新浪科技訊 北京時(shí)間11月16日消息,我們知道宇宙中存在的一切事物,都是由某種預(yù)先存在的狀態(tài)產(chǎn)生的,而這種狀態(tài)與當(dāng)前狀態(tài)是不同的,數(shù)十億年前,沒(méi)有人類,也沒(méi)有地球,因?yàn)槲覀兊奶?yáng)系,以及生命所必需的成分,首先要形成。同時(shí),地球所必需的原子和分子也需要宇宙起源:從恒星誕生和死亡,恒星殘骸和組成粒子,恒星的孕育形成需要大爆炸遺留下來(lái)的原始原子,在每一階段,當(dāng)我們追溯宇宙歷史越來(lái)越久遠(yuǎn)的時(shí)候,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)宇宙萬(wàn)物的存在皆有其存在的原因。
我們能將這個(gè)邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)用于宇宙嗎?自二十世紀(jì)70年代末以來(lái),哲學(xué)家和宗教學(xué)者,以及一些涉足這些領(lǐng)域的科學(xué)家,已經(jīng)斷言可以應(yīng)用于宇宙,該理論被稱為“卡拉姆宇宙論”——即凡事存在必有其存在的原因;宇宙存在起始時(shí)間;因此宇宙有其存在的原因。
哲學(xué)家在中世紀(jì)提出了卡拉姆宇宙論,該宇宙論基于以下三個(gè)假設(shè):凡事存在必有其存在的原因;宇宙存在起始時(shí)間;因此宇宙有其存在的原因。
任何開始存在的事物都有其原因,宇宙誕生也有其原因,那么宇宙存在的原因是什么呢?答案是“上帝”,這就是現(xiàn)代宇宙論證上帝存在的關(guān)鍵,但是這個(gè)前提多大程度上經(jīng)得起科學(xué)檢驗(yàn)?zāi)兀靠茖W(xué)家證明了嗎?還有其他選擇嗎?事實(shí)上,答案既不在于邏輯,也不在于神學(xué)哲學(xué),而在于我們對(duì)宇宙的科學(xué)認(rèn)知。
一切事物開始存在,或從不存在的狀態(tài)開始,都有原因嗎?從直覺(jué)上講,一些事物和概念并非空穴來(lái)風(fēng),畢竟無(wú)中生有的想法聽起來(lái)很荒謬,如果可以,將完全破壞人們意識(shí)中的因果概念,“無(wú)中生有”的想法違背人類認(rèn)知常識(shí)。
但是我們?nèi)粘I罱?jīng)驗(yàn)未完全涉及到宇宙萬(wàn)物,有許多物理學(xué)、可測(cè)量的現(xiàn)象似乎違背了這些因果概念,其中最著名的實(shí)例發(fā)生在量子宇宙理論,舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,我們可以觀測(cè)單個(gè)放射性原子,如果你有大量的放射性原子,就可以預(yù)測(cè)其中一半原子衰變需要多少時(shí)間:這就是半衰期的定義,然而,對(duì)于任何一個(gè)原子,如果你問(wèn):“這個(gè)原子什么時(shí)候會(huì)衰變?”或者問(wèn):“是什么因素導(dǎo)致這個(gè)原子衰變?”人們無(wú)法用因果概念進(jìn)行解釋。
有很多方法可使一個(gè)原子分裂,可以使用不同的方法獲得相同效果,如果要在原子核中分裂出一個(gè)粒子,人們可以選擇分裂原子核或者釋放能量,但放射性衰變迫使我們正視這個(gè)棘手的事實(shí):沒(méi)有人類干涉因素下,原子可實(shí)現(xiàn)同樣的放射性衰變效果。
換句話來(lái)講,原子放射性衰變現(xiàn)象是沒(méi)有具體原因的,宇宙似乎具有某種隨機(jī)、偶然的性質(zhì),使得某些現(xiàn)象從根本上講是不確定和不可知的,事實(shí)上,還有許多其他量子現(xiàn)象也顯示出這種隨機(jī)性,包括:糾纏旋轉(zhuǎn)、不穩(wěn)定粒子的靜止質(zhì)量、穿過(guò)雙狹縫的粒子位置等,此外,量子力學(xué)還有許多解釋,其中最重要的是“哥本哈根解釋論”,其因果關(guān)系是自然的核心特征,而不是缺陷。
你可能會(huì)爭(zhēng)辯稱,哥本哈根解釋論并不是解釋宇宙的唯一方法,量子力學(xué)還有其他具有完全確定性的解釋,雖然量子力學(xué)具有一定的事實(shí)基礎(chǔ),但也不是完全令人信服的論點(diǎn),量子力學(xué)的可行性解釋從觀測(cè)角度都是不可區(qū)分的,這意味著它們具有同等有效性。
同時(shí),宇宙中還有許多神秘現(xiàn)象,是人類思維無(wú)法解釋的,例如:虛擬粒子,量子場(chǎng)波動(dòng)(不可測(cè)量的)等。
宇宙膨脹的可視化歷史包括被稱為大爆炸的熱、稠密狀態(tài)以及隨后宇宙結(jié)構(gòu)的增長(zhǎng)和形成。科學(xué)家通過(guò)對(duì)輕元素和宇宙微波背景的觀測(cè),大爆炸是我們所看到一切的有效解釋。隨著宇宙不斷膨脹,它也會(huì)冷卻,使離子、中性原子,最終形成分子、氣體云、恒星,最后形成星系。
宇宙何時(shí)開始存在?
盡管我們會(huì)認(rèn)為在我們所觀察到奇異和違背直覺(jué)的量子世界基礎(chǔ)上,存在著某種從根本上決定、非隨機(jī)性的因果現(xiàn)實(shí),但很難得出宇宙自身一定是在某個(gè)時(shí)刻開始存在的論斷。
如何解釋大爆炸?
許多專家表示,宇宙起源于大約138億年前的一次大爆炸,該理論對(duì)嗎?
我們可以將宇宙歷史追溯至一個(gè)早期、熾熱、稠密、均勻、快速膨脹的狀態(tài),這是千真萬(wàn)確的,沒(méi)錯(cuò),我們稱該狀態(tài)是熱大爆炸,但是這種觀點(diǎn)也是不完全正確的,40多年以來(lái)一直倍受爭(zhēng)議,大爆炸是空間、時(shí)間、能量、物理法則,以及我們所知和所體驗(yàn)所有事物的開始,但這并不是宇宙的開始,宇宙的開始是一種完全不同的狀態(tài),被稱為“宇宙膨脹”。現(xiàn)有大量證據(jù)可以證明這一點(diǎn):熱大爆炸開始時(shí)所表現(xiàn)的密度缺陷譜;超視界宇宙尺度上存在密度過(guò)高和過(guò)低區(qū)域;宇宙初期表現(xiàn)出的完全絕熱性,沒(méi)有等曲率和波動(dòng);以及宇宙早期溫度有一個(gè)上限,該上限遠(yuǎn)低于物理定律失效的范圍。
宇宙膨脹對(duì)應(yīng)的是一個(gè)宇宙階段,該階段中宇宙沒(méi)有物質(zhì)和輻射,而是擁有一種巨大、固有空間結(jié)構(gòu)的正能量,同時(shí),該狀態(tài)并沒(méi)有隨宇宙膨脹而變得更稀薄、而是在持續(xù)膨脹的情況下保持恒定能量密度。這意味著宇宙在膨脹、冷卻和減緩膨脹過(guò)程中并未發(fā)生變化,而在此之前宇宙一直以指數(shù)等級(jí)不斷膨脹。
這代表了一種巨大的變化,能改變我們對(duì)萬(wàn)物起源的看法,一個(gè)充滿物質(zhì)或者輻射的宇宙能追溯至一個(gè)奇點(diǎn),而膨脹時(shí)空則不會(huì)這樣。從數(shù)學(xué)角度來(lái)講,指數(shù)是指在一段時(shí)間里以翻倍等級(jí)不斷增長(zhǎng)或減少,當(dāng)再次經(jīng)歷這樣的時(shí)間等級(jí),將再次翻倍增長(zhǎng)或減少,如此一直循環(huán),沒(méi)有限制。
在現(xiàn)代廣義相對(duì)論和理論物理學(xué)的背景下,意味著我們對(duì)宇宙的認(rèn)知是不完整的,不幸的是,在科學(xué)術(shù)語(yǔ)中,我們僅能對(duì)宇宙可觀察部分進(jìn)行測(cè)量,盡管宇宙膨脹理論可以解釋一些現(xiàn)象,但從本質(zhì)上講,它抹去了宇宙膨脹之前的任何信息,還消除了宇宙膨脹前最后一瞬間產(chǎn)生的任何信息,這發(fā)生在熱大爆炸之前。因此,無(wú)論是從觀測(cè)角度還是科學(xué)理論,斷言“宇宙何時(shí)開始存在”是完全沒(méi)有根據(jù)的。
大約20年前,科學(xué)家發(fā)表了一個(gè)定理——博德-古斯-維倫金定理,它證明了遠(yuǎn)古宇宙不可能一直無(wú)限膨脹,然而,沒(méi)有什么因素限定不斷膨脹的宇宙之前也經(jīng)歷一個(gè)不斷膨脹的階段。這個(gè)定理也存在很多漏洞,如果人們將時(shí)間逆轉(zhuǎn),該定理將失效,如果采用一組特定的量子引力現(xiàn)象來(lái)代替萬(wàn)有引力定律,該定理是錯(cuò)誤的,如果人們將宇宙構(gòu)想為永遠(yuǎn)不斷膨脹狀態(tài),該定理將失效。
同樣,像以前一樣,宇宙從虛無(wú)狀態(tài)中誕生是可能的,但該觀點(diǎn)既未被證明,也沒(méi)有否定其他觀點(diǎn)的可能性。一些有神論者則認(rèn)為,宇宙的誕生是有原因,而這個(gè)原因與上帝有關(guān)嗎?
哲學(xué)家在中世紀(jì)提出了卡拉姆宇宙論,該宇宙論基于以下三個(gè)假設(shè):凡事存在必有其存在的原因;宇宙存在起始時(shí)間;因此宇宙有其存在的原因。到目前為止,我們已確定了卡拉姆宇宙論的前兩個(gè)假設(shè),然而如果我們假論它們是正確的,那是否就能證明上帝是宇宙存在的原因呢?只有當(dāng)人們將上帝定義為“使宇宙從不存在的狀態(tài)中產(chǎn)生”時(shí),該觀點(diǎn)才站得住腳,這里有一些例子可以說(shuō)明為什么這是荒謬的。
當(dāng)我們?cè)陔娔X上模擬一個(gè)二維宇宙時(shí),是我們創(chuàng)造了這個(gè)宇宙嗎?因此,我們就是那個(gè)宇宙的上帝嗎?
如果宇宙膨脹的狀態(tài)源于一種既存狀態(tài),那么引發(fā)膨脹的狀態(tài)就是我們宇宙的上帝嗎?如果有一個(gè)隨機(jī)量子漲落導(dǎo)致了宇宙膨脹結(jié)束和熱大爆炸——我們所知道的宇宙開始,那么這個(gè)隨機(jī)過(guò)程就等同于上帝嗎?
雖然部分人可能會(huì)持肯定觀點(diǎn),但這聽起來(lái)不像是我們通常談?wù)摰娜堋o(wú)所不知、無(wú)所不能的上帝存在,如果卡拉姆宇宙論前兩個(gè)假設(shè)是真的,那么我們只能說(shuō)宇宙有其存在的原因,并不是說(shuō)這就是上帝的存在。(葉傾城)