叙述成功的科学故事是容易的, 但本书要说的是另一个故事。一个关于未知的而不是已知的故事, 一个关于不可能性的故事, 一个关于不可逾越的极限与障碍的故事。《科学的边界：关于不可能性的故事》令人信服地论证了人类认知的极限，指出存在一些最终无法知晓、无法实现的事物。而正是这些不可能，界定了什么是科学。

本书探讨了人类思维的极限，还深入讨论了复杂性、不可计算性以及时间、空间和资源的有限性所带来的不可能性。书中还涉及更深层次的不可能性，例如哥德尔不完备性定理，该定理证明了有些事情是无法证明的。

我们生活在一个奇异的时代, 一个奇异的地方。当我们进一步去探索自然界的复杂结构时, 我们将有希望发现更多深层次的结果, 而这些结果将限制我们的认知范围。

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《科学的边界》令人信服地论证了人类认知的极限，指出存在一些最终无法知晓、无法实现的事物。而正是这些不可能，界定了什么是科学。

（专家推荐）
从逻辑学、数学、宇宙学、物理学到进化生物学、计算机科学，从亚里士多德哲学、基督教神学到现代艺术、哥德尔不完备性定理，英国著名物理学家、科学作家约翰·巴罗旁征博引、天马行空，把不可能性的哲理演绎得淋漓尽致，发人深思、启迪智慧。人类生活的世界充满了各种各样的不可能性，而科学定律归根结底正是关于不可能性的判断和陈述。
吴国盛（清华大学科学史系主任、教授，科技哲学、科学史专家）

如果我们将科学视为一种外在的客观事物，那么在某种程度上我们可以将科学比作一座庄园。认识这座庄园，当然有不同的方法。
本书作者好像一个导游，要带读者沿着庄园的边界去走一圈，让读者从边界上来认识这座庄园。这当然和在庄园的某个房间里了解细节有很大的不同，有可能使读者对这座庄园获得更全面、更深刻的理解。
江晓原（上海交通大学讲席教授，科学史与科学文化研究院首任院长）

市面上的科普书很多，巴罗的这部小书另辟蹊径之处，不在于向读者介绍具体学科内部的知识，而是讨论科学的思维的边界，特别是可能性与不可能性的边界。对于此类大问题的思考，使得巴罗的运思与大哲学家康德在《纯粹理性批判》中对于二律背反问题的哲学思辨构成了应和（在康德那里，如何讨论人类知识的最大边界，也构成了一个重要的话题）。不过，与作为十八世纪的哲人的康德不同，巴罗毕竟是我们这个时代的优秀科学家，因此，他对于科学边界的思考也就具备了康德所不可能具有的现代知识背景：从宇宙大爆炸到哥德尔不完备性定理，不一而足。
强烈推荐给科学哲学专业的师生，以及广大不甘心于在一个具体自然科学领域内部做学术匠的自然科学研究者阅读。
徐英瑾（复旦大学哲学学院教授，人工智能哲学、分析哲学专家）

书籍之要在于序，评者亦善待之。
菲利普·圭达拉 (Philip Guedalla)
哲学家和科学家都十分关注不可能性。科学家喜欢论证那些被广 泛认为不可能的事物实际上是完全可能的；与此相反，哲学家则倾向 于去说明那些被广泛认为是可行的事物实际上是不可能的。然而事实 上，科学之所以成为可能，恰恰在于某些事物是不可能的。
自然界被一些可靠的定律所支配，而那些表明这一观点的 无可置疑的证据容许我们将可能从不可能中分离出来。况且，只有那 些认为可能与不可能之间存在明显差别的文化才能提供孕育科学进步 的土壤。不可能性不仅仅涉及科学。在接下来的篇章里我们将会 看到，艺术、文学、政治和逻辑中的不可能性是如何促使人类意识发 生惊人的进步：揭示不可能这一概念如何使现实事物的本质和内容更 加清晰地表现出来。
不可能这种观念在许多人的意识里都鸣响了警钟。对于一些人来 说，任何宣称人类在对宇宙或科学进步的理解上存在极限的说法，都 会被认为是有损于我们对科学事业信念的危险信号。同样无可厚非的 是，另一些人怀疑人类对未知领域过度探索的动机，并害怕由此而导 致的危险，所以他们极力地赞同任何科学是有限的说法。
在每个世纪末，似乎都会对科学进行一次反思。我们看到，在 19世纪末，科学的极限问题也曾是一个很活跃的问题，而且人们还 试图去提出一些永远也不可能解决的问题。这些问题即使是在现在看 来依然十分有趣。但是，在一百年之后的今天，我们该对我们所关注 的事情说些什么呢?我们正临近又一个世纪之末*,并回首这个发生 了非凡进步的世纪。显然，正是这种进步才使20世纪具备了非凡的 特征。在人类许多认知领域中已经产生了一种模式，即一种科学理论 在定性和定量的准确预言方面取得了巨大成功后，就会使其应用者们 开始怀疑它是否有终结他们的理论是否可以解释它所能包含的一 切问题。随后，一些奇怪的事情发生了。理论自身预言了它是不可能 预言所有一切的。由此得出的结论是，它的应用范围不是简单地受到 限制，而是自我限制。这种模式惊人地一再重复出现，以至于我们可 通过看是否具有自我限制的特征来判断某种理论是不是一种成熟的科 学理论。这些极限的产生并不仅仅因为理论不充分、不准确或不恰 当，它们进而告诉我们一些关于知识本质，以及在宇宙内研究宇宙意 味着什么的深层事物。
对于科学的极限和极限的科学的研究，把我们从对经费、可计算 性和复杂性等现实极限的思考中带到了那些限制我们认知范围的约束 上，而这些约束则是由我们处在自然界系列的中间位置所具有的尺 度、年龄和复杂性造成的。我们将推断我们可能的技术前景，并且在 处理自然界中大的、小的和复杂的领域的可能性系列上，对我们当前 的能力进行定位。显然，现实性并不是我们所面临的唯一极限，此外 还有人类本性所带来的极限。人类的大脑并不是为科学而进化的。科 学研究就像我们的艺术鉴赏力一样，都是那些为了能更好地适应远古 时期的环境而得以优先保留下来的各种特性的副产品。或许这些起源 的模糊性将危及我们理解宇宙的种种探索。接下来，我们将开始探索 可求的知识的边缘。我们将了解到，那些关于宇宙的起源、终结和结 构等重大的宇宙学问题都是不可回答的。尽管天文学家已经满怀信心 地用现代宇宙观点做出了阐述，但这些阐述都做了简化，回避了我们 不知道的问题：宇宙是有限还是无限的呢?开的还是闭的呢?有终结 还是永恒的呢?此后，我们将探讨涉及数学局限性的著名而神秘的哥 德尔定理。我们了解到，肯定存在着这样一种算术陈述，其真实性永 远无法得到肯定或否认。这究竟意味着什么?难道它意味着存在一些 我们永远都不能回答的科学问题吗?我们将看到对此问题的回答是出 人意料的，并且还会促使我们去思考自然界的不自洽性、时间旅行悖 论、自由意志的本性，以及意识的工作机理等一些问题的可能含义。 最后，在试图把个体的选择依次传递给集体的选择时，我们将探索其 中所隐含的一些奇怪的东西。不论是一次选举的结果，还是当存在几 种选择时所做出的决定，我们都发现了一种在整个复杂系统领域中起 作用的深邃的不可能性。
在这个由一些基本极限所构成的奇异世界里，我们知道那些复杂 得足以必然地表现出某些个性的世界展示出一种开放式的终结，而这 是一个单一的逻辑体系所不能描述的。复杂得足以产生意识的宇宙对 于身处其内的我们能知道些什么也做了限制。
在我们旅程的终点，我希望读者能够认识到不可能性比我们初看 起来具有更多的内涵。在我们理解事物的过程中，它并非只起负面的 作用。事实上，我相信我们将会逐渐地接受不可知、不可为以及不可 见，它们将比可知、可为以及可见更加清晰、完整和鲜明地定义了我 们的宇宙。
谨以此书纪念罗杰·泰勒(Roger Tayler),他不幸没能亲眼见到 本书的脱稿。由于对在苏萨克斯的同事以及英国和世界天文学界的无 私奉献，他赢得了全世界科学家的尊重、崇拜和友谊。我们深切地怀 念他。
我还要对那些为我提供建议、评论或提供图片和参考书的人表示 感谢。他们包括David Bailin、Per Bak、Margaret Boden、Michael Burt、 Bernard Car、John Casti、Greg Chaitin、JohnConway、Norman Dombey、 George Ellis、Mike Hardiman、Susan Harrison、Jim Hartle、Piet Hut、 Janna Levin、Andrew Liddle、Andre Linde、Seth Lloyd、Harold Morowitz、 David Pringle、Martin Rees、Nicholas Rescher、Mark Ridley、David Ruelle、John Maynard Smith、Lee Smolin、Debbie Sutcliffe、Karl Svozil、 Frank Tipler、Joseph Traub和Wes Willams。我的妻子伊丽莎白 (Elizabeth)在许多事务上帮助了我，并且还以惊人的好脾气容忍在 屋子里存放了难以计数的文稿纸。而对我们的孩子戴维(David)、罗 杰(Roger)、路易丝(Louise)来说，本书的主题仅仅引起他们对电 话使用也存在着某种基本极限的担忧。
约翰·巴罗
1997年11月于布赖顿

约翰·巴罗（John D. Barrow）：英国天文学家、物理学家、数学家，剑桥大学教授，曾获得狄拉克奖章。