已经被他们分析得百无一漏时，“谁知道我为什么烤了这块蛋糕？” ， 玛蒂尔达阿姨问道； 结果大家不难想象—— 洋洋自得的笑容从知识精英们的脸上消失了，随后是长久的面面相觑。
现已退休的前牛津大学数学家、终身荣誉教授约翰·列诺克斯（John Lennox）博士在他的2019年出版的著作《科学可以解释一切吗？》（《Can Science Explain Everything?》）中设想了以上那个发人深思的场景，正如书的标题所问 —— 科学可以解释一切吗？
有些读者认为，宇宙中所有的事物和现象都可以用科学来解释；有些问题今天之所以还暂时不能解释，是因为科学研究水平尚未到位，等到将来科学发展水平提高了，一切问题都能迎刃而解。在科学昌明的今天，科技的发展已经给人类带来了前所未有的生存状态的改进，这些读者认为人类的将来在科学那无所不能的光芒照射之下，必将是前途无限，宇宙中没有一件事物科学无法解释，人类世界中没有一件事物科学无法改进 —— 正如大数学家大卫·希尔伯特（David Hilbert）在他的墓志铭上宣称：“我们必须知道，我们也终将知道。”
可是，科学的力量真的是无边的吗？认为科学万能、可以解释一切的人们啊，你们的想法也许过于乐观了，并且是不真实的。科学既非万能，更无法解释一切；不认识到这一点，从人所来的骄傲就无法破除，作为人类这个族类，在群体的精神和意识上也就无法谦卑下来。人之所以在灵魂里没有自由，就是源自被这样那样的锁链捆绑，这骄傲就是其中的一条；理解这点，可能对理解人和人类的处境，至关重要。
第一节. 科学外在的边界 —— 科学并非知识的一切
从对外太空的探索、到大型强子对撞机、到人类基因组排序、到互联网、到“费马最后定理”的证明、再到人工智能，当今科学取得了众多引人注目的非凡成就，很多人认为当前是科技知识的黄金时代。科学技术带给人类生存条件的改善是有目共睹的，在世界上绝大多数国家，人生存繁衍所需的衣食住行的水平的方方面面无不比百年前甚至几十年前有了显著的提高。乐观的人们期望在不久的将来世界上将不会有不能治愈的疾病、 人通过科技能减缓甚至遏止个体衰老的步伐、洲际的旅行只需花费现在所需的几分之一的时间、人类也能够发现一条能解释所有物理现象的“万物理论”进而为科技的发展带来数量级的飞跃；随之人类也能将自己的领域拓展到外太空，实现向其它星系宜居行星的殖民；甚至更有人设想将自己的意识保存在未来的“超级电脑”里，在必要时再将其“灌输”给一个新的克隆的身体以期实现永生等等。这样一想，不免让许多人热血沸腾，感觉科技的力量确实无边，科学可以让我们通晓一切，理解一切并掌控一切，它就是人类知识的全部和真理的全部，能解决人类所需解决的所有问题，并对其它所有认知领域的存在和现象具有超越的评判裁决力（即科学至上）。
然而，将科学等同于知识和真理的全部的观念具有强烈的偏差。
科学，用现代的定义划分，可分为三大类，即形式科学（如数学），自然科学（如物理学），和人文社会科学（如历史学）；当然也存在交叉学科如现代大热的计算机科学，其产生与发展与数学、电子学（又是一个交叉学科）、工业技术、软件工程、信息与通信工程等密切相关；还有，也存在“半”科学性的学科如心理学，因其研究对象是人的意识、心理和行为，即已知存在中最复杂莫测的存在，其研究结果的可重复性不高，所以很难将其界定为严格意义上的科学。以现实存在为发端的、从远古积累下来的人类的知识，涉及方方面面，下图示意人类知识领域从现实存在中产生及发展的大致脉络（注意知识的探索和获取是一个动态过程，不准确甚至错误的知识也属于知识，人类的使命包括在所有知识中比较鉴别、去伪存真、以发现真理）。
<图1> 人类知识领域产生及发展的大致脉络
回顾人类近千年来的历史，在形式科学和人文社会科学方面，在研究的范畴和深度上，其实并无革命性、突破性的进步与发展，这一点从这些学科大多在人类的第一批大学（约在十一、十二世纪被教会参与创立，如博洛尼亚大学、牛津大学、巴黎大学）中就已经被教授和传播这个现象中就不难被看出。在近代约400年的时间里萌芽并突飞猛进发展的是自然科学，为人类的认知大踏步开疆拓土的正是自然科学。总体来说，形式科学、人文社会科学和后来的自然科学的研究学科几乎涵盖了人类知识领域的全部，例如，逻辑学研究人类思维推理的规律、数学研究数量和空间形式等的概念和性质、语言学研究语言和文字的发展、历史学研究人类过往、天文学研究地球周遭的太空、物理学研究存在中的物质和能量等。
“科学至上”思想所关注的科学，基本上是指自然科学，它只占图1中右上角的一个模块，它可被称为“硬科学”，其特征是依赖于“假设、实验、改进”的方法、研究自然现象中可计量的经验数据、因而较易得到精确及客观的结论，其本质是一种人类用思维解释所归纳的可重复经验的活动。相对于“硬科学”，历史学、社会学等人文学科可被称为“软科学”，其特征是涉及的变量巨大、相互作用复杂且难以计量、并且其理论基本上无法用实验重复验证。无可否认，自然科学这样的“硬科学”有近乎无限的潜能（这是由它研究对象的多样性和复杂性所决定了的），但它是有边界的；设想一个可以近乎无限扩大的圆，但它的边界永远存在，自然科学就象那个圆。
自然科学外在边界的确实性，可以从两个方面来理解：首先，自然科学无法穷及其现有研究对象中蕴涵的所有知识和真理；其次，现实中存在自然科学所无法确切研究的对象。
自然科学研究本身所能揭示的局部的知识和相对的真理，与被研究的对象中蕴含的全部的知识和绝对的真理是有区别的，没有人会绝对地说天文学和物理学可以穷尽太空和物质世界中蕴含的所有的纷繁的奥秘；毕竟，很少有人会否认，科学研究得出的结论，是在不断逼近真理而非一劳永逸的找到真理的答案，科学发展的过程就是在不断修正自己的过程，这在天文学、物理学、和化学的发展中是十分显而易见的，哪一个人会绝对地确信那不断修正自己的科学就能够揭示所有现有研究对象中的全部的真理和意义呢？毕竟无限接近不等于抵达，无限接近经常意味着永远无法抵达。
并且当我们仔细审视近现代的所有的自然科学的发现，我们就不难认识到当涉及到自然的运作机制时，科学往往只能够提供描述、而未能提供真正的解释。万有引力定律可描述物体的随时间的运动轨迹，然而不能解释引力是什么及其运作的原理（不管是长程弱力的描述还是时空形变的描述，实际上科学迄今为止尚未能提供引力的本质及运作原理的解释）。其实我们所说的物理学中关于现实世界底层机制的科学定律，几乎一律是关于物质世界现象的描述，而不是关于物质世界原理的解释。象万有引力这样，科学未能提供清晰解释的方面还有很多，比如科学不能清晰定义解释能量是什么，不能解释能量和物质相互转换的实质是什么，不能解释粒子的波函数在观测下的坍缩，不能解释量子为何遵循海森堡不确定性原理，不能解释量子纠缠的超距作用，不能分辨对量子力学的多种诠释哪一个是正确的，不能解释质量的本质是什么，不能解释为什么光速对不同的参照系不变，不能解释时间的本质是什么，不能解释时空及其相对性的本质是什么，不能解释暗物质暗能量是什么，不能解释生物细胞内DNA上的信息的来源，不能解释意识是如何产生及存有的，不能解释现实存在的本质，不能解释为何自然法则可以用数学语言描述（即自然乃至现实存在所具有的信息本质）等等的关乎人类对存在的基础理解的很多很多问题。在这里，科学显然面对着一堵看不见的高墙，使人类的智慧对这些现实存在的底层运作机制的研究，只能知其然，而不能知其所以然。
自然科学无法确切研究的对象也是存在的，如历史就是一例。我们知道古罗马的尤利乌斯·恺撒是确实存在过的，并且也知道关于恺撒生平的许多基本事实。假设某人发展出反传统的理论，认为恺撒这个人在历史中从未存在过，他只能期盼他能证明现存凯撒所著的《高卢战记》等书是另有出处、凯撒时代古罗马的官方文件对凯撒的纪录均是杜撰、其他凯撒同时代的人提到凯撒的族谱和书信均是伪造的、后世的史书中纪录凯撒均是被误导或是在进行欺骗、历代描述凯撒的艺术作品均是想象、现存罗马的“凯撒神庙”其实是具有另外用途的古代建筑遗迹、历史中诸多西方国家以“凯撒”作为皇帝的称号是文化碰撞中的虚构元素等等；这人对历史的观点是单单无法用自然科学所依仗的可重复实验来进行检验的。人类历史范畴中无法用实验检验的认知就不具价值和意义吗？人们研究历史，从过去的事件中得到启发以指导当下和未来的认识和实践，谁能说历史学因为不能用实验检验，所以就不存在真知、价值和意义，进而不需要存在呢？只有动物才无法关心也不关心自己族类的过去、现在和未来。
自然科学也无法确切研究意识和思维。意识是纯粹物质性的吗？生物神经网络中的电化学反应就是意识的全部吗？什么样的分子配对承载了那首曲子勾起的你的回忆？父爱和母爱的异同可用细胞液的电导性、离子浓度、氧化还原电位来衡量吗？欺骗他人的羞耻感是哪几种酶按什么比例在哪些细胞中混合的？万里之外的心有灵犀是纯粹的偶然吗？人体的所有细胞都在或快或慢地分裂然后凋亡，那么现在的你还是十年前的你吗？现代最接近研究人的意识和思维的学科就是心理学，如前所述，由于其所研究对象的复杂性，人类现在还不能定义意识是什么，更无从深入研究其本质和作用机理，故无法对意识和经它产生的思维和心理及与环境的互动进行准确的研究，这样看现代心理学科具有研究结果的“可重复性危机”也就不足为奇了。但是又有谁能确切地说人的个体意识甚或是可能的群体意识中没有具有价值和意义的知识进而真理呢？
自然科学在它研究的物质基本构成的微观粒子领域，可能也面领着确切性的局限。在量子力学里，海森堡不确定性原理指出，粒子的位置与动量不能同时被确定，位置的不确定性越小，则动量的不确定性越大，反之亦然。量子力学无法对一次观测预判一个单独的确定结果，它只能预判大量观测中的可能发生的结果，并显示每个可能结果出现的概率。也就是说，如果我们对大量的类似的系统作同样的测量，每一个系统以同样的条件起始，量子力学可以预判A结果或B结果的出现次数的近似值，但不能对个别测量的特定结果作出确定的描述。这样物理学在研究微观粒子时其实就面临着不可避免的非预见性即偶然性，这也暗示自然科学在研究物质世界的底层机制时面临认知的边界（这在第四节有更详细的讨论）。
由以上分析，我们可以看出，“科学”，尤其是“自然科学”，不是“有意义”或“有价值”的同义词，更不是“知识”、“正确”或“真理”的同义词。科学哲学家卡尔·波普尔（Karl Popper）提示我们科学理论都只是暂时的、尚未被证伪的假设。波普尔曾说：“我所追求的全部知识，只是为证明我的无知是无限的”，这句话或许对科学的整体也适用。中国古语也云：“知之为知之，不知为不知，是知也。”
第二节. 科学内秉的局限 —— 无法摆脱的“归纳性”、“不完备性”、和“非决定性”
自然科学具有两个踏脚的基石，即“可实验原则”和“可数学表达原则”，自然科学正是以观察和实验的经验证据为基础，对自然现象进行逻辑、数学的描述、理解和预测的人类思维活动。人类逻辑思维有两种基本方法，即归纳法（inductive thinking）和演绎法（deductive thinking）。人们观察到太阳每天早上在东方升起，祖祖辈辈、世世代代都是这样，于是人们总结说“太阳每天都会升起”，这是典型的归纳法，它的特点就是倚靠经验，从认识个别的、特殊的事物推出一般的原理和普遍的事物。而演绎法的最直观用处是在数学和逻辑上，它的特点是从既有的普遍性结论或一般性事理，推导出个别性结论，例如“同一平面中两条平行线不会相交。A和B是同一平面中的两条平行线，所以它们永远不会相交”。科学，尤其是自然科学，究其不可或缺的本质之一就是用实验来检验待评估理论的正确性，这其实就要求其绝对地依赖归纳法。早在十八世纪，哲学家大卫·休谟（David Hume）就清晰地指出了归纳研究的局限，即倚靠经验的归纳思维严格上来说不是由理性构成的，一个实验重复9999遍结果都一样，并无法保证第10000遍也会有相同的结果，因为没有任何个人或团体可以检视所有被研究的自然现象（即不完全归纳）。到了二十世纪，哲学家、数学家和逻辑学家伯特兰·罗素（Bertrand Russell）也曾戏谑地比喻归纳思维是“一只每天都受到主人的喂养火鸡，它怎么也‘归纳’不出终有一天自己会被主人拧断脖子”。哲学家路德维希·维特根斯坦（Ludwig Josef Johann Wittgenstein）总结说“归纳过程在于此：即我们采取能与我们的经验相协调的最简单的规律。可是这个过程没有逻辑基础，而只有心理学的基础”。这些思想者均鲜明地指出了一个事实 —— 纯粹的经验主义不能支持对因果的绝对信念。
正是因为上述依赖经验的归纳研究方法带给科学的内秉的局限，卡尔·波普尔具有洞见地修正了科学研究原有的“证实机制”为更准确的“证伪机制”—— 重复的实验无法严格地“证实”什么，毕竟遍历所有可能的实验和观察是不可能的，科学家所作的不过是通过重复实验，运用归纳把已被“证伪”的理论和观点剔除，以期一步步逼近真理。即使是现有被接受的理论和观点，也无一例外地要接受将来实验一次次的“尝试证伪”的检验。回顾人类科学观点的发展，统治几个世纪的原有的如从哥白尼的日心说、牛顿的万有引力定律和爱因斯坦期望的粒子的定域实在性等，后来均被证伪并被更准确的理论和观点所取代。过去的科学发展是这样，将来的科学发展也会是这样，“无法被证实，只能被证伪”，是科学理论发展逃不掉的一条铁律。
卡尔·波普尔总结说，科学，由其性质决定了其不具有绝对真理性。他进一步指出，科学与非科学的区别在于经验上的可证伪性，但他清晰地否认这是区分“有意义”和“无意义”的划界标准。在这个问题上，波普尔与逻辑实证主义者有着尖锐的冲突，后者认为，只有逻辑命题和科学（经验可检验的）命题才是“有意义”的。而波普尔则坚持，科学与非科学之间的划界标准绝不是“意义”的划界标准。相反地，他认为宗教、神话和形而上学等命题，虽然不是科学陈述，但它们有自身丰富的意义和价值，有些可以成为科学猜想的源头。他继而指出许多被他称作“伪科学”的理论，本身可能有深刻的洞察力，而且这样的学说也有可能是正确的，只是因其不具有可证伪性，无法在经验上以科学的方法予以检验。
现在我们已经清晰地看到自然科学倚重的“实验原则”的局限性，那么它倚重的另一个原则“数学表达原则”呢？它是稳固得牢不可破的吗？对这一问题的回答，得益于爱因斯坦的好友，数学家、逻辑学家和哲学家库尔特·哥德尔（Kurt Friedrich Gödel）的贡献。1930年，年仅24岁的哥德尔提出了后来被称为“哥德尔不完备定理”的理论，先是引起了数学家如冯·诺伊曼和希尔伯特等的重视，当定理所揭示的思想渐渐被学界消化后，哥德尔被誉为是“当代最有影响力的智慧巨人之一”。爱因斯坦在他晚年说，他自己坚持行走去普林斯顿高等研究院上班的主要动力就是因为在路上可以跟哥德尔聊天。当哥德尔生病住院时，曼哈顿工程的总指挥尤利乌斯·奥本海默（Julius Oppenheimer）曾告诉主治医生：“你的病人是自亚里士多德以来最伟大的逻辑学家”。在1978年哥德尔的追悼会上，数学家安德烈·韦伊（Andre Weil）总结说，哥德尔是两千年间唯一一个能不带炫耀地说“亚里士多德和我”的人。物理学家约翰·惠勒（John A. Wheeler）曾这样写道：“即使到公元5000年，若宇宙仍然存在，知识也仍然放射光芒的话，人们将仍然把哥德尔的工作看成一切知识的中心。”
<图2> 爱因斯坦和哥德尔 —— 两个思想巨人的漫步
这样让高山仰止的“哥德尔不完备定理”说的是什么呢？通俗一些说就是：任何自洽的包含自然数的数学形式系统都包含不可判定的命题（即体系是不完备的），并且这样的系统也无法证明本身自洽。“自洽”是指系统所说没有矛盾，“完备”是指系统有能力通过推理演绎得出所有的真命题。因为自然数是所有数学的基础（其后才有分数、小数、实数、复数等范畴），这条定理告诉我们，数学从它的根基上，已然无法证明所有潜在的真命题，这就是这个定理所说的精髓。这用哥德尔自己总结的更通俗的说法就是“有些事情被认知为真，但不是必然可证的”。
在“不完备定理中”，哥德尔巧妙地证明在任何逻辑系统中他都可以找到如这个陈述句那样的逻辑等量：“这个句子是不能被证明的。” 这一逻辑系统中存在这样的陈述本身就是自相矛盾的，不是吗？若这句话是对的，那这系统中一定至少有一句话不能被证明，也就是这个句子自己；但若这句话是对的即它自己真的不能被证明的话，那它就有可能是错的 —— 因此我们陷入了一个逻辑死循环。不完备定理指出在一切逻辑形式系统中都存在内禀的缺陷，它们不能证明在其中所有的真实陈述。
希尔伯特曾在在1928年总结数学应该具有“自洽性”、“完备性”和“可决定性”（可决定性是指系统能够判断任意给定命题的真伪）。继1930年哥德尔的理论发布后，希尔伯特期望数学同时具有的“自洽性”和“完备性”被证明是一种奢望。在1936年，数学家、逻辑学家、计算机科学之父艾伦·图灵（Alan Turing）更是用“停机问题”的证明粉碎了数学的“可决定性”。通俗地说，“停机问题”就是判断任意一个程序是否能在有限的时间之内结束运行的问题，若程序得出结果就“停机”，否则进入无限循环即“死机”。设想有一程序，总能判定给其输入的程序能否停机，存在这样的“万能”程序吗？这个“万能”程序可以判断自己能否停机吗？图灵证明，对给定输入总能得出结果而停机的程序不存在，这个命题等价于对任意给定命题均可判断真伪的数学系统不存在，即数学对于给定的某些命题永远无法得出结果进而将出现“死机”。
镇里的理发师对自己规定，他为而且只为镇里所有“不给自己刮胡子的人”刮胡子（这看似很合理，不是吗？）；那么请问：作为小镇里的一员，这个理发师该给自己刮胡子吗？如果他给自己刮胡子，那么他就成为了那种“给自己刮胡子”的人，按照他的规定，他就不应该给自己刮胡子；但如果他不给自己刮胡子，他就是“不给自己刮胡子”的人，按照同一规定他又应该给自己刮胡子。这就是逻辑学中的“理发师悖论”。这个理发师命题的特点就是“自我指涉”，当在一个系统内“自我指涉”发生时，逻辑思维就会发生混乱，这就是“理发师悖论”的实质。哥德尔和图灵的对于数学系统的“不完备性”和“非决定性”的研究，均显示数学系统在某种程度上潜在具有“理发师悖论”的性质。
完美理性应该具有的“自洽性”、“完备性”和“可决定性”的破产，推翻了人类从亚里士多德开始的、后续被希尔伯特和罗素等数学家和逻辑学家所追求的绝对理性、也就是形式思维期望的绝对的确定性和有效性，这让我们意识到人类形式理性（如数学和逻辑）自带内禀的局限。一想到“哥德巴赫猜想”、“黎曼猜想”等某些数学难题可能为真、但数学不能证明（受制于数学的不完备性），或者永远不能被数学判定真或假（受制于数学的非决定性），这不免让以科学为终极追求的人们心生沮丧；但明白形式理性并非无所不知、无往不致、无坚不摧却是人类整体理性的进步，它使我们清醒地意识到科学在其道路上具有隐秘的不可知领域。既然自然科学所依仗的另一个基石“数学原则”是不完备的且是非决定的，那么自然科学本身应该也是不完备的且是非决定的，它无法发现所有的真理。现实存在的全部真实和形式理性的绝对可证之间具有隐秘的、无法逾越的天堑；在现实存在中， 有以数学和自然科学为代表的这部分人类理性无法抵达的范畴。
第三节. 什么孕育了科学 —— 根基中的基督教情怀
提起科学与宗教的关系，映入绝大多数现代人脑海的应该就是“科学与宗教之间的战争”这个概念。我们被这样教导，继而也这样相信，科学在它的诞生地欧洲，是一路披荆斩棘，战胜了罗马教廷的迫害和阻碍，才得以发展成为今天蔚为壮观的形态，为社会和人类带来了前所未有的进步。但是在近几十年来的西方学术界，质疑科学与基督教【*注一】存在过“你死我活”的冲突的学者，不断地发出反对的声音；在他们的眼里的科学的原生土壤，是基督教文化 —— 他们相信基督教非但不是科学的威胁，而是它的助产士。
【*注一：于公元一世纪发源于耶路撒冷的基督教，由于历史原因，现今广义的基督教分为三大分支即“天主教”、“东正教”、和“基督新教”。基督教于公元四世纪被罗马帝国奉为国教，约在同一时期帝国将首都由罗马迁至君士坦丁堡今土耳其伊斯坦布尔，由此原始基督教经历约六百年的时间开始分离成中心为罗马的天主教会、和中心为君士坦丁堡的东方正教会。基督新教起源于十六世纪的1517年德意志神学家、威登堡大学教授马丁·路德开启的“宗教改革”，它反对罗马天主教廷鼓动购买“赎罪卷”的愚弄人民的作法、反对天主教廷的教皇的权威性、反对天主教的偶像崇拜等；新教的拉丁文“protestatio”具有“抗议”的意思，故又称“抗罗教”、“复原教”、“更正教”。在实践中，天主教、东正教、基督新教的最大区别在于对权威的认定：天主教坚持教皇和其教会传统的权威性；东正教拒绝承认教皇权威、维护东方大公会议和其教会传统的权威性；基督新教拒绝教皇的权威，认为个人与神之间是源自《圣经》的、无需他人介入的、直接的“因信称义”的关系。在经典的取舍上，天主教、东正教均或少或多地采用公元前三世纪的希腊文“七十士译本”作为旧约的部分、且小有分别，而基督新教如“归正宗”、“浸信宗”则严格采用希伯来文圣经《塔纳赫》作为旧约部分、即排除了天主教和东正教称为“次经”的希腊文“七十士译本”中多出来的几卷书；在新约部分天主教、东正教、基督新教则相同。鉴于基督新教对旧约部分的忠实保守和对天主教歧途的批判，在此声明凡笔者文章中所论及的《圣经》均严格指基督新教的“归正宗”、“浸信宗”等对旧约和新约的定义即：犹太教的希伯来文圣经《塔纳赫》为神与人所立的“旧的约”含39卷书，而经过约400年的沉默期后启示自耶稣基督的部分为神与人所立的“新的约”含27卷书。】
这样的论调，乍听起来不免让人觉得言过其实。这有可能吗？象许多其他的同命题的作者一样，在《科学的灵魂 —— 500年科学与信仰、哲学的互动史》这本书里，作者兰西·佩尔斯（Nancy Pearcey）和查理士·撒士顿（Charles Thaxton），向读者清晰详尽地解释了为什么他们确信“科学是诞生于基督教”。
近代科学的诞生大致是在十七、十八世纪，这时西方经过绵延几个世纪的文艺复兴、宗教改革和启蒙运动，人们的头脑得以从中世纪充斥战乱、饥荒与瘟疫的阴暗沉郁的氛围中解脱出来，现代自然科学这个小婴儿籍由萌芽中的天文学（伽利略、开普勒）、物理学（牛顿）、化学（波意耳）、生物学（林奈、居维叶）、和科学哲学（培根、笛卡尔）的发展，逐渐由古希腊时期的注重形而上思辨的“自然哲学”的形态，慢慢发展出现代科学注重推理实证的科学知识体系。这其中培根的科学理念强调科学应具有可实验性，笛卡尔认为科学理论要能用数学表达，“可实验原则”和“可数学表达原则”就是现代自然科学的两个最基本的原则和基石。这两个世纪中关于科学的理论和科学发展的成果总体是健康积极的，人们普遍认为世界是可被认知的、人类是能够认知它的、并且这样的认知能够给人类造福。
随着人们推测物理世界的运作不过是单纯地遵循牛顿发现的三大定律、可能无需烦劳那位《圣经》所描述的神，从十九世纪开始，达尔文提出的“物竞天择、适者生存”的进化思想的推广，更是让越来越多的人认为世界的产生和存在并不需要那位神的参与，达尔文的进化论秉承自然的盲目随机就可以解释今天地球上生物的多样性和复杂性（笔者在文章《进化论百年迷雾》中有分析为什么进化论不是科学、而更可能是不真实的信仰系统）；这一时期科学精英们的主流思想也犹如叛逆期的少年，逐渐摆脱了科学幼儿期来自基督教的哺育，从“不需要神参与”继而发展到“否定神的存在”。到了二十世纪，二战前兴起的“逻辑实证主义”后来的追捧者们甚至认为只有科学、数学和逻辑才有意义，其它思想体系如形而上学和所有的宗教等都没有意义。
科学诞生的土壤到底是怎样的？你相信无目的、随机的进化机制产生的人类头脑可以孕育科学并使它茁壮成长吗？没有人否认科学根基里的理性主义，如果人类头脑是无目的随机的进化的产物，那人类的理性中又有多少成分是可靠并可信的呢？如果你用的电脑从硬件和软件总体上只能随机地给你的Excel报表大约75%的你所需要的正确统计计算结果，你会使用它吗？那么大约95%呢？大约99%呢，这可以使你对你的工具安心吗？很显然，你所需要的是绝对的100%！人对自己思维的使用也是这样（当然人的思维里另一个重要成分是感性，目前无法清晰解释感性和理性如何协调作用于人脑这个工具），一个整天怀疑自己思维能力的人极有可能不能作出任何关键的判断和计划，这有可能导致精神分裂。
当我们检视从东方的中国、印度文化，到中东的阿拉伯文化，再到西方的基督文化，世界上除了基督教化的欧洲以外，也许没有另一个文化系统可以引发现代自然科学的革命。为什么这样说呢？为什么基督教信仰可以为这套研究大自然的系统提供发展的基础而其它的人类文化和信仰系统却不能？让我们来探究一下，自然科学研究需要对世界具有的一些基本的预设，没有这些预设，科研就不可能开端并进行，这其中至少包括：
1）首先，一个文化需要确信大自然是真实的；《圣经》教导大自然是真实的 （这有别于佛教“万法皆空”的教导）；
2）这个文化需要确信大自然是有价值的，所以值得去研究 （反例如古希腊文化认为物质世界是混乱甚至是邪恶的） 。《创世记》多次重复“神看着是好的”的这个主题，这样的文化在精神上和道义上支持从事科学研究为对创造者的合理的侍奉。发现行星运动三大定律的天文学家、数学家开普勒在他的一本记事簿中曾写下如下这段祷告：“创造万有的主，我感谢你赐我在你创造中的喜乐，我以你手所造的为乐。看哪，我已完成你托付我的使命，我在这使命中已用尽你借给我灵魂的才干”；
3）大自然的“非神化”是科学研究的关键性的大前提。典型的泛神教（如萨满教、印度教、日本神道教）和多神教（古埃及宗教、古希腊宗教、古罗马宗教），以大自然为神灵的居所、或者是神灵实体的表现。《圣经》教导自然是神的创造，《创世记》说明太阳、月亮和星宿是神放在天空中“用来发光的天体”，用以达成神创造的目的。要是大自然是人类崇拜的对象的话，将它剖开研究就是不虔诚的举动。若自然充斥着精灵和魔力，人唯一合乎情理的反应是向它祈求或避开它。《圣经》的神创造的教导将大自然中的神灵赶走，使人能毫无畏惧地享受它并进而研究它。只有当自然不再是人崇拜敬畏的对象时，它方可成为人研究的对象；
4）这个文化需要相信人类所处的存在是一个有秩序的宇宙。《圣经》启示创造万有的主是理性的、信实的，具有这样本质的神的创造也同样是可靠的，它可以被触摸和研究。哥白尼告诉我们，当他寻找比亚里士多德和托勒密的“地心说”更准确的宇宙观时，他起初研究其他古代哲学家的著作，发现他们对宇宙的构造意见纷纭，哥白尼为此感到烦恼，因为他相信宇宙是“一位至高良善和有秩序的创造者所造”。 初代科学家说，因为是一位有理性的神，祂创造的世界一定是有规律和秩序的，这种文化精神中的科学家们对创世者的存在和祂本质的信念，远远早于他们对大自然的规律化的信念；
5）这个文化对“有规律的自然”的信念，更需要加上“人类可以发现这些规律”的把握，才可在实际中运用这些规律为人造福。科学是基于自然有规律、且可被理性的思想了解的信念，后者与前者具有同样的重要性，它在精神上保证人的思想可以真实地认识这个世界。从文化精神的历史上来说，这是源于人是按照神的形象被造的《圣经》的教导；
现代科学重要的特色之一就是采用数学（人类形式理性的最高形态）来进行研究。基督徒秉持的“理性的神创造理性的万有”的信念是以人类知识中的数学和几何来分析天体运动的精神根基。德国物理学家卡尔·冯·魏茨泽克（Carl Friedrich von Weizsäcker）评论道：“在柏拉图的思想中的物质，不被理性的意念所控制，不完全遵守数学定律；但神从无中创造出来的物质却完全依照创造主所设立的规律来运作。从这个角度来看，我称现代科学为基督信仰的衣钵，或更进一步是她的儿子。”
生物化学家、汉学家李约瑟（Joseph Needham）曾尝试解释为什么中国人没有发展出现代科学的原因是因为中国文化没有自然可被了解和人能理解自然的信念。他说：“他们没有信心接受自然定律的密码可以被解开，因为他们不能确定一位比人类更具智慧的神是否设立了这些密码。”
相反地，欧洲社会的文化根基中却有这样的思想保证【*注二】，因为他们相信神创造了包含理性的世界和赋有理性的人类，这种信念的含义是神和人的理性在某种程度上是相当的，因此，人能够“根据神的理念来思考”。大自然的可理解性是基于它的秩序和理性来自同一位“道”（即希腊文“逻格思”、英文“Logos”，原意为“话语”，《约翰福音》用以指神）；基于对良善、信实的神的信念，祂不会如此大费周章地造出替祂管理万物的人，甚至化身成人历经艰辛磨难为挽回人类精神的堕落在地上舍命洒血，却不赋予他们理解周遭世界和祂自己能力；
【*注二：在十八世纪，西方哲学界确实相继出现了一些不同的声音，这其中极端的怀疑主义和不可知论是典型的代表。休姆的怀疑主义是极端的怀疑主义，它盲目地纠结于人类归纳的知识并不具有绝对的确定性（如不能绝对确定太阳在明天会升起）这个事实，继而质疑确定的因果关系的概念及其存在的可能；之后康德的不可知论究其根本就是二元论割裂玄想，它认为人的认知结果（Phenomena）无法准确反映外界事物真实本体（noumena）。这两位哲学家一位说无法确知某因会导致某果，另一位继而说连所谓“因”和“果”的现象都无法准确观察到，将他们的学说运用到极致就必然导致彻底的虚无主义，这不可不谓用西方近代哲学这个新瓶装了东方佛教这个旧酒。】
6）创世者要人“治理”大地，这是祂给予人理解自然、运用其中的资源为同类和社会创造福祉的神圣的责任。《创世记》中记述神带动物到亚当面前，让亚当为它们起名。在希伯来文中以一物之名来表达它的主要特征和本质，因此起名的过程需要细心研究动物的性质，这是一种观察、形容和分类的工作（如“蛇”在希伯来文中写作“נָּחָשׁ”，这三个字母“נ”代表生命、“ח”代表包围、“ש”代表破坏。注意希伯来文是从右向左书写）。这样《圣经》就暗示研究自然的工作具有其神圣的认可；
7）《圣经》承认人的自由意志的存在和其存在的价值（这有别于伊斯兰教的“信真主前定”的教导）。《圣经》反复强调的主题之一就是神所创造的人类有能力选择善或者恶、对或者错，并要对这样的选择在今世和身后负责。这样就给面对自然这个研究对象、有志投身科学研究的人指出作为人的主观意志的能动性、以及科学家为自己的学术成果的真确性、社会意义、和自己的名誉负责的担当和义务。
在基督教精神的文化土壤里，这以上七条总体就成为科学研究得以开端、继而健康发展的充分必要条件。
其实，换一个角度思考这个问题，可以让我们对科学是基督教孕育的这个现象有更深刻的认识 —— 我们不妨问自己，在基督教影响的西方之外，像中国这样的古老的、并为我们所熟悉的文化，可能孕育现代科学吗？答案应该是否定的。
中国古代虽然也有如勾股弦、珠算、本草、针灸、造纸、火药等等的科学技术，但它们的特点就是基本只注重于实用性而忽视理论性，没能向“理论结合实践检验、进而将理论修正并深化”的方向系统性地发展（中医也许是唯一有系统理论的例外，但中医理论如阴阳、五行、藏象、经络、气血等过于抽象、约略、笼统，这也造成了它可通过实践修正并深化的能力不强）。反观西方，科学追求将其理论不断深化的精神层面的源推力，是源自基督教对追求理解“神对物质世界的意志”的不懈热忱，《创世记》描写神造世界时是通过“说”（如“神说：‘要有光’，就有了光。”），也即世界是靠神的意志和话语而立。科学家如牛顿就是把追求物质世界的规律看作是对造物主的敬拜，他认为源自神的那样的规律和意志是神圣的；早期的不同领域的科学家们莫不具有同样的情怀，这样的结果就是科学的理论从追求“对神的意志的理解”这个根部发芽、分支、开花、结果，从而长成了现代科学这颗大树。
古代中国自春秋后期，儒学开始逐渐盛行，到后来历代帝王均“罢黜百家、独尊儒术”。儒家的精髓是处世之学，其中虽不乏对个人自律精进和社会礼义廉耻的教化，但被统治者所看重的却是它所宣扬的“忠”与“治”、“讳”与“杀” 。如此久之，造成中国文化中的“官本位”，在人的精神层面上一切围绕权力思维运作，在延续上千年的科举制度下“学优则仕”、“权倾朝野”成为知识分子的信仰和崇拜，“衣锦还乡”、“封妻荫子”成为社会精英对现世的终极追求，社会文化对真理和公义普遍缺乏兴趣，原则在很多人的词典里一文不名。反观西方，基督教精神始终如一将“真理”和“公义”高举，如《诗篇》记载大卫对神说：“因为你的慈爱常在我眼前，我也按你的真理而行”；又如《利未记》记载神要摩西教以色列人“你们施行审判，不可行不义，不可偏护穷人，也不可看重有势力的人，只要按着公义审判你的邻舍” ；在新约中，耶稣也教导说“凯撒的物当归给凯撒，神的物当归给神”。信仰这位神的人明白，现实中唯一需要崇拜敬畏的就是神，他们清晰坚定地把“社会的权威”和“世界的权威”区分开来。《圣经》同时教导说，所有人都是从一对男女始祖而来，并且所有人都要面对那“按公义审判人的主”，所以“人人生而平等”这个现代社会的普世价值的思想信念是根植于此。《圣经》同样教导说“神是个灵（Spirit），所以拜他的必须用心灵和诚实”，这样信徒们就认识到世界上只有神这位终极的精神和原则最为重要。故此，科学独立的追求真理的原则自然地得到基督教精神的背书。
再看中国历史，约两千年前传入中国、后来极为兴盛的的佛教，却使我们的祖祖辈辈的知识阶层所面对的情况更加复杂化了。虽然经过不断的中国本土化改造，佛教的精神本质却从来没变，那就是它宣扬的绝对虚无主义即对“自我”这个概念从物质到精神层面的全盘否定【*注三】。《易经》云“形而下者谓之器，形而上者谓之道”，中国两千多年的社会正是在“儒术”这个形而下的“器”中浸淫、文化上崇拜权力，并在“佛教”这个形而上的“空”里禅参、思想上精神迷茫；在世上就要当官附权反正到头来如梦幻泡影一场空，这一“下”一“上”将人的“如何活”这个行、与“为何活”这个知严重割裂异化，不得不说，对比于基督教精神为科学准备的土壤，古往今来的中国文化具有相当程度的认知分裂和精神阻碍。基督教精神则教导人要在神赐给人在地上的岁月里知行合一，《传道书》写道：“我所见为善为美的，就是人在神赐他一生的日子吃喝，享受日光之下劳碌得来的好处，因为这是他的份”； 《弥迦书》写道：“耶和华岂喜悦千千的公羊、或是万万的油河吗？……世人哪，耶和华已指示你何为善，他向你所要的是什么呢？只要你行公义、好怜悯、存谦卑的心，与你的神同行”。信仰这位神的人最担心的，恐怕就是当自己的灵魂最终面对造物主时“站立不住”，因“耶和华是忌邪施报的神”，祂“万不以有罪的为无罪”。耶稣在描述关于“永生、永刑”的审判时对信仰祂的人说：“你们这蒙我父赐福的，可来承受那创世以来为你们所预备的国”。基督徒认为他们在地上的生命中要“与神同行”，将来生命要居住在神所预备的与祂同在的永恒的国里，他们的“如何活”这个行、与“为何活”这个知在创造者这里和谐统一。
【*注三：释迦摩尼创立佛教时的这个“诸法无我”的基本出发点和他所采纳的婆罗门教的“转世轮回”说存在基本逻辑矛盾 —— 既然没有“我”这个主体，是谁、是什么在“轮回”呢？下辈子转世为帝王和转世为猪狗，和“我”有关系吗，即使“我”无恶不作下辈子转世为畜生，那畜生也无法认识到那所谓的“因果”，那因果善恶报应是如何实现的呢？“我”即“无我”，那么所谓的“轮回是苦”从何来呢？既然没有“我”这个独立的主体，那用“戒定慧”脱离苦海的是谁呢？佛教这种在基要原理上自相矛盾、玄虚莫测的特点，本文在附表“佛教历史及传播发展概要”中会较详细分析。由此附表我们应该可以得出这样的结论，佛教后来的发展与它的创立者释迦摩尼的“无神论”起点南辕北辙，即佛教是出自人的宗教，它从理论到实践都是“开放”系统，不断地随历史和地域发生变化和调整，其理论体系和实践操作从最初到各阶段及各地域均不具有连续性反而充斥矛盾性。如果这个星球上真的存在有出自“神”的宗教，那它的理论和实践系统应该是“封闭”的，即有能力封印、保守原初的所有的基要真理，同时具有完备性（可揭示所有人类必需的真理）和自洽性（无本征理论矛盾、无历史实践矛盾），还应该具有准确的预言性（历史事件可供人类检验）和强大的有效性（在现实中具有其它所有宗教都不具有的能力）。那么，世界上存在这样一个宗教吗？】
如此看，现代科学没有诞生在儒术、佛教盛行的东方的中国，而在文艺复兴、新教对天主教的改革、启蒙运动所带来的思想精神的浇灌下，诞生在了有幸被基督教精神光照的西欧，应该是顺理成章的现象。
现在有甲乙两人，甲相信自然是混沌抑或随机的并且人也无法确定地认知它，乙相信造物主赋予祂的最高创造人以理性和情感、可以认知祂的创造并且进而理解造物主自己，读者你认为甲和乙谁更有可能成为开创一个像天文、物理或化学这样的自然学科的宗师呢？一个有趣的、引人注目的现象是，初代自然科学宗师如伽利略、开普勒、帕斯卡、培根、波义耳、牛顿、居维叶、法拉第和麦克斯韦等几乎无一例外都是基督徒。在他们的头脑中应该坚定地相信由神所创造的世界是有秩序的、规律的，而且相信由神创造的人的理性是绝对可靠、并且可以籍由人的理性去理解神所创造的世界的理性，这样才会投入毕生的精力去研究发展他们的学科，得以荣神益人。回顾历史，这样的结果想一想其实并不让人意外。
宣扬科学与基督教战争的人士，也经常用伽利略和布鲁诺受天主教廷迫害为例来证明他们的观点。但是对这样的类似事件的更仔细的辨察，也许可以为我们在大众版的故事以外，带来不一样的视角、深度和相关的理解。
被科学发展史称为“现代科学之父”的伽利略，用观测证据支持哥白尼的“日心说”，他在在1610年出版著作《星际信使》，公布了自己利用望远镜发现的观测结果，这些新发现与“日心说”相符，与旧有的始自亚里士多德和托勒密的“地心说”相矛盾。伽利略与罗马天主教廷因为“地心说”与“日心说”的争论产生对立，大众普遍被教导宗教迫害了伽利略、压制了他的学说、阻碍了科学的进步，宗教对科学的态度一贯如此。伽利略在生命的最后几年被天主教廷软禁在家，他的著作被教会列为禁书是事实，天主教廷也在他去世后的约70多年的1718年开始部分解禁他的著作，到了1853年伽利略的所有著作被从禁书目录中完全移除。但是很多人不知道的是，当时反对伽利略倡导的“日系说”的人群中，很大一部分是秉持亚里士多德哲学思想的知识分子（由于当时社会的教育普及程度，知识分子中的大部分集中在教会里，并且有些天主教主教和教士同时就是现代意义上的科学家），他们难以接受始自亚里士多德的、统治思想界上千年的“日心说”被动摇。更为很多人不知道的是，判决软禁伽利略的天主教廷当时的教宗乌尔班八世（1623年当选为教宗）是伽利略的朋友，并对伽利略十分尊敬，他起先对伽利略的学说持开放甚至袒护的态度，这从乌尔班八世起先反对1616年教会对伽利略的指控就可看出；教宗甚至私下找到伽利略，要他出书中就“日心说”给出正反两方面辩驳，这就是后来的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，该书在1632年出版时也获得教宗的准许。但是这一时期乌尔班八世在宫廷事务与国务问题上逐渐陷入一系列麻烦，由于在教廷内部有人指责教宗在保护教廷上软弱，迫于压力的乌尔班八世在1633年对伽利略的最终判决中撤销了对他的一贯的支持，对伽利略的软禁和书禁就这样发生了。
其实《圣经》从未明确指出所谓的“地心”或“日心”的真伪（当然我们现在知道了即使是“日心说”也不准确，因为太阳也在银河系内运动），在《诗篇》中写有“将地立在根基上，使地永不动摇”，在《传道书》中也写有“日头出来，日头落下，急归所出之地”等等，但伽利略本人并不认为“日心说”与经文冲突，他认为象在《诗篇》和《传道书》这样的以文学为题材的《圣经》书卷中、尤其不能单单按字面解释，所谓的“地永不动摇”、“日头出来”、“日头落下”等不过是文学篇章执笔者的第一视角观察和感受，毕竟神应该无意将《圣经》作为给人类的科技教材。伽利略遭受教廷的软禁和书禁，这个现象更准确地说是学术观点、私人恩怨、政治博弈、个人利益等复杂作用的结果，它发端的实质是牵涉社会因素的人观点之间的冲突（这与大家熟知的牛顿和胡克之间的恩怨、爱因斯坦和玻尔之间的争论、杨振宁和李政道之间的芥蒂等相似，不过这次伽利略是独自面对一个代表学术及政教的组织），而用科学和基督教之间的冲突来描述这一事件就显得有失偏颇。从另一个角度来说，天主教廷和基督教，一个是人所组织的政教实体，一个是人灵魂里的信仰，天主教廷这样的政教组织不可能是完美的且很有可能行在歧途上，不然也不会有十六世纪初叶的始自马丁·路德的宗教改革和基督新教的诞生。因此如有人把天主教廷对伽利略的压迫上升为基督教对科学的迫害，是不准确的，这是在抹黑信仰意义上的基督教。
在伽利略以前，另一个人们熟悉的的例子是教廷对布鲁诺的迫害。布鲁诺于1600年在罗马被教廷判处火刑而杀害。长期以来，关于布鲁诺的故事被诠释为他是坚定的哥白尼的日心说的支持者，他关于日心说的思想和言论激怒了天主教廷因而被杀害。但是这个“布鲁诺因宣扬日心说而被杀害”的观点是不准确的。在布鲁诺的时代，日心说并不是所谓的“天主教异端”，而是一个带有争议的天文学思想。教廷杀害布鲁诺并非因为他宣扬日心说，而是因为他持有的宗教观点 —— 布鲁诺其实是一位某种崇拜太阳神的希腊埃及时期宗教的支持者，他支持太阳中心论的宗教热忱、远远超出他对哥白尼的日心说的天文学热诚；正是由于他坚持反对教廷秉持的核心宗教观点而被教廷裁判为宗教异端并处以火刑。教廷因为人的思想言论而将同类的生命残酷夺去，是重大的错误和过犯，其实也严重违背基督教关于“宽容”的基本精神；同时我们要更为公正地看待这一历史事件，对布鲁诺的残杀并不是基督教对科学的迫害，而是天主教廷对它所不能容忍的宗教异端的残酷杀戮。
历史学家 Mark Graubard 指出： 科学的理论需要世代甚至世纪的时间才能被建立，那么极有可能要经过同样长的时间才能被普遍接受。应该承认那些科学理论受阻拦的历史问题的答案是复杂的，不应该将亚里士多德传统的权威、人类的愚昧和私心的偏见，却以基督教为替罪的羔羊。
《科学的灵魂 —— 500年科学与信仰、哲学的互动史》这部书的结尾这样总结道：“从科学的发展史中清楚地看到科研与学术从来没有在哲学和宗教的真空领域中发展，基督信仰加上不同的哲学系统，是大部分西方科学传统的原动力、约束力和塑造者。”
更进一步地，当我们放眼世界，不仅仅是科学，还有现代平等观念、现代政治制度、现代法律体系、现代教育体系、现代医疗体系，现代人类社会的几乎全部的福祉均得益于基督精神的光照；这些主题每个都可各自成书进行探讨，不是这篇小文能够奢望涵盖的，故此略去；有志的读者请自行在这些通往真理的道路上探索。