《大设计》
宇宙何时并如何起始?我们为何在此?为何是有非无?何为实在本性?为何自然定律被这么精细地调谐至让我们这样的生命存在?以及最后,我们宇宙的表观“大设计”能否证实使事物运行的仁慈的造物主?科学能否提供另一种解释?
有关宇宙起源以及生命本身的最基本的问题,曾经为哲学的范围,现在占据着科学家、哲学家和神学家相遇但却自说自话的领地。在霍金和蒙洛迪诺的新书中,他们以精彩简朴的非专业语言表述有关宇宙奥秘的新的科学思考。
他们在《大设计》中解释,根据量子论,宇宙不仅具有单独的存在或历史,而且同时存在每种可能的历史。把这种思想应用于宇宙整体,就对因果概念本身提出疑问。然而,霍金和蒙洛迪诺描述的“从顶到底”的宇宙学方法会说,过去没有采取确定的形式这一事实意味着,我们因观察历史而创造历史,而非历史创造我们。作者进一步解释,我们自身是宇宙极早期的量子涨落的产物,并且展现量子论如何预言“多宇宙”--该思想是说,我们的宇宙只不过是自发地从无中出现的许多宇宙中的一个,每个宇宙具有不同的自然定律。
霍金和蒙洛迪诺在这过程中诘问实在的传统概念,提出“依赖模型”的实在论,这是我们能够希望找到的答案。他们以对M理论的精彩评价来结束全书,M理论解释了制约我们和我们宇宙的定律,它还是完备的“万物理论”的目前可行的仅有候选者。他们写道,如果被证实的话,它将是爱因斯坦寻求的统一理论,也是人类理性的最终胜利。
这是一部简洁的惊人的附有大量插图的指南,导向正在改变我们的宇宙观并危及我们最神圣的信仰系统的一些发现。没有任何一本书像《大设计》这样信息丰富,这样刺激。
《果壳中的宇宙(插图本)》
《果壳中的宇宙》的一章相对论简史中主要是关于爱因斯坦的生平。量子论则是实验观测的被动产物,它的含义迄今还解释不清。在广义相对论中,时空不再是一个被动的背景,而是宇宙演化的主动参与者。物质分布使时空弯曲。现在再去侈谈宇宙之外的空间和时间,对这些概念进行所谓的思辨,只能是倒退到圣奥古斯丁之前。牛顿的时空观是一个虚幻,而虚幻的功能是对软弱者的安慰。
爱因斯坦的引力论是将万有引力归结为时空的曲率。那么时空能否被弯曲得这么厉害,以至于人们可以返回到过去改变历史呢?严格的科学计算指出,这是不可能的。
那么关于预言将来的能力呢?现在看来它至少在三个层次上受到限制。一,是动力学系统的混沌行为,使得拉普拉斯意义上的决定性在实际上是不可能实现的。第二,在量子力学中状态是由波函数描述的,海森堡的不确定性原理使得经典意义上的决定性被减半。第三,不平凡的时空拓扑,使波函数被密度矩阵所取代,就在这里引进了热力学意义上的随机性。
宇宙的未来是怎样的呢?如果我们承认科学定律的普适性和无穷威力,则不管人类的雄心有多大,毕竟要受环境和人口问题的限制,我们不能和这些限制作无望和愚昧的搏斗。人类只能采用一种明智和节制欲望的生活方式。
从《时间简史》首版以来的十年间,相对论家、宇宙学家和粒子物理学家通力合作,在寻找宇宙最核心的万物理论上取得长足进展。但和人们以往期望不同的是,我们可能不再具有统一理论的表述,这正如不能用一张地图描绘整个地球表面一样。这种所谓的M-理论把超引力和五种弦理论在一个单独的理论框架中统一起来。超弦理论是在不同情形下对自然的方便的近似。但是M-理论的整体概况还是不很清楚。
我们的宇宙很可能是高维空间中的一个四维膜,我们的宇宙果壳也就更加神奇了。困扰天体物理学家多年的暗物质很可能是影子星系的贯穿高维空间到达我们星系的引力效应,引力的近距效应和牛顿定律有偏差等等。四维膜之外的高维空间的行为如何是个饶有兴趣的问题。但是只要它们对膜世界具有相同的效应,对于它们的区别就没有意义。
量子宇宙学家就相信无中生有的场景而言是彻底的无神论者,就科学的方法论而言是不可救药的实证主义者,而就沉迷于宇宙和理论的美而言,又是泛神论者。
此书也许是一部以十几种文字在全球同步发行的科学著作。
《时间简史(插图版)》
尽管霍金教授的著述极为清晰而机智,有些读者仍然觉得难以掌握复杂的概念。为了使读者加深理解,《时间简史(插图版)》还增加了240多幅彩色插图,包括卫星图像和照片。这些都应归功于诸如哈勃空间望远镜和电脑三维和四维实体成像等技术进步之赐。详细的插图说明使读者能体验到星系际太空的广漠、黑洞的奇妙性质以及物质和反物质碰撞的粒子物理的微观世界。作为一本飨以读者宇宙学的新理解的经典著作,《时间简史(插图版)》是探索时间和空间核心秘密的引人入胜的故事。
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