宇宙是被設計出來的嗎? 解讀霍金《大設計》

2020-12-05 中國日報網

霍金,既是物理學家也是思想家。他的任何新思想的提出,都會引起學術界的關注。他的《時間簡史》一書,曾經產生了廣泛影響。最近他與蒙洛迪諾合作完成了《大設計》一書(湖南科學技術出版社出版),這是繼《時間簡史》出版之後,近20多年間他對科學與哲學問題的思考成果。在這部書裡,作者繼續思考著宇宙起始的深邃命題。就此,記者近日採訪了該書的譯者吳忠超。

宇宙何時並如何起始?我們為何在此?為何是有非無?何為實在本性?為何自然定律被這麼精細地調諧至讓我們這樣的生命存在?以及最後,我們宇宙的表觀「大設計」能否證實使事物運行的仁慈的造物主?——科學能否提供另一種解釋?

——摘自《大設計》

記者:您是在中國傳播霍金學說第一人,霍金的《時間簡史》《果殼中的宇宙》等,都是由您翻譯介紹給中國公眾的。其中尤以《時間簡史》影響最大,現在您又翻譯了《大設計》一書。您把這本書稱為霍金自《時間簡史》之後的最重要著作。您在譯者序裡說,這是一本理解生命、萬物和宇宙存在的書。請您簡述一下這本書的主要觀點。

吳忠超:哈勃發現紅移定律使宇宙學進入科學的王國,愛因斯坦的廣義相對論為之提供了數學框架,變革了我們的宇宙觀,宇宙微波背景輻射的發現使大爆炸模型為主流所接受。霍金對宇宙學的主要貢獻是宇宙的創生理論,它給出了宇宙的無中生有的場景。在該場景中,宇宙和萬物的創生和演化完全由科學物理定律所決定,而造物主沒有存身之處。這是《時間簡史》的主題。

《大設計》的寫作背景是,在《時間簡史》出版後的二十多年間,無論在對宇宙的觀測,還是對萬物理論的探討都取得了長足的進展,尤其是發現了宇宙加速膨脹,發展了弦論和M理論。這些進步都要求對我們的宇宙觀做進一步的審視。《大設計》一書是《時間簡史》的發展,它納入了所有這些最新的進展。宇宙論本身是科學、神學和哲學的共同領地,所以本書是一部科學、哲學並重的著作。

霍金在書中提出了無中生有的場景,這一概念牽涉到實在的概念。在《時間簡史》的終篇,作者提出,儘管統一理論以及無邊界的宇宙模型如此美妙,但也必須面對實現的詰問,《大設計》一書試圖回答這個攸關重要的問題。二十世紀之前,物理學認為實在是獨立於觀察者的。但現代科學尤其是量子論的發現,使得人們不得不拋棄這個觀念。霍金認為,依賴模型的實在論和現代科學相協調。而現代科學的產生基礎是我們生活其中的四維時空。而新近提出的M理論,卻將宇宙理論擴展到十一維,四維時空是由十一維時空捲縮來的,這就是說,我們的生存環境和表觀定律是由我們存在的條件從多世界中挑選出來的,否則我們便無法解釋為何我們的自然環境和定律恰好有利於我們,仿佛自然為我們的生存進行了偉大的設計。在這個大設計中,造物主雖然被摒棄,我們作為觀察者卻參與進來。

記者:在這部著作中,霍金提出了許多新的概念。他提出由於近代科學尤其是量子論的發展,哲學界已不可能跟得上科學的腳步,那麼,哲學在科學面前遇到了怎樣的困惑?

吳忠超:在哲學史上,笛卡兒、康德、彭加萊和羅素都是科學家兼哲學家。在他們之後,尤其在發現量子論之後,哲學界就跟不上科學進展的速度。哲學著作中有關時空宇宙的論述對理論物理已經沒有什麼意義。

還有,我們總是被教導說,客觀世界是獨立於我們而存在的。但量子論卻認為,任何觀測都會干擾對象,在多數情形下,觀測的結果是概率分布的,觀測幹預了世界的演化,並導致「多世界」或「多宇宙」,我們只能感覺到生活在其中的一個世界中,至於生活在哪個世界則是隨機的。此外,在給定的初態和終態之間,宇宙的歷史在經典物理中是唯一的,而在量子物理中不但不是唯一的,而且還是任意的。經典物理是量子物理在特定條件下的近似。我們的現態(即目前的狀態)甚至會影響宇宙過去的歷史,因為如果給定了現態,那麼和我們相關的歷史必須能演化到這個現態,而其他的歷史都沒有貢獻,我們也觀測不到它們的效應。可以說,我們的現態對過去的歷史進行了選擇。這顯然違反了因果律,使因果的差異消失。經典物理中的因果差異過於絕對,過於苛刻。我們也是在這個意義上參與了宇宙的創生。客觀世界的獨立性和量子論不協調,而人們無法放棄量子論,因為它從未被違背過,所以只好拋棄前者。

在近現代科學哲學討論中還可以舉很多這樣的例子,所以哲學已談不上對科學有什麼指導。至少目前就是如此。

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