調和心和物的世界
西方思想將世界理解成二元，即心和物的世界。這種二元論，是對真實世界的割裂，也始終讓我們頭疼。我們能調和嗎？
大多數自然科學家認為，整個宇宙的運行都是根據人所能了解的自然律。從它的開始到結束，從最小的粒子到最大的星系，都按一定規則，沒有例外。地球上的生命被看成是複雜的化學反應：演化、分支之後，最後產生具有法律、宗教、文化的文明。我相信這種對自然世界的物質／化約主義（reductionalist-materialist）觀點，基本上是正確的。
另外一些人，則認為自然只是存在於心中的理念，所有我們對物質實體的思考都是超驗於這個實體的。按這種看法，藝術、宗教、哲學和科學形成一個不可見的意義世界，而它源於心的秩序。這些人的信念和前述「物世界」的信念一樣強，我也相信這種強調以心認物的「超驗觀」是正確的。
這兩種世界觀（自然的和超驗的）顯然有深層的衝突。似乎「心」是超驗於「自然」的。但是，按照自然科學，那個超驗的實驗本身必須要有物質基礎，那麼它必須遵守自然律。如何解決這個衝突，將是人類文明在未來數世紀的課題。
一個很誘人的化解方法是將這二元歸於其中一元，而號稱解決。
拈花後笑的佛陀
傳說中，當佛陀面臨類似的問題時拈花微笑。這顯示二元或非二元都無法解答。但是這種洞識，為我們提供了探尋的出發點，而不是終點。
最新發展的「複雜科學」便是踏出的第一步。
「複雜科學」是什麼呢？
科學早已探索了小宇宙和大宇宙，我們也大致清楚整個景觀。而尚未探討的處女地是「複雜性」。身體器官、腦、經濟、人口和演化系統、動物行為、大分子，這些都是複雜系統。這些系統之中，有些可以由電腦模擬計算，有些則除了自己本身之外，沒有任何東西能模擬它。科學家正以跨學科的方式來迎接「複雜性」的挑戰。令人驚訝的是，他們發現可以從簡單的規則產生複雜系統。
例如有一種在電腦螢幕上的遊戲叫「格狀自動機」，螢幕上的點只是按簡單規則去演化排列，卻能產生很複雜的行為。換個突度看，宇宙中由原子排列成的三維空間格狀自動機，也已經演化生命和文化。這所有的一切都可看成簡單元件所演化出來的複雜系統。
本書第一部分描述的是這個複雜科學的一些主題，包括：生物組織原理的重要性、以計算法來看數學及物理過程、平行計算網路以及非線性動力學的重要性、對混沌的了解、實驗數學、神經網路和平行分配處理。
沒有人能預測複雜科學終將朝哪一個方向發展，但它預示科學的新綜合體很可能改變我們的物質世界觀。
新的世界觀
近三世紀以來興起的現代科學研究工具，像顯微鏡、望遠鏡都是解析性的，它促進了化約式的科學觀。按此觀點，處理最小物質的物理學是最基礎的學科。由物理原理可以導出化學定律，然後是生物學，依此建立階梯。這種自然觀並沒有錯，但它的確深受當時的工業和技術影響。
具有處理大量數據、資料能力以及模擬真實世界的電腦，提供了另一個觀察自然的窗口。正由於電腦所產生的知識與傳統工具不同，我們可能開始看到不同的東西，它提供了對真實不同的視角。我將描述一些電腦上的應用情形：模擬智慧、模擬分子的行為、建構真實生命與人工生命的模型、決定性混沌的發現、非線性系統、模擬演化、神經網路、波茲曼機器、實驗數學等等。這些應用所發展出來的技術將在商業界、財經界、法律界和軍事上有巨大影響，世界將隨之改變。
作為一種新的生產方式，電腦不但創造出努力追求知識並且溶入社會的新人類，也讓人對知識有了新的想法。電腦轉變了科學，也帶來了新的世界觀。
本書第二部分討論「複雜科學」對科學哲學的影響。科學哲學前途堪虞，許多哲學家都認為它日薄西山，因而棄之不顧。過去，哲學是神學的婢女，在本世紀則為科學的娼妓，最後它差不多成為棄婦。像我這樣的科學家通常是反哲學的，拒斥讓哲學家解釋科學。但是過去並非如此。
幾十年以前，很多科學家，尤其是物理學家，經常討論科學哲學；時下的趨勢則由思想轉向行動。科學家從事的本行之外的活動，較傾向道德問題而少涉及哲學。他們參與的活動包括環境、戰爭與和平以及人權。所以現在由我這麼一個「反哲學者」撰寫有關科學哲學的文章，是需要一番解釋的。
讓科學哲學與科學再度整合
對科學活動的思考已經壁壘分明，一種是哲學的，另一種是經驗實證的。科學哲學和科學的分裂始於兩百年前的康德（Immanuel Kant, 1724-1804，德國哲學家），並且延續至今。我相信由於新的複雜科學，這個分野在未來會比較不明顯。我欣然迎接這項發展。尤其是在認知科學
(cognitive science)方面，哲學家和科學家也許要重新攜手合作。也許，科學哲學並非日暮途窮，而是要再度與科學整合，恢復到康德之前與科學的情況。
我不是哲學家，本書所提及的也算不上是哲學，因為其中的論證並不嚴密，我只是試著呈現「複雜性研究」帶給科學的新展望。我利用傳統哲學上的主題來討論物質實在的性質、認知的問題、心物問題、科學研究的特性、數學的性質、儀器在研究中所扮演的角色等。
由於我身為物理學家，諸般觀點頗受訓練所左右。但是複雜科學的一些最令人興奮的發展是在社會、經濟及心理行為方面。有趣的是，這個新科學的跨學門性質將超越傳統自然科學和社會科學的鴻溝。有些人對此樂見其成，有些人則嗤之以鼻。
在我科學思考中重複出現的主題是「選擇系統」的想法。它是將達爾文——華萊士的天擇想法，用到廣義的模式認知系統上。經驗科學是一種選擇系統，它選的不是物種，而是有關自然的理論。經驗科學可視為找尋宇宙不變律的選擇系統。這樣的概念在生物學上已經普遍應用；但它對社會科學和心理學的衝擊才剛開始——孕育的時間很久，但是產生的改變既深且巨，很多較傳統的科學家仍將抗拒它的來臨。
未來的第一線曙光
我想，心物二元論的問題，最後不是解決而是消失於無形。以前認為很基本的問題就曾消失過：幾世紀以前，自然哲學家曾爭辯「實質」和「外觀」的區分，後來經驗科學成熟後，這區分就消失了。同樣地，「心」與「物」的涇渭分明也會隨著複雜科學的興起而消弭。當我們透過神經科學、認知科學、計
