#妙筆生花# 19世紀後期奧地利物理學家兼哲學家恩斯特 · 馬赫(Ernst Mach)以否認原子的存在而聞名。“你見過原子彈嗎? ”他嘲笑地問到。 今天,許多科學家也以類似的嘲笑口吻談論這樣一種觀點,即可見宇宙並不孤獨,而只是許多宇宙中的一個——“一個位於被稱為多元宇宙的宇宙碳化泡沫中的單一氣泡”。 多元宇宙的反對者宣稱,你看不到這些宇宙外的宇宙,因為這個想法不可測試。此外,援引多重宇宙來解釋現實是對奧卡姆剃刀理論的嚴重違背(奧卡姆剃刀理論是一種哲學原理,它傾向於簡單的解釋而不是複雜的解釋)。 當然,馬赫對原子的看法是錯誤的。縱觀歷史,那些反對多元宇宙的人總是被證明是錯誤的。事實上,最早提出多元宇宙的人正是提出原子存在的古希臘人。 勒基普斯和德謨克利特相信他們的原子理論需要無限的世界(“世界”等同於“宇宙”)。他們後來的追隨者,薩摩斯的伊壁鳩魯,也承認多重世界的現實。“有無限的世界,既像我們的這個世界,又不像我們的這個世界,”他斷言。
然而,亞里士多德強烈主張,邏輯上只需要一個宇宙。他的觀點一直佔據主導地位,直到1277年,巴黎的主教宣佈,教授亞里士多德觀點的中世紀學者將被逐出教會ーー因為他否認上帝創造任何他想創造的宇宙的能力。 幾個世紀的爭論接踵而至。一些人認為上帝可以創造更多的宇宙,但可能不會; 另一些人則認為現實包含了“多個世界”。 在16世紀,哥白尼徹底改變了這個問題。不同於亞里士多德的地心說(宇宙是一個有限大的圓球體,而地球則處於宇宙的中心) ,哥白尼提出了日心說:太陽是不動的,而且在宇宙中心,地球以及其他行星都一起圍繞太陽做圓周運動,只有月亮環繞地球執行。 此後不久,英國的托馬斯 · 迪格斯重新繪製了哥白尼的圖畫,星星散落在遙遠的太空中,而不是固定在一個球體上。這提高了多個太陽系宇宙分散在天空中的可能性。
喬達諾 · 布魯諾可能受到了迪格斯的影響,提出並論證了宇宙無限和世界眾多的思想。他認為整個宇宙是無限大的,根本就不存在固定的中心,也不存在界限。而地球只是繞太陽運轉的一顆行星,太陽也只是宇宙中無數恆星中的一顆。
在無限的宇宙中,有無數的“世界”在產生和消亡,但作為無限的宇宙本身是永恆存在的。 與布魯諾同時代的著名天文學家約翰內斯 · 開普勒不喜歡這個想法。他把宇宙想象成太陽系。我們視野之外的相似世界並不科學。“如果它們沒有被觀測到,”開普勒宣稱,“那麼它們因此與天文學無關。”他堅持認為,任何超出可見範圍的東西都是“多餘的形而上學”ーー這種觀點與今天許多人對多元宇宙的態度驚人地相似。 當然,開普勒錯了。後來的望遠鏡揭示了大量的恆星在很遠的距離上聚集在一個像透鏡一樣的圓盤上,這就是銀河系。
正如哥白尼證明地球是太陽系是宇宙的一部分一樣,太陽系只是銀河系中眾多這樣的“宇宙”之一。再一次,宇宙被重新定義了ーー不再是圍繞地球的一組球體,或是圍繞太陽執行的一組行星,而是一個巨大的、被空洞包圍的恆星盤。 除此之外,虛空中出現了模糊的斑點,稱為星雲。伊曼努爾 · 康德和其他人推測,這些斑點實際上是星系本身,只是因為在非常遙遠的宇宙而看不清。這種多元宇宙的新觀點也遭到了嘲笑。 天文學作家艾格尼絲•克萊克(Agnes Clerke)在19世紀末宣稱,“沒有一個有能力的思想家”相信存在多元宇宙。這個想法已經退回到“被拋棄和幾乎被遺忘的猜測”的境遇。 但是,多元宇宙再一次佔了上風。
1924年,埃德溫 · 哈勃報告證明,一些模糊的星雲,如仙女座星雲,確實是像銀河系一樣巨集偉的多元宇宙。哈勃太空望遠鏡開創了今天的宇宙定義,即宇宙是一個巨大的不斷膨脹的時空泡泡,其中居住著數十億個這樣的星系。 在20世紀80年代,對宇宙是如何形成的一種新的解釋---- 暴脹宇宙學---- 以一種新穎的方式重新提出了多元宇宙的問題。如果最初的大爆炸將我們的宇宙變成現實,隨後是極其迅速的膨脹(膨脹)爆發,那麼同樣的膨脹事件也可能在太空的其他地方再次發生。如果暴脹理論被證明是正確的,那麼我們的泡沫將只是眾多泡沫中的一個。 當然,僅僅不能因為多元宇宙的擁護者在歷史上是正確的,並不意味著他們這次肯定會再次正確。但是,多元宇宙的反對者說多元宇宙的觀點不是科學,因為它不可測試,這種說法肯定是錯誤的。多元宇宙不是一個需要檢驗的理論,而是一個可以檢驗的、對其他理論的預測。
暴脹宇宙學事實上已經通過了許多測試,儘管還不足以確定。 就此而言,宇宙原則上不可觀測的說法並不一定正確。如果另一個氣泡與我們的氣泡相撞,大爆炸遺留下來的宇宙背景輻射中可能會出現洩密的痕跡。即使沒有這樣的直接證據,它們的存在也可以通過間接的方式被推斷出來,就像愛因斯坦在1905年通過分析懸浮在液體中的粒子的隨機運動證明了原子的存在一樣。 今天,在掃描隧道顯微鏡產生的影象中,原子實際上可以被“看見”。然而,原子在第一次成像時並沒有多少驚訝;,因為它們已經成為合法的科學實體有2500年了。多重宇宙論也將一直是哲學和科學討論的話題。
宇宙到底是有限還是無限的?如果是有限的,那宇宙的外面又是什麼? 對此,霍金的答案可能最為巧妙:“宇宙是有限而無界的”。 這話眨眼看去似乎充滿矛盾,而我們又該如何去理解呢?宇宙不是無限的,這已經被現代物理證明,我們已經明白我們身處的宇宙其實開始於大爆炸的奇點,隨後,宇宙在時間中不斷膨脹,到目前為止,我們通過觀測知道宇宙依然處在膨脹的過程中,並且沒有停止和收縮的趨勢。由此可見,我們的宇宙並不是無限大的,也不是均勻存在的,事實上他在不斷膨脹擴大。他開始的一點並不是物質意義上的一點,而是一個沒有空間和時間概念的奇點,在這裡,一切我們世界所理解的東西都是毫無意義的。
如何理解這無界呢?這就好像我們處在地球表面,在二維的地球表面,地球是無界的,而在三維空間,地球卻是有限的。他有大小體積以及形狀。宇宙存在相同的道理,在三維空間,宇宙是無界的,當你自以為奔向遙遠的宇宙邊界時,其實只不過是在彎曲的時空中兜圈子,因而永遠也無法發現宇宙的邊界。就好像你沿著彎曲的地表去尋求地之界一樣,你是無法找到地球的邊緣的。 因此,要想明白所謂宇宙之外,就必須要求人類超越我們目前的宇宙,而這在目前的科技和認識條件下,還無法做到,所以我們都在想象並探索。
這樣的解釋儘管抽象,但似乎已經給出了答案。然而,稍稍有心的話可能並不會滿足於這樣的解答。即使站在高維度,仍然可以追問在高維的意義上宇宙是否有限或者是否有邊界。 那麼該如何理解和回答這一個問題呢?這就涉及哲學上,人類認知的邊界問題。 前面說過,按照現有的大爆炸宇宙學模型,宇宙源於137億年前的那場大爆炸,而宇宙中資訊傳播的最快速度——光速也是有限的。這就決定了我們能夠觀測到的宇宙是個有限的球體,在可觀測宇宙之外,我們無法了解到那裡的任何資訊,因為那裡的資訊還來不及傳播到我們這裡。
那麼在可觀測宇宙之外,我們沒有看到甚至永遠不可能看到的那些地方,宇宙是什麼樣子呢?沒有理由認為那些地方會跟我們的宇宙有任何不同,當然也沒有理由認為那裡跟我們的宇宙一樣。 換句話說,這樣的問題毫無意義,因為它超出了人類認識的邊界。
在我們的可觀測宇宙之內,我們沒有看到宇宙的邊緣,而可觀測宇宙之外,我們甚至永遠都觀測不到。所以宇宙外面有什麼呢?答案是不知道,也無所謂。因為既然那裡的資訊無論如何無法傳播到我們這裡,那宇宙這外有什麼或者沒有什麼,都不會跟我們有什麼因果關聯。即使有,我們也可以當它不存在。 所以,宇宙的外面是什麼?這個問題,在科學上是永遠沒有答案的,在哲學上,卻是有答案的。答案就是:這個問題毫無意義,因為超出人類認識邊界的問題都是無意義的。