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霍金和无上帝的宇宙:如果抛开因果来看宇宙?

2012-07-07  tjhx0526

    【光明网科技讯】和那些神职人员一样,科学家们不太愿意和别人分享他们不懂和失败的一面。实际上,直到1905年9月,德国《物理学年鉴》发表了爱因斯坦的论文《论动体的电动力学这篇论文是关于狭义相对论的第一篇文章,爱因斯坦也因此被誉为“世纪之人”,而正是这篇文章出现之前,科学家们或许还认为他们已经弄懂了关于宇宙98%的事情。在爱因斯坦之前的300年,牛顿力学则是不可挑战的真理:物质是由元素和化合物构成,重力、磁力、电力等连接和操纵着物质。

    在爱因斯坦之前,另一位科学家Max Planck问过这样的问题:为什么金属,比如铁,为什么加热后会变红?在电磁频谱中,红色被认为是标志能量较少的颜色。爱因斯坦解释了这个疑问,也彻底颠覆了我们的看法,过去科学家认为已经几乎弄清楚的宇宙一下子成为了未知。

    爱因斯坦打开了潘多拉的盒子

    爱因斯坦和另外一些科学家发现,实际上,能量和物质并不是两种独立的存在物。能量是物质,物质也是能量,这都取决与我们如何看待它们。例如,如果一颗子弹以每小时300公里的速度从面前穿过,问你在窗子上看到了什么?你的答案将会依据你是静止站立的还是也以每小时299公里的速度疾驰。

    与此相似,如果一架电风扇在旋转,你除了看到一个旋转的“圆盘”之外不可能看出别的。物质就像是一架正在旋转的风扇,旋转的则是电子和其他亚原子粒子。它们旋转的非常之快,使人对物质产生了一种错觉。爱因斯坦和其他科学家利用测量设备,证明出能量和物质其实是同一种东西。能量波,和光波一样,实际上包含了游移的电子,爱因斯塔用E=mC表达出来。

   霍金的继承

    1955年,爱因斯坦去世,留下了一个未解的疑问:量子的真相。被整个科学界称为物理定律(例如重力和惯性)在量子的世界中并不适用。但是,宇宙的“建筑用砖”是如何创造出了整个宇宙?其中又有怎样的物理定律存在?科学家发现在量子世界中,完全相同的电子或者质子能够在不同的地方同时存在。这种现象在适用现有的物理定律的世界中不会存在。

    这里的关键点在于科学家对于他们关于量子世界的研究并不满意(和哲学家不同,科学家追求的是基于对世界的观察得出有理的依据。)即使量子理论变成了现实,科学家(包括爱因斯坦)都一直致力于达成共识。在科学史上一项著名的争论,爱因斯坦和丹麦科学家Bohr走进了一个死胡同:将来会有一位科学家能够挑战无可挑剔的量子理论吗?

    霍金并没有利用量子理论去证明他的结论,甚至是绕过了这一理论。他说:“因为有重力法则在,宇宙能够也将从无到有创造出自身。”量子理论证明的并不是物质能够出现或者消失,但是我们的测量设备还不能够解释物质是否在普遍存在。如果量子理论是正确的,那就意味着我们居住的宇宙实际上并不存在。

     关于量子理论告诉我们爱因斯坦称为“巫术”的一种流行的解释是我们所居住的宇宙实际上是真实宇宙的全息图。还有一种假设:通过超弦理论,不止一个宇宙,而是存在多重宇宙,而现实可能是随机出现或者消失的镜子。这或许能够解释为什么一个电子能够同时在不同地方出现。

    霍金:科学让上帝不再必要

     当霍金提出,上帝的存在对于宇宙的创造不再必要时,他并没有说上帝并不存在或者说我们最终能够找出宇宙的成因。他说的话仅仅是指我们有了关于宇宙创造的合理理论。他将宇宙大爆炸理论和量子理论融合在一起,认为奇异点属于量子世界,可能是从无到有。在奇异点产生之前并没有时间存在。

    如果抛开因果逻辑来看宇宙?

     不幸的是,自从爱因斯坦打开了量子理论的大门之后,所有的物理法则在量子实验室中瓦解,科学走进了关于存在的禁闭之中。但是从霍金开始,或许人们又会有关于这一谜团的新的思考。

     霍金说过一句话很对,人类的头脑总是用起因和影响来思考问题(这也是将人类和其他生物区别)。人类所有的知识都是以这一普遍法则而来的。

     霍金和他的理论或许告诉我们,如何有一种抛开因果思维的方式(逻辑)去思考宇宙的问题。实际上,人类(也只有人类)通过因果关系来看世界。比如一只猫,就不会去想滚落到地面的球究竟来自哪里?

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