譯者:sawyerfj原文作者:Amanda Gefter萬物是如何從無中生有的,?當(dāng)威廉·詹姆斯思考這個(gè)惱人的基本問題時(shí),意識(shí)到要回答它就等于在否定答案本身,,于是他做出了如下的結(jié)論:“關(guān)于存在的問題,,是所有哲學(xué)思想中最為黑暗的問題。在虛無和存在之間,,沒有邏輯的橋梁,。” 在科學(xué)的世界里,,起因和現(xiàn)象是解釋的基礎(chǔ),。但如果虛無真的什么也沒有,它也就沒有起因,。這并非由于我們無法找到正確的解釋,,只是這個(gè)解釋本身在虛無面前顯得不堪一擊罷了。 這種失敗不偏不倚地?fù)糁辛宋覀兊耐袋c(diǎn),。敘事是人類的一大特征,。我們的基本常識(shí)都是從故事中聽來的,而世界的起源問題則是眾多故事中最為終極的一個(gè),,它比英雄的光輝經(jīng)歷或者男男女女的羅曼史更加根本,,它是原初的敘事。然而,它也是一個(gè)否定故事的故事,,是一種自我毀滅和自相矛盾相互交織的敘事,。 怎么不是呢?這個(gè)問題的關(guān)鍵詞是虛無,,而這個(gè)詞本身的存在就是一個(gè)悖論,。它是一個(gè)名詞,代表某種事物,,但從意義上說又什么都沒有,。當(dāng)我們想象或說出它的時(shí)候,它的虛空就沾上了含義的印記,,被我們破壞了,。于是人們就會(huì)想,這究竟是虛無的問題還是我們的問題,?這究竟是關(guān)乎宇宙還是關(guān)乎語言,?是有關(guān)存在還是有關(guān)心理?它是一個(gè)物理悖論還是一個(gè)思想悖論,? 無論如何,,有一件事情是需要銘記的:悖論的解決方法要在問題里尋,而非在答案中找,。在某處一定有一個(gè)疏忽,,一個(gè)有瑕疵的假設(shè),或者一個(gè)錯(cuò)誤的含義,。在”萬物是如何從無中生有的,?”這樣一個(gè)簡潔的問題中,可以隱藏錯(cuò)誤的地方并不多,。也許正因?yàn)槿绱?,我們才一而再、再而三地回到披上更新更好偽裝的老觀念,,將科學(xué)軌跡演奏成賦格曲或主題的變奏,。每經(jīng)過一次變化,我們都試圖在詹姆斯難以捉摸的橋梁上鋪下又一塊墊腳石,。 如果你從虛無中什么也得不到,,那就試著讓虛無不那么空洞,這是最為古老的一塊墊腳石,。古希臘人認(rèn)為空間是被叫做充滿或者以太的物質(zhì)填充的,。亞里士多德認(rèn)為以太是世界上第五種恒定的元素,它的穩(wěn)定性比泥土,、空氣,、火和水還要更加完美和神圣,。而真正的虛空卻不同于亞里士多德的理論,在他的理解中,,人的身體在死后會(huì)根據(jù)自然界中確定的位置升入天堂或者墮下地獄,。然而,虛空可能是完美對(duì)稱的,,從任何角度觀察虛空都是一樣,,它使“上”,、“下”這樣的絕對(duì)空間方向變得毫無意義,。亞里士多德指出,以太可以作為宇宙中的指南針,,在這個(gè)終極的參考坐標(biāo)系中,,所有的運(yùn)動(dòng)都是可測量的。對(duì)于那些憎恨真空的人來說,,以太的存在正好將真空驅(qū)除地一點(diǎn)不剩,。 古代的以太概念在上千年時(shí)間里不曾發(fā)生過變化,直到19世紀(jì)末被物理學(xué)家們重新解釋,,這其中包括了麥克斯韋,,他發(fā)現(xiàn)光是一種電磁波,并且以特定的速度傳播,。問題是,,波動(dòng)是什么,速度的參照物又是什么,?以太似乎是一個(gè)唾手可得的答案,,它不僅為光的傳播提供了介質(zhì),還像亞里士多德當(dāng)初所設(shè)想的那樣,,提供了一個(gè)參考坐標(biāo)系,,讓宇宙萬物的變化都可測量。不過,,當(dāng)阿爾伯特·麥克遜和愛德華·莫雷在1887年準(zhǔn)備測量由地球轉(zhuǎn)動(dòng)引起的“以太風(fēng)”時(shí),,他們卻空手而歸。最終,,是愛因斯坦的相對(duì)論為以太這個(gè)概念徹底地畫上了句號(hào),。 海森博格的不確定性原理是量子理論的自然之源。(譯者注:作者把量子理論比作腐肉中出現(xiàn)的蛆蟲,,詳見“自然發(fā)生說”相關(guān)內(nèi)容) 幾十年來,,我們都將以太視為一種歷史的怪誕和倒退。但它的生命力卻遠(yuǎn)超我們的想象,。如今,,我們可以使用新的形式來一窺究竟,,那就是希格斯場,它布滿真空,,它的場量子化激發(fā)就是現(xiàn)在著名的希格斯玻色子,。希格斯場是一種標(biāo)量場,而且是同類場中唯一被實(shí)驗(yàn)證明的,。這意味著它在空間中每一點(diǎn)的狀態(tài)都只有一個(gè)量(在描述光的場中,,每一點(diǎn)存在大小和方向兩個(gè)量)。這一點(diǎn)十分重要,,因?yàn)檫@意味著,,不論觀察者是靜止還是加速狀態(tài),這個(gè)場對(duì)觀察者來說都是一樣的,。 另外,,它的量子自旋為零,這保證了從任何角度觀察的一致性,。自旋是使粒子回到初始狀態(tài)所需要旋轉(zhuǎn)的量度,。對(duì)于那些傳遞力的粒子,比如光子和膠子,,它們的自旋為整數(shù),,把它們旋轉(zhuǎn)360度后會(huì)看起來一樣。而像電子和夸克這樣的物質(zhì)粒子,,自旋是半整數(shù),,因此需要將其旋轉(zhuǎn)兩次,即720度,,才能看起來一樣,。但希格斯粒子的自旋為零。無論你怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)它都是一樣,。就好象真空一樣,。對(duì)稱即是隱形。 亞里士多德的直覺在現(xiàn)代有了進(jìn)一步的發(fā)展,,物理學(xué)家們將虛空視為對(duì)稱的終極狀態(tài),,這種均勻是如此無情,因?yàn)樗懦瞬町惖拇嬖?,從而使我們無法對(duì)事物進(jìn)行定義,。然而,當(dāng)物理學(xué)家將宇宙的電影膠片倒轉(zhuǎn),,把目光投向歷史的深淵時(shí),,他們看到現(xiàn)實(shí)的不同碎片重新聚合起來,形成一個(gè)無限擴(kuò)張的對(duì)稱體,,它既是宇宙之源,,又是虛空,。 希格斯粒子之所以享譽(yù)世界,是由于它賦予了基本粒子以質(zhì)量,,但這一點(diǎn)掩蓋了它真正的意義,。畢竟賦予基本粒子以質(zhì)量這件事并不難,只要將粒子的速度降至光速以下——瞧,,質(zhì)量就有了,。問題的難點(diǎn)是,在賦予質(zhì)量的過程中不破壞原始的對(duì)稱性,。而希格斯場則完成了這個(gè)壯舉,,即使在它的最低能量態(tài),其能量仍然非零,。希格斯場的真空期望值是246GeV,,由于它在每一點(diǎn)都保持一致,所以我們很難注意到它,。只有標(biāo)量場才可以做到如此的掩人耳目和全身而退。但基本粒子卻能發(fā)現(xiàn)它,。每當(dāng)有粒子的質(zhì)量對(duì)宇宙的對(duì)稱性進(jìn)行了破壞,,希格斯粒子就會(huì)出現(xiàn),用真空填補(bǔ)遭到破壞的地方,。希格斯粒子總是在背后默默耕耘,,保證宇宙的對(duì)稱性能夠金身不破。所以,,即便利昂·萊德曼最初曾把它罵做“該死的粒子” (出版商肯定不會(huì)答應(yīng)),,人們也應(yīng)該可以理解(如果真的不能諒解)媒體給它冠以“上帝粒子”這樣帶有宗教色彩稱號(hào)的用意吧。 所有這些都表明,,希格斯場比其它概念更加接近虛空的本質(zhì),,比如麥克斯韋的以太。在空白處上色這方面,,它確實(shí)是我們迄今為止最為先進(jìn)的畫筆,。希格斯粒子擁有的非凡對(duì)稱性使其成為了虛空的偽裝,但它自身卻并不是虛空的,。它具有一定的結(jié)構(gòu),,且能與其它粒子相互作用。它那246GeV的來源仍然是未解之謎,。通過希格斯粒子,,我們能夠向虛空的邊界邁進(jìn),但卻無法跨越,。 如果讓虛空變得不那么虛空也無法回答文章開頭的那個(gè)問題,,也許我們應(yīng)該讓起因變得不那么像起因,。關(guān)于這一點(diǎn),同樣也有一段歷史,。在亞里士多德的時(shí)代,,腐肉中突然出現(xiàn)的蛆蟲導(dǎo)致了自然發(fā)生說的流行,人們相信從稀薄的空氣中可以長出生命,。虛空和存在之間的界線被拿來與生和死,、精神和物質(zhì)、神和人之間的界線進(jìn)行類比,。而這又反過來承載了宗教和信仰的全部,,并為我們那充滿矛盾的問題提供了一個(gè)全面的答案。我們?cè)趦汕Ф嗄觊g對(duì)此深信不疑,,直到1864年微生物學(xué)家路易斯·巴斯德揭示了其中的道理,。所謂“Omne vivum ex vivo ”,即生命來源于生命,。于是在隨后的幾十年間,,歷史上又多了一個(gè)奇談怪論——自然發(fā)生說。如今,,它披著量子漲落的羊皮,,就像以太那樣,再一次回到人們的視野中來,。 不確定性使量子漲落成為了沒有起因的現(xiàn)象,,它是信號(hào)中的噪聲,是一種原始的靜態(tài),,它具有本質(zhì)上的隨機(jī)性,。量子力學(xué)的規(guī)則允許,事實(shí)上是要求,,能量(以及質(zhì)量,,根據(jù)公式E=mc^2)從無中來。對(duì),,就是無中生有,,至少看起來就是這樣。 海森伯格的不確定性原理是量子理論的自然之源,。根據(jù)這個(gè)理論,,某些成對(duì)的物理特性是由一種基本的不確定性捆綁在一起的,例如位置和動(dòng)量,、能量和時(shí)間,,因此當(dāng)我們?cè)较氪_定其中一個(gè)的時(shí)候,另一個(gè)就會(huì)變得越模糊,。它們被統(tǒng)稱為共軛對(duì),,它們的存在排除了虛空的存在,。當(dāng)對(duì)一個(gè)空間位置進(jìn)行追蹤的時(shí)候,其動(dòng)量將隨之產(chǎn)生巨大的波動(dòng),,用來抵消由追蹤帶來的影響,;如果要確定更加精確更加細(xì)微的時(shí)間,能量的變化就會(huì)大的難以捉摸,。哪怕是在眨眼的瞬間,,整個(gè)宇宙也能轟轟烈烈地上演一出從誕生到消亡的劇目。只要觀察距離足夠近,,你就會(huì)發(fā)現(xiàn)我們的世界,,還有這平靜有序的現(xiàn)實(shí),其實(shí)充滿了混亂和隨機(jī),。 只有這些共軛對(duì)本身不是隨機(jī)的:它們成對(duì)出現(xiàn),,觀察者無法同時(shí)對(duì)它們進(jìn)行測量。撇開有關(guān)量子漲落的典型描述不談,,世界的“另一邊”可不是什么預(yù)先存在的現(xiàn)實(shí),。實(shí)驗(yàn)已多次證明,它可不是存在在那里,,而是在等待著什么,,沒有一絲一毫的不耐煩。量子漲落不是關(guān)于存在的描述,,它是關(guān)于條件的描述。它們并不反映是什么,,而是在觀察者選擇進(jìn)行某種測量時(shí),,反映出可能發(fā)生什么。似乎觀察者的測量決定了事物的存在,。本體論概括了認(rèn)識(shí)論,。自然的不確定性就是觀察的不確定性。 時(shí)空如何能在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻演化,?要給一個(gè)物理系統(tǒng)的所有特征都賦予定值是不可能的,,所以當(dāng)觀察者進(jìn)行測量時(shí),其結(jié)果將是完全隨機(jī)的,。在量子效應(yīng)的微觀尺度上,,糾纏會(huì)對(duì)因果鏈產(chǎn)生重大影響。量子力學(xué)的創(chuàng)始人波爾說,,“量子力學(xué)和因果論是無法相容的,。”而愛因斯坦卻有句名言,,“上帝不擲骰子,?!辈枌?duì)這句話的回應(yīng)是,“愛因斯坦,,不要告訴上帝該做什么,。” 也許抱持因果論的我們才是始作俑者,。進(jìn)化已經(jīng)將我們訓(xùn)練成因果模式的腦殘粉,。對(duì)于我們那些徜徉在非洲熱帶草原的祖先來說,從現(xiàn)象中揣摩出原因的本領(lǐng)是區(qū)分生與死的重要因素,。比如:她吃了那個(gè)色彩斑斕的蘑菇,,然后就病了;老虎在猛沖之前會(huì)先蹲下,??诳谙鄠鞯慕?jīng)驗(yàn)就是生存的保障。不過,,自然選擇對(duì)量子物理毫無用處,,我們?cè)趺茨茴A(yù)知未來呢?盡管如此,,它還是具有一定的意義,。因果關(guān)系是一種近似的處理方法。而我們跌跌撞撞的思想則對(duì)故事充滿渴望,。 難道就這樣了嗎,?對(duì)于為什么有存在的問題,答案就是沒有為什么,,難道存在就是隨機(jī)的量子漲落,?如果真是這樣,那我們就可以把尋求解釋這件事拋諸腦后,,直接用量子越遷跨越詹姆斯的那座橋,。萬物是如何從無到有的?沒有原因,。不幸的是,,這個(gè)把戲也就這點(diǎn)能耐而已了。宇宙論者篤信量子力學(xué)能夠自主地產(chǎn)生宇宙,,而上述內(nèi)容卻僅僅是在推卸責(zé)任,。那些法則從何而來?請(qǐng)記住,,我們要解釋的是事物如何從無到有,,而不是事物如何從先前存在的物理法則中演變而來。把因果關(guān)系從公式中去掉還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因?yàn)殂U撨€在,。 先有虛空,,然后再有存在。時(shí)間是這個(gè)故事的主角,,它是變化的承載者,。悖論的答案會(huì)否定時(shí)間的存在嗎?如果真如愛因斯坦說的那樣,,時(shí)間只是一個(gè)頑固的幻象,,那么我們就可以立刻拋棄一些東西了,拋棄掉從自然法則中誕生的因果論,,拋棄掉那些自然法則從何而來的問題,。它們沒有所謂的起源,因?yàn)檠莼揪筒淮嬖?。相關(guān)的敘事也變得毫無意義,。沒有什么故事,也談不上什么橋,。 在人類早期的神話傳說中,,就已經(jīng)出現(xiàn)了永恒宇宙(或者由永恒輪回說而來的循環(huán)宇宙)概念的身影,比如非洲班圖人的神話,、澳大利亞土著的“夢幻時(shí)光”,、阿那克西曼德的宇宙學(xué)和印度的《往事書》。從這些神話傳說中,,我們可以看出永恒的吸引力是如此強(qiáng)大,,虛空則根本不是它的對(duì)手。 到了現(xiàn)代,,這個(gè)古老的概念又以穩(wěn)態(tài)理論的面目重回人間,,這個(gè)理論由詹姆斯·杰恩斯于20世紀(jì)20年代創(chuàng)立,后來弗雷德·霍伊爾等人于20世紀(jì)40年代將理論進(jìn)行了優(yōu)化并逐漸讓世人所熟知,。他們認(rèn)為,宇宙正在膨脹,,新的物質(zhì)不斷生成并填補(bǔ)空缺,,因此從凈值上看,宇宙從未發(fā)生過變化,。這個(gè)理論最終被證明是錯(cuò)誤的,。大爆炸理論代替了它,而所謂永恒也被縮減至僅僅138億年,。 然而在20世紀(jì)60年代,,永恒宇宙的概念又以一種奇怪的形式浮出水面——公式H(x)|Ψ> = 0。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論,,物理學(xué)家約翰·惠勒和布萊斯·德維特嘗試將量子力學(xué)的不同法則運(yùn)用于宇宙這個(gè)整體之上,,他們共同創(chuàng)造了這個(gè)公式,,因此它又被稱為惠勒-德維特公式,雖然德維特更喜歡把它叫做“該死的公式”(這和該死的粒子無關(guān)),。這里面值得注意的是公式中等號(hào)右邊的0,。系統(tǒng)的總體能量等于0。時(shí)間沒有演進(jìn),。什么都沒有發(fā)生,。最終,問題會(huì)歸結(jié)到愛因斯坦的四維宇宙時(shí)空,,這是一個(gè)空間和時(shí)間的結(jié)合體,。同時(shí),量子力學(xué)要求物理系統(tǒng)的波函數(shù)隨時(shí)間演變,。但時(shí)空如何能在對(duì)的時(shí)刻進(jìn)行演化呢,?這是一個(gè)惱人的兩難問題——如果用量子力學(xué)對(duì)宇宙進(jìn)行描述,那它將處于凍結(jié)的狀態(tài),?;堇?德維特公式是一個(gè)倒轉(zhuǎn)的穩(wěn)態(tài)宇宙學(xué)。根據(jù)這個(gè)公式,,我們將會(huì)發(fā)現(xiàn)自己處于一個(gè)并不存在的宇宙之中,,而不是一個(gè)永恒的宇宙。 觀察者將現(xiàn)實(shí)一分為二,。就其本身而言,,惠勒-德維特公式優(yōu)雅地解決我們的問題。萬物如何從無中生有,?從未有過,。當(dāng)然,對(duì)于身在此山中的我們來說,,這實(shí)在是一個(gè)令人費(fèi)解的答案,。 這就是問題的關(guān)鍵。在量子力學(xué)中,,如果觀察者不進(jìn)行任何測量,,什么也不會(huì)發(fā)生(觀察者可以是人,也可以是粒子的其它任何形態(tài)),。當(dāng)把宇宙作為一個(gè)整體來看時(shí),,觀察者是不存在。因?yàn)闆]有人能站在宇宙之外,。作為整體的宇宙將被困在一個(gè)永恒的瞬間,。只不過在宇宙內(nèi)部看起來情況會(huì)有所不同。 在宇宙內(nèi)部,觀察者無法對(duì)宇宙進(jìn)行測量,,而由于觀察者也無法觀察自己,,基于這一簡單但也深刻的事實(shí),他必須把現(xiàn)實(shí)分為觀察者和被觀察者兩個(gè)部分,。正如物理學(xué)家拉斐爾·布索所說,,“顯然,在自由度的數(shù)量方面,,測量儀器必須至少與被觀察系統(tǒng)的量子態(tài)保持一致,。”科學(xué)哲學(xué)家托馬斯·布魯爾曾引用哥德爾的話來強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn):“身處系統(tǒng)中的觀察者無法獲取或存儲(chǔ)足夠的信息來區(qū)分系統(tǒng)的所有狀態(tài),?!?/p> 作為觀察者,我們將永遠(yuǎn)被困在謎題之中,,我們能夠看見的只是其中的很小一部分,。而這也許就是我們的救贖之門。當(dāng)宇宙被分為兩個(gè)部分,,等號(hào)右邊的零會(huì)獲得一個(gè)新的值,。于是事物開始變化,物理現(xiàn)象開始發(fā)生,,時(shí)間開始流動(dòng),。你甚至?xí)f,宇宙誕生了,。 如果這聽起來像是反向因果論(就是未來的事件影響過去的事件),,那就對(duì)了。這種奇怪的反向時(shí)間就是量子理論的要求,?;堇沼盟难舆t選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行了強(qiáng)調(diào),這個(gè)實(shí)驗(yàn)最早只是他的一個(gè)思想實(shí)驗(yàn),,后來在實(shí)驗(yàn)室里得到了證實(shí),。在延遲選擇實(shí)驗(yàn)中,觀察者目前的測量行為決定了粒子在過去的行為,,這里說的“過去”可以回溯上百萬年,,甚至138億年。所以,,因果鏈?zhǔn)鞘孜蚕嘟拥模材匪沟臉蚱鋵?shí)就是一個(gè)循環(huán),。 那么,,存在是否可能就是虛無從宇宙內(nèi)部觀察到的樣子呢?如果真是這樣,我們對(duì)虛無的不安感也許有某種深刻的含義:這是我們?nèi)祟愄煨灾袑?duì)虛無的反沖,,也許我們?nèi)祟愑邢薜囊暯菍?huì)是最終解決悖論問題的關(guān)鍵,。 |
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