8 核武器的原理

相對(duì)論引申出一個(gè)重要推論，是質(zhì)量與能量的關(guān)系。

科學(xué)家用能量加速任何物體，莫要說火箭那樣龐大的設(shè)備，即便是對(duì)粒子加速，粒子的速度也永遠(yuǎn)達(dá)不到光速。一個(gè)粒子，將其加速到光速，會(huì)耗費(fèi)無窮大的能量，而這是人類無法完成的。當(dāng)賦予粒子更多能量，它的速度越快，其質(zhì)量也將越大，當(dāng)它接近光速，它的質(zhì)量趨于無限大，繼續(xù)對(duì)其加速則越來越困難。只有光和其它沒有內(nèi)秉質(zhì)量的波，才能以光速運(yùn)動(dòng)。這就在同時(shí)意味著，沒有任何東西可以運(yùn)動(dòng)得比光速快。

愛因斯坦的著名公式E=mc2說明，能量（E）和質(zhì)量（M）是等效的。

像愛因斯坦這樣的頂級(jí)大師，他希望自己發(fā)現(xiàn)的公式，是宇宙間的基本定律。它應(yīng)該在任何情況之下都能成立。無論是以光年度量的巨大尺度，還是粒子那樣的微小尺度。

正是從質(zhì)量和能量等效的概念出發(fā)，科學(xué)家們產(chǎn)生出了一個(gè)新穎的意識(shí)：施加能量，會(huì)增加粒子的質(zhì)量，那么反過來考慮，設(shè)法減少某些粒子的質(zhì)量，它將釋放出巨大的能量。比如，讓鈾原子發(fā)生核裂變，使之變成兩個(gè)總質(zhì)量稍小的核，質(zhì)量減少，就會(huì)釋放出巨大的能量。這便是原子彈等核武器能產(chǎn)生巨大威力的基本原理

愛因斯坦并沒有參與原子彈的具體研究，是有些科學(xué)家在愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的基本定律的基礎(chǔ)上，開始了核研究。

當(dāng)二戰(zhàn)迫在眉睫威脅世界和平，這些科學(xué)家說服了愛因斯坦，以他的權(quán)威地位出面，給羅斯?？偨y(tǒng)寫信，要求美國開始這個(gè)核研究計(jì)劃。美國政府予以批準(zhǔn)，是為著名的“曼哈頓計(jì)劃”。

這一計(jì)劃的進(jìn)展，導(dǎo)致原子彈產(chǎn)生。到二戰(zhàn)接近尾聲，美國在日本的長崎與廣島投下了原子彈，造成了極其巨大的傷亡。

有人為此譴責(zé)愛因斯坦。

霍金幽默地說：將原子彈的發(fā)明，歸咎于愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了質(zhì)能關(guān)系，這就如同將飛機(jī)失事，歸咎于牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力。

其實(shí)，科學(xué)的進(jìn)步不可阻遏。如果不是原子彈，也許日本軍國主義不會(huì)乖乖投降，那將會(huì)死傷更多的軍人與平民。況且，用常規(guī)武器三八槍和燒夷彈來殺人，是否就更人道一點(diǎn)？

事實(shí)上，自從有了核武器，在它的威懾之下，全人類在二戰(zhàn)之后方才迎來了長時(shí)期的相對(duì)和平。

和平利用原子能，已經(jīng)給人類帶來了巨大的好處。

當(dāng)然，科學(xué)的進(jìn)步從來都是一柄雙刃劍。對(duì)于科學(xué)上的新的發(fā)明，如何正確使用，嚴(yán)格管控，成為永不停止進(jìn)步的人類的永恒課題。

9 不斷修正的理論

牛頓、愛因斯坦和霍金等科學(xué)巨匠，無疑是一些天才人物。他們有足夠的好奇心和超常的能力，他們希望能夠找到解釋我們身處其中的宇宙的基本規(guī)律或曰理論。

這樣的理論，不是神學(xué)的，而是科學(xué)的。它必須滿足兩個(gè)條件：

其一，這個(gè)理論必須能夠解釋和描述當(dāng)今任何檢測手段所觀測到的現(xiàn)象。

其二，這個(gè)理論能夠?qū)τ趯碛^測的結(jié)果，給出明確的預(yù)言。

比如，牛頓萬有引力理論，曾以很高的精確性預(yù)言了太陽月亮和繞日行星的運(yùn)動(dòng)。而愛因斯坦的時(shí)空彎曲說，也得到了觀測結(jié)果的輝煌驗(yàn)證。

在牛頓的萬有引力體系中，認(rèn)為引力是瞬間感應(yīng)的，是一種超時(shí)空的力。而愛因斯坦的廣義相對(duì)論則糾正了牛頓的謬誤，預(yù)言了引力波的存在，它應(yīng)該以光速傳播。引力波非常微弱，極其難以檢測。經(jīng)過了一百年的艱難探索和不懈努力，科學(xué)家們在最近幾年方才檢測到了引力波的存在。這也再一次證實(shí)了愛因斯坦的偉大預(yù)言。

而且，真正的科學(xué)是誠實(shí)而謙遜的。比如，霍金就誠實(shí)地承認(rèn)：任何物理理論都是“臨時(shí)性的”。即便有無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合某一理論，也不能斷言下一次實(shí)驗(yàn)一定符合。只要出現(xiàn)一次不符，理論就被證偽。多次實(shí)驗(yàn)相符，只能增加人們對(duì)此一理論的信任度。而哪怕出現(xiàn)一次稍有不符，則必須對(duì)理論進(jìn)行修正。

讀到霍金先生這些誠實(shí)謙遜的話語，令人感慨萬端。

這是一種值得稱賞的態(tài)度，甚或是一面鏡子。某些所謂真理的狂妄與霸道，被照出了本來面目。好比中世紀(jì)宗教裁判所，被釘上了歷史的恥辱柱。

從愛因斯坦到霍金，他們都認(rèn)為自己只是將前人的理論成果進(jìn)行了小小的一點(diǎn)推進(jìn)與擴(kuò)展。

他們共同的目標(biāo)，是希望找到能夠一致解釋宏觀世界和微觀世界的統(tǒng)一的理論。他們所做的，也許只是無限逼近那個(gè)目標(biāo)，而愈是逼近，難度愈大。就像加速粒子，愈接近光速，需要的能量愈接近無限大。

這很艱難，但他們決不會(huì)停止探索。

10 黑洞

根據(jù)觀測的結(jié)果證明，現(xiàn)今的宇宙正在膨脹。將來，大致到50億年之后，宇宙或許將停止膨脹，而進(jìn)入一個(gè)塌縮過程。當(dāng)然，這樣的情形還遠(yuǎn)未發(fā)生。但從宇宙膨脹的事實(shí)向著過去推導(dǎo)，我們現(xiàn)今處于其中的宇宙，應(yīng)該逐步收縮回去。也就是說，宇宙一定曾經(jīng)有過一個(gè)收縮態(tài)。這樣的情形，是一個(gè)曾經(jīng)發(fā)生過的事實(shí)。

至于宇宙的收縮態(tài)，究竟是某個(gè)臨界狀態(tài)，還是收縮為一個(gè)奇點(diǎn)？科學(xué)家們對(duì)此的看法似乎并不完全一致。這沒有什么關(guān)系，大家都在不斷探索之中就是了。

宇宙的宏觀狀況，人類還無法看到全部，而且也不大可能看到全部。我們能看到宇宙的邊界嗎？這是不可想象的。至少在眼下，極遠(yuǎn)處的星系的光線尚未到達(dá)我們地球。也許，時(shí)空彎曲使得宇宙成為一個(gè)無邊無界無始無終的連續(xù)體，正如我們地球的二維表面一樣。宇宙連續(xù)體則是三維的。它根本就沒有邊界。

在微觀尺度，人類也還沒有做到完全破解。于是，發(fā)現(xiàn)與建立一個(gè)關(guān)于宇宙的統(tǒng)一理論，受到了種種局限。科學(xué)家們只能根據(jù)目前探知的部分宇宙來發(fā)現(xiàn)若干“不完全理論”。

當(dāng)愛因斯坦?jié)u漸接受大爆炸理論，霍金自己卻又有限度地否定了他曾經(jīng)堅(jiān)持的宇宙奇點(diǎn)的理論。因?yàn)?，他不能不考慮量子力學(xué)的小尺度效應(yīng)。

至于在大尺度方面，霍金的科學(xué)成果之一，是關(guān)于黑洞的理論表述。

此前，有位科學(xué)家創(chuàng)造出了“黑洞”這一詞匯，霍金使之成為當(dāng)代人們普遍接受的一個(gè)科學(xué)概念。

所有的恒星，由于其內(nèi)部核裂變產(chǎn)生的巨大熱量使之膨脹，而物質(zhì)的引力使之收縮，這種膨脹與收縮達(dá)到平衡，這便是恒星所呈現(xiàn)的形態(tài)。比如我們的太陽，它將繼續(xù)燃燒數(shù)十億年。

宇宙之大，而有恒星之無窮多。有些恒星便到了燃燒殆盡的時(shí)候。他們中的一些，塌縮為白矮星；有些，塌縮為中子星；而有些，由于本身質(zhì)量之巨大，其內(nèi)在引力極大，最終將塌縮為黑洞。人們看不到黑洞，它曾經(jīng)被稱為“暗星”，后來大家一致選用了“黑洞”這個(gè)更為寫意的詞匯。

黑洞的內(nèi)在引力有多么大呢？這種引力造成的時(shí)空彎曲，竟然大到連光線都不可能從那兒逃逸出來。

黑洞不能發(fā)光，人類如何可能觀察到它？霍金用了一個(gè)生動(dòng)的比喻來描述這種狀況：這就好比要從煤庫里發(fā)現(xiàn)一只黑貓。也就是說，直接看到它是不可能的。但黑洞具有質(zhì)量，而質(zhì)量產(chǎn)生引力，這種引力能夠作用到它周邊的物體上，而這是能夠檢測到的。

宇宙之大，而有種種星體組成的系統(tǒng)之多。有的系統(tǒng)，便是由兩顆恒星結(jié)成的相互圍繞運(yùn)動(dòng)的“雙子”星。眾多的雙子星中，有這樣的情形：一顆恒星尚在發(fā)光，而它的伴星已經(jīng)塌縮成為黑洞。這一個(gè)具體的黑洞，作用在可見恒星上的引力，則是能夠檢測出來的。這，應(yīng)該能夠證明黑洞的確實(shí)存在。

科學(xué)家們通過計(jì)算得出結(jié)論：在宇宙漫長的歷史中，已經(jīng)有無數(shù)恒星燒盡燃料塌縮為黑洞。僅僅在我們銀河系中，黑洞的數(shù)目甚至比可見的數(shù)千億顆恒星還要多！

現(xiàn)有的可見星系為什么能維持其運(yùn)動(dòng)形態(tài)？單單以可見恒星來計(jì)算，不足以維持其轉(zhuǎn)動(dòng)速率。這也是黑洞存在的有力支撐之一。

比如，在我們銀河系中心，有一個(gè)質(zhì)量達(dá)到太陽十萬倍的巨大黑洞。這是銀河系得以維系它的現(xiàn)存狀況的重要條件。

一顆燃盡的恒星可以塌縮成一個(gè)黑洞，一個(gè)巨大的星系中央存在一個(gè)質(zhì)量巨大的黑洞，這樣的事實(shí)雖則只是局部事件，但它的引申意義是非凡的。根據(jù)廣義相對(duì)論，在黑洞中必然存在物質(zhì)密度和時(shí)空曲率無限大的奇點(diǎn)。這和宇宙大爆炸之前時(shí)間開端之際的情況，應(yīng)該類似。

11 測不準(zhǔn)原理

霍金和許多前沿科學(xué)家對(duì)黑洞的研究，正如霍金聲稱并且始終秉持的立場，大家旨在通過對(duì)宇宙部分區(qū)域的研究，以便能夠最終發(fā)現(xiàn)適合于整個(gè)宇宙的原理。

在宇宙的大尺度上，人們能夠看到許多恒星，是因?yàn)楹阈前l(fā)出的光來到了地球，刺激了我們的視覺感光細(xì)胞。那么，光到底是什么？它有怎樣的性質(zhì)，這無疑引發(fā)了科學(xué)家們極大的研究興趣。

在牛頓之后的兩百年里，光的粒子說與波動(dòng)說始終爭論不休。由于牛頓的權(quán)威地位，粒子說似乎更強(qiáng)勢一些。而后來的實(shí)驗(yàn)證明，光既是粒子，也是波，它具有波粒二象性。在此基礎(chǔ)上，愛因斯坦提出了“光量子”的概念，簡稱光子。

一般認(rèn)為，光子只有動(dòng)質(zhì)量，沒有靜質(zhì)量?；蛘呖梢哉f，因?yàn)楣庾硬粫?huì)靜止，因而不具有靜質(zhì)量。光線能夠被黑洞沒收或被大質(zhì)量天體彎折，說明它有質(zhì)量。只是其質(zhì)量極其微小罷了。而光子具有動(dòng)量與能量，因而我們能夠看到日光星光，能夠感到太陽光的溫度。

電磁波和光波在真空中傳播的速度一樣。光同時(shí)也是一種電磁波。只是它的波長正好在我們?nèi)说囊暳梢姷姆秶畠?nèi)，成為所謂可見光。

電磁波與光波，都是以稱為量子的波包發(fā)射的。

人們?nèi)绻A(yù)言一個(gè)粒子在未來的位置與速度，必須首先準(zhǔn)確地測量出它此時(shí)的位置和速度。

粒子過于微小，而且在運(yùn)動(dòng)中，截止目前，科學(xué)家們使用的辦法是將光來照到粒子上。光子具有能量，能夠擾動(dòng)粒子，這樣人們就借助儀器“看到了”粒子。

這時(shí)，出現(xiàn)了一種“測不準(zhǔn)”的怪異現(xiàn)象。

光在任何情況下的速度都是恒定的。當(dāng)然，光波的頻率可以不同。頻率愈大，則光波愈短，光子所攜帶的能量也愈大。我們都知道激光，激光可以穿透鋼板，足見其能量之威力。

回頭來說粒子的測量。粒子非常微小，要測量到它的精確位置，必須使用波長極短的光。即便只用一個(gè)光子，這粒光子也是有波長的。人們只能確定，粒子的位置是在這一個(gè)光波之間。當(dāng)光波繼續(xù)變短，光子攜帶的能量愈大，這粒光子對(duì)粒子的擾動(dòng)也愈大。這樣，科學(xué)家們的測定過程，就出現(xiàn)了一種無法兩全的情況：當(dāng)用來測量的光波愈短，標(biāo)志著粒子的位置越準(zhǔn)確，但此時(shí)粒子受到更為強(qiáng)烈的干擾，它的的速度就愈不準(zhǔn)確。反之亦然。無論什么種類的粒子，也不論何種測量方法。

這最終成為了一個(gè)原理，就叫做“測不準(zhǔn)原理”。這一原理，乃至成為世界的一個(gè)基本不可回避的性質(zhì)。

如果人們不能準(zhǔn)確地測量宇宙現(xiàn)在的狀態(tài)，那就肯定無法準(zhǔn)確地預(yù)測宇宙的未來。測不準(zhǔn)原理的存在，使得一個(gè)曾經(jīng)的科學(xué)夢想即找到完全確定性的宇宙模型，徹底破產(chǎn)。

12 量子物理

但科學(xué)家們依然不屈不撓，量子力學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。

正如光子的狀態(tài)是波粒二象性一樣，粒子既然難以測量其準(zhǔn)確位置與速度，科學(xué)家們就將這種狀況結(jié)合起來考慮，這便是粒子的“量子態(tài)”。

粒子沒有確定的位置，它的狀況也就像波一樣，于是，量子也存在著波粒二象性。

比如說，一個(gè)骰子，它是在封閉盒子的左邊還是右邊？人們不能給出每一次的準(zhǔn)確預(yù)言，卻能通過實(shí)驗(yàn)，得出它在左邊或右邊的概率。這便是測不準(zhǔn)原理引出的檢測結(jié)果的非預(yù)見性和隨機(jī)性。

愛因斯坦不喜歡這個(gè)，他說：上帝不擲骰子。他的意思是說：宇宙的生成，不應(yīng)該是隨機(jī)的。但后來的大多數(shù)科學(xué)家樂于接受量子力學(xué)。因?yàn)樗蛯?shí)驗(yàn)有相當(dāng)完美的符合性。

霍金在《時(shí)間簡史》中總結(jié)說，愛因斯坦的相對(duì)論制約了宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。它是經(jīng)典理論，它沒有考慮到量子力學(xué)的不確定性原理。而量子力學(xué)認(rèn)為，在宇宙大爆炸的時(shí)刻，包括已經(jīng)證明其存在的黑洞那里，引力場非常之強(qiáng)，量子力學(xué)的效應(yīng)應(yīng)該非常顯著。

霍金和同時(shí)代的科學(xué)家們，孜孜以求，希望最終找到完備協(xié)調(diào)的能夠統(tǒng)一廣義相對(duì)論和量子力學(xué)的理論。

為此，霍金他們在宇宙大尺度方面發(fā)現(xiàn)了黑洞理論，另外的科學(xué)家則在基本粒子的研究方面取得了巨大進(jìn)展。

最初，人們認(rèn)為構(gòu)成原子的質(zhì)子、中子和電子包括光子，是為基本粒子。但科學(xué)家們很快發(fā)現(xiàn)，這些基本粒子依然可分。有輕子、夸克、中微子等數(shù)十種更基本的粒子。

粒子具有對(duì)稱性。有一種粒子，必有一種反粒子。正反粒子相碰，發(fā)生湮滅，變成攜帶能量的光子。

而相對(duì)新潮的“弦理論”乃至“超弦理論”則認(rèn)為，看起來像是粒子的東西，其實(shí)是極細(xì)微的弦的閉合圈。閉合的弦的不同振動(dòng)，產(chǎn)生出各種不同的基本粒子。

我們知道，在宇宙大爆炸的起始開端，構(gòu)成宇宙的物質(zhì)只能是最基本的粒子；在那樣的絕對(duì)高溫之下，那些粒子正是以“量子態(tài)”的形式存在。因之，比起廣義相對(duì)論來，量子力學(xué)更加可能解釋或描述宇宙起源時(shí)的情境。

13 統(tǒng)一場

從原初人類發(fā)出“天問”，人們始終在努力探尋宇宙奧秘。大家希望知道宇宙到底是什么樣子的，并且想要弄清它為什么會(huì)是這個(gè)樣子。自古以來，人們建立過若干宇宙模式，比如亞里士多德的模式，圣經(jīng)描述的“地球是上帝的寶座”的模式，伽利略的模式，牛頓力學(xué)的模式，包括佛教“三千大千世界”模式，還有我們中國傳統(tǒng)說法“天人合一、天圓地方”的模式等等。

前述各種模式，或者經(jīng)不起實(shí)證考驗(yàn)，或者經(jīng)不起邏輯推導(dǎo)，證明是不完備的，或者竟是憑空想象的，乃至是錯(cuò)誤的，亦或是荒誕的。

在這方面，近代以來的科學(xué)家們做出了艱苦卓絕的努力，取得了極大的進(jìn)展。但截至目前，希圖一蹴而就建立一個(gè)完備統(tǒng)一理論，依然未能成功。

偉大的愛因斯坦在他的晚年，用大部分時(shí)間致力于尋求一種統(tǒng)一理論，而未能成功。

科學(xué)家們歸納出宇宙所存在的四種基本力，是為強(qiáng)力、弱力、電磁力和引力。關(guān)于前三種力的理論，都可以在量子力學(xué)范疇予以統(tǒng)一，唯有引力無法包括在內(nèi)。引力在廣義相對(duì)論中得以很好地表述，但廣義相對(duì)論與量子力學(xué)不能兼容，因?yàn)樗鼪]有考慮不確定性原理。

盡管如此，科學(xué)家們?nèi)〉玫某晒廊涣钊藲g欣鼓舞。

在我們已經(jīng)探知的大尺度的宇宙內(nèi)，廣義相對(duì)論描述了一個(gè)時(shí)空彎曲的世界。宇宙是這個(gè)樣子的，并且基本可以解釋它為什么是這個(gè)樣子。

科學(xué)家們推導(dǎo)出我們現(xiàn)今的宇宙由大爆炸由來，由此回溯到大爆炸的開端，那是一個(gè)量子態(tài)的宇宙。他們建立了一個(gè)熱大爆炸的模型，來圖解描述宇宙的歷史。

在大爆炸開始之初的多少億億分之一秒，有多少億億度的高溫，最初的宇宙漸次生成各種太初粒子。先是夸克，隨后是質(zhì)子、中子和介子，到大爆炸過去一秒鐘的時(shí)間，這才生成了最簡單的氫氦等原子核。

宇宙大爆炸達(dá)到十億年之后，物質(zhì)團(tuán)方才凝聚成類星體，有了最早的恒星和原始星系。至于原子連接形成復(fù)雜分子和生命物質(zhì)，宇宙已經(jīng)高齡一百多億年。而它仍在繼續(xù)膨脹，方興未艾。

當(dāng)代量子力學(xué)的研究，可以推導(dǎo)出宇宙大爆炸開端的量子態(tài)，對(duì)于解釋宇宙的生成，具有非凡的意義。

前面我們講到：粒子具有對(duì)稱性。有一種粒子，必有一種反粒子。正反粒子相碰，發(fā)生湮滅。但粒子并沒有完全湮滅掉。比如，中微子和反中微子由于相互作用極其微弱，就沒有相互湮滅?，F(xiàn)在，科學(xué)家們?nèi)匀荒軌蜷g接地探測到它們的存在。它們可以是“暗物質(zhì)”的一種存在形式，有著足夠的吸引力去遏止宇宙膨脹，并使之回歸塌縮。

科學(xué)家們論證，早期量子態(tài)的宇宙是基本均勻的，這是當(dāng)今我們能夠看到的宇宙在各個(gè)方向都大致一樣的原因。但早期宇宙又不是絕對(duì)均勻，比平均值稍微密集一些的區(qū)域，由于引力作用開始塌縮，因而形成聚集，這樣星系和恒星們才得以誕生。

而且，宇宙是以一個(gè)臨界速率膨脹，它膨脹得不快也不慢，它不再是大爆炸之初的“暴漲”，剛好可以避免過快塌縮。不然，我們看到的宇宙，就一定不是這個(gè)樣子了。甚而言之，宇宙不是我們看到的這個(gè)樣子，別樣的宇宙間也就根本不會(huì)有我們。

14 人擇原理

一些理論物理學(xué)家，布蘭登、巴羅和蒂普勒等，提出了關(guān)于宇宙學(xué)的人擇原理。

這個(gè)原理，引發(fā)了實(shí)證科學(xué)家們的關(guān)注?；蛳喈?dāng)贊同，或基本反對(duì)。

人擇原理，雖然也討論了化學(xué)和地質(zhì)學(xué)的相關(guān)話題，但在我看來，更多的是具有某種思辨色彩。

其最基本的理論是說：人類作為碳基生物，所以活在看似調(diào)控得如此精確以至能夠孕育出智慧生命的宇宙之中，是因?yàn)槿绻钪娌皇钦{(diào)控得如此精確，人類便不會(huì)存在，遑論探索與思考宇宙。

這個(gè)理論，一些反對(duì)者指出，這不過是一種無意義的“贅述”?；蛟?，是在因果互證。因?yàn)樗呛谪?，所以它的顏色是黑的；因?yàn)轭伾呛诘?，所以它是黑貓。好像為了讓人類存在來思考宇宙，所以宇宙就要設(shè)計(jì)成能夠讓人類存在。事實(shí)上，人類是不斷進(jìn)化的產(chǎn)物，進(jìn)化是為了適應(yīng)宇宙，而不是相反，令宇宙來適應(yīng)人類。

鄉(xiāng)間有個(gè)笑話說，傻瓜兄弟二人，突然討論起人的奇異之處。

一個(gè)說，老天爺造出咱們?nèi)藖?，?shí)在有道理。你看，咱們的腳尖都是朝前的，要是朝后，我就踩住你啦！

一個(gè)說，是啊是啊。咱們的鼻孔都是朝下的，要是朝上，下雨就下到鼻孔里來啦！

事實(shí)上，人之所以為人，是適應(yīng)環(huán)境逐步進(jìn)化的產(chǎn)物，而不是上天的預(yù)設(shè)。

但從積極的意義上來考量，人擇原理到底蘊(yùn)含著相當(dāng)程度的哲思。

霍金在他的著述中，并沒有簡單地排斥人擇原理，而是就此原理引申出自己的許多有益思考。

關(guān)于宇宙的弦理論、膜理論，以及宇宙乃至有十維十一維（包括時(shí)間維）的理論，目前只是一種演繹。只是建立了若干模型，只是提供出人們探索宇宙的若干思路。

在這里，霍金謹(jǐn)慎地使用了“如果”二字。

按照測不準(zhǔn)原理，我們的宇宙存在，與其它樣式的宇宙存在，其概率分布應(yīng)該相差無幾。如果真的有多維宇宙，那是個(gè)什么情況呢？那些額外的維，被卷曲得非常小，人們根本無法察覺和檢測到他們的存在。

如果宇宙在空間上只是二維的，最簡單的推理也能知道，動(dòng)物不可能生存。它們吃了東西要排泄，在二維世界，這個(gè)通道會(huì)將動(dòng)物分成兩片。

如果宇宙在空間上是四維或更多維呢？那樣的話，兩個(gè)物體之間的引力衰減將會(huì)發(fā)生幾何級(jí)變化。太陽將要很快塌縮，地球也早已被太陽的引力吞噬。

霍金這時(shí)歸納說：看來生命只能存在于一維時(shí)間和三維空間而且沒有被卷曲得太小的時(shí)空區(qū)域里。

我們?yōu)槭裁凑么嬖谟谟钪嫒栽谂蛎浀倪@個(gè)時(shí)段呢？霍金也有很好的解答。

根據(jù)量子力學(xué)的不確定性原理，宇宙從一個(gè)相對(duì)光滑的時(shí)空之點(diǎn)開始膨脹。但它并不完全平坦光滑有序，而有微小起伏，這才形成了日后的某些區(qū)域物質(zhì)的凝聚。這就解釋了宇宙的熱力學(xué)膨脹的時(shí)間箭頭，它從奇點(diǎn)出發(fā)，向著未來。

至少要過100億年，宇宙才會(huì)開始收縮。它的收縮相，會(huì)不會(huì)正好與膨脹相對(duì)應(yīng)呢？收縮的宇宙會(huì)不會(huì)回歸平滑？

這時(shí)，霍金承認(rèn)自己犯了一個(gè)錯(cuò)誤。他多少有些迷戀和偏愛宇宙的對(duì)稱，希望收縮相的宇宙是歸于它膨脹之初的平滑。霍金的錯(cuò)誤究竟是什么意思呢？宇宙膨脹，是在不斷增加它的無序度。宇宙的收縮相，如果正好對(duì)稱于它的膨脹相，那么，宇宙將反轉(zhuǎn)來逐步回歸有序，如此，時(shí)間的熱力學(xué)箭頭將會(huì)相反。那時(shí)人們的生活將是倒退進(jìn)行式，大家在出生之前就已經(jīng)死去。人們吃掉食物產(chǎn)生熱量，過后排泄，整個(gè)過程會(huì)反過來，排泄物回到腸胃、退出口腔，再變回有序的食物。這個(gè)觀念如同科幻小說一樣引人。這時(shí)，霍金的合作者和學(xué)生，指出了這是錯(cuò)誤的。在宇宙的收縮相中，無序度仍會(huì)繼續(xù)增加。這樣，到那時(shí)，宇宙的熱力學(xué)箭頭，仍將繼續(xù)向前。

霍金正如偉大的愛因斯坦一樣偉大，他及時(shí)更正了自己的錯(cuò)誤。在頂級(jí)科學(xué)雜志上公開發(fā)表文章予以坦承，而沒有任何推諉和掩飾。

對(duì)于智慧生命來說，熱力學(xué)箭頭是必須的。人只有消耗食物才能生存。食物，是能量的一種有序形式，人類消化食物，使之變成熱量，而熱量恰恰是能量的一種無序形式。

事實(shí)上，我們的宇宙從大爆炸以來，仍在繼續(xù)膨脹中。它的無序度在繼續(xù)增加，我們?nèi)祟愓幵谶@個(gè)宇宙的膨脹過程中。

這不是上帝的安排。即便有人聲言“上帝死了”，宇宙的存在也不是人的自由意志的選擇。

人的自由，在于能夠繼續(xù)不斷思考進(jìn)行艱難探索，希求最終對(duì)于宇宙和我們自身有更加合理的解釋。

15 珍惜智慧

宇宙之間終于進(jìn)化出智慧生命，堪稱最大的奇跡。

從基本粒子開始，經(jīng)過十億年方才形成了簡單原子核；經(jīng)過130多億年的演化，我們地球上才有了復(fù)雜分子，最終有了動(dòng)物植物，有了能夠思考的智慧人類。自足自為的宇宙，自此有了能夠反轉(zhuǎn)來思考宇宙本身奧秘的智慧。

霍金說得非常好，也許并不存在什么宇宙的終極理論，也許僅僅存在一個(gè)越來越能夠精確描述宇宙的無限的理論序列。

即便有朝一日發(fā)現(xiàn)了所謂終極理論，它也只是一種語言表述和協(xié)調(diào)的數(shù)學(xué)模型，假如這一理論總是能夠給出與實(shí)證觀察相一致的預(yù)言，我們?nèi)匀恢荒堋斑m度”相信它的正確性。人類的目標(biāo)是希圖完全理解發(fā)生在我們周邊的事件，以及完全理解我們自身的存在。這是智慧生命永遠(yuǎn)面臨的挑戰(zhàn)。

我們中國最早的文化人，特別是崇奉偉大的先師孔子的儒生士子，曾經(jīng)聲稱：一事不知，儒者之恥。他們希望自己是高度智慧的，能夠無所不知。在先秦時(shí)代，他們幾乎就是那樣的一些人類優(yōu)秀分子。隨著時(shí)代發(fā)展，今日之天下，早已與當(dāng)年不同。學(xué)科門類之紛繁，知識(shí)之深廣，稱為信息爆炸，毫不為過?；蛟?，在當(dāng)代想要稱為多學(xué)科跨學(xué)科的通才，已經(jīng)沒有了可能。

然而，我們卻不應(yīng)該諉過于時(shí)代，放棄自己學(xué)習(xí)求知的職責(zé)。

關(guān)于人類生存于其中的宇宙，思考它的存在、追問它存在的理由，不應(yīng)該僅僅是少數(shù)科學(xué)家的事情。身為作家，號(hào)稱文化人，至少在我個(gè)人，希望自己的興趣點(diǎn)和知識(shí)面更廣闊一點(diǎn)?；蛘呖梢赃@樣講，思考人類生存環(huán)境，并且思考我們?nèi)祟愖陨?，這是人類應(yīng)有的智慧。而作家文人的天職，原本就更加關(guān)乎于此。

霍金先生講過：即便發(fā)現(xiàn)了宇宙的統(tǒng)一原理，又怎么樣呢？科學(xué)的發(fā)展如果只是導(dǎo)致人類的加速毀滅，那豈不是背道而馳、適得其反？但永遠(yuǎn)不知足不滿足的人類，并不能回到老子倡導(dǎo)的“棄智絕圣”的蒙昧狀態(tài)。其實(shí)，正如誰都無法阻擋早期人類發(fā)出天問，也無法限制人類智慧去思考宇宙。從積極的意義上講，智慧可以讓人類更加趨于理性。

與周邊的作家同行相比，也許我恰好多少有些喜歡天體物理，并且在讀過霍金的科普著作之后，自以為多少讀懂了一點(diǎn)。于是，有這樣一些文字寫出。

作為霍金科普著作的讀者之一，寫出上述文字以表達(dá)對(duì)這位天才的敬意和追思。

同時(shí)，我的若干讀后感，樂于發(fā)表出來與有所共好者分享。希望這些文字，一如我的一貫語言風(fēng)格，通俗易懂而能達(dá)于雅俗共賞。

如有舛錯(cuò)，則真誠希望聽到專家們的批評(píng)指教。

張石山，1947年生，山西盂縣人。中國作家協(xié)會(huì)會(huì)員。著有小說集《镢柄韓寶山》《單身漢的樂趣》《母系家譜》《神主牌樓》等，民俗專著《洪荒的太息》《禮失求諸野》，電視劇本《兄弟如手足》 《呂梁英雄傳》 《晉文公》等。