第一章 起源
谈到存在,首先会有一个重要的问题出现,即宇宙究竟从何而来,又如何诞生。它曾经让我们所有人都很感兴趣。而在诸多的文化中存在大量的创世神话,正是它们凸显了这个问题的核心地位及其重要性。所有的创世神话都在力图解释为什么在以前什么都没有的情况下有东西出现了。某些神话认为,地球及其居民是由一对假想的“宇宙父母”在“巫山云雨”后所产生的后代。有时某些神话更加离奇地认为,这对“父母”或许在交合时满脑子想的都是虱子,于是虱子便从腋窝里被创造了出来。而另一些神话则认为,一颗“怀孕的宇宙蛋”裂开后,一半形成了天穹,一半形成了大地。有时,我们的宇宙似乎成了怒气宣泄过后的产物。在波利尼西亚的神话中,造物神塔奥罗厌倦了自己一直被困在壳内,于是将其击碎,破壳而出。愤怒使其做出了一系列不成熟的举动,他把自己的脊柱变成了山脉,指甲变成了鱼鳞,肠子变成了龙虾。但这仍然未能平复他的心情,于是他又把自己的鲜血变成了天边的红霞。亚伯拉罕诸教(Abrahamic religions)中的创世神话同样面临着解释宇宙诞生的问题,但是其表述在人们看来更加谨慎、合理,同时也更加抽象,概括起来就是:上帝不可思议地凭借自己的意志在混沌中创造了秩序。印度教的《梨俱吠陀》(Rigveda)和《唱赞奥义书》(Chandogya Upanishad)两部典籍认为“存在是通过否定非存在而实现的”,这种论述着实将抽象发挥到了极致,但却无法令每一个西方人完全满意,因为它明显是在逃避这一问题。
其实,要想清楚地了解宇宙的起源,首先要解决三个与之相关的重要问题。第一个问题和宇宙的形成机制有关:宇宙诞生的最初究竟发生了什么?第二个问题是:是否有必要去探寻在宇宙形成之前存在的东西或在某种意义上有可能形成宇宙的东西?由此便产生了一个不管是从语言上还是概念上都十分吸引人的问题,即“无”能否生“有”的问题。第三个问题是:宇宙形成的过程——将“无”转化为实在可见的东西——是否需要某种外力的推动?或者说“无”能否独立地转化为“有”?以上问题似乎都可以用科学的方式来回答。除此之外,还有一个问题十分特别但却非常有趣:宇宙为什么会存在?对此我暂时不做深究,等到后面再谈。
有这样一种观点认为,假设创造宇宙的外力是存在的,那么刚才提出的三个问题便会迎刃而解;为了避免拐弯抹角,我们可以直接将其称为“上帝”。是上帝以某种不可思议的方式创造了宇宙。他独立于时空之外,随心所欲地凭空创造万物。出于某种人类无法理解的原因,他是促使宇宙形成的第一人,是自发存在的宇宙第一推动力。我还会做这样的假设:尽管以上论述看似比《梨俱吠陀》中极端抽象的内容更为具体,但并不能完全令人满意。它们当然有可能是正确的。因为上帝本就是宗教的产物,所以我会把涉及上帝的宇宙起源说归到宗教的类别中,但我会尽可能地把上帝变得普通,这样你就可以自行选择“膜拜”他的方式了。
科学能否更好地解释宇宙的起源?那些想要维护宗教独特地位的人声称,科学只能研究已经存在的事物,对于尚未出现的事物没有丝毫经验,因此在这些问题上没有发言权。他们断言科学无法从根本上解决宇宙起源的问题,但或许会勉强接受科学在研究早期宇宙方面的某些成果,因为当时原始的宇宙已经开始运行了,自然的法则已然确立。简而言之,他们认为科学方法无法揭示宇宙起源的奥秘。如果这种观点是正确的,那么我们别无他法,要么做出妥协,承认人类根本无法发现宇宙自发形成的过程;要么相信创世者及其不可思议的行为的存在。
因此,为了评估这种观点,我需要确定科学是否真的可以解决这些非常有趣的问题,还要确定科学能否恰到好处地从宇宙自发形成的角度来解答这些问题。我认为科学进步的动力来源于乐观与好奇的结合,来源于对解决问题的渴望以及对科学研究的信心。毕竟,科学研究的基本假设是要揭示事物的本质。
首先不可否认的是,科学在过去300年里对早期宇宙——宇宙起源另当别论——的研究所取得的成就远比宗教在过去3000年里的成就要多,这或许是有一定原因的。还有一种更为尖锐的观点认为,用神话来解释宇宙的起源实际上相当于承认了自己无知地被寓言所引诱,但它们只是没有被皇帝穿上的新衣,根本没有什么意义可言。尽管那些有时很美妙的神话与目前科学研究的构想之间会产生共鸣,但这也许是因为它们本身都是含糊不清的,如同橡胶板一样可以任意拉伸,因此可以涵盖更多重要的科学问题。神话编造者声称自己的寓言故事比科学解释更有先见之明,而我认为我们对此应该持谨慎的态度,因为这种表面上的预测正是寓言灵活性的体现。
其次,尽管宇宙起源的细节问题可能仍是阻碍科学发展的绊脚石,但重点是要认清“可能的阻碍”与“谨慎发展所取得的真实成就”之间的区别。在“龟兔赛跑”的故事中,兔子正是因为妄加猜测乌龟的能力而输掉了比赛,而科学谨慎发展的特点像极了那只缓缓爬行的乌龟,在没到终点之前谁也无法轻易地下结论。科学不仅需要出色的想象力,还需要万分的谨慎。科学家很少会取得革命性的成就。他们更常见的做法是在逐渐征服新的领土之前先建立桥头堡,夯实基础后再进行深入研究。科学研究的桥头堡是建立在经过实验验证的理论共识之上的,贸然跨越无知的鸿沟通常都会跌得粉身碎骨。甚至就连20世纪物理学领域的两个重大突破——相对论和量子理论——也都是立足于经典物理学之上,通过预测发现其与经典物理学之间存在微小的差别而逐渐发展成为理论典范。科学家虽然是革命者,但却是保守的革命者。他们会谨慎地进入未知的研究领域,然后再将其征服。
正是由于这种谨小慎微的特点,几乎每个科学家都不愿对宇宙起源等相关问题发表看法。这是明智之举。实话实说,他们没有掌握任何线索。科学家们目前的任务是要一步一个脚印地“回到过去”,并在这一过程中形成正确的见解,明确研究态度,达成共识,通过观察来验证想法,或许还期望着在将来的某个时刻能够发现宇宙诞生的瞬间;与此同时,科学家们还要做好准备去面对自己以及我们的整个认知框架被一次认识上的转变——甚至是一连串的转变——所颠覆的可能,这或许比相对论或量子理论具有更大的冲击力。
对宇宙诞生瞬间的研究——前沿科学家将时间回溯到宇宙诞生后的刹那,探索137亿年前伴随大爆炸而发生的复杂的、在很大程度上是推测出来的事件——已经有了许多主流的解释,此处便不再赘述。尽管人们的信心和共识在减少,但我们已经知道了,在宇宙诞生后的10-34秒(普朗克时间)[1]内所发生的种种现象极其复杂,这就足够了。我们知道在那一瞬间,目前现有的理论和时空连续性的假设统统无效,甚至时间和空间也都没有任何的分别。简而言之,我们还没有掌握可以进入普朗克时间、直面宇宙诞生瞬间所必需的物理知识。但是我们目前已经发现了未来研究所需要的某些线索,而且理论物理学家也基本明确了他们的研究方向。当然,研究的过程会异常艰辛。揭示宇宙诞生刹那的真相需要耗费很长的时间,并且可能带来超乎想象的理解上的转变,这便是所谓的“范式转移”,即基本的理论假设发生了根本的改变。即使困难重重,但目前还没有迹象表明人类必须得引入一位创世者才能对宇宙起源有一个彻底的认识。
前面已经说过,我们承认科学目前最多只能窥探到宇宙起源的大致轮廓,甚至这种大致的轮廓可能只是幻象,我们很快就会谈到这个问题,而描述宇宙起源的科学方法的未来发展方向,或许仍需要我们去做一番推测。这种推测——有人会说该做法十分愚蠢——与宗教的创世说的区别在于:科学推测的真实性或其他特性是公开可知的,而宗教的预测则是建立在信仰的基础之上的。宗教信徒可能会辩称,这种信仰是有充分依据的,因为《圣经》所记载的上帝之言是可信的。或许他们还会说,虽然自己知道《圣经》中的记载是虚构的,但是真理就隐藏在那些神话故事里面,终有一天会被揭示出来,因此弱小的人类不能只单纯地关注表面的文字叙述而忽略了其内在的价值。话虽如此,但我认为人类还是肩负着不断开拓进取、努力刷新认知极限的重任。
前面提到的宇宙起源的大致轮廓或许只是幻象,原因之一是宇宙可能没有起点,至少不会在某一区域内存在起点。某些早期宇宙方面的理论认为,现存的宇宙——比如我们的宇宙——可以孕育出子宇宙。这意味着我们在回溯过去时会发现,自己的宇宙是由一个母宇宙孕育而来的,而这个母宇宙又是由另一个母宇宙孕育而来的,再往前推还有无数个这样的母宇宙。因此,我们所认为的宇宙起点并不是一切的真正开端。照此说来,宇宙的大爆炸仅仅是一起微不足道的区域性事件,并不是宇宙诞生的真正起点。
实际上,人类如果一味地扩大宇宙探索的广度并忽略自身的重要性,可能会严重地低估宇宙起点的发现难度。时间或许会在宏大的宇宙尺度上失去意义,而“起点”这一概念也会变得毫无价值。宇宙的诞生或许又会是这样的情形:任何宇宙都会创造无数个宇宙。现在虽然已经有无数个宇宙,但是数量仍在以无限的增长速度无限增加,并且会一直保持这种状态。因此我们的宇宙大爆炸在无限宏大的宇宙舞台上是极其微不足道的。虽然科学在获取真理的过程中可能显得有些自大,但其研究发现却通常为真正的谦卑打下了基础。
实际情况可能是这样的:子宇宙理论解释起来要比原始宇宙(Ur-universe)理论简单得多,因为只要有现存的宇宙,就会有主宰其运行的物理法则。如果我们能够在自己的宇宙中找到这些法则,那么就会知道子宇宙是如何孕育而成的。但即使这一目标能够实现,人类在将来仍需面对一个棘手的问题:原始宇宙从何而来?或许真的是上帝亲手创造了原始宇宙,然后让其永远湮没在了无数的宇宙“后代”中?可能只有坚定地信仰上帝的人才会知道答案。
即使无数个宇宙无限加速诞生的惊人场景是真实的,但我还是心存疑虑——是否仍然存在一个真正的宇宙起点?答案倒是有一个,但是是没有科学依据的盲目猜测,因此请勿当真。提出这个观点只是为了强调乐观的科学精神。即使面前困难重重、阻力巨大,我们对科学始终抱有坚定的信心,人类终会有解决问题的办法。
下面我要把自己不切实际的想法分享给大家,聊博一笑。首先假设宇宙是由点组成的。简单起见,我们将宇宙假设为一个由四个点组成的微小宇宙,就像这样排列成一条直线:····。在这个宇宙中,我可以确定点2紧挨着点1和点3,其余点以此类推。在某个点集中确定相邻的点在专业上被称作给定度规(imposing ametric)。从现在起我会引入“度规”(metric)这个概念来解释某些问题。这样,我们的宇宙模型的四个点就有了一个特定的度规。接下来,我规定那四个点可以有一个不同的度规,其中点2和点4按某个度规互为相邻点,其余点以此类推;并且我可以再假设另外一个宇宙,其中点1和点4按该宇宙的度规互为相邻点,其余点依此类推。这样,四个相同的点便可以组成不同的宇宙模型了。
如果将这种假设放在现实的宇宙中,那么我们可以认为这个宇宙由无数个点组成,其中将点1和点2通过某个度规确定为相邻点,而另一个宇宙同样由无数个点组成,但点1是在某个类地行星上的胡萝卜里的碳原子核中,点2则位于某个遥远星系中环绕类似织女星的小行星上的铁原子核中,而这两者之间由另一个度规将其确定为相邻点。这样的话,同一个点集中的点可以组成无数个宇宙,每个宇宙的度规都各不相同。在这个假设中,我们每个人都存在于任何一个可能的宇宙中:只有在目前这个宇宙中我是完完整整的我;在其他众多的宇宙中,我无处不在;如果在许多宇宙中恰好居住着和你类似的生物,那么我便是你的组成部分。因为无数个点构成的并不只是空间而是时空,所以我既是过去的存在,也是将来的存在。在这种场景下,不断出现的子宇宙只不过是新度规的出现,也就是说度规发生了变化,点与点之间的关系也随之发生了变化。
我曾经在其他地方提出过这种毫无根据的猜测,结果可想而知,没有得到任何回应,而这也是很正常的事情,但至少这个想法产生了一个创造性的结果。美国作家约翰·厄普代克显然受此启发,饶有兴趣地把它放在了自己的著作《罗杰教授的版本》的结尾部分,使其变得更加精彩有趣:
“所以,”克里格曼说道,“想象一个什么都没有、完全真空的状态。且慢!有东西在里面!是点,几何图形最基本的组成部分,是没有结构的点的集合。如果这对你来说太模糊的话,那就想象‘一个还未在任意维度构成流形的博雷尔点集’。想象它是旋转着的;由于没有维度,也就没有远近的概念,因此它并不完全像你我所想的那样在旋转,但是不管怎样,其中一些点会突然变成直线然后消失。……直到时空突然出现!……无中生有,从虚空和原始的几何中诞生,它们是仅有的法则,没有人将这些法则授予摩西,不需要有人这样做。一旦你对此有了信心,即使该信心小得如同耶稣所说的芥菜籽儿一般,轰!创造宇宙的大爆炸马上就要来临了。”
这种猜想的重要意义在于,无数个宇宙的出现看似纷乱复杂,却都可以简化为一个单独的事件。归根结底,过去和现在所诞生的无数个宇宙实际上可能都源于一个单独的创造事件,即创造点集作为每个度规的基础,然后每个被独立创造出的点集都含有一个新的度规。但不知为什么,在我看来,为预先存在的点集设置度规——在由点组成的集合中,每确定一对相邻点的位置就相当于确定了一个新的宇宙——比创造一个真实的宇宙更加抽象,因此省去了不少麻烦。
毫无疑问,这个猜测在现实科学中一定是胡说八道,但对于在小说中树立一个认真而略带疯狂的科学家形象来说却是很好的素材。我当然不希望任何一位科学家都认为我的设想是毫无理论依据的。因此我必须要说明做出这一假设的真正用意:即使问题再难,我们也能够对其做出科学理性的思考,从而削弱上帝创世的影响,回到解决问题的正确轨道上来。
还有一个未解决的问题是,这些点从何而来?重视理性思考的科学家一定会承认,如果在任何阶段都必须用一种外力来解释事物的诞生和存在,那么科学只能承认人们所谓的上帝是存在的。如果换一种说法,那就是坚持无神论的科学研究最终可能会发现它竟然证明了上帝的存在,这就非常具有讽刺意味了。因为我不想屈服于宗教信仰,也不想就此抛弃我的乐观态度,更何况本书才刚刚开始,所以我需要弄清科学是否永远无法摆脱这个特殊的问题。
就这一点而言,摆在科学面前的任务是探究在没有外力干预的情况下宇宙如何从虚空中产生。可是根本没有人知道这种情况是否会发生,就算真的发生了也没有人知道它是如何发生的。某些人认为,宇宙起源的问题(这里我不再使用“原始宇宙”这个词,除非我想特别强调其不同,但这可能才是我的本意)可以通过证明其遵循了某些物理学定律来解答,比如宇宙源自“量子真空涨落”(quantum fluctuation of the vacuum)。但这并不足以作为一种解释,因为虚空意味着所有的一切都不存在,更没有定律可言,就连绝对的真空都比它要“丰富”得多。宇宙还未诞生,物理定律就不会存在;换句话说,因为物理定律总结了宇宙的运行规律,是随着宇宙的诞生才出现的。通过“量子真空涨落”理论来追溯子宇宙的起源或许十分恰当,因为子宇宙与原始宇宙之间存在差别,而且现存宇宙的真空中确实存在丰富的属性,但这并不足以解释原始宇宙的起源,因为虚空不具有任何特性,因此不会出现量子涨落现象。
从“绝对的无”——出于敬畏之心,我们把包括真空在内的“什么都没有”的状态称为虚空——变为“有”是一个深奥至极的问题,远远超出了目前的科学研究的范围。尽管某些人——尤其是那些悲观的或者可能有现实主义倾向的科学家——认为科学似乎永远无法解决这个难题,但它毕竟是科学必须要达成的目标。因为我的目的是证明科学能够解释包括虚空在内的一切问题,同时还要证明科学能让人们理解最不可思议的现象,所以我必须保持乐观,摒弃偏见,努力证明人类仍有希望通过科学去解释宇宙如何“从无而来”。
其实之前我曾尝试着做过一种假设。当时这样做的目的同现在一样,不是为了提出理论来说明宇宙从无到有,只是为了证明思考宇宙起源这一过程的可能性。如果宇宙的起源可以解释,那么对其真实的科学描述将与我所要提出的观点大相径庭。当然,要是二者表述一致,那事情就变得有趣了。但这并不是重点。我要再次强调一下,我的目的是要表明人类的思想不应被难题所禁锢,用科学来解释一切复杂深奥的问题并非不可想象。换句话说,在宇宙起源的问题上,我希望找到比神话寓言更加令人满意的——至少让我满意的——解释。
首先,重要的是应该认清一点,宇宙中的一切可能并不存在。我知道,表面上看我们好像是物质世界的一部分,周围的一切都是由物质构成,并且我根本不想让人们觉得人类所感知的事物只是梦幻泡影,或像贝克莱的唯我论所描述的那样,物质没有任何独立的属性,只是“我”的感觉和经验。当然,我们是物质的一部分同时也被物质所包围,但是深入到一定程度就会发现,任何物质都不存在。现在我会试着去解决这个悖论,因为它一旦被解决,“无中生有”这个概念——从虚空中创造事物——就会变得很简单。换句话说,我不想用玄学的花言巧语来解释宇宙的起源,我将试图证明所谓存在的基础其实是“无”。
宇宙的总电荷为零,但同时存在带正电荷和负电荷的实体。我们都知道,如果总电荷不为零,那么多余的同种电荷会产生巨大的相互作用力,这股力一旦形成会立刻产生爆炸。要想使电荷存在并且使总电荷为零,那么正电荷和负电荷的数量必须相等。或许在宇宙诞生以前的虚空中不存在任何电荷,因此伴随着宇宙的诞生,“无电荷”的状态分离出了两种相对的电荷。电荷不是在宇宙诞生的那一刻被创造出来的,而是从“带电”的——这种带电性因正负电荷相互抵消而没有表现出来——虚空中分离出来的,形成了数量相等的正电荷与负电荷。也就是说,这起事件并不会产生电荷,而是分离出了正负电荷。因此在这一过程中,“无”确实从虚空中产生,但在正负电荷从虚空中分离出来以后,那个原始的虚空状态才转变为当前这个有趣的、具有发展潜能的“无”的状态。如果上帝创造了宇宙并决定赋予其电荷,那么他不需要制造电荷,只需要把正负电荷从虚空中分离出来就可以了。换句话说,上帝恩赐给我们的电其实是“无”。
宇宙不会旋转。更专业地说,整个宇宙的角动量(angular momentum)为零。然而局部宇宙中的天体确实会旋转。角动量在局部存在,但是某一位置的角动量(一个旋转的轮子)与另一位置反向的角动量(一个反向旋转的轮子)互相抵消。当我们在自行车上蹬脚踏板时,随着车轮的转动角动量便会产生;但是如果我们向西骑,地球自转得会快一些,因为地球是由西向东自转,如果向东骑地球自转得会慢一些,当然这些都是理论上的变化,但宇宙的总角动量仍保持其合理的原始赋值——零。这就说明角动量并不是在宇宙诞生之时被创造出来的,而是虚空分离出了相等的但方向相反的角动量。这起“创造角动量”事件并不是上帝赋予了我们一定的角动量,而是相反的角动量的分离。和正负电荷出现时的情形一样,“无”确实从虚空中产生,但某起事件将相反的两种角动量从虚空中分离出来以后,那个原始的虚空状态才转变为当前这个有趣的、具有发展潜能的“无”的状态。如果上帝创造了宇宙并决定赋予其角动量,那么他不必倾尽全力地去转动宇宙的大轮子,只需要把正反角动量从虚空中分离出来就可以了。换句话说,上帝恩赐给我们的角动量其实是“无”。
众所周知,宇宙中存在巨大的能量:恒星在燃烧着的星系、一边自转一边公转的行星,甚至是孩子们玩的飞行球都具有能量。至少目前上帝似乎还有一项工作要做,并且经过深思熟虑后再次给予了我们一份显然不可改变的“馈赠”。毫无疑问,能量可以从一种形式转换为另一种形式,例如物体在下降的过程中加速,势能(物体由于其高度而具有的能量)就会转换成动能(物体由于其运动而具有的能量)。但是实验似乎表明,宇宙的总能量是固定的并且永远不会改变。如果有上帝的话,那么他赋予人类可以自由使用的总能量是完全合适且安全的,不会随着人类的干预而改变。
但这就留下了一个问题,他到底赋予了我们多少初始的能量呢?这可以通过现有能量的总和进行估算,因为宇宙的总能量一直保持不变。首先需要计算所有星系、恒星及其行星运行产生的能量,还有这些行星上发生的所有微不足道的小事——其上的居民将这些事件视为历史——产生的能量。这些能量的总和巨大,但总的能量却远不止如此。根据爱因斯坦的狭义相对论,质量是局部天体吸收能量的量度(著名的质能方程E=mc2把某一区域的质量与该区域的能量联系到一起)。除了已经算出的巨大的总能量之外,我们还有一项需要补充,即由所有星系的质量——其中包括恒星、行星、卫星甚至老鼠和人的质量——转换而来的能量。
但是我们目前还忽略了另外一个能量的来源,那就是宇宙万物之间的引力所产生的能量。引力会降低两个相互作用的物体之间的能量,尤其是同一星系中恒星之间的能量,而且会把它们聚集到一起;引力还会降低星系自身的能量,因为它们几乎是在无限的空间内相互吸引。引力的出现使之前计算出的总能量减少,并且有合理的解释认为引力在不断削减着宇宙初始的巨大能量,直至将其减少为零。
人们无从知晓宇宙总能量的各个组成部分是否真的为零,但是“负能量”(由引力产生)几乎可以抵消所有“正能量”,这一点非常耐人寻味。其实我们目前已经知道有一种被称作“暗物质”的物质存在,但除了它与普通物质在引力的影响下相互作用的特性之外,我们对其一无所知。如果将其计算在内,那么能量相互抵消的值就更接近于零。暗物质非常神秘,而且它的存在让人类感到惭愧:虽然暗物质似乎比普通物质更加丰富,但我们只是在其分布方面略知一二;除了通过推测它对星系的形成、结构及性质所产生的影响来判断它的存在之外,我们始终不能探测到它。
虽然这种猜测带有些许偏见,但其基本依据是宇宙诞生之时的初始能量恰好为零,并且总能量始终为固定值。因此上帝的慷慨在宏观的宇宙尺度上看来是极其吝啬的。他什么也没给我们:总电荷是零,总角动量是零,总能量是零,其他东西大概也是如此。我们周围其实什么都没有,一切都是“无”,但是是从虚空中分离出的相互对立的部分,从而使事物具有了外观。
我之所以把这些观点展示给大家,是因为人们过于关注宇宙诞生时所发生的事情,因而很容易就忽略了这些重要的问题。虚空分离的原因仍有待寻找。然而在我看来,尽管寻找答案的过程艰辛异常,但同研究宏大的、细致的宇宙诞生过程比起来则要简单得多。可是宇宙诞生也会给人类带来问题,比如所有的能量从何而来。但虚空分离的观点让这个问题变简单了,因为能量不是被创造出来的,而是由虚空分离而来。科学会将真正的问题提炼出来,在对其保持敬畏之心的同时不断寻求解决之道。
下面我忍不住还要引用约翰·厄普代克书中的内容来支持这种观点,因为从中可以看出他也对宇宙从虚空而来的观点青睐有加:
“这都是比喻。”
“当然了!”克雷格曼说道。……“想想正一和负一。它们相加为零,零代表‘无’,什么也没有,对不对?想象它们合二为一,然后再一分为二。”说着,他把自己的酒杯递给戴尔然后演示起来。只见他毛茸茸的双手掌心相对,向上伸出后分开。“明白了吗?”接着他两手握拳,举得与肩膀齐平。“现在是‘从无到有’,从刚才什么都没有变成有了两样东西。”
克雷格曼并没有真正领会其中的含义,但他却正试着通过理性思维而非道听途说去理解。他甚至想到科学家为了揭示一切,会在合适的时候去研究“虚空”。
前面我曾承诺要再次回到“为什么存在宇宙”这个问题上来,现在就让我们一起来探讨一下。宇宙存在的目的是什么?某些人认为如此宏大、复杂、包含一切的宇宙必定有其存在的原因。
宗教人士认为,上帝出于某种不为人知的原因创造了宇宙,但人类太过渺小,不应窥探这个永恒的玄机。我们可以大胆地做一些猜测,但由于它们是在人类的逻辑与本性的影响之下产生的,就像人类平常所做的决定一样难分对错,因此把这些猜测视作上帝的所思所想几乎没有什么说服力。除此之外,即使人类认为自己的目的观适用于全能的上帝,但这种做法也可能被贴上狂妄自大的标签。简而言之,探索宇宙起源非人力所能及。另一个办法是在宇宙中寻找目的证据证明其诞生的原因。科学可以为其提供帮助,甚至可以解决这个问题。那么有什么发现了吗?尽管做了各种努力,但科学在其研究过的事件中并没有发现任何蛛丝马迹。在物理学领域,研究没有丝毫收获,在化学领域同样如此。于是人们将更多的目光投向了生物学领域。因为某些人认为,有机体都在不断地完善自我(比如人类),所以进化是有目的的,这也是我们下一章所要探讨的内容。但我们将会看到,即使研究再努力,到头来还是徒劳。
我们在地球上的经历是否与我们在宇宙中的经历一致?在讨论这个问题之前,我需要详细地阐述某些观点。为此,我要向你介绍人类智慧的伟大结晶——热力学第二定律,我最喜欢的物理定律。一旦我们知道了该定律可以解释一切事情发生的根本原因,我们就能理解它为什么会在我们讨论的过程中占据中心地位。
广义上说,热力学第二定律认为“事物会变得更糟糕”。更具体地说,它认为物质和能量总是朝着混乱的方向发展。如果任由其自由发展,物质会分解,能量会扩散。比如在某个容器内,无序运动的气体分子会充满整个容器。炽热金属块中的原子会发生剧烈的碰撞,它们同时会与该金属块周围温度较低的原子发生碰撞,这会使金属块中的能量散发出来,然后其温度降低。这就是自然变化的根本原因——无序扩散。然而令人惊讶的是,这种自然的无序扩散可以创造出精致的结构。这种扩散如果发生在引擎中,就可以让发动机吊起砖块建造教堂;这种扩散如果发生在种子里,就可以让分子形成花朵。这种扩散如果发生在你的身体里,在你的大脑中随机的电流和分子就可能会被加工成想法。
物质和能量的扩散是一切变化的根源。无论发生什么变化——侵蚀、腐败、生长、衰败、开花、艺术创作、精致的创造、理解、繁殖、癌变、娱乐、事故、安静或热闹的享受、旅行或毫无意义的单纯运动——都是内部运动的外在表现,物质和能量的自发扩散过程都只朝着更加混乱的方向发展。不管怎样,自发无序的衰减是所有变化的源泉,即使这种变化产生了有序的结果或导致了看似有目的的行为,最终还是会变得混乱无序。
因此从本质上讲,不论是体力活动还是脑力活动,它们最终都会变得毫无意义。人类做决定看似是一种有目的的行为,但实则不然。如果把大脑比作机器,那么其中的齿轮会被发条驱动并啮合在一起开始工作,这样存放我们记忆、经历、渴望的“化学储藏室”就会被连通,继而对外部的环境刺激做出反应,因此这一复杂的过程很像是人类有意而为之。实际上我并不否认个人目的的存在,因为神经学家通过研究逐渐发现,我们的大脑自己能够找到各种令人快乐、满足的方法。大脑如果愿意,甚至还可以找到令人痛苦的方法。但是我们应该意识到,人类归根结底与一切事物一样都会受到自发衰减的影响,这也是我们为什么要吃饭的原因,因为人总是在消耗能量。
现在我们终于找到了问题的症结。尽管一切变化本质上是自发衰减的结果,但我们的心理活动却让自己的生命中充满了个人目的。人类的目的感十分强烈,自然就会将这种意识扩展至宇宙中的万事万物。因此人们对宇宙诞生的目的做了一番深入的思考,认为宇宙中的一切如果都是被创造出来的,就会像人类的各种行为一样背后是有目的存在的。但是这种从个人到宇宙的推断是错误的。
在我看来,如果创造宇宙是一种无主体的行为,那么宇宙必然是自发形成的,因为没有主体就没有目的。即使科学在某个时刻不得不承认失败,承认宇宙确实是由上帝创造的(希望不会如此),实际情况依然不会改变,在地球上或我们能观察到的任何地方还是无法找到宇宙起源的任何目的证据。哲学家和神学家毕生都在思考宇宙存在的目的是什么,但到头来没有发现任何证据,有的只是遗憾。一切都是一场空。
为什么宇宙要有存在的目的呢?实际上这个问题只是人类思想的产物,除了展现出学术追求的行为特征和学者自身不断进取的心理特点以外,没有任何意义可言。我们不应把人类的看法及问题强加给物质世界。我认为我们的宇宙壮观而宏伟,它就在那儿,根本不需要存在的目的。
[1]10-34秒即1秒的1/10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000。