1975年,梵蒂岡把授予「有傑出成就的年輕科學家」的庇佑
斯十二世獎章頒發給史蒂芬·霍金。他和白納德·卡爾一同飛往
羅馬,在梵蒂岡接受教宗保羅六世頒獎。
白納德·卡爾
那是一個非常感人的場合。在正常情形下,得獎的人必須走到教宗面前去接受獎章。可是,因為史蒂芬不能上前,所以教宗一直走到史蒂芬面前來。
這是一個歷史時刻。教會——尤其是天主教會,和宇宙學史之間一向有衝突,這可一直回溯到伽利略時代。史蒂芬對伽利略有極大的親切感。我記得,我們去梵蒂岡時,他非常渴望到檔案館去查閱被認為是伽利略悔過的文件。在這文件中伽利略在教會的壓力下,收回地球圍繞太陽旋轉的理論。
科學和教會之間的爭論仍然方興未艾。最後,教會宣佈他們犯了錯誤,事實上伽利略是對的。這使我們感到欣慰。但是我很懷疑,如果教宗真的理解史蒂芬的發現,他是否會認可。
基帕·索恩
我看得十分清楚,從70年代早期開始,史蒂芬的研究方式發生了顯著的改變。這種改變,可用他在1980年左右對我說的話來代表:「我寧願是正確的,而不是嚴密的。」嚴密性質是數學家追求的,他們認為正確性需要堅定清晰的數學證明。60年代和70年代早期,史蒂芬在研究中追求過這種嚴密性,他試圖使每一部分都完全堅定穩固。
近年來,他在尋求真理時變得更富猜測性。譬如說達到了百分之九十五的正確性,然後他就繼續很快地前進。他放棄了似乎在70年代早期對確定性的追求,而喜歡高或然性,從而快速地朝理解宇宙性質的終極目標前進。
史蒂芬·霍金
1981年在梵蒂岡召開宇宙學會議時,我又重新喚起了對宇宙開端和命運問題的興趣。之後我們受到教皇的召見,他剛從那次謀殺中恢復過來。他告訴我們,研究宇宙在大爆炸後的演化是可以的,但是由於大爆炸本身是創生的時刻,因而是上帝的事務,所以我們不應該去詢問那個時刻本身。我高興的是,那時候他不知道,我在會議上剛發表的論題是,空間——時間為有限的、但是沒有邊界的可能性,這表明它沒有開端,也就是創生的時刻。
因為這篇論文相當技術性,並且採用了一個令人敬畏的題目《宇宙的邊界條件》,所以關於宇宙起始的含義不是一下子就那麼一目瞭然。我在該論文中提出:空間和時間在範圍上有限,但是自己包容起來,而沒有邊界或邊緣;正如地球的表面面積是有限的,卻沒有邊界或邊緣一樣。在我所有的旅行中,我從未從世界的邊緣掉下去。
在梵蒂岡會議期間, 我不知道如何利用這個思想對宇宙行為作預言。
但是在1982和1983年間,我和我的朋友兼同事加州大學聖他巴巴拉分校的詹姆·哈特爾合作。我們指出如何利用這個無邊界思想,在量子引力論中計算出宇宙的態。
如果無邊界設想是正確的,則不存在奇性,而科學定律,就在包括宇宙開端的任何地方都成立。宇宙開始的方式就由科學定律所決定。我成功地實現了發現宇宙如何開始的抱負。但是我仍然不知道它為什麼要啟始。
詹姆·哈特爾
詹姆·哈特爾是史蒂芬·霍金的哈特爾——霍金設想的合作
者。他現為加州大學聖他巴巴拉分校的物理教授,他的研究方向
主要是相對論和引力。
在量子力學中,我們是用一個系統的波函數來描述它。因此,我們能計算看到的東西的機率。例如,在宇宙的情形下,我們也許對它的大小、形狀,以及它能顯示出空間的三維幾何感興趣。波函數允許我們計算其他不同答案的機率。所以我們也研究其他可能的模式。可是,我們的宇宙不是這樣,我們生活在固定的一個量子態中,因此產生了一個有趣的問題:根據什麼原則,從許多可能的宇宙態中特別選出一種態,使我們得到一種機制,用以預測或者聯接現有宇宙的不同特徵?
鄧尼斯·西阿瑪
史蒂芬的「量子宇宙論」,或者更通俗點講「宇宙的波函數」是一個新的物理設想。它是說,使用量子力學計算宇宙的行為,要牽涉到高度技巧性的步驟,這些步驟代表了物理作用方式的新假設;因此它們是有爭議的,是還沒有被確立起來的。
可是,他想指出的是,如果用他建議的步驟計算出宇宙的波函數,那麼就能算出宇宙會像什麼樣子。這是一種非常聰明和卓越的建議,但是並沒有公認一定會成功。他和他的學生,以及世界上其他地方的人,都在看真實的宇宙是否具有和他設想的理論含義相同的性質,以此來檢驗這個新理論。他的觀點是:這會導致一系列成功的思想。但是,目前這一切還都處於爭議的階段。
在經典物理中,人們可以給定所有粒子在同一個時刻的位置
和速度,從而描述一個系統的狀態。另一方面,在量子物理中,
粒子不具有精確定義的位置和速度。相反的,人們所能提供最完
整的描述只是所謂的波函數。這可以認為是提供在不同位置上找
到該粒於的概率。人們不必再指明該粒子的速度。這些在不確定
性規定的程度上由波函數決定。
在量子理論中,宇宙的態可由所謂的宇宙波函數來描述。它
提供了現在空間為以不同方式彎曲的或者翹曲的概率。空間幾乎
為平坦的概率最大,但是哈特爾和霍金的無邊界設想預言,在空
間幾何中的小波浪的概率相當大。這些對應於引力波,現在人們
正用非常精密的測量手段去檢測它們。
基帕·索恩
描述量子引力——也就是廣義相對論和量子理論的結合,有許多方法。我發現最富有魅力的,是哈特爾和霍金在描述把量子力學和引力結合在一起時所採用的方法。我覺得這很合我意。當你在科學(譬如物理學)的最前沿探索時,必須大大地仰仗你自己的體會和感覺。你必須決定你的研究方向,或者為學生指出哪個方向較有可為。這一類指導必須來自於直覺,來自於天性。正如蘇聯同事所說的,來自於心肝。我打從我的心肝裡感到它們是對的。
安東尼·赫維許
我想,過去二十年來最奇妙的事情是:我們現在能論證在時間開端後的一百萬分之一秒前發生的事。宇宙具有奇性的起始是一個令人驚異的觀念。但是,能夠有意義地談論及爭議那麼早宇宙的物理,對我而言無疑是一場革命。尤其回顧我自己的一生,想到過去我們甚至不知道宇宙是演化的或是穩態的,真是感慨不已。
這還引起了令人敬畏的哲學問題,諸如時間有無開端,以及這個問題的真正含義。要使物理學家真正掌握這些問題是困難的。
約翰·惠勒
許多人在許多場合多次提出有關宇宙起源的問題:它是如何啟始的?
當愛因斯坦第一次探索自己的理論,發現理論斷言宇宙不能永遠維持尺度不變時,他不信任它的預言。為什麼他如此不相信呢?因為他心目中的偉大英雄斯賓諾莎在很久以前反駁了聖經中的太初創世的思想;斯賓諾莎說過:「在不存在任何可以告知鐘表何時啟始之前的東西,鐘表存在何方?」這聽起來很矛盾。
當然,當最後發現宇宙在膨脹時,愛因斯坦告訴他和我偉大的朋友喬治·伽莫夫:「這是我研究生涯中的最大錯誤。」
從此以後,他和我都把宇宙膨脹的預言當做強而有力的證據,認為是某種和人類以前理解的一切截然不同的東西,是人類被賦予探索空間和宇宙運行方式的能力的最強有力的證據,以及我們有朝一日能解開這些秘密的最偉大象徵。可是,我認為按照量子力學,我們對諸如宇宙如何開端這類問題會有更深刻的洞察,因為我們在那裡意識到了時間的概念本身是一種理想化。「時間」這個詞不是上帝從天上賜予我們的禮物;時間的觀念是人們發明的一個詞。。如果它牽涉著一些困惑,應是誰的過錯?那是我們發明使用這個詞的過錯。
有一次,我在德州奧斯汀市一個咖啡館的男廁所看到了一行塗鴉:「時間是大自然避免使所有事情同時發生的方法」,這是我們通常解釋時間的簡要說法。但是,我們用量子力學觀點越深入地探究時間,就得到越多洞察,時間本身也就越顯得微妙,在徹底理解這全部圖像的過程中,需要解決的困惑就越繁重。
所以,任何詢問宇宙如何開始的人都應反躬自問:「你從何處得到時間觀念的?」
在量子力學中,電子的位置是不確定的。這種不確定性在正
常情形下是可以忽略的,但是它在原於距離尺度下變成很重要,
以至於諸如「原子在何處?」的問題沒有什麼意義的答案。類似
地,在量子引力中也存在空間——時間幾何的不確定性。這種不
確定性在正常情形下也是可以忽略的,可是它在非常微小的距離
尺度和時間間隔下變得很重要,以至於諸如「現在什麼時候?」
的問題沒有什麼意義。尤其是,這意味著時間概念在非常接近大
爆炸時變成沒有意義。
史蒂芬·霍金提出,使用虛時間也許能取得一些進展。虛時
間和實時間的關係,猶如虛數和實數的關係。虛時間物理是物理
學的愛麗絲奇境; 例如, 粒子可以運動得比光還快,甚至可在
(虛)時間中向後運動。當然,當描述變成對量子力學的一種近
似時,每件事都是對的,沒有人可比光運動得更快或者在(實)
時間中向後運動。
詹姆·哈特爾和史蒂芬·霍金提出一種方法,把虛時間技巧
用到量子宇宙論中,並用它來分析極端簡化了的宇宙模型。雖然
該模型比實在宇宙大為簡化,當它用經典廣義相對論處理時,具
有大爆炸奇性,但是它的量子力學形式卻根本沒有奇性。哈特爾
和霍金成功地用所謂歷史前的時間來取代奇性。
哈特爾——霍金思想是否能成功地應用於實在宇宙,仍是一
個未解決的問題。
克裡斯多福·伊宣蒙
克裡斯多福·伊宣蒙是倫敦帝國學院的理論物理教授:他研
究廣義相對論和量子物理之間的關係。
從「無」中創生的觀念當然是非常激動人心的,這是使人極感興趣的東西。哈特爾——霍金的從「無」創生的圖像,實際上是以非技術性術語非常形象化地描述數學。你瞧,物理學中正常發生的東西是,在具有傳統的因果性和決定性觀念的地方,如果給你某個特殊時刻的態,你就能唯一地算出後來某個時刻的態。那就是人們所說的因果性。按照這個觀點,你永遠不能從「無」中創生,事實上你根本不可能有創生。你真正擁有的一切是變化:因果性變化,可是這變化屬於已經存在那裡的東西。這種變化也許牽涉到創生,例如你在CERN[9]
的粒子加速器看到基本粒子相碰撞而出現一堆新粒子;那看起來像創生,但是你其實只是把能量從一種形式轉變成另一種形式,而這整個系統純粹是因果性和決定性的,每一件東西都只是以通常的方式流動,你肯定不是從「無」中生「有」。
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[9] CERN是歐州核子研究組織,在瑞士日內瓦附近。
在廣義相對論中,由於時間和空間在公式中表達的方式,使實際談論時間的創生成為可能。麻煩的是,在經典理論中,當空間和時間「開始形成」時,實在的點本身是數學中的奇點,數學失效了,所以它不能給你一個創生論。你在傳統的宇宙論中所能說的是,存在許多不同的可能宇宙,它們所有都和愛因斯坦方程式相符合。我們恰巧在這個宇宙中生活的事實,毋寧說純粹是出於偶然。你不能賦予任何理由——甚至在原則上也不能。你所能說的一切是條件陳述:假定宇宙在這一時刻處在這個狀態,則它在以後的時刻將處於那個狀態。它是條件性類型的演化。
然而,當你談到虛時間,就有一個奇怪的可能性,也就是「現在」不一定要有一連串的過去時刻。如果我們從現在這一時刻往過去回溯,在很長的時間內一切都完全正常地進行,甚至在虛時間中也是如此。只要你使用這個唯象的時間,看起來就像你在通常時間裡回溯過去。
但是隨著你往以前退去,越來越接近傳統的實時間圖像中變成原點之處,你就發現時間的性質在改變,復的或虛的變得越來越有份量。最後,在經典理論中應該是奇點的東西被抹平了,你就得到這張漂亮的圖畫,這些碗狀的宇宙創生圖像。那裡沒有起點,只是某種光滑的形狀。
哈特爾和霍金所發現的是,如果你假設,宇宙在虛時間裡的過去歷史圖像是所有可能的、恰好和我們現在時刻字宙相符的這類形狀、而你多多少少用傳統量子力學方式來解釋之,至少在原則上你會得到整個宇宙唯一的波函數。
這樣,你就得到了這個沒有過去的美妙圖畫,宇宙根本不從任何東西產生出來。因為它是一個自洽的數學結構,所有你真正能說的是宇宙存在。和從某點創生宇宙的圖景不一樣,這宇宙沒有過去,因為沒有任何它在其中創生的東西。
如此,宇宙從「無」中創生的說法,實際上有一點用詞不當;這是詞彙「無」的誤用。它不只是指在空虛的空間中出現宇宙,你也許可以把這空間稱為「無」:因為甚至連創生事件也不存在,所以根本不存在任何東西!
在這些理論中,動詞過去時態的使用變成不恰當。當然,在人們相信實時間時就建立了時態。不幸的是,我們還沒有在虛時間中表示時態的語言形式。因此,在這層意義上,說「從無中創生」肯定是誤導的。它對於這個在預先存在的時間中忽然出現的宇宙圖像很合適,可是它並不是哈特爾——霍金態的貼切描述。
史蒂芬·霍金
為了預言宇宙是如何起始的,人們需要在時間開端處也能成立的定律。在實時間內只存在兩種可能性:或者時間往過去回溯直至無窮,或者時間在一個奇點處有一個開端。人們可以把實時間認為是從大爆炸起到大擠壓止的一根直線。但是,人們還可以考慮和實時間成直角的另一個時間方向。這叫做時間的虛方向。在時間的虛方向,不必要任何形成宇宙開端或終結的奇點。
在虛時間裡,沒有科學定律在該處失效的奇點,也沒有人們需要在該處乞求上帝的宇宙邊緣。宇宙既不創生也不毀滅結束。它就是存在。
也許虛時間才真正是真實的時間,而我們稱為實時間的僅是我們的想像。宇宙在實時間裡各有一個開端和終結。可是在虛時間裡,不存在奇點或邊界。因此,也許我們稱為的虛時間是真正更基本的,而我們叫做實時間的,只不過是我們發明的觀念,用來幫助自己描述我們認為的宇宙的樣子。
基帕·索恩
宇宙如何終結存在兩種基本理論。一種是開放宇宙的觀念,它會繼續演化,不會突然終止;事情僅僅是緩慢下來,並且按照熱力學第二定律到達熱死。另外一種是閉合宇宙的觀念,它會停止膨脹,而且會向自身坍縮回來,這有時被稱作大擠壓,像是大爆炸,只不過在時間上顛倒過來就是了。
詹姆·哈特爾
虛時間中的詞「虛」不是指想像:它是指數學中非常古老的觀念,也就是虛數,譬如-1的平方根,理解這一點非常重要。對於一位給定的觀察者,空間和時間當然是可區分的:我們用尺來測量空間,用鐘表測量時間。愛因斯坦和赫爾曼·閔可夫斯基在本世紀初指出,不同的觀察者的空間和時間概念,只不過是同一個統一的空間——時間觀念的不同方面。空間——時間是四維空間幾何,它有某些類空間的方向和某些類時間的方向。所以就一定意義上來講,在那裡空間和時間概念仍是可以區分的。
儘管那種觀念具有巨大威力,在統一這些概念方面仍然可以走得更遠些。如果你用虛數來測量時間方向,那你就得到了空間和時間之間的完全對稱,這在數學上是非常美妙和自然的觀念。無邊界設想就是利用這個數學的單純化,導致所有可能的宇宙的初始條件中的最簡單的理論。
但是,人們不應認為日常經驗中可以直接體驗到虛時間。它是一種用來表達物理方程式的美麗的數學觀念,同時在此情形下,它是一個解釋宇宙初始狀況的特殊設想。
當·佩奇
霍金的奇性定理指出,愛因斯坦的廣義相對論和一定的觀測相結合,意味著宇宙在開端處必須有一個奇點。如果你向時間過去回溯,到達某一點就不能再過去了。我們通常將此視為時間的起點。
這擾亂了許多假定宇宙為無限古老的人。霍金的思想指出宇宙有一個開端,有人覺得,這符合創世紀所描述的宇宙在時間中創生;雖然其他神學家說,上帝創世並不見得就發生在我們的時間裡。
上帝也許可以創生一個無限宇宙,但是霍金的思想隱含著時間有一個開端。現在,我們當然知道,愛因斯坦理論在非常接近於那個開端處不能成立。所以我們知道,該理論本身在那裡失效。那就引起了這樣的可能性:即也許宇宙是無限古老的,或者也許是別的什麼樣子的。
現在許多人——包括我自己以及我認為連霍金都覺得時間概念本身在接近開端處失效,因此談論開端之前是什麼並沒有意義:在此之前是否有無限的時間呢?還是只有有限的時間?宇宙是否有一個時間上的絕對開端呢?由於時間觀念本身在這些極早的時刻並沒有多少意義,所以那些問題有些是沒有什麼意義的。我們能肯定的是,就我們所知,時間有一個開端,可是這開端有一個點,一旦超過那一點,我們標準的時間概念就失效。
在哈特爾——霍金的無邊界設想中,宇宙開端的方式是:時間的行為非常滑稽:在技術意義上時間是虛的。這樣時間沒有邊緣,你似乎有一個地球的表面。譬如說你從北極出發,沿著經線往外走。這些經線的確從北極散開,北極是完全規則的。
這就是霍金的宇宙圖像:這個虛時間既沒有開端也沒有終結。它沒有必要永遠前進。它是有限的,如同地球只有有限的面積一樣。在地球上不可能永遠繼續向北走下去。由於你可以走到最北的一點,在某種意義上,你會走到盡頭。但在另一種意義上,在那裡並沒有真正的終點。
因此,霍金說,宇宙在開端處沒有邊界,所以宇宙是一個自足的整體。他還論斷道,上帝實在沒有必要去啟動宇宙:宇宙能夠自身存在那裡,不需要上帝去創造它。
史蒂芬·霍金
許多人相信,上帝允許宇宙按照一套定律來演化,上帝並不干涉演化的過程促使宇宙觸犯這些定律。然而,仍然需要靠上帝去捲緊發條並選擇如何去啟動它。只要宇宙有一個開端,我們就可以設想有一位造物主。但是,如果宇宙確實是完全自足的,那還會有造物主的存身之處嗎?
當·佩奇
還會有造物主的存身之處嗎?上帝是否創造宇宙的問題和宇宙是否有邊緣並沒有直接關聯,儘管許多人認為是相關的。它們實際上是不怎麼相干的。
例如,我在一張紙上畫了兩條線。這條直線有兩個端點:如果我想像時間以那種方式前進的話,則你可把這一個端點稱為起點,那一個端點稱為終點。如果時間沿相反方向前進,則情況就變相反,這一個端點稱為終點,那一個端點稱為起點。你可將此當成宇宙的一個模型,一個具有開端和終結的宇宙。
這個圓圈表示另一個宇宙。當時間前進時,在某種意義上存在一個最早的時刻;可是如果你沿著這圓圈的線,該線沒有終點,它只是不斷圍繞著。
但是,我自己畫了這些線,所以在某種意義上而言,我創造了它們。但是它們是否有開端或終結,對我是否創造了它們的問題毫無影響。
我認為宇宙的情形是類似的。在霍金的舊模型中,宇宙具有一個開端,也許還有一個終結。新模型更像這沒有開端和終結的圓圈。在某種意義上它有個最左的端點;這樣你能說有某種像是最早時刻和最晚時刻的東西。但是,就更技術性的意義來說,既不存在開端也不存在終結。而且這兩種都可以由上帝來創造。我們必須先有信仰,才能問它是否由上帝創造的問題。這是科學既不能證實也不能證偽的事體。
我想,霍金在他的書中小心避免公開直截了當地說沒有上帝。他僅說:還會有造物主的存身之處嗎?然而我想他希望人們從這裡得出何種結論是十分明顯的。
約翰·泰勒
我認為,許多人為了解釋宇宙極端複雜的性質,和宇宙可能沒有目的,而覺得上帝非常重要。我絕不會排除它對於人們一生的偉大的幫助。
依我的觀點,上帝除了可能是第一原因之外,不會和其他細節相關。但是作為一個實用唯物主義者,我認為上帝是按照決定第一原因的定律描述的。怎麼描述它,我不知道。可以說我們還沒到達開始理解的階段。
我覺得我們需要繼續並更深入瞭解上帝的性質。因為如果你問我:「你覺得上帝是什麼?」我會說:「它是宇宙的性質。」而且我覺得我們也許會一直繼續下去:在我們現有理論的背後總有另一種理論,總可以採取下一個步驟。在某種意義上,那也許是避免必須觸及第一原因的方法。
所以,如果一位科學家說:「我們已經走到盡頭了,」我就會回答:「請仔細地想想。也許宇宙的性質的確是無限複雜的。」可能有一個理論具有無限複雜的系統,其中有趨向越來越短的距離的無限的理論序列。我們也許能得到一個超理論;這點我不清楚。事實上,你可以說,如果上帝正如在理論中指出的那樣,是宇宙的終極性質,那麼無論如何,必須對如何去控制這理論有所解釋。
在那個問題中牽涉到這麼深的邏輯問題,以及我們可能沿著理論序列走的路還不夠遠,還看不到其中的結構。我們在會走路之前,絕不要急著跑、這也許是真理。
我覺得,宇宙的目的是以必須前進的方式來前進,並且只能以那種方式前進;同時還令人想到某種形式的人類目的,那目的即是達到滿足宇宙動力定律的目標。除此之外,我看不出其他目的。
羅傑·彭羅斯
我不清楚人們在與宇宙或者物理定律相關時使用「目的」這個詞,和個人在企圖完成某件事情時所用的「目的」一詞含義是否完全相同。我認為在某種意義上,宇宙具有目的。它的存在不僅是由於機遇。
有些人採取的觀點認為宇宙就在那裡,並且漫無目的地運轉。它有點像在計算,我們剛好偶然地發現自己是其中的一部分。我認為用這種方法看待宇宙,既無成果又無幫助,我想,宇宙和它的存在有些遠為深入的東西,我們現在只有非常膚淺的領悟。
約翰·惠勒
我走進一個房間,所有朋友都笑嘻嘻的。我知道他們又出了什麼鬼主意。我還是先發問:
「它是動物嗎?」
「不是。」
「它是植物嗎?」我問下一個問題。
「不是。」
「它是無機物嗎?」我間第三個問題。
「是的。」
然後,我問下一個問題:「它是綠色的嗎?」
「不是。」
「它是白色的嗎?」
「是的。」
我繼續下去。但是我注意到我的朋友花越來越長的時間回答。我就是不明白為什麼。因為他們心中有這個名詞,為什麼就不能直接告訴我是或者不是?
我知道我只能問二十個問題,而且很快就得在腦中找出某個名詞。所以,我最後問一位朋友:「它是雲嗎?」
他想了又想,直到最後才說:「是的」。然後他們全都大笑起來。他們解釋道,當我走出房間時,他們還沒選定哪個名詞,後來他們達成共識不選定任何名詞。任何人都可以隨意回答我的問題,只是要附上一個條件:如果我挑戰而他不能回答,則他便輸我了。所以對我們每個人而言,其棘手的程度完全一樣。那個名詞在我進來以前並不存在;只是視我選的問題而存在。然而其存在不僅僅是通過我的問題,同時也通過他們的反應。
電子的情形也是如此:我們從前認為存在於原子中的電子具有位置和速度。現在我們知道它在原子中沒有位置或速度。直到我安裝好測量儀器去測量我才得到答案。所以,世界不可避免地具有這種參與品格:我們不僅是觀察者,在我們有權斷言已經發生的事物中我們也是參與者。
由於和舊觀念相衝突——譬如愛因斯坦認為宇宙早已獨立存在,宇宙的這種參與品格成為量子論最富有挑戰性、最能刺激人們尋求解釋的特色。愛因斯坦對量子理論的這種認為我們多少被牽扯到致使我們說已經發生的事情之中的觀念感到不滿。因為他年輕時,經過內心苦苦掙扎之後得到的觀點是,世界是獨立於我們而存在的。在量子物理中,情形剛好相反。
在量子力學的論爭中,我曾與另一位偉大的人物,哥本哈根市的尼爾斯·玻爾合作過。我認為在過去幾世紀中,從未有過比玻爾與愛因斯坦之間更偉大的,或者更高水準的,延續了二十八年之久的同行論爭。簡單來說就是:世界是否像愛因斯坦認為的那樣獨立於我們而存在;或者正如玻爾認為的,在某種意義上因為我們選擇測量儀器,而使我們和測量的結果有些相關?包括我本人在內,物理界大多數物理學家都覺得,這場辯論已經由玻爾得到決定性的勝利而告終。
今天,對於物理界的許多物理學家而言,量子理論是一台魔術香腸絞碎機:你把固態理論放進去,你把原子理論放進去,你把激光理論放進去,總之你把任何物理問題放進這個二十世紀最高的物理原則,這台香腸絞碎機中去,你轉動把手,答案就會出來。
事實上,量子理論不是可以簡單分析的。它是一種不可逃避的東西。它向我們展示,我們所說發生的事物,或者我們有權利說發生的事物,不可避免要依賴我們的測量選擇。這種選擇是不可挽回的,沒有機會逆轉它。因此,我們在此得到了解釋存在真相的革命性的一面。
人們最後一次訪問尼爾斯·玻爾時,他顯得快樂、有興趣、風度迷人、關心別人。他不知道自己第二天就要死去。他評論道,某些哲學家沒有意識到,量子理論中有些關於世界的真正新發現,正如他說的:「具有非常偉大的重要性。」他還寫過有關我們真實世界的觀點不同於我們早先所以為的,以及我們如何注定要進行一場革命性的變化。愛因斯坦在最常被論及的一篇文章中說道,按照他的理解,量子理論和每一種合理的真實世界觀念都衝突。玻爾對此的回答是:「你的實在觀念是過於局限了。」
詹姆·哈特爾
任何超過十二歲的人都知道,在這個世界上沒有確定性這回事,因此物理學必須面對概率。
有人認為,人類因為無知,也就是還沒擁有對世界足夠精細和準確的描述,才和概率打交道,若是我們找到那個描述時,就擁有了確定性。這只是經典物理的幻象。六十多年來,我們知道這種幻象是錯誤的。或然性是根本的,不確定性是不可迴避的。所以任何東西,尤其是宇宙的量子力學理論並不預言一個特殊的宇宙時間歷史。相反地,它預測將發生的各種可能性的概率。
有些事物當然比其他的更具有可能性,量子力學規則告訴我們這些事物是什麼。而且我們討論的宇宙歷史是一直回溯到開初所有的事件。沒有任何一類事件是被物理定律立法規定的;所有事件都是可能的,只不過其中一些比另一些的概率更高而已。量子宇宙學的任務是,指明由量子理論預測到的概率非常高的事物。
各種不同的宇宙和各種不同的歷史,有時被認為是同樣真實的,我認為這種觀點並不錯。和概率打交道的量子力學理論正是必須處理不同的選擇組合,因此人們能說,它們都是同樣真實的。可是,更準確的說法是:我們是在處理整個集合的可能性集合,集合中任何一種可能都曾發生,其中一些比另一些更可能發生。
史蒂芬·霍金
有一次愛因斯坦問道:「在建造宇宙時上帝有多少選擇呢?」如果無邊界假設是正確的,在選取初始條件上,它就根本沒有自由。它只有選擇宇宙要服從的定律的自由。
然而,也許這種選擇並不算回事。也許只存在一種統一理論,該理論允許像人類那麼複雜的結構存在,而且他們能研究宇宙定律和探索上帝的性質。
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