加來道雄《平行宇宙》:如果宇宙像一隻經過精密調節的手錶,那麼存不存在製錶匠?

加來道雄《平行宇宙》:如果宇宙像一隻經過精密調節的手錶,那麼存不存在製錶匠?
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我們想讓你知道的是

探索黑洞、時間機器、另類宇宙、高維空間,這是一次令人難忘的旅程。《平行宇宙》一書講述的是一場席捲宇宙學領域的革命,不可不看。

文:加來道雄(Michio Kaku)

多重宇宙的意義

在多世界理論中,人容易迷失在無窮多的宇宙之中。拉瑞.尼文(Larry Niven)的短篇小說《萬千之路》對這些平行量子宇宙的精神意義進行了探索。故事中,副偵探基尼.特林布林對一連串神秘的輕率自殺案件進行調查。忽然之間,全城有許多過去從沒有過精神病史的人,或從橋上跳下去,或打爆自己的腦袋,甚至進行集體謀殺。

當建立了「跨時間公司」的億萬富翁安布羅斯.哈蒙在撲克牌桌上贏了五百美元之後,從他豪華公寓的三十六層樓上一躍而下時,這類事件的神秘性就更為加深了。他富有、有權勢、交際廣泛,各種享受生活的條件他全部具備;他的自殺毫無道理。但是特林布林最終發現了其中的一個規律。跨時間公司的飛行員中有百分之二十都自殺了;事實上,這些自殺都發生在跨時間公司成立一個月之後。

隨著調查深入,他發現哈蒙是從祖上繼承了巨額財富,但都揮霍在資助一些靠不住的事業上了。他耗盡了全部的財富,只有一項賭注成功了。他聚集了一小撮物理學家、工程師和哲學家,對是否存在平行的時間軌跡進行了調查。最終他們設計出了一種運載工具,可以進入一條新的時間線路,其飛行員很快從美利堅聯盟帶回了一項新發明。跨時間公司於是出資,對平行時間線路進行了幾百次考察,把所發現的新發明帶回來並申請專利,很快,跨時間公司有了億萬美元身價,擁有我們這個時代最重要的世界級發明的專利。看起來,在哈蒙的管理下,跨時間公司應該成為它那個時代最成功的公司了。

他們發現,每條時間線路都是不同的。他們發現了天主教帝國、美國印第安人統治的美洲大陸、俄羅斯帝國,還有幾十個毀於核戰、業已死去而充滿放射線的世界。但最後他們發現了某些極為令人不安的東西。他們發現了自己的複本,他們的生活軌跡幾乎與他們自己的毫無二致,只是其中有一個離奇的曲折。

在這些世界中,他們發現不論他們以前做過什麼,任何事情都有可能發生:不論他們以前工作得是否努力,他們都有可能實現自己最離譜的夢想,或是生活在最難以想像的噩夢之中。不論他們以前做過什麼,在有些宇宙中他們是成功的,在另一些宇宙中則完全失敗。不論他們以前做過什麼,總有自己的無數個副本,他們做出了相反的決定,而且收獲了一切可能的後果。如果做了銀行搶劫犯之後,在某個宇宙中你逃脫了追究,那麼為什麼不做呢?

特林布林想:「任何地方都不存在僥倖。每項決定都有雙向後果。你嘔心瀝血地做出的每個聰明選擇,也就等於同樣做出了一系列相關的選擇。整個歷史中都是如此。」後來他有了一個刻骨銘心的認識,使他從頭到腳失望到底:在一個一切都有可能的宇宙中,沒有任何東西具有任何道德意義。他陷入絕望中無力自拔,意識到,我們最終無法掌握自己的命運,不論我們做出什麼決定,其後果都無關緊要。

最終他決定效法哈蒙。他拔出一支槍對準了自己的腦袋。但就在他扣動扳機這一刻,就存在著無數的宇宙:其中也許槍擊發失敗、也許子彈射中了天花板、也許子彈殺死了偵探,等等。特林布林的最終決定在無窮數量的宇宙中,以無窮種方式上演了。

當我們想像量子多重宇宙時,我們就像上面故事裡的特林布林一樣,面臨著這種可能:雖然在不同的量子宇宙中,我們的平行自身可能具有完全一樣的基因編碼,但是在我們生涯中的一些關鍵時刻,我們的機遇,給我們出主意的人,以及我們的夢想都可能把我們引向不同的道路,引向不同的生活軌跡和命運。

這種兩難境地實際上差不多已經在我們的生活中出現了。這只是個遲早問題。也許只需幾十年,人類基因複製就會成為生活中的尋常事。雖然把人複製極端困難(事實上,還沒有人能完全複製出一個靈長類動物,更不要說人類了),其涉及到的倫理問題極為令人不安,但這件事情在某個時候還是不可避免地會發生。當它發生了以後,問題就來了:我們的複製體有靈魂嗎?我們本人要不要對自己的複製體的行為負責?在量子宇宙中,我們會有無窮數量的量子複製體。由於我們的量子複製體當中有許多可能會作惡,那我們要不要對它們負責?我們的量子複製體所作的孽會不會使我們的靈魂受折磨?

但是,對於與量子相關的存在危機有一個解決辦法。如果我們掃視多重宇宙中的無窮世界,我們會發現命運的隨機可能性之多令人目眩,難以想像;但在每個世界中,因果規律作為一種常識準則大體上都還是一樣的。在物理學家提出的多重宇宙理論中,各不相同的宇宙在宏觀上都遵循牛頓式的法則,所以我們大可以放心地生活,知道我們的行為結果大體上還是可以預知的。平均看來,每個宇宙都是嚴格遵循因果律的。在每個宇宙中,如果我們犯了法,都難免進監獄。我們可以放心大膽地做自己的事情,不必去擔心與我們並存的平行世界中發生的事情。

這使我想起物理學家之間有時互相講述的一個寓言故事:一天,一位俄羅斯物理學家被帶到了拉斯維加斯。這座罪孽之城充滿了資本主義的奢華糜爛,看得他眼花繚亂。他立即走向賭桌,把所有的錢都押在第一個賭注上。有人告訴他,這種賭法太傻了,這種策略完全違反了數學和機率的法則,他回答說:「是的,你說的都對,但是在某一個量子宇宙中,我就因此而發了!」這位俄羅斯物理學家可能是對的,在某個平行世界中,他可能正在享受超乎其想像的財富。但在這個特定的宇宙中他輸了,輸得一文不名。而且他必須承受這種後果。

物理學對宇宙的意義是怎麼看的

這場關於生命意義的辯論,由於史蒂文.溫伯格在他的那本書《最初三分鐘》提出一些惹人爭議的說法而變得愈發激烈。在那本書中,他直言不諱地聲稱:「宇宙越是看來可以理解,就越顯得毫無意義……人生是場鬧劇,只有為數非常有限的幾件事可以使它從這種鬧劇水準上略有提高,而努力去理解宇宙便是其中之一,可使人生帶上一點悲劇性的優雅色彩。」溫伯格承認,在他所寫下來的所有話中,這句話引起的反應最為激烈。他後來又引發了一場爭議,說:「不管有沒有宗教,好人照樣做事規矩,壞人仍會作惡;但是要讓好人作惡的話,那就需要宗教了。」

溫伯格很明顯是在有意惡搞,他在挑逗那些號稱對宇宙意義有所洞察的人,藉而從中取樂。「我在哲學問題上湊趣已經有好多年了。」他供認說。與莎士比亞一樣,他相信世界就是個大舞臺,「但是,悲劇沒有被寫成劇本;悲劇在於沒有劇本。」

溫伯格的話與他的科學家同事、牛津大學的理察.道金斯(Richard Dawkins)有異曲同工之妙。道金斯是一位生物學家,他說:「在以盲目的物理作用力構成的宇宙中……有些人要受傷害,另一些人會走運,從中你找不到任何規律或道理,也不存在正義。我們觀察到這個我們所期待的宇宙的種種特性,歸根結柢並不存在設計、不存在目的性、不存在惡,也不存在善,只有毫無憐憫的冷漠,確實就是這個樣子。」

實質上,溫伯格提出了一項挑戰。如果人們認為宇宙有其目的,那麼它是什麼?天文學家們窺探廣闊無垠的宇宙,看到宇宙以爆發速度膨脹了幾十億年,其中一些比我們的太陽更大的巨大恆星正在誕生或死去。實難令人相信,所有這一切的目的,都只是為了一顆圍繞無名恆星旋轉的微小行星上居住的人類而精心安排的。

雖然他的說法引起了激烈的爭議,但很少有幾個科學家站出來回應。但是,當艾倫.萊特曼(Alan Lightman)和羅貝爾塔.布拉威爾(Roberta Brawer)採訪一組著名宇宙學家,問他們是否同意溫伯格的意見時,只有少數幾個人接受溫伯格對宇宙如此冷漠的推測。堅定地站在溫伯格陣營裡的科學家當中,有一位是利克天文臺和加州大學聖塔克魯茲分校的珊德拉.法貝爾(Sandra Faber),她說:

「我不相信地球是為人類創造的。它是由自然過程產生的一顆行星,生命和智慧生命都是這些自然過程的進一步延續。我認為宇宙也與此完全一樣,是某種自然過程的產物,我們在其中出現,完全是我們這一具體區域中物理法則的自然產物。我想,這個問題中暗含著,人類存在之外還有某種帶有目的性的推動力量。對此我不相信。所以,我想,從最終意義上我同意溫伯格,從人類的視角來看,宇宙是毫無意義的。」

但是在天文學家中有一個更大的陣營認為溫伯格錯得離譜,他們認為宇宙確有其目的,雖然他們無法一一說明。

哈佛大學教授瑪格利特.蓋勒(Margaret Geller)說:「我想我的生活觀點是,生命苦短,要享受生活。重要的是應該盡可能多地獲得豐富的閱歷。這就是我所爭取做的。我爭取做一些有創造性的事。我爭取教育人民。」

而且其中有幾個人的確從上帝的傑作中看出宇宙有其目的性。阿爾伯塔大學的唐.佩奇過去是史蒂芬.霍金的學生,他說:「是的,我認為毫無疑問有目的性。我不知道全部的目的都有哪些,但我想,其中之一就是上帝要創造人類來陪伴上帝。更重大的目的可能是,要用上帝的創造來使上帝榮耀。」他甚至在量子物理的抽象規則中也看出了上帝的傑作:「從某種意義上來說,物理法則似乎相當於上帝選擇使用的語法和語言。」

馬里蘭大學的查理斯.麥思納是早期分析愛因斯坦廣義相對論的先行者之一,他與佩奇有共同的認識:「我感覺,宗教中有非常嚴肅的東西,例如上帝的存在,人類的手足之情,這些都是嚴肅的真理,總有一天我們會學會理解它,不過可能要採用另一種語言,站在另一種尺度上……所以我認為,那裡面有實實在在的真理,宇宙之所以宏偉壯麗是有其意義的,我們應該對宇宙的創造者心生敬畏。」

由造物主的問題又產生了另一個問題:科學在上帝存在與否方面能有發言權?神學家保羅.田立克(Paul Tillich)曾經說,科學家中唯有物理學家可以說出「上帝」一詞而不必臉紅。確實,科學家中唯有物理學家在探究人類最大的問題之一:是否存在一個宏偉的設計藍圖?如果是的話,那麼存不存在一個設計者?找到真理、道理或其啟示的真正途徑是什麼?

弦理論允許我們把次原子粒子看做是振動的弦上的音符;化學法則相當於可以在這些弦上奏出的旋律;物理法則相當於適用於這些弦的和絃規則;宇宙是這些弦的交響曲;而上帝的心思則可被視為響徹超空間的宇宙音樂。如果這種類比能站得住腳,那麼就需要問下一個問題:有沒有作曲者?這個理論是誰設計出來的,以便允許我們在弦理論中看到豐富萬千的各種可能宇宙得以存在?如果宇宙像一隻經過精密調節的手錶,那麼存不存在這麼一個製錶匠?

在這方面,弦理論對這個問題有所啟示:上帝有其他選擇嗎?愛因斯坦在創建他的宇宙理論時,他總是會問這樣一個問題,如果是我的話,我會把宇宙設計成什麼樣?他傾向於認為,也許上帝在這個問題上沒有選擇餘地。弦理論似乎支持了這種觀點。當我們把相對論與量子理論結合起來的時候,就會形成各種理論,充斥著隱含的但致命的弱點:發散問題會當場發作,異常現象會破壞這個理論的對稱性。只有納入了強大的對稱性以後,才可以消除這些發散和異常現象,而M理論就具備了這當中最強大的對稱性。所以,也許會有一種單一的、獨一無二的理論,它可以滿足我們在一個理論中所要求的所有假定條件。

由於愛因斯坦經常就「老傢伙」的問題寫大塊文章,所以曾被問及上帝存在與否的問題。對於他來說,有兩種神。第一種神是有人格的神,他回應人們的祈禱,他是亞伯拉罕、以撒和摩西的神,是那個能在水中分出一條路,並創造各種奇蹟的上帝。然而,這個上帝未必是大多數科學家相信的。

愛因斯坦一次寫道,他相信「斯賓諾莎的上帝,其透過萬物和諧存在而顯示自己,而不是那個關注人類命運和行為的上帝」。斯賓諾莎和愛因斯坦的神是和諧之神,是理性與邏輯之神。愛因斯坦寫道:「我無法想像存在著一個能夠對其創造物進行賞罰的上帝……我也不相信個人在身體死亡之後還能存活。」

(在但丁的《神曲.地獄篇》中,最靠近地獄入口的第一層居住著心地善良性情溫和但不能全然信仰耶穌基督的人們。但丁在第一層地獄中發現了柏拉圖和亞里斯多德,以及其他偉大的思想家和啟蒙者。正如物理學家韋爾切克評論的,「我們可料想許多現代科學家,也可能是其中的大多數,都會到第一層地獄去落戶。」)馬克.吐溫說不定也在那個群星薈萃的第一層地獄之中,他有一次把「信心」定義為「相信連任何蠢貨都知道不是那麼回事的東西」。

我個人從純科學的觀點認為,要證明愛因斯坦或斯賓諾莎所說的上帝存在,最強大的論據可以出自目的論。如果弦理論最終從實驗上被確認是個萬有理論,那麼我們就必須要問,這些方程式本身是從哪裡來的。如果統一場論果真如愛因斯坦相信的那樣是獨一無二的,那麼我們必須要問這種獨一無二性從何而來。相信這種上帝的物理學家相信,宇宙如此之美、如此之簡潔,因此宇宙的終極法則不可能是意外造成的。宇宙完全可以是隨機的,或者由無生命的電子和微中子構成,不能產生任何生命,更不要說智慧了。

如果,現實存在的終極法則像我和其他一些物理學家相信的那樣,可以用一個不超過一英寸[二.五四公分]長的公式描述的話,那麼問題就是,這個一英寸長的方程式從何而來?

正如馬丁.加德納(Martin Gardner)所說的:「為什麼蘋果會落下來?因為萬有引力定律。為什麼會有萬有引力定律?因為相對論中的某些部分由這些方程式組成。如果哪一天物理學家成功地寫出一個終極方程式,一切的物理法則都可以由它來描述,那麼人們仍然要問,『為什麼會有這個方程式?』」

書籍介紹

本文摘錄自《平行宇宙:穿越創世、高維空間和宇宙未來之旅(新版)》,暖暖書屋出版

作者:加來道雄(Michio Kaku)
譯者:伍義生、包新周

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蟲洞、多維空間、星際旅行、多重宇宙、平行世界有無數的自己?
不只是遐想,現實世界絲毫不亞於最離奇的科幻小說。
加來道雄,世界知名物理學家、暢銷書作者
帶領我們漫遊奇妙的宇宙,將無窮的想像力推向極致。

我們的宇宙正在死亡嗎?
還可能有其他的宇宙嗎?
其他的宇宙看起來會是什麼樣子?
有可能找到通往另一個宇宙的通道嗎?

當天文學家不辭辛勞地分析了從WMAP衛星得到像雪片一樣多的資料之後,一幅新的宇宙圖景顯現了。到目前為止,有關宇宙起源的最重要理論是「暴脹宇宙理論」,對大霹靂理論作了重大改進。在這個理論中,我們的宇宙只不過是眾多宇宙中的一個,像泡泡一樣漂浮在無邊無際的泡沫宇宙之海中,隨時都有新的宇宙在誕生。一個平行宇宙也許就懸浮在我們的頭頂上,相隔不過公釐之遙。

對於平行宇宙這一想法,以及對於解釋平行宇宙存在的弦理論,科學家一度以懷疑的眼光看待,認為它是神秘主義者、假充內行,以及行為怪誕的人所感興趣的領域。但是今天,已有壓倒多數的理論物理學家在支持弦理論和它的最新版本M理論。因為,如果這個理論被證明是正確的話,它將能夠以簡單優雅的方式把宇宙的四種力歸結在一起,同時能夠回答「在大霹靂之前發生了什麼?」這個問題。

加來道雄博士解釋說,世界上最重要的物理學家和天文學家正利用高度精密的波檢測器、重力透鏡、衛星和望遠鏡來尋找各種方法,以便對多宇宙理論做檢測驗證。M理論的前景非常誘人,其意義難以盡數。如果平行宇宙確實存在,加來道雄博士推測,一萬億年之後,當宇宙變冷變暗,進入科學家所描述的大凍結時,很可能高等文明能找到一種方法乘坐某種「星際救生飛船」逃離我們的宇宙。

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Photo Credit: 暖暖書屋出版

責任編輯:翁世航
核稿編輯:潘柏翰


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