宇宙的设计者是谁?
证据无非是我们的存在——我们存在所必需的极其苛刻的条件;而这无非是宇宙的存在——这就是牛顿视为“时钟宇宙”的精致与和谐。事实上,按照美丽规律有序运行的宇宙已经证明了它的设计者的存在,只是我们至今没有发现这个设计者的踪迹。因此,我们不再需要问“宇宙是设计出来的吗?”与其在这个问题上浪费精力,不如尽力找出宇宙的设计者。如果找到这个设计者,不仅说明了宇宙的精致与和谐,也终结了宇宙是否已被设计的古老命题。
怎么找?首先,我们需要改变思考的角度,从“谁是宇宙的设计者”转变为“谁是宇宙的设计者”。这个问题的答案就我们目前掌握的信息来看应该是明确的,答案是:我们。毫无疑问,我们是已知宇宙中唯一的设计师。没有我们,地球虽然不缺乏生命,但依然会像亚马逊丛林和塞伦盖蒂草原一样原始。我们用自己的双手创造了无数地球上(也许是宇宙中)从未有过的东西:公路、铁路、桥梁、隧道、汽车、火车、飞机、轮船、电话、电视、手机、电脑等。这一切不仅仅是因为我们有一双灵巧的手,更是因为我们可以提前在无形的世界里无中生有地规划出他们的蓝图。而这无非就是“设计”二字的含义。
如果我们是宇宙当之无愧的设计师,是否可以晋升为宇宙设计师?这个提议显然违背了以下两个常识性的观点。第一,虽然我们已经对地球的面貌做出了翻天覆地的改变,但就我们的能力而言,充其量只能改变太阳系或者稍微大一点的宇宙的一部分,至于银河系和遥远的河外星系,我们永远也改变不了。——即我们设计和实现设计的能力是有限的,我们无法重新设计和改变整个宇宙;也就是说,我们的设计和实现它的能力不足以改变(或阻止)大爆炸和大崩溃。第二,生命只出现在宇宙演化的某个阶段,而我们具有设计能力的出现的历史更短。所以,从时间上来说,我们没有资格成为宇宙的设计者。
但是这两个常识性的观点并不会否定我们的提议,因为我们可以从这两个常识性的观点在更深层次上提出不同的观点。首先,第一个常识性的观点“我们设计和实现设计的能力是有限的”是毫无根据的经验论。只要看看近几百年来我们设计的飞速发展和实施设计的能力,以及所涉及范围的不断扩大(从宏观到微观),就会有所启发。尤其是牛顿时代以来,科学规律的不断发现,为人们改造世界提供了普遍的可操作性。每一次科学理论的新发现,都会带来改造世界的革命性进展。科学理论和实践的发展给世界带来的这种变化不仅没有衰减的迹象,而且以爆炸的方式加速。所以,如果有一天我们找到了制约宇宙的终极理论(即使不是M理论),为什么不能认为我们也会按照这个理论来设计和改造宇宙呢?
斯蒂芬?霍金认为,即使找到了宇宙的终极理论,也不能最终确定它是否正确,因为这个理论本身就决定了寻求者的行为及其后果。这种观点暗示了以下假设:我们(寻求者)是宇宙法则的被动生成者或执行者。这显然违背了量子物理的基本定律:我们是这个受定律制约的宇宙中不可或缺的参与者。换句话说,物理定律因为我们的参与而有效。
宇宙并不是一个由各种大小法律统治的必然王国,而是一个可以通过法律之间的合作和制衡来削弱其管辖权的自由王国。就像万有引力定律可以把地球上所有的物体束缚在大气层中而不会因为它们的自转或公转而被抛出去一样,通过空气动力学、流体力学、热力学、材料力学、力学、气象学、数学等学科定律的相互配合,航天器也可以冲出地球飞向太空。当然,这并不意味着“违反”万有引力定律,而是使万有引力定律严格管辖下的地球中的物体出现例外。这样的例外比比皆是。从上游游艇到空调、微波炉;从合成材料制成的日用品到转基因食品。这些高科技的物品就不用说了,其实我们身边几乎所有的东西都是这种“例外”的产物——铅笔、书籍、桌椅、我们使用的各种餐具、我们吃的各种菜肴。本质上,宇宙是一个多变的系统,可以自我拆解重组,人类逐渐意识到这种“可变性”。
如果考虑到这个多变的对象也包括人类,我们正在进入一个神奇的生物技术时代,那么我们努力的方向不仅是让自然更适合我们,也是让我们更适合自然。所以,如果我们找到了宇宙的终极规律,那么,有了这双重努力,我们又何必担心成为宇宙的主宰呢?
其实我们只要想想,苹果手机对300年前牛顿时代的人来说是多么不可想象;考虑到这种产品更新速度的缩短和人类整体科技水平的加速发展,再过300年,我们难以想象的科技发展程度应该比300年前的人翻一番。也就是说,对于那些在蜡烛下用鹅毛写情书或读情书的先人来说,如果给他们送来一部苹果手机,他们能亲眼听到对方熟悉的声音,亲眼看到屏幕上栩栩如生的人,他们惊讶的程度就相当于我们亲眼看到这个栩栩如生的人从屏幕里走出来,站在我们面前,和我们来一场面对面的恋情,拥抱,亲吻。这个比喻可能还是保守的,更符合信息技术发展趋势的比喻应该是,这个鲜活的人不需要任何媒介(指有形的媒介)出现在我们面前。当然,我们也可以出现在她(或他)面前。不仅如此,如果有必要,每个人都可以同时出现在很多不同的场合,和不同的人接触交流,因为每个人都可以有无数个副本,每个副本都认为自己是一个真实的蓝图。至于这种对未来的描述依据是什么,能否成为现实,以及一旦成为现实后的一系列社会问题,都不是我们在这里要讨论的话题。我们的本意只是做一个形象化的解释,即这个300年后的神话奇迹对我们来说,至少和300年前人们对苹果手机一样不可思议。所以,如果苹果手机能在三百年前成为人们的现实,那么再过三百年,那个神话般的奇迹也应该成为我们的现实。而如果我们实现了这个目标,那么就意味着我们可以自由地穿越时空。
诚然,当我们想到闪电的速度,甚至这个速度还要走上几十亿年才能到达宇宙的边缘(何况这个边缘还在不断扩大),我们难免会为自己征服宇宙的野心感到不自量力。但是,我们也不必如此自卑,因为当我们想象这个大到无法穿越的宇宙时,其实我们是站在牛顿时代,用传统观念理解时空,而时空在牛顿时代之后的物理学中已经得到了完整的解释。
首先,爱因斯坦否定了时间和空间的绝对客观属性,引入了观察者这一必要因素。即时间和空间不是绝对的而是弹性的,它们可以被延长或缩短,其延长和缩短的程度取决于观察者的运动状态。这是因为时间和空间不是绝对孤立的物理量,而是四维时空的导数。用明科夫斯基的话来说,我们感知的由三维空间和一维时间组成的世界图像,其实是四维时空的影子。
另一方面,量子物理学更人性化。它声称宇宙中的所有事件,不仅仅是时间和空间,如果没有观察者都是没有意义的。而且观察者的观察不仅影响被观察对象的现在和未来,还决定了它的过去历史(见延迟选择实验)。这意味着观察者不仅是某一物理事件的平等参与者,也是所有物理事件的决策者。这个量子论是如此的具有革命性,以至于连曾经为绝对时空概念打开第一个缺口的爱因斯坦都被它迷惑了。因为量子理论不仅涉及时间和空间,而且从根本上动摇了现实世界的因果性和现实性。
相对论和量子论为现代物理学奠定了坚实的基础,也标志着物理学未来发展的一种趋势。这个趋势是,观测者在物理系统中的作用越来越大。这里所说的“增加”并不是指随着物理学的发展,人在物理系统中的作用增加了,而是人们已经意识到,人作为观察者,在物理系统中是不可忽视的。也就是说,观察者在物理系统中的作用,其实从古至今都是一样的,只是被现代物理学揭示了,而且还在被揭示(比如从双缝实验到延迟实验)。因此,如果物理学的发展不是任意的,而是预示着一种趋势,那么即使这种趋势放缓,我们仍然可以做出如下预测:在下一次物理学革命中,我们在物理体系中的地位将既不是参与者,也不是决策者,而是创造者。
这种趋势已经出现在现代物理学家的工作中。首先,理论物理和数学的关系越来越密切,以至于理论物理的很多问题几乎变成了数学问题。比如爱因斯坦的广义相对论,就是在黎曼几何中将引力作为一个物理量转化为弯曲的时空而建立的。海森堡的矩阵力学和薛定谔的波动力学都是用数学代替物理的例子。但是,数学没有现实的原型,它只存在于人的观念中。所以,从这个意义上说,我们对现实世界的改造,完全是因为虚拟世界中的数学家或者理论物理学家所创造的数学模型。
尤其是量子物理诞生以来,物理学家的工作主要集中在微观世界的亚原子场,无法直接观测(至少目前如此),甚至间接观测效果也极其有限(海森堡的测不准原理为此确立了边界)。这就决定了物理学家的工作重点不是在现实世界中用宏观仪器从微观世界收集数据,而是用虚拟世界中假想的更基本的物理元素的性质和存在方式,为现有理论(至少对于量子物理来说)建立一个更协调的数学模型。这里的基础工作是寻求理论自洽,做出可验证的指导性预测。“如果理论是一个优雅的模型,它能描述大量的观察结果,并能预测新观察结果,那么它就是一个好理论。况且,问它是否对应现实没有任何意义,因为我们不知道什么是与理论无关的现实”(霍金讲座第32页)。
量子理论就是这样,尤其是弦理论,比量子理论更基础。
当然,一个与观测不符的模型可能会被拒绝,但问题是,一个与观测相符的模型如何对很久以前的未来观测做出正确的预测。
先暂时说说第一个常识点。我们来重点说说第二个常识点(即生命只是在宇宙演化的某个阶段才出现的,而我们具有设计能力的出现的历史更短。所以,从时间上来说,我们没有资格作为宇宙的设计者)。因为这第二个常识性的观点似乎比第一个常识性的观点更强大,更不可逾越,只有当我们用一个全新的观点取代第二个常识性的观点,我们对第一个常识性观点的反驳才能得到最终的解释。