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宇宙的外面是什么?

 红豆居士 2016-10-08

宇宙的外面是什么?

宇宙学,是天文学中的一个方向。很多对宇宙学感兴趣的朋友会问:宇宙到底是什么?宇宙有多大?以及宇宙外面到底是什么?特别是最后一个问题,宇宙外面到底是什么?这个问题似乎难以回答,原因在于用日常的语言不容易解释清楚,而需要用数学语言描述。

对宇宙的定义,见西汉刘安的《淮南子》,“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇”。用现代的眼光来看,这个淮南王刘安,把宇宙归纳得极 “科学”。现代天文学认为,宇宙是所有时间、空间、物质、信息的总和。

从这个定义出发,宇宙外面是什么就是个伪问题。这个问题根本不成立。宇宙没有“外”。或者说:宇宙之外就是宇宙之内。

这样的解答会让很多朋友失望,但是这样的解释才是最可靠的。作为一种特殊拓扑结构,宇宙是平坦的,是没有形状的,用普通的常识是无法想象的,除非用数学语言描述。理论上,如果你沿着一条直线不断出发,总有一天会回到原点。我们现在做一个极端假设,假设宇宙是一个直径1米的房间,你站在房间中间,你伸出你的左手去触摸房间的左边墙壁,就会突然发现,房间右边的墙壁上会伸出一只手搭在你的右肩之上。

与其听哲学家的意淫,信任科学家更加靠谱得多。霍金认为,应该用科学的力量揭开宇宙的奥秘:“ 我认为我们将来的确会了解宇宙的起源和结构,事实上,现在我们已经接近实现这个目标。在我看来,没有任何现实方面能够超越人类的思维”。

霍金在演讲中说道:宇宙起源的问题有点像这个古老的问题:先有鸡呢,还是先有蛋。换句话说,即是何物创生宇宙,又是何物创生该物呢?也许宇宙,或者创生它的东西已经存在了无限久的时间,并不需要被创生。直到不久之前,科学家们还一直试图回避这样的问题,觉得它们与其说是属于科学,不如说是属于形而上学或宗教的问题,然而,人们在过去几年发现,科学定律甚至在宇宙的开端也是成立的。在那种情形下,宇宙可以是自足的,并由科学定律所完全确定。

事实上,当我们讨论宇宙学的时候,我们讨论的可能不止一种“宇宙学”。真正可以深入讨论,列出物理、数学模型,通过观测来检验的,是天文学所讨论的宇宙学。宇宙学这门学科的年龄很短,只有100年不到的历史。甚至在上个世纪初,我们才刚刚证明,原来银河系外有各种河外星系。

有一种学说叫平行宇宙,又叫多元宇宙,然而,科学界认可它的寥寥无几。因为平行宇宙只是一个不可证伪的个人假说,连科学假说都谈不上,所以只是科幻小说的题材。

判断一个理论是否成熟、是否科学有三大标准。它们分别是:

1,能否重现原有理论的结果;

2,能否解释与原有理论矛盾的结果;

3,以及能否作出新的、可供检验的预测。

由于无法验证,也无法预言如何验证,多元宇宙不是科学理论,不也是科学假说,而是个人假说,是一个根据当前已知物理定律所作的数学推论。

对于我们所在的这个宇宙来说,多元宇宙理论起不到多大的解释作用。它无法解决我们当前面临的问题。最大的缺陷是,它无法向我们提供任何能够加以检验的预测。这意味着即使平行宇宙可能真的存在,但产生这些平行宇宙的大爆炸与我们这个宇宙没有任何关联。而且,这一切又是超现实的、是完全建立在猜想上的猜想。即便在理论上,平行宇宙也无法检验证明其必须存在。除非科学家现实中重现一次宇宙的暴胀,再把观测者送往不同的暴胀区,但这是不可能的任务。

所以,平行宇宙理论永远是一种有趣的推论,一种数学猜想。不能检验的理论,没有资格被称为科学。事实上,我们可能永远也无法对该理论加以检验。而且由于宇宙给我们设置了局限(如果没有局限,物理公式也将不确定),平行宇宙本质上属于一种基于物理的“形而上学(metaphysics)”。我们能够通过科学的方式学习这个宇宙内部的所有信息,但是宇宙实际上却是有限的,而不是无限的,其信息总量也是有限的,所以“一切皆有可能”是不现实的。

在宇宙学中,其实有很多看法、观点,我们称为理论模型。目前大家比较认可的,是大爆炸宇宙模型,它认为,宇宙起源于137亿年前的一个原始火球(奇点)。然后用我们目前已有的天文物理知识让这个火球膨胀、降温。最后从大体上得到的宇宙模样,与我们观测到的非常吻合。这是零零总总很多宇宙学理论中,最流行,最成功的一个。

宇宙学有一个最基本的原理,即平庸原理地球上的各种规律在其他地方都适用。这条原理从科学、哲学的角度来讲非常深刻。从西方古代的观念来说,地球上的人类可是不得了的东西。因为上帝(神)创造了人类,沾了神的光,人类的地位非常高,所以从地心说,到日心说是一场G命,而银河系外的河外星系的发现也让人震撼。由于宇宙学的大发展,人类从特殊的位置,沦落到茫茫宇宙中渺小的生命体,没有任何“神的子民”的特权,没有任何特殊之处,仅仅是机缘巧合,从一颗毫不起眼的星球上,进化出了我们这种很脆弱的智慧生物。但就是这平庸原理,让我们打开了探索宇宙的大门。另外,我们能想象,如果不用平庸原理,如何去探索宇宙吗?至少人类目前能成功登陆的星球,还只有月亮。

原始版本的宇宙学,是纯粹从哲学的角度来讨论。中国古代老庄系列的书中都有讨论。道家、佛家的典籍也有一些非常原始、粗陋的猜想论述。如果真要比较,道家的宇宙学比佛家更接近科学。但作为中国文化的主流,对宇宙学的哲学讨论比西方要少得多,而且很不准确。这也是东西方文化差异的一个显著表现。哲学角度的宇宙学更侧重宇宙演化规律所对应的人类社会发展的规律,讲究“天人合一”,但这种模糊不清的比附思维和研究方向是错误的。

宇宙学,看起来高端大气,也许图片炫目、发现惊人,实际上探索的过程很冷酷,充满了繁杂晦涩的公式与艰辛枯燥的计算,并没有普通民众想象中的浪漫。天文学家们的生活是枯燥的,但他们乐在其中,这种生活对他们来说,就是“上帝”。

文/科粉

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