学会辩证地看问题,拥有豁达的心胸
—— 《时间简史》 读后感
我们为什么要学习科学?为什么要看科幻小说?有一种说法:仰望星空,是人类进步的源动力。换言之,人类社会的认知能力、科技水平的提高,乃至整体物种的进化,需要通过对未知的宇宙的探索来实现。
当时间归溯到大爆炸时,大爆炸必然从奇点产生,而在奇点处,所有的物理理论都将失效,那么为什么爆炸会产生如此平坦的宇宙,而在平坦的宇宙中为什么会恰好有太阳系这种环境,太阳系环境中为什么恰好能有我们生存,霍金的给出的解释是弱人存原理和强人存原理,弱人存原理指出,在一个时空无限的宇宙里,只有在一定的区域中,才可能出现智慧生命的存在;而强人存原理则指出,存在着很多不同的宇宙或一个宇宙里面有很多不同的区域,每个不同的宇宙或区域里面都有他自己的结构和自己的一套科学定律,而人类生存的地方只是这种多无序状态中有序的一例,这是一个合理的解释,同样也是一个牵强的解释。
在同源的情况下分支出来的任何学科,包含生物,化学,物理,甚至心理学,社会学,哲学等所有学科都是同宗的,在对于任何一个学科的归纳,终究会探寻到宇宙学,终究会探寻到这个世界诞生的本质,除非我们是习惯的分析,习惯的从别人丢出的糖果枝上作文章,不断的分析出草莓味的,菠萝味的,或者习惯把一切推给上帝。我们在不断的探索,因为我们想知道,我们真的很想知道。
首先,霍金论证了:心理学时间箭头,是由热力学时间箭头决定的。也就是说,我们所感知的时间的“前”方,是一个“越来越混乱”的世界。比如杯子砸到地上碎了,买的新衣服越穿越旧了,吃进肚子的食物变成屎了……所以当你发现你的生活变得一团糟时,不要沮丧失望,其实这就是宇宙所设定的时间的方向——更糟的还在后面呢。
再来,为什么宇宙学时间方向也相同呢?如果宇宙的膨胀有终点,那势必宇宙会有开始收缩的那一天。彼时的时间箭头将反向。对此,霍金的解释是,宇宙并非像相对论所预示的那样,有开端和终结的奇点。“时间和空间可能会共同形成一个在尺度上有限却没有任何边界或边缘的面”,在这样的无边界条件下,即使宇宙开始收缩,其无序度也会继续增加,因此,热力学和心理学时间箭头不会反向。
从人自身的角度出发,以前以为智慧型生物,作为“低熵者”,让混乱变得有序,是熵减的。霍金告诉我们,人类为了生存下去,把食物转化为热量这个过程,本身就是熵增的。其它那些让世界变得有序的事情,从无序到有序的熵减,小于在其过程中消耗的能量增加的无序度所导致的熵增。因此,智慧生物只能生存在熵增方向的时间箭头里,所以我们观察到热力学和宇宙学的时间箭头是一致的。
脑子转的快的读者可能意识到了,以上这段的逻辑,相当于“因为人类只能在这样的宇宙中生存,所以宇宙是这个样子的。”人类存在竟然成了宇宙现状的前提?天啊,多自大的人,才敢说出这样的话?
当我读到“人存原理”时,第一感正是如此。我几乎不敢相信,这是顶尖科学家霍金所表达的观点。
“人存原理”不仅用来解释时间箭头,还被用来解释整个宇宙。“为何宇宙是我们看到的这种样子?”答案很简单:如果它不是这个样子,我们就不会在这里!霍金在支持大爆炸理论之后,又推翻了这个观点。在他看来,宇宙有一种新的可能的行为,即在前文中已经提到过的:时空有可能在范围上是有限的,却没有形成边界或边缘的奇点。就像地球一样,没有边界,也没有边缘。因此,宇宙并不一定有开端和终结的奇点。这样的话,脱离了开端和终结宇宙,其存在就是存在本身。宇宙的存在,似乎就可以脱离上帝的设定。当真如此吗?霍金并没有给出答案。其次,量子力学的出现,在某种程度上,模糊了科学和哲学的界限。科学基于数学的推导和观测的验证,应用于对未来的预测。当量子力学把非预见性和随机性的不可避免因素引进科学后,不管是观测,还是预测,都受到了严重的影响。量子的观察者和坍缩态、薛定谔的猫、波粒二象性,在传统的科学理念中简直是不可想象的,类似于所谓“伪科学”的唯心主义。以波粒二象性为例,为了某些目的,需要将粒子考虑成波,才是有用的,而为了其它目的,则需要把波考虑成粒子——“严谨”的科学,怎么可以如此随意,类似儿戏?再比如,从量子理论和热力学定律推导出,粒子是可以从黑洞之外的“空虚”的空间中来的——“无中生有”,感觉是不是很神棍?霍金是一个富有哲学思辨能力的科学家。他问到:“如果真有一个完整的统一理论,则它大概也将决定我们的行动。这样,理论本身就决定了我们对之探索的结果!那么为什么它保证我们从证据得到正确的结论?难道它不也可以同样地保证我们引出错误的结论吗?或者根本没有结论?”这样的问题,已经超越了科学的范畴,而不得不到哲学领域里来找答案了。 霍金在论证宇宙的“无边界”性时,引入了“虚时间”的概念,简单但不准确地说,是时间具有“虚数”的数值。在实时间里,宇宙具有开端和终结的奇点,而虚时间里,奇点不存在。因此霍金推论,很可能“虚时间”才是真正的更本质的时间的概念,而“实时间”反而是我们所臆造的,仅仅是为了让我们更容易描述宇宙的模样而已。