佛教哲学可以解释宇宙大爆炸之前的世界吗?

发布:2018-10-09 14:44 · 奇闻异事

在物理学中,所谓的“时间问题”早在20世纪60年代走进人们的视野,当时的物理学家试图为宇宙的诞生找到一个数学描写。人们公认的说法是,宇宙由一个无限小、无限密集的点,或者说宇宙大爆炸中的“奇点”爆炸而成,由此产生了空间和时间。在宇宙大爆炸之前,太初一片空虚,没有时间,也没有空间。可问题在于,我们目前对于物理学的理解不允许我们对奇点的本质,或者奇点的内部世界作进一步的评述。

一方面,物理学家认为由于奇点太小,应该符合量子物理学定律,也就是控制微小物体运动的规律。量子论在我们描述微小物体的运动时提供了一个体系完整的数学框架,例如实验室实验中的原子、电子或光子。它们在实验中展现出来的很多奇异的特性是我们在日常生活中不常看到的。比如,两个量子物质可能变得密不可分,相互“纠缠”,在很远的距离以外相互影响。

佛教哲学可以解释宇宙大爆炸之前的世界吗?

如同爱因斯坦一样,薛定谔对于“量子纠缠”的概念并不满意,因为量子纠缠似乎违反在相对论中对于信息传递所设定的速度极限。后来,爱因斯坦更讥讽量子纠缠为“鬼魅般的超距作用”。图源:Olena Shmahalo

还有一条标准量子物理学法则看似诡异却非常重要,那就是哪怕在实际中掺入一点点的不确定性,那么都无法对这一个别微粒的命运获得绝对精准的预测。奥地利物理学家埃尔温・薛定谔(Erwin Schrodinger)在20世纪20年代提出一个等式,物理学家通过这一等式计算出了实验中监测到的微粒朝一个方向或相反方向运动的可能性,也就是看它是朝这个方向还是那个方向运动,最终停在这里还是那里。经过成千上万相似微粒的多次实验,这一等式对于微粒朝某一特定方向运动的比例的预测竟然惊人的准确。这一等式的核心是“波函数”,也就是对于问题中微观物质的数学描写,它概括了实验所测量物质的性质可能表现出的无数种可能性。

林德以及其他很多人都认为,将量子定律应用于新生宇宙可以帮助我们得到对于宇宙的终极描绘。然而,陷阱就在于与微小的实验室粒子不同,我们婴儿期的宇宙依然有着宇宙级的巨大质量,里面裹挟着所有我们今天观测到的恒星、星系以及行星的种子。大量的空间物体,比如恒星和行星通常并不遵循量子定律,而是同样在20世纪早期由阿尔伯特・爱因斯坦提出的相对论才可以计算它们的运动。

在爱因斯坦的体系中,一个四维结构产生弯曲,从而遍及宇宙,将时间和空间连结为一体。这种翘曲在时空中产生倾斜,形成轮廓,比如恒星的周围会有一些行星沿着轨道围绕它运转。普林斯顿大学物理学家约翰・惠勒(John Wheeler)说:“时空告诉物质如何运动,物质告诉时空如何弯曲。”这句格言在今天非常有名。

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美国理论物理学家约翰・惠勒(1911-2008)。图源:The New York Times

当物理学家们试图将现代物理学的这两大支柱,量子论和广义相对论综合考虑时,时间的问题接踵而至。上世纪60年代,美国物理学家布莱斯・德维特(Bryce DeWitt)在惠勒的启发下定义了婴儿期宇宙的量子波函数,将薛定谔和爱因斯坦的数学思想相结合得出一个方程,尝试解释早期宇宙是如何在量子物理学和相对论的共同作用下历经时间不断演进而来的。这就是如今我们所熟知的惠-德方程(Wheeler-DeWitt equation)。尽管如此,正如林德所言:“这个方程惠勒从不引用,德维特也不喜欢。实在是一个怪异又深奥的方程。”

“人们会变得越来越年轻,碎掉的玻璃会重新粘合在一起。”

用林德的话讲,该方程令德维特感到挫败的诡异之处在于:虽然量子论方程和相对论方程中各有一个表示时间流逝的变量(这个部分对于计算天体系统如何演进至关重要),可当德维特将两个方程放在一起时,时间变量和惠德方程直接发生了对冲。

他的宇宙波函数方程告诉他,宇宙并无演化,或者随着时间流逝有任何改变。这样一来,宇宙就不应该从一个小小的奇点,或者种子星宿,星系,行星或者人类中逐渐扩展外延。而应该仅仅是冰冻状态。“这是一个定理,”林德动情地说,“时间的问题在于它只是一个幻觉,从基本层面上说,时间这种东西并不存在。

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图源:Reddit

可是,时间确实在流逝……哎,时间确实在流逝。季节变迁,年复一年,我们生长,我们老去,我们死亡。这样的事情无时无刻不在发生,尽管惠德方程似乎认为这一切并不存在。“现在,你可以认为这只是一个玩笑,会有聪明人给它找到答案的。”林德说。

不过当“聪明人”第一次尝试时,问题却变得越发令人琢磨不透了。林德回想起英国物理学家史蒂芬・霍金,他的朋友及同事在80年代中期去俄罗斯拜访他,那次霍金告诉他他正在尝试还原惠德方程的预测,证明全宇宙中真的什么也没有发生。

霍金认为,由于宇宙的波函数变化显然并不依靠时间推动,那么就一定要看宇宙的广度。20世纪30年代的天文观测结果表明,与我们邻近的星系正在逐渐离我们远去,而我们的宇宙却正不断膨胀。霍金曾预测这样的扩张可能会即将结束,他认为宇宙会在某一时刻膨胀到最大,继而开始收缩。在他的理论中,由于宇宙的演进仅仅在于它的大小,那么当宇宙开始收缩,所有宇宙扩张时产生的的环境变化都将被撤回,一切回到原点。霍金认为,在这种情况下整个波函数将原封不动。

林德对于霍金的理论表现得尤为犹豫:人们不再随着岁月流逝,经历出生到最终死亡,当宇宙收缩时,时间也会倒退,“亡者从坟墓中站起身来,”林德嘲笑地说,“人们会变得越来越年轻,碎掉的玻璃会突然间从地板上跳起来,重新粘合在一起,恐龙也将回到地球。”尽管物理学家们并不会承认这便是这一理论明确的结局,“因为很明显这太荒唐了。”林德坚定地认为,这就是物理学的结局。“你可以认为这是霍金一生最大的错误。”

所有见过林德的人都知道他对物理学有着极大的热情,但其实,他由衷地为自己陷入宇宙学窘境的“错误”和失策感到过痛苦。这位年轻的俄罗斯科学家在暴胀理论的发展中经历了暂时的精神挫败。林德以及其他科学家都没能最先提出合理的理论,解释宇宙为何不再以超光速膨胀,而是像如今这样,膨胀的速度已经温和得多。林德苦苦地陷于数学思考中,还没能最终解决这个难题,他就陷入了一种恐慌。那年正是他情绪的低谷,他的目光锁定在了不二论,一种强调个体与宇宙相统一的哲学。

“其实我不应该唐突地归结到印度哲学,确切讲,这并不是我最擅长的领域。”林德谨慎地说。他并不是要基于自己年轻时代的阅读发表某些物理学方面的重大发现,而仅仅是想分享一个令他自己感到震惊的发现,那就是在由惠德方程衍生出的时间消逝问题和印度哲学的的时间概念二者之间存在很多相似性

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图源:Pinterest

犹太教、基督教、伊斯兰教将主视为至高无上的存在,又或许将其视为强大的外在的自然力量,还有一种更为东方的抽象概念,将神视为包容万物,绝对完美的化身。这种绝对完美并不对随时间流逝有任何改变,因为一旦有的话,那就意味着神要么是有一段并不完美的历史,要么就是会在将来变得不再完美。

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