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日志

 
 

“宇宙之王”与太空故事 ------读霍金的《时间简史》  

2013-11-18 11:55:03|  分类: 书话 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在晴朗的夜晚,当我们仰望星空的时候,会更多沉浸于“天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星”;“更深月色半人家,北斗阑干南斗斜”;之类的诗意享受。大概很少有人会意识到,在这诗意面纱的背后,隐藏着波诡云育谲的别一景观;在遥不可测的太空中,正在串演着惊心动魄的剧目。被誉为“宇宙之王”的英国天体物理学家霍金,在这部《时间简史》,为我们进一步揭示的便是这宇宙星空的诡异与神奇。

美国著名天文学家埃德温·哈勃的观测早已证明:宇宙星系之间的距离一直在增加着,宇宙一直在不断膨胀着(爆炸着)。霍金在哈勃观测的基础上,依据爱因斯坦的广义相对论,进一步讲述了他所构想的“太空故事”:宇宙由过去某一时刻的无限密度状态膨胀开来,必须有一大爆炸奇点,而这一奇点,即乃时间的有效开始。由于宇宙星系中大量“暗物质”及其他可能存在的物质的引力影响,宇宙的平均密度终应达到停止膨胀所必要的临界值,从而导致整个宇宙的坍缩(大挤压),从而恢复到无限密度状态,此即乃时间的终结。

后来,根据量子力学的“测不准原理”, 霍金又这样修正了自己的故事:由于粒子位置与速度的不确定性,早期宇宙不可能是完全均匀的,也就是说,宇宙应是从可能的非均匀性开始形成的。此后,宇宙经历了一个快速膨胀期。在这期间,“引力使得较紧密区域的膨胀减慢,并使之开始收缩。这就导致星系、恒星和最终甚至像我们自己这样微不足道的生物的形成。”(《时间简史》,许明贤 吴忠超译,湖南科学技术出版社2000年版,第129页)霍金正是据此,回答了时间有无终始,空间有无边界之类一直在考验着人类智慧,伤透了多少人脑筋的问题,认为“时间和空间可能会共同形成一个在尺度上有限而没有任何边界或边缘的面。”(126页)理由即是:由于宇宙的开端没有了大爆炸的奇点,也就没有了创生的时刻,空间—时间也就体现出有限而无界的可能性。

在这本书中,霍金讲述的另一重点是宇宙中的“黑洞”现象。早在1783年,英国学者约翰﹒米歇尔就已发现:一个质量足够大并足够紧致的恒星会有强大的引力场,强大到连光线都不能逃逸。1969年,美国科学家约翰﹒惠勒据此正式提出了“黑洞”这一术语。霍金根据自己的研究,更为明白地告诉我们,这“黑洞”乃由一颗燃料耗尽,慢慢变冷坍缩的恒星而成。当这死亡之星坍缩至某一临界半径时,表面的引力场会极为强盛,任何物质,一旦被吸入,就再也无法逃出。所谓“黑洞”,就是这样一个由引力而形成的可怕的宇宙无底洞。进入到了这样一个“黑洞”,什么时间、空间,就全是瞎掰了。霍金进而将在空间-时间中这不可逃逸之区域的边界称之为“事件视界”, 并借用诗人但丁针对地狱入口所说的“从这儿进去的人必须抛弃一切希望”来说明“事件视界”的凶险可怖。霍金还告诉我们,在宇宙的漫长历史中,很多恒星应该早已经烧尽了它们的燃料而坍缩了。因此,太空中的黑洞数目,要比现已可见的恒星的数目多得多。

按照霍金的见解,宇宙中所有恒星的燃料,均有耗尽的一天,宇宙的最终结局是完全坍缩。这自然也就意味着,宇宙最终都会变成“地狱入口”的“黑洞”。这样一幅宇宙的未来图景,实在是太可怖了,老霍大概也有点于心不忍,在描述这恐怖图景时,也不失时机地这样安慰了人类几句:“现在的证据暗示,宇宙可能会无限地膨胀。但是,所有我们能真正了解的是,既然它已经膨胀了100亿年,即便如果宇宙还要坍缩,则至少要再过这么久才有可能。”(54页)霍金留给我们的“100亿年”,可是个不短的时间,因而人们大可不必像中国古代的那位“忋人”那样,还可以应该干什么干什么。再说啦,连天文学界都认为,霍金所说,还只是难以验证的理论,尚无充分的理由完全当真。我们当然也大可不必受“黑洞”、“宇宙坍缩”之类恐怖意象的干扰,可在夜晚的时候,照样以朦胧的目光,仰望星空的诗意与温馨。

上帝,是霍金“太空故事”中绕不过的主角。由《时间简史》可知,作为一位天文物理学家,霍金对上帝的态度显然是犹疑的。他曾自称,在其研究中原本企图理解上帝的精神,但他在《时间简史》中让我们看到的则是一个“空间上无边缘、时间上无始无终、并且造物主无所事事的宇宙。”(卡尔﹒沙冈《时间简史》导言)他一方面承认:宇宙初始状态与结构的形成,“肯定是在一个全能造物主的力量之内。”(115页)同时又发出过这样的疑问:“又是谁创造了造物主?”(156页)在后来的思想中,霍金对上帝的质疑显然是越来越占上风。在20101115日出版的美国《时代周刊》杂志“名人十问”专栏中,霍金在回答读者“如果上帝是不存在的,那为何关于上帝的故事会尽人皆知?”的提问时,是这样回答的:“我从没说过上帝不存在。上帝是人们心目中的造物主。但我认为这种造物主并非是一个你可以与其建立个人关系的个体,而是物理学定律。我将它视为一种‘自然的’上帝。”霍金这儿实际是以抽象肯定具体否定的方式否定了上帝的存在。同年,在与雷纳德·莫迪纳合著的《大设计》一书中霍金干脆不再拐弯抹角了,而更为明确地宣称:宇宙不是由上帝创造的,而是在物理定律作用下,引发大爆炸形成的。

霍金的这本书,虽为他自己称之为是一本关于空间和时间的通俗读物,但对于我们非专业的读者而言,要真正读懂亦恐非易事,但这似乎并没有妨碍全世界人的阅读兴趣。据有关报道,自1988年问世以来,该书已被译成40多种文字,印数已达2500万册,成为全球最为畅销的科普著作之一。这或许是因为:这样一本书,不仅可以满足人们关于时间空间、宇宙奥秘、上帝有无之类对于人类智慧极具挑战性的问题的好奇心与求知欲,亦可将我们的意绪引离物欲纷攘的现实,使我们挣脱个体生命的匡拘,脱身红尘跳出地球,穿过星空月色,游于无限浩阔博大别一世界。

 

                                                                   2013112

 

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