年3月14日,英国著名物理学家斯蒂芬·威廉·霍金离世,享年76岁。
他在21岁时身患重疾只能依靠轮椅行动,43岁患肺炎进行手术,却又在术后丧失语言能力。一次又一次沉重的打击都没有击垮这位物理学家。他不仅用行动像我们展示出他坚定的意志打败了生命出给他的难题,还引领人们走进科学的世界,解读宇宙的奥秘。
宇宙从何而来?由“神创论”到“自在永有”
中非Boshongo人有个传说:世界太初只有黑暗、水和伟大的Bumba上帝。某天,Bumba胃痛发作,呕吐出太阳。水的一部分被太阳蒸发,露出土地Bumba的胃痛未止,又陆续吐出了月亮和星辰,然后吐出动物,例如豹、鳄鱼、乌龟,最后是人。
这个创世纪式的神话和其他神话一样,都试图回答大家的诘问:为何我们在此?我们从何而来?一般的答案是,人类起源是比较近期的事,人类在知识上和技术上正不断地取得进步,因此,它不可能存在了很久;否则,人类的进步应该更大一些。这一点甚至在更早的时候就应该很清楚了。
例如,按照詹姆斯·乌舍尔(JamesUssher)主教的说法,《创世纪》把世界创生定于公元前年10月23日上午9时。另一方面,诸如山岳和河流等自然环境,在人类的生命周期里改变甚微,所以人们通常把它们当作不变的背景。它们要么作为空洞的风景已经存在了无限久,要么是和人类在相同的时刻被创生出来。
但是并非所有人都喜欢宇宙有个开端这种思想。例如,希腊最著名的哲学家亚里士多德就相信宇宙已经存在了无限久的时间,他认为,某种永恒的东西比某种创生的东西更完美。他提出,我们之所以看到发展处于这个情形,那是因为洪水或者其他自然灾害的不断发生,令文明反复回到萌芽阶段。信仰永恒宇宙的动机是想避免求助于神意的干涉,以创生宇宙并起始运行。相反地,那些相信宇宙具有开端的人,将开端当作上帝存在的论据,把上帝当作宇宙的第一原因或者原动力。
如果人们相信宇宙有一个开端,那么很明显的问题是,在开端之前发生了什么?上帝在创造宇宙之前,有何事可做?是否在为那些问这类问题的人准备地狱?德国哲学家康德十分关心宇宙开端的问题。他觉得,不管宇宙有无开端,都会引起逻辑矛盾或者二律背反:一方面,如果宇宙有一个开端,为何在它起始之前要等待无限久?他将此称为“正题”;另一方面,如果宇宙已经存在无限久,为什么它要花费无限长的时间才达到现在这个阶段?他把此称为“反题”。无论正题还是反题,康德,甚至几乎所有人,都是基于“时间是绝对”的假设。也就是说,时间从无限的过去向无限的将来流逝。时间独立于宇宙,在这个背景中,宇宙可以存在,也可以不存在。
追问“宇宙开端前的时间”无意义
直至今天,在许多科学家的心中,仍然保持这样的图景。然而,年,爱因斯坦提出了他的革命性的广义相对论。在该理论中,空间和时间不再是绝对的,不再是事件的固定背景。相反地,它们是动力量,宇宙中的物质和能量确定其形状,它们只有在宇宙之中才能够被定义。这样,谈论宇宙开端之前的时间是毫无意义的,有点儿像寻找比南极还南的一点是没有意义的一样。它是没有定义的。
如果宇宙在时间本质上不变,正如20世纪20年代之前认为的那样一般,就没有理由阻止人们在过去任意早的时刻定义时间。人们可以将历史往更早的时刻延展,在这个意义上,任何所谓的宇宙开端都是人为的。于是,情形可以是这样的:这个宇宙是去年创生的,但是所有记忆和物理证据都显得它要古老得多。这就产生了有关“存在意义”的高深哲学问题。
我将采用所谓的实证主义方法来处理这些问题。这个方法的思想是,我们按照我们构造世界的模型来解释自己感官的输入。人们不能询问这个模型是否代表实在,只能问它能否行得通。首先,如果按照一个简单而优雅的模型可以解释大量的观测;其次,这个模型可被观察检验,也可能被证伪,这个模型就是一个好模型。
根据实证主义方法,人们可以比较宇宙的两个模型:第一个模型,宇宙是去年创生的,而另一个模型是宇宙已经存在了非常长久的时间。一对孪生子在比一年前更早的时刻诞生,已经存在了久于一年的宇宙的模型能够解释像孪生子这样的事物。
另一方面,宇宙去年创生的模型不能解释这类事件,因此第二个模型更好。人们不能诘问宇宙是否在一年前确实存在过,或者仅仅显得是那样。在实证主义的方法中,它们没有区别。
蝴蝶飞不过沧海,没有谁忍心责怪
《万物理论》,这部记录霍金青年时期的传记片可以帮助我们来回顾霍金。扈永建曾在《科技之光》一书中谈到这部电影。
《万物理论》是环球影业出品的霍金青年时代的传记片,年11月7日在美国上映,讲述了知名物理学家斯蒂芬·霍金和他的第一任妻子简·王尔德始于剑桥大学的爱情故事及霍金患病前后的励志传奇。霍金与简·王尔德两人在年结婚,他们的婚姻最终维持到年。“小雀斑”雷德梅恩饰演少年时代的霍金,菲丽希缇·琼斯饰演他的同窗,也是他后来的妻子简·王尔德。《万物理论》获得的主要奖项有:第72届金球奖最佳男主角,第81届奥斯卡金像奖最佳男主角。
在《黑洞、婴儿宇宙及其他》中,霍金曾写道:“我在上牛津的最后一年发现自己的行动越来越笨拙。到了剑桥后不久即被诊断患了肌肉萎缩性侧面硬化病,在英国称作‘运动神经细胞病’。医生对于治愈甚至控制它的恶化都束手无策……最初这种病恶化得相当迅速。因为我预料到自己不会活到结束博士论文……真正使我生活改观的是我和一位名叫简·王尔德的姑娘订婚。我邂逅她之时大约是诊断得了运动神经细胞病前后。这使我有了一些活头。”年秋天,《万物理论》在多伦多电影节举行首映时,霍金本人就是台下的一名观众。电影结束后,灯光亮起,他的秘书从他的脸颊上擦去了一行眼泪。沉默许久后,他说:“(这部电影)在很大程度上是真实的。”
影片灵感源于简·王尔德的回忆录《飞向无限:和霍金在一起的日子》。编剧安东尼·麦卡滕说,他在年读完《时间简史》后开始对霍金的生平感兴趣,年读完简的回忆录之后他便着手创作剧本,但是,制片方和编剧花了三年时间才说服她同意将回忆录改编成电影。关于回忆录,简·王尔德说:“如果不是由我来写,将来某一天,不知情的人会乱做文章,哗众取宠的。”关于电影,她表达了类似的担忧,她说:“我曾经很担心电影会拍得很哗众取宠。我只希望电影能够端庄地讲我们的故事。”不过,与制片方见面后,她选择信任了他们。她回忆说:“谈了一次,感觉很好,他们选择的切入点非常细腻。”后来,她征求了斯蒂芬和儿女们的意见,“大家都觉得没意见,同意拍”。
年12月9日,《万物理论》在英国伦敦欧迪恩·莱斯特广场举行首映礼,霍金和第一任妻子简·王尔德双双现身。26年的婚姻结束后,这对曾经深爱的恋人并没有老死不相往来。他们共同拥有过26载艰难相守的爱情生活,尽管这种相守并没有一如古典传说中那样维持到白头偕老。就像蝴蝶飞不过沧海,没有谁忍心责怪。《纽约时报》感慨道:“物理虽易,婚姻不易。这部电影深刻而诚实地解释了霍金的婚姻如何让双方筋疲力尽。”在电影的结尾,早已分手的简和霍金站在花园里,画面回到两人的初遇,他和她在人来人往间相视一笑。这是霍金和简之间的默契,也是两人的初衷。爱是多么坚韧又脆弱,即便它难以永恒,也让人们深深相信……
霍金,这位在物理学上做出巨大贡献的科学家离开了我们。他用一生诠释了生命的意义,留下的智慧结晶与人生箴言会一直存于世间,为人们所铭记。
本文部分内容选自《国民教育通识读本:科技之光》
图片来源于网络
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