世間萬(wàn)物從何而來(lái)?時(shí)間和空間是如何從無(wú)到有的?假設(shè)我們從一個(gè)空間范圍內(nèi)移走了所有的物質(zhì),那么這個(gè)空間會(huì)回到原始的“無(wú)”的狀態(tài)嗎?真空是真的空嗎?學(xué)術(shù)界關(guān)于“無(wú)”的認(rèn)識(shí)和討論經(jīng)歷哪些變革呢?波、電磁場(chǎng)、以太、相和組織、力和希格斯真空等眾多重要物理概念的出現(xiàn)帶來(lái)哪些意義?本書(shū)將打開(kāi)一扇宇宙之前的虛空之門(mén),從淺入深帶領(lǐng)讀者進(jìn)入玄妙的虛空世界。
英國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)前副會(huì)長(zhǎng),盧瑟!ぐ⑵諣栴D實(shí)驗(yàn)室(RAL)理論物理部部長(zhǎng),歐洲核子中心(CERN)公眾推廣部主任,著名粒子物理學(xué)家、作家,英國(guó)牛津大學(xué)物理學(xué)院弗蘭克·克洛斯教授科普。
所有科學(xué)都是基于存在的研究,但是存在并非理所當(dāng)然。
存在即有,有生于無(wú),無(wú)又生于何?
科學(xué)與佛道學(xué)的完美契合。
我們時(shí)間和空間可能并非我們所感受的如此簡(jiǎn)單,時(shí)空概念其實(shí)更加深刻。
宇宙之前的虛空世界,是人類(lèi)研究的極科學(xué)領(lǐng)域。
由淺入深,為讀者打開(kāi)通往虛空世界的大門(mén),
這可能是你一生遇到過(guò)的,對(duì)晦澀難懂的科學(xué)領(lǐng)域的科普回答!
我們當(dāng)中很多人在年少時(shí)都會(huì)突然遇到這樣一個(gè)問(wèn)題:“世間萬(wàn)物從何而來(lái)?”我們可能也好奇于在我們出生之前,我們的意識(shí)委身何處。你能識(shí)別你最早的記憶嗎?當(dāng)我剛開(kāi)始上學(xué)時(shí),清楚地記得之前兩到三年發(fā)生的事情,特別是那些暑假在海邊的美好時(shí)光,但當(dāng)我試圖回憶更早發(fā)生的事情時(shí),印象就更加模糊了,直到消失。我被告知那是因?yàn)槲姨暧祝瑑H僅5歲(生于1945年)。我父母談及的戰(zhàn)爭(zhēng),以及戰(zhàn)前發(fā)生在他們身上的諸多事情,對(duì)于我來(lái)說(shuō)毫無(wú)意義。我所知的世界似乎是隨著我的誕生而出現(xiàn)的,在那時(shí)并不存在。那么在我意識(shí)世界開(kāi)始“之前”,它們?cè)谀睦锬兀?
這種1945年前所有事物構(gòu)成的奇幻的虛無(wú)世界持續(xù)困擾著我;接著在1969年,一件事情將要帶給我關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的新的想法。
這一年,阿波羅10號(hào)掠過(guò)月球表面,展示給人類(lèi)一個(gè)充滿(mǎn)巖石和沙礫的不毛之地。這片灰色荒原一直延伸到月球的地平線(xiàn),弧形地平線(xiàn)襯托出黑暗幽深的宇宙,其間點(diǎn)綴著星羅棋布的、閃爍的群星,以及無(wú)數(shù)無(wú)生命氫球聚變發(fā)出的恒定光芒。突然間,在這貧瘠的畫(huà)面中出現(xiàn)了一顆綺麗的藍(lán)色星球,擁有白色云朵和充滿(mǎn)植物的綠洲:人類(lèi)歷史性地第一次見(jiàn)證了地球的升起。在這宇宙中至少有一處生命之所,巨量的原子在那里有序地聚集在一起,從而具有自我意識(shí)并能帶著求知欲凝視這個(gè)宇宙。
如果沒(méi)有智慧,生命會(huì)怎樣?如果沒(méi)有生命來(lái)了解,所有的存在有何意義?百億年前的景象可能會(huì)是這樣:一個(gè)無(wú)生命的虛無(wú)世界在廣闊的空間中盤(pán)旋,體內(nèi)雜亂地充斥著等離子體云和貧瘠的巖石塊。參照我個(gè)人的“1945年前”時(shí)期,那時(shí)重力舞動(dòng)也在進(jìn)行只是沒(méi)人意識(shí)到;這個(gè)“意識(shí)前”時(shí)期正如我的“1945年前”時(shí)期的一個(gè)巨大的擴(kuò)展,雖然沒(méi)有生命,但那時(shí)就存在的原子卻構(gòu)成了我們今天的身體。一旦參與進(jìn)來(lái),這些原子之間復(fù)雜的契合就變得有序,從而創(chuàng)造出所謂意識(shí)并且可以看到宇宙遠(yuǎn)處“意識(shí)前”無(wú)生命時(shí)期發(fā)出的光,F(xiàn)在的我們可以接受見(jiàn)證早期的無(wú)生命時(shí)期,它在這個(gè)事件之后已經(jīng)成為了一種現(xiàn)實(shí)。我們還不是從虛無(wú)中被創(chuàng)造出來(lái)的,而是源自原始的“粗糙物質(zhì)”以及億萬(wàn)年前形成的原子,它們的有序排列聚集就形成了我們。
這就引出了我的終極問(wèn)題:如果沒(méi)有生命,沒(méi)有地球,沒(méi)有太陽(yáng)和星星,沒(méi)有用于聚集的原子,而只有虛無(wú)的空曠會(huì)怎么樣?首先我刪除了我頭腦中對(duì)宇宙的慣性思維印象,來(lái)盡力想象剩下的一無(wú)所有的世界。接著我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)哲學(xué)家們?cè)缇兔靼椎氖虑椋核伎继摕o(wú)是極其困難的。年少無(wú)知時(shí)的我一直好奇在我出生前宇宙在何處,現(xiàn)在我考慮的是如果我壓根沒(méi)有出生,宇宙會(huì)如何!拔覀兪切疫\(yùn)的因?yàn)槲覀兘K將死亡”①,因?yàn)樗锌赡艿模模危两M合是無(wú)限的,而其中有幾十億種永遠(yuǎn)無(wú)法引發(fā)出意識(shí)。對(duì)于那些永遠(yuǎn)無(wú)法出生或者已經(jīng)死亡的東西,宇宙又該如何?所有文明都創(chuàng)造了關(guān)于人死后的神話(huà),所以很難接受當(dāng)腦死亡之后意識(shí)只能消亡。但是對(duì)于那些永遠(yuǎn)沒(méi)有開(kāi)始也不會(huì)開(kāi)始的DNA組合,意識(shí)又意味著什么呢?
要理解意識(shí)的出現(xiàn)和消亡,和理解宇宙萬(wàn)物如何從無(wú)到有一樣困難。物質(zhì)是被憑空創(chuàng)造出來(lái)還是原來(lái)就有某種原始的東西?如果沒(méi)人知道這里空無(wú)一物,那么這里還能空無(wú)一物嗎?我越努力想解開(kāi)這些謎團(tuán),就越感覺(jué)自己處在啟蒙和癲狂的邊緣。若干年后,作為一個(gè)資深宇宙學(xué)科學(xué)家,我又重新回到這些問(wèn)題上,開(kāi)啟了一段尋找答案的新的旅程。而所有的結(jié)果就是這一本薄薄的書(shū)。我為我之前問(wèn)過(guò)自己這些問(wèn)題而感到驕傲,因?yàn)閿?shù)百年來(lái)這些問(wèn)題一直被無(wú)數(shù)大哲學(xué)家提及,并且還沒(méi)有公認(rèn)的答案。在不同時(shí)期,當(dāng)一種哲學(xué)力壓群芳,人們接受到的智慧也在進(jìn)化。
可以存在一種真空嗎,一種一無(wú)所有的虛無(wú)狀態(tài)?正如上帝是否存在的問(wèn)題,這些答案似乎要看你怎么定義虛無(wú)了?紤]到邏輯的巨大力量,古希臘哲學(xué)家們持有相反的觀點(diǎn)。亞里士多德就曾斷言不可能有一個(gè)完全虛空的地方。甚至出現(xiàn)了一個(gè)公理稱(chēng)為“自然界憎惡真空”。我首先需要研究的問(wèn)題之
一就是這個(gè)公理意味著什么,以及為什么它會(huì)在過(guò)去兩千多年里被奉為真理。
弗蘭克·克洛斯(Frank Close),英國(guó)人,牛津大學(xué)物理學(xué)教授,?巳卮髮W(xué)研究員,曾任盧瑟!ぐ⑵諣栴D實(shí)驗(yàn)室的理論物理學(xué)部門(mén)負(fù)責(zé)人,曾榮獲了大英帝國(guó)官佐勛章(OBE)、英國(guó)物理學(xué)會(huì)開(kāi)爾文獎(jiǎng)。他還擔(dān)任過(guò)歐洲核子研究中心公共教育和通訊部的負(fù)責(zé)人,因其在促進(jìn)物理學(xué)的公眾理解和科普寫(xiě)作方面的突出貢獻(xiàn),他獲得了英國(guó)媒體評(píng)出的2007年佳科普寫(xiě)作獎(jiǎng)(“Sygenta Prize”)。他的其他作品有:《路西法的遺產(chǎn)》(2000)、《奧德賽粒子》(2002)、《虛空》(2007)等。
羊奕偉,四川人,博士,畢業(yè)于清華大學(xué)工程物理系,F(xiàn)就職于中國(guó)工程物理研究院,研究領(lǐng)域主要為核物理及高能物理。