(《新知客》,2010年11月)
明星物ç†å¦å®¶éœé‡‘的新书 The Grand Design (《大设计》) ,和当年的《时间简å²ã€‹ä¸€æ ·å—到公众和媒体的çƒçƒˆè¿½æ§ï¼Œæˆä¸ºåˆä¸€æœ¬èƒ½å¤Ÿè¿žç»å æ®ç•…销书排行榜的“物ç†ä¹¦â€ã€‚很多媒体关注的é‡ç‚¹éƒ½æ˜¯è¯´éœé‡‘在这本书里排除了上å¸å˜åœ¨çš„å¯èƒ½æ€§ï¼Œä½†å…¶å®žè¿™æœ¬ä¹¦è¯´çš„是比上å¸å˜ä¸å˜åœ¨æ›´é‡è¦çš„事。它说的是为什么会有这么一个æ°å¥½é€‚åˆäººç±»ç”Ÿå˜çš„宇宙。
这大概是人类所能æ出的最大问题了。宇宙为什么å˜åœ¨ï¼Ÿå®‡å®™æ˜¯æ€Žä¹ˆèµ·æºçš„?我们这个宇宙的性质éžå¸¸ç²¾å¦™åœ°ç¬¦åˆäººç±»éœ€æ±‚,那么它是被“设计â€å‡ºæ¥çš„么?很多人认为物ç†å¦å®¶è·Ÿå“²å¦å®¶å’Œå®—æ•™äººå£«ä¸€æ ·ï¼Œè¿½é—®è¿™äº›é—®é¢˜æ˜¯ä¸ºäº†èŽ·å¾—â€œå†…å¿ƒçš„å¹³å®‰â€ï¼Œä½†ç‰©ç†å¦å®¶è·Ÿä»–们ä¸ä¸€æ ·ã€‚物ç†å¦æœ‰ä¸€å¥—éžå¸¸ä¸åŒçš„逻辑。
我曾ç»åœ¨ä¸€æ¬¡èšä¼šä¸Šè·Ÿä¸€ä¸ªç‰§å¸ˆèŠå¤©ã€‚这是一ä½éžå¸¸è™”诚的牧师,走到哪都带ç€ä¸€ä¸ªç ´æ—§çš„éšèº«å¬ï¼Œé‡Œé¢æ”¾çš„是《圣ç»ã€‹å½•éŸ³å¸¦ã€‚æˆ‘ä»¥ä¸ºæˆ‘çš„çŸ¥è¯†è¶³ä»¥æŒ‘æˆ˜ä»–çš„ä¿¡ä»°ï¼Œæˆ‘é—®ä»–ä½ æ€Žä¹ˆå¯èƒ½ç›¸ä¿¡åœ°çƒæ˜¯åœ¨6000多年å‰è¢«ä¸Šå¸åˆ›é€ 的呢?我们有充分的è¯æ®è¡¨æ˜Žåœ°çƒä¸Šå¾ˆå¤šä¸œè¥¿çš„年龄超过一百万年。ä¸æ–™è¿™ä½ç‰§å¸ˆè¯´äº†ä¸€ä¸ªå‡ 乎让我目瞪å£å‘†çš„ç†è®ºã€‚他说上å¸åˆ›é€ 万物的时候å¯ä»¥åˆ›é€ å„ç§å¹´é¾„的万物。这就好比说å‡è®¾æˆ‘现在å¯ä»¥åˆ›é€ 出æ¥ä¸€ä¸ªäººæ¥ï¼Œè¿™ä¸ªäººçš„年龄看上去是20å²ï¼Œå¯æ˜¯ä»–æ˜¯ä»€ä¹ˆæ—¶å€™è¢«åˆ›é€ çš„ï¼ŸçŽ°åœ¨è¢«åˆ›é€ çš„ã€‚
这真是一个完美的ç†è®ºï¼Œæˆ‘æ— æ³•ä»Žé€»è¾‘ä¸Šè´¨ç–‘å®ƒçš„æ£ç¡®æ€§ï¼Œè¿™ä½ç‰§å¸ˆé 这个ç†è®ºèŽ·å¾—了内心的平安。å¯è§èŽ·å¾—å†…å¿ƒçš„å¹³å®‰æ˜¯å®¹æ˜“çš„äº‹æƒ…ï¼Œå¦‚æžœä½ ç›¸ä¿¡ä¸Šå¸æ— 所ä¸èƒ½ï¼Œä¸Šå¸å®‰æŽ’äº†ä¸€åˆ‡ï¼Œä½ å°±å¯ä»¥è§£é‡Šä»»ä½•çŽ°è±¡ï¼Œä½ 就获得了内心的平安。å¯æ˜¯ç‰©ç†å¦å®¶å¯¹è‡ªå·±æœ‰æ¯”“内心的平安â€æ›´é«˜çš„è¦æ±‚。我对这个牧师说,我的ç†è®ºä¸ä½†èƒ½è§£é‡Šå„ç§åŒ–石的年龄,我还能对尚未å‘现的化石åšå‡ºé¢„è¨€ï¼Œä½ çš„ç†è®ºä¹Ÿèƒ½è§£é‡Šï¼Œå¯æ˜¯ä½ çš„ç†è®ºèƒ½é¢„言么?
判æ–一个物ç†ç†è®ºçš„好åä¸åœ¨äºŽè¿™ä¸ªç†è®ºæ˜¯å¦ç¬¦åˆäººçš„直觉,或者是å¦å¤Ÿæ¼‚亮,而在于它能ä¸èƒ½åšå‡ºé¢„言。与哲å¦å®¶ä»¬æ•´å¤©ä¸ºäº†åšæŒè‡ªå·±çš„å¦æ´¾å’Œâ€œä¿¡å¿µâ€è·Ÿäººåµæž¶ä¸åŒï¼Œç‰©ç†å¦å®¶ä»Žä¸æ‰§ç€äºŽä»»ä½•ä¸€ä¸ªç‰©ç†ç†è®ºï¼Œå ªç§°æ˜¯æœ€å½»åº•çš„é©å‘½è€…。
但物ç†å¦å®¶ä¹Ÿæœ‰ä¸€ä¸ªå¯ä»¥ç§°ä½œâ€œä¿¡å¿µâ€çš„东西,这个信念就是世界应该是åˆâ€œç†â€çš„。也就是说,物ç†å®šå¾‹åº”该适用于所有时间和所有地点,所有事件都必须精确地符åˆæ写物ç†å®šå¾‹çš„æ•°å¦æ–¹ç¨‹ã€‚
æ£æ˜¯è¿™ä¸ªä¿¡å¿µä½¿å¾—物ç†å¦å®¶å¯ä»¥ä¸æ–地åšå‡ºé¢„言。如果有一个侦探å‘现一月一日有人被æ€ï¼›äºŒæœˆä¸€æ—¥åˆæœ‰äººè¢«åŒæ ·çš„方法æ€æ»ï¼›ä¸‰æœˆä¸€æ—¥è¿˜æœ‰äººè¢«åŒæ ·çš„方法æ€æ»ï¼Œä»–就会得出一个ç†è®ºï¼šç½ªçŠ¯åœ¨æ¯æœˆä¸€æ—¥æ€äººã€‚这个ç†è®ºä¸ä½†èƒ½è§£é‡Šè¿‡åŽ»çš„三起æ€äººæ¡ˆï¼Œè€Œä¸”能åšå‡ºå››æœˆä¸€æ—¥ä¼šæœ‰äººè¢«æ€çš„预言。物ç†å¦å®¶çš„æ€è·¯ç±»ä¼¼ï¼Œåªä¸è¿‡å¯¹ä»–们æ¥è¯´ï¼Œå››æœˆä¸€æ—¥å¿…é¡»æœ‰äººè¢«æ€ — ä¸å…许物ç†å®šå¾‹åƒçŠ¯ç½ªä¸€æ ·æœ‰è¢«åœæ¢çš„å¯èƒ½ã€‚过去,电ç£ç›¸äº’作用和弱相互左å³è¢«è®¤ä¸ºæ˜¯ä¸¤ç§ä¸åŒçš„力,而è¨æ‹‰å§†å’Œæ¸©ä¼¯æ ¼åœ¨1967年用一个统一的ç†è®ºæŠŠè¿™ä¸¤ç§åŠ›ç»Ÿä¸€äº†èµ·æ¥ã€‚这个ç†è®ºä¸ä½†èƒ½è§£é‡Šå·²çŸ¥çš„现象,还预言了在这个框架内必须å˜åœ¨çš„三个新粒å,åŽæ¥æžœç„¶è¢«è¯•éªŒå‘现。å过æ¥è¯´ï¼Œæœ‰äººè¯•å›¾æŠŠå¼ºç›¸äº’ä½œç”¨ä¹Ÿç»™ç»Ÿä¸€è¿›åŽ»ï¼Œç»“æžœå¾—åˆ°äº†å‡ ä¸ªæ‰€è°“â€œå¤§ç»Ÿä¸€ç†è®ºâ€ï¼ŒGrand United Theory (GUT)。这些 GUT 都预言质å应该会衰å˜ï¼Œç„¶è€Œç›®å‰ä¸ºæ¢æ‰€æœ‰çš„实验都表明质å就算真的会衰å˜ï¼Œå…¶åŠè¡°æœŸä¹Ÿæ¯” GUT 预言的è¦é•¿ï¼Œæ‰€ä»¥ GUT ç†è®ºå°±ç®—å†ç²¾å¦™ä¹Ÿä¸èƒ½è¢«æŽ¥å—。
既然所有事件都符åˆç‰©ç†å®šå¾‹ï¼Œä¸Šå¸è¿˜æœ‰ä»€ä¹ˆç”¨å‘¢ï¼Ÿå¦‚果上å¸ä¸èƒ½å¹²é¢„物ç†è¿‡ç¨‹ï¼ˆæ¯”å¦‚è¯´åˆ¶é€ å¥‡è¿¹ï¼‰ï¼Œä»–å˜ä¸å˜åœ¨è¿˜æœ‰ä»€ä¹ˆæ„义呢?牛顿就æ出了一ç§æ„义。
牛顿在解出行星轨é“方程之åŽå‘现引力会对这些轨é“åšå‡ºæ‰°åŠ¨ã€‚而这ç§æ‰°åŠ¨ä¸€æ—¦ç´¯ç§¯èµ·æ¥å°±ä¼šå¯¼è‡´è½¨é“çš„ä¸ç¨³å®šï¼Œä½¿å¾—行星或者å 入太阳,或者脱离太阳系。æ®æ¤ï¼Œç‰›é¡¿è®¤ä¸ºä¸Šå¸å¿…é¡»å˜åœ¨ï¼Œåªæœ‰ä¸Šå¸æ‰èƒ½æ—¶ä¸æ—¶åœ°å¯¹åœ°çƒè½¨é“进行微调,确ä¿ç¨³å®šã€‚è¦ä¸æ˜¯æ‹‰æ™®æ‹‰æ–¯åŽæ¥è¯æ˜Žè¿™ç§è½¨é“扰动是周期性的ä¸å¯ç§¯ç´¯ï¼Œç‰©ç†å¦å®¶å¤§æ¦‚也åªå¥½æŽ¥å—上å¸å˜åœ¨ã€‚
牛顿认为上å¸å¿…é¡»å˜åœ¨çš„å¦ä¸€ä¸ªç†ç”±åˆ™ä¸éœ€è¦ä»–的直接干预,这就是地çƒåœ¨å¤ªé˜³ç³»çš„ä½ç½®å®žåœ¨æ˜¯å¤ªå¹¸è¿äº†ã€‚方程表明一个行星的轨é“在一般情况下应该是æ¤åœ†å½¢ï¼Œåœ†å½¢æ˜¯éžå¸¸ç‰¹æ®Šçš„情况。如果地çƒè½¨é“是æ¤åœ†ï¼Œå“ªæ€•â€œæ¤â€çš„ä¸æ˜¯ç‰¹åˆ«åŽ‰å®³ï¼Œå…¶è¿‘日点和远日点的温度也将会éžå¸¸ä¸åŒï¼Œè€Œä¸ä¼šæœ‰åƒçŽ°åœ¨è¿™æ ·ä¸€å¹´å››å£æ¸©åº¦ç›¸å·®ä¸ç®—太大的环境。而地çƒçš„轨é“å‡ ä¹Žå°±æ˜¯åœ†çš„ï¼åœ°çƒå››å£çš„æ¸©å·®å‡ ä¹Žå®Œå…¨æ¥è‡ªè‡ªè½¬å’Œå…¬è½¬çš„倾角,而与è·ç¦»å¤ªé˜³è¿œè¿‘æ— å…³ã€‚åœ°çƒçš„å¦ä¸€ä¸ªå¹¸è¿ä¹‹å¤„在于这个è·ç¦»ä¸Žæˆ‘们这个太阳的质é‡æ£å¥½æé…åˆé€‚,哪怕太阳质é‡æœ‰20%çš„ä¸åŒï¼Œåœ°çƒä¹Ÿå°†å› 为过冷或者过çƒè€Œä¸é€‚åˆç”Ÿå˜ã€‚牛顿考虑到这些巧åˆï¼Œè®¤ä¸ºè¿™ä¸€å®šæ˜¯ä¸Šå¸å®‰æŽ’的,就好åƒä¸€ä¸ªè¿žç»ä¹°å½©ç¥¨ä¸å¤§å¥–çš„äººè®¤ä¸ºè¿™æ˜¯ä¸Šå¤©çš„çœ·é¡¾ä¸€æ ·ã€‚è¦ä¸æ˜¯åŽæ¥æˆ‘们å‘现宇宙ä¸æœ‰é‚£ä¹ˆå¤šçš„行星系统所以其ä¸æœ‰ä¸€ä¸ªé€‚åˆç”Ÿå˜çš„ä¸ç®—æ„外,物ç†å¦å®¶å¤§æ¦‚也åªå¥½ç›¸ä¿¡è¿™ä¸ªå·§åˆæ˜¯å®‰æŽ’的。
ç›¸å¯¹äºŽé‚£äº›å› ä¸ºè‡ªå·±â€œä¿¡ä»°â€æ— 神论而å¦å®šç‰›é¡¿çš„人而言,åƒç‰›é¡¿è¿™æ ·çš„较真精神å而更了ä¸èµ·ã€‚现在,类似于牛顿é‡åˆ°çš„这些问题ä»ç„¶å›°æ‰°ç‰©ç†å¦å®¶ã€‚这些问题的特å¾å°±æ˜¯æˆ‘们这个宇宙实在太幸è¿äº†ï¼Œå·®ä¸€ç‚¹éƒ½ä¸è¡Œï¼
第一个问题是宇宙起æºçš„åˆå§‹æ¡ä»¶ã€‚天文观测和ç»å…¸ç†è®ºéƒ½è¡¨æ˜Žå®‡å®™èµ·æºäºŽå¤§çˆ†ç‚¸ï¼Œè€Œé‡å引力的进展则表明大爆炸比æ¤å‰æƒ³è±¡çš„è¦å¿«å¾—多。对宇宙微波背景è¾å°„éžå‡åŒ€æ€§çš„å‘现è¯å®žäº†æš´æ¶¨ç†è®ºã€‚然而è¦æƒ³å®žçŽ°è¶³ä»¥å½¢æˆæˆ‘们这个宇宙的暴涨,宇宙起æºçš„åˆå§‹æ¡ä»¶å¿…é¡»æ»¡è¶³æ— æ¯”ä¸¥æ ¼çš„è¦æ±‚。这就好åƒä½ è¦åšä¸€ä¸ªç‚¸å¼¹ï¼Œè¿™ä¸ªç‚¸å¼¹çš„形状必须是一个ç»å¯¹ç²¾ç¡®çš„çƒå½¢å®ƒæ‰èƒ½å®žçŽ°é¢„æœŸçš„çˆ†ç‚¸æ•ˆæžœä¸€æ ·ã€‚é™¤äº†ä¸Šå¸è°è¿˜èƒ½å‡†å¤‡è¿™æ ·ç²¾ç¡®çš„åˆå§‹æ¡ä»¶ï¼Ÿ
第二个问题是å„ç§ç‰©ç†å‚数为什么如æ¤åœ°æ°åˆ°å¥½å¤„。计算表明如果把强相互作用的强度改å˜0.5%,或者把电ç£ç›¸äº’作用的强度改å˜4%,碳和氧这两个对生命至关é‡è¦çš„å…ƒç´ å°±ä¸ä¼šå‡ºçŽ°ï¼›å“ªæ€•æŠŠè´¨åçš„è´¨é‡å¢žåŠ 0.2%,它就会迅速衰å˜ä»Žè€Œæ ¹æœ¬ä¸ä¼šæœ‰ä»»ä½•åŒ–å¦çŽ°è±¡ã€‚å¦å¤–,空间还必须是三维的,å¦åˆ™è¡Œæ˜Ÿè½¨é“å°±ä¸ä¼šç¨³å®šã€‚现代物ç†å¦æ— 法从逻辑上解释为什么这些物ç†å‚æ•°æ˜¯è¿™æ ·çš„ï¼Œå°±å¥½åƒä¸€ä¸ªç½‘络游æˆçŽ©å®¶ä¸èƒ½ç”¨ç‰©ç†å®šå¾‹è§£é‡ŠæŸäº›è¶…强 boss çš„æ¦åŠ›å€¼ä¸€æ ·ï¼Œå”¯ä¸€çš„解释似乎是它们是被“设计â€æˆè¿™æ ·çš„,å¦åˆ™è¿™ä¸ªå®‡å®™æˆ–者游æˆå°±ä¸å¥½çŽ©ã€‚
éœé‡‘在书里给出了一个ä¸éœ€è¦è®¾è®¡è€…的解释。éœé‡‘é¦–å…ˆç”¨æ‰€è°“â€œæ— è¾¹ç•Œæ¡ä»¶â€æ¥å–消了“宇宙创生之å‰å‘生了什么â€è¿™ä¸ªé—®é¢˜ï¼Œè¿™ä¸ªæ¡ä»¶è¯´åœ¨æ—©æœŸå®‡å®™çš„æžç«¯æ¡ä»¶ä¸‹ï¼Œæ—¶é—´ç»´è¢«æ‰æ›²å¾—好åƒä¸€ä¸ªç©ºé—´ç»´ï¼Œä¹Ÿå°±æ˜¯è¯´é‚£æ—¶å€™æœ‰å››ç»´ç©ºé—´è€Œæ²¡æœ‰æ—¶é—´ï¼Œä¹Ÿå°±ä¸å˜åœ¨â€œä¹‹å‰â€çš„问题了。进一æ¥ï¼Œæ—©æœŸå®‡å®™å¤„于é‡åæ€ï¼Œè€Œå®ƒçš„历å²åˆ™æ˜¯æ‰€æœ‰æ»¡è¶³â€œæ— 边界æ¡ä»¶â€çš„历å²å åŠ çš„ç»“æžœã€‚ä¸€ä¸ªé‡å的宇宙å¯ä»¥è‡ªå‘地诞生。
æ£å¦‚é‡å力å¦ä¸çš„一个粒åå¯ä»¥æœ‰å¤šç§ä¸åŒçš„状æ€ï¼Œåˆ›ä¸–之åŽä¹Ÿå¯ä»¥äº§ç”Ÿå¤šç§ä¸åŒç±»åž‹çš„宇宙状æ€ã€‚æ¯ä¸€ä¸ªå¯èƒ½çš„宇宙ä¸éƒ½æœ‰è‡ªå·±çš„一套物ç†å®šå¾‹å’Œç‰©ç†å¸¸æ•°ï¼Œæˆ‘们åªä¸è¿‡æ°å¥½ç”Ÿæ´»åœ¨å…¶ä¸ä¸€ä¸ªå…许星系和人类出现的宇宙ä¸è€Œå·²ã€‚这就好比说既然有éžå¸¸å¤šçš„行星系统å˜åœ¨ï¼Œæˆ‘们æ°å¥½å¾—到一个适åˆäººç±»ç”Ÿå˜çš„地çƒå°±å¹¶ä¸å¥‡æ€ªã€‚
éœé‡‘在书里使用物ç†å¦çš„一些最新进展,比如Mç†è®ºï¼Œå’Œä»–本人在é‡å引力方é¢çš„ç ”ç©¶æˆæžœä½œä¸ºè®ºæ®ï¼Œå¯¹è¿™äº›å¤§é—®é¢˜ç»™äº†ä¸€ä¸ªç›¸å½“说得过去的ç”案。然而在专业的物ç†å¦å®¶çœ‹æ¥ï¼Œè¿™ä¸ªè®ºè¯å¾ˆä¸ä¸¥è°¨ã€‚书ä¸ç”¨åˆ°çš„很多物ç†ç†è®ºï¼Œæ¯”如说超引力,在数å¦ä¸Šå¹¶ä¸ä¸¥æ ¼ï¼Œæ›´ä¸ç”¨è¯´Mç†è®ºè¿˜è¿œè¿œæ²¡æœ‰å¾—到实验è¯å®žã€‚éœé‡‘å‡ ä¹Žæ˜¯ç‰äºŽå®£ç§°ç‰©ç†å¦å®¶ä¸€ç›´è¿½æ±‚的“统一ç†è®ºâ€å·²ç»æˆåž‹ï¼Œå¤§é—®é¢˜çš„ç”案已ç»æœ‰äº†ï¼Œå¯æ˜¯å¾ˆå¤šç‰©ç†å¦å®¶ä¸ä¼šåŒæ„他的看法,比如ä¸ç§‘院ç†è®ºç‰©ç†ç ”究所的æŽæ·¼è€å¸ˆå°±ä¸ä¹°è´¦ã€‚
ä¸è¿‡éœé‡‘也解释了为什么Mç†è®ºæ˜¯æœ€ä½³é€‰æ‹©ã€‚é¦–å…ˆï¼Œå¦‚æžœä½ çš„å®‡å®™æ˜¯ä¸€ä¸ªè¿žç»ç³»ç»Ÿï¼Œå®ƒçš„物ç†å®šå¾‹ä¸éšæ—¶é—´æ”¹å˜ï¼Œé‚£ä¹ˆå…¶ä¸å¿…定能é‡å®ˆæ’。其次,这个守æ’的总能é‡å¿…é¡»ç‰äºŽ0ã€‚è¿™æ˜¯å› ä¸ºå¦‚æžœèƒ½é‡å¤§äºŽé›¶ï¼Œå®‡å®™å°±æ— 法被å‡ç©ºåˆ›é€ 出æ¥ï¼›è€Œå¦‚果能é‡å°äºŽé›¶ï¼Œå®ƒå°±å¯ä»¥åœ¨çœŸç©ºä¸çš„任何地方出现。更进一æ¥ï¼Œæ—¢ç„¶å®‡å®™çš„总能é‡ä¸ºé›¶ï¼Œè€Œåœ¨å…¶ä¸åˆ¶é€ 星çƒéœ€è¦æ£çš„能é‡ï¼Œé‚£ä¹ˆå®ƒå°±å¿…须包å«å¼•åŠ›ï¼Œå› 为引力æ供负能é‡ã€‚最åŽï¼Œè¿™ä¸ªå¼•åŠ›å¿…须用超引力ç†è®ºæ¥æè¿°æ‰èƒ½æ¶ˆé™¤æ— 穷大项,而Mç†è®ºæ£æ˜¯è¶…引力的最一般ç†è®ºã€‚
éœé‡‘甚至æ出了这套ç†è®ºçš„ä¸€ä¸ªé¢„è¨€ï¼šå¦‚æžœå®‡å®™çœŸæ˜¯è¿™æ ·è¯žç”Ÿçš„ï¼Œé‚£ä¹ˆåœ¨å¾®æ³¢èƒŒæ™¯è¾å°„ä¸åº”该能观测到æŸç§ç²¾å¾®çš„特å¾ï¼Œè¿™ç§ç‰¹å¾ç›®å‰çš„观测手段还看ä¸åˆ°ï¼Œä½†å°†æ¥æˆ–许å¯ä»¥çœ‹åˆ°ã€‚
物ç†å®šå¾‹å¿…须处处管用,以至于上å¸å°±ç®—å˜åœ¨ä¹Ÿæ— 事å¯åšï¼›è€Œä¸€ä¸ªå¥½çš„物ç†ç†è®ºå¿…é¡»ä¸ä½†èƒ½è§£é‡Šå·²çŸ¥çš„现象,还能对未知的现象作出预言。这就是物ç†å¦çš„两个逻辑。éœé‡‘çš„å¦è¯´æ˜¾ç„¶ç¬¦åˆç¬¬ä¸€ä¸ªé€»è¾‘,åªæ˜¯ä¸çŸ¥é“它能ä¸èƒ½ç¬¦åˆç¬¬äºŒä¸ªã€‚