第5章 我们的宇宙图象(2)

前人已经考虑到上述文明进步的论点，用周期性大水或其他灾害的呈现，令人类反复地回到文明的开初，来答复上面的诘难。

它只存在于我们的脑筋中，不再具有任何其他（不管在任何意义上）的实在性。一个好的实际必须满足以下两个要求：起首，这个实际必须能精确地描述大量的观察――这些观察是按照只包含少数任选的元素的模型所做出的；其次，这个实际能对将来观察的成果作出明白的预言。比方，亚里士多德信赖恩贝多克利的关于任何东西是由四元素即土、气、火和水构成的实际，该实际是充足简朴的了，但它没有做出任何明白的预言。另一方面，牛顿的引力实际是基于乃至更加简朴的模型，在此模型中两物体用一种力相互吸引，该力和被称为它们质量的量成反比，并和它们之间的间隔的平方成反比。但是，它以很高的切确性预言了太阳、玉轮和行星的活动。

1781年，哲学家伊曼努尔・康德颁发了里程碑般的（也是非常晦涩难懂的）著作――《纯粹理性攻讦》。在这本书中，他深切地考查了关于宇宙在时候上是否有开端、在空间上是否有限的题目。他称这些题目为纯粹理性的二律背反（也就是冲突）。因为他感到存在一样令人佩服的论据，来证明宇宙有开端的正命题，以及宇宙已经存在无穷久的反命题。他对正命题的论证是：如果宇宙没有一个开端，则任何事件之前必有无穷的时候。他以为这是荒诞的。他对反命题的论证是：如果宇宙有一开端，在它之前必有无穷的时候，为何宇宙必须在某一特定的时候开端呢？究竟上，他对正命题和反命题用一样的论证来辩白。它们都是基于他隐含的假定，即不管宇宙是否存在了无穷久，时候都可无穷地倒溯归去。我们将会看到，在宇宙开端之前时候观点是没成心义的。这一点是圣・奥古斯丁起首指出的。当他被问及：“上帝在他缔造宇宙之前做甚么？”奥古斯丁并没有如许答复：“他正为诘问这类题目的人筹办天国。”而是说时候是上帝缔造的宇宙的一本性子，在宇宙开端之前不存在。

当然，宇宙开端的题目比这早好久就被会商过。按照一些起初的宇宙论和犹太教/基督教/穆斯林传统，宇宙在有限的并非非常悠远的畴昔的某个时候启始。对于如许的一个开端，有一种论证是感到必须有“第一鞭策”来解释宇宙的存在。（在宇宙中，你总能够将一个事件解释为由另一个更早的事件引发的，但是只要当宇宙存在某个开端时，才气用这类体例解释它本身的存在。）圣・奥古斯丁在他的《上帝之城》的著作中提出了另一种论证。他指出，文明在进步，我们将记着缔造这些功劳或生长技术的人们。如许，人或许另有宇宙，不成能已经存在了那么长的时候。圣・奥古斯丁按照《创世纪》一书，接管公元前5000年作为宇宙创生的时候。（风趣的是，这和比来一个冰河期间的结束，约莫公元前10000年相距不远。考古学家奉告我们，文明实际上恰是从当时开端的。）另一方面，亚里士多德和其他大多数希腊哲学家不喜好创生的思惟，因为它带有太多的神学干与的味道。以是他们信赖，人类及其四周的天下已经并将持续永久存在。

明天，科学家遵循两个根基的部分实际――广义相对论和量子力学来描述宇宙。它们是本世纪上半叶的巨大的聪明成绩。广义相对论描述引力和宇宙的大标准布局，也就是从只要几英里直到大至1亿亿亿（1前面跟24个0）英里（1英里=1.609千米），便可观察到的宇宙的标准的布局。另一方面，量子力学措置极小标准，比方万亿分之1英寸（1英寸=2.54厘米）的征象。但是可惜的是，这两个实际不是相互调和的――它们不成能都对。当代物理学的一个首要的尽力，以及本书的主题，便是寻求一个能将其归并在一起的新实际――量子引力论。我们还没有如许的实际，要获得这个实际，我们能够另有相称长的路要走，但是我们已经晓得了这个实际所应具有的很多性子。

在只是一个假定的意义上来讲，任何物理实际老是临时性的：你永久不成能证明它。不管多少回尝试的成果和某个实际相分歧，你永久不成能鉴定下一次成果反面它冲突。另一方面，哪怕你只要找到一个和实际预言不分歧的观察究竟，便可证伪之。正如科学哲学家卡尔・波普夸大的，一个好的实际的特性是，它能给出很多在原则上能够被观察否定或证伪的预言。每回察看到与这预言符合的新的尝试，则这实际就存活，并且增加了我们对它的信赖度；但是如有一个新的观察与之不符，则我们只得丢弃或修改这实际。

为了议论宇宙的性子和会商诸如它是否存在启始或闭幕的题目，你必须清楚甚么是科学实际。我将采取素朴的观点，即实际只不过是宇宙或它的受限定的部分的模型，以及一套把这模型中的量和我们做的观察相联络的法则。

遵循宇宙存在无穷久的实际，或者遵循宇宙以它仿佛已经存在了无穷久的模样在某一个有限时候肇端的实际，我们能够一样好地解释所察看到的究竟。但在1929年，埃德温・哈勃作出了一个里程碑式的观察，即不管你往哪个方向观察，远处的星系都正缓慢地飞离我们而去。换言之，宇宙正在收缩。这意味着，在起初的时候星体更加相互靠近。究竟上，仿佛在约莫100亿至200亿年之前的某一时候，它们刚幸亏同一处所，以是当时候宇宙的密度为无穷大。这个发明终究将宇宙开端的题目带进了科学的王国。

但是，大多数科学家遵守的体例是把题目分红两部分。起首，存在一些定律，这些定律奉告我们宇宙如何随时候窜改。（如果我们晓得在任一时候宇宙是甚么模样的，这些定律就奉告我们它在将来任何时候是甚么模样的。）第二，存在宇宙初始状况的题目。有些人感觉科学只应体贴第一部分，他们将初始状况的题目看作玄学或宗教的事体。他们会说，无所不能的上帝能够随心所欲地启始宇宙。那或许是真的，但是，倘若那样，他也能够使宇宙以完整肆意的体例演变。但是，仿佛他挑选使宇宙以一种非常法则的，遵循必然规律的体例演变。以是，看来能够一样公道地假定，也存在着制约初始状况的定律。

一蹴而当场设想一种能描述全部宇宙的实际，看来是非常困难的。相反，我们将这个题目分红很多小块，并发明很多部分实际。每一部分实际描述和预言必然有限范围的观察，同时忽视其他量的效应或用简朴的一组数来代表。这体例能够全错。如果宇宙中的每一件东西都以非常根基的体例依靠于其他的任何一件东西，用断绝法研讨题目的部分或许不成能逼近其完整的答案。固然如此，这必定是我们在畴昔获得停顿的体例。牛顿引力实际又是一个典范的例子，它奉告我们两个物体之间的引力只取决于与每个物体相干的一个数――它的质量，而与物体由何物构成无关。如许，人们不需求太阳和行星布局和成分的实际便能够计算它们的轨道。

这被以为是迟早总会产生的事，但是你总能够质疑实现该观察的职员的才气。

即便不是如许，一个完整的同一实际对于我们存活的机遇不会有很大影响。但是，假定宇宙已经以法则的体例演变至今，我们能够预期，天然挑选付与我们的推理才气在摸索完整同一实际时仍然有效，并是以不会导致我们获得弊端的结论。

因为，除了最极度的环境外，我们已有的部分实际足以对统统的统统作出切确的预言，以是，要为摸索宇宙的终究实际寻觅合用的来由，看来就非常困难了。（值得指出，固然近似的论点在畴昔既能够用来反对相对论。又能够用来反对量子力学，但这些实际已给我们带来了核能和微电子学的反动！）以是，发明一个完整的同一实际能够对我们种族的存活无助，乃至也不会影响我们的糊口体例。但是自从文明开端以来，人们即不甘心于将事件看作互不相干不成了解。他们巴望了解天下的底子次序。明天我们仍然亟想晓得，我们为安在此？我们从何而来？人类求知的最深切的志愿足觉得我们处置的不竭摸索供应充沛的来由。而我们的目标恰好恰是对于我们保存此中的宇宙作出完整的描述。

在实际中常常产生的是，设想出的新实际实际上是本来实际的一个扩大。比方，非常切确地观察水星，发明它的活动和牛顿引力实际预言之间有一个藐小的差别。爱因斯坦的广义相对论预言了和牛顿实际略微分歧的活动。爱因斯坦的预言和观察到的相合适，而牛顿实际做不到，这个究竟是对这个新实际的一个关头的证明。但是在我们普通措置的景象下，牛顿实际和广义相对论的预言之间差别非常小，所觉得了统统合用的目标，我们仍然利用牛顿实际。（牛顿实际另有一个庞大的长处，用它计算比用爱因斯坦实际简朴多了！）科学的终极目标是供应描述全部宇宙的单一的实际。

现在，如果你信赖宇宙不是肆意的，而是被明白的定律制约的，你终究必须将这些部分实际归并成一个能描述宇宙中万物的完整同一实际。但是，在寻求如许的完整同一实际中有一个根基的冲突。在前面概括的关于科学实际的思惟中，假定我们是理性的生物，既能够随心所欲地观察宇宙，又能够从察看中得出逻辑推论。在如许的计划里能够公道地假定，我们能够越来越靠近制约我们宇宙的定律。但是，如果真有一个完整的同一实际，则它大抵也将决定我们的行动。如许，实际本身就决定了我们对之摸索的成果！那么为甚么它包管我们从证据获得精确的结论？

在以下几章，人们将会看到，我们对量子引力论所应有的预言已经晓得得相称多。

莫非它不也能够一样地包管我们引犯弊端的结论吗？或者底子没有结论？

当大部分人坚信一个本质上静止稳定的宇宙时，关于它有无开端的题目，实在是一个形而上学或神学的题目。

哈勃的发明表示存在一个叫做大爆炸的时候，当时宇宙的标准无穷小，并且无穷紧密。在这类前提下，统统科学定律并是以统统预感将来的才气都崩溃了。如果在此时候之前有过一些事件，它们将不成能影响现在产生的东西。因为它们没有任何观察的结果，以是可不睬睬其存在。因为更早的时候底子没有定义，以是在这个意义上，人们能够说，时候在大爆炸时有一开端。必须夸大的是，这个时候的开端和起初考虑的非常分歧。在一个稳定的宇宙中，时候的端点是必须由宇宙以外的存在物付与的某种东西；宇宙的开端并没有物理的必定性。人们能够想像上帝在畴昔从字面上说的任何时候创生了宇宙，如果宇宙正在收缩，那么何故宇宙有一个开端仿佛就有了物理的启事。人们仍然能够想像，上帝是在大爆炸的刹时创生宇宙，或者乃至在更晚的时候，以使它看起来就像产生过大爆炸似的体例创生，但是假想在大爆炸之前创生宇宙是没成心义的。大爆炸宇宙并没有架空造物主，只不过对他何时处置这事情加上限定罢了！

对于这个题目，我所能给出的答复是基于达尔文的天然挑选道理。该思惟说，在任何自滋长的群体中，老是存在着分歧个别在遗传物质和发育上的变异。这些差别表白，某些个别比其他个别对它们四周的天下更能引出精确的结论，并去适应它。这些个别更能够存活、滋长，是以它们的行动和思惟的形式将越来越起主导感化。以下这一点在畴昔必定是真的，即我们称之为聪明和科学发明的东西给我们带来了存活的好处。这类环境是否仍会如此没有这么清楚：我们的科学发明能够等闲地毁灭我们的统统。