時間之外的觀察

夏朝明

摘要：我們從哪里來？又要到哪里去？我們存在的意義是什么？千百年來，無數的物理學家，天文學家，生物學家，文學家，哲學家，思想家，都曾無數次地思考過這個問題。

關鍵詞：時間；宇宙；能量

在神學時代，我國有過“盤古開天”，“女媧造人”之說。希臘神話中，也有過天地之神結合，眾神經過一番磨難才得以出生之說。所以，神學時代，無論奴隸社會還是封建社會，人們堅貞不渝地認為人就是神的造物，與其他鳥獸截然不同。而后的各種宗教，大力宣傳神的地位，推崇自己的思想，獲得民眾的支持贊同。統治者為了鞏固自己的地位，宣揚“君權神授”，這自然也可以理解。人也是群居動物，對神的追崇使得人群具有更強的凝聚力，但弊端也隨之顯現。思想的禁錮拖延了科技的進步，以至于亞里士多德之前沒有人能算得上是真正的科學家了。

雖然亞里士多德的許多理論在伽利略時代就已經被推翻，其中就包括學到過的力與運動的關系。亞里士多德的觀點在現在看來幾乎可笑，但卻在幾千年間令無數的人深信不疑。他也許并不完美，但他對世界的觀察的方法卻對后代科學有著密不可分的關系。人們不只是為了單一的生存，開始描述世界，探索世界。

世界的樣子，人們擁有過無數的大膽猜想。對于過去的人們而言，自己所到的距離從來沒有盡頭。但根據自己的常識卻知道它一定有個盡頭，所以直接應當是一塊水平的大平板。板上有突起就是山巒，凹下就是湖泊，劃痕就是河流，而盡頭，就是無邊的海洋。但河流中的水會流動，海洋中的水到那里去了呢？一定會從世界的邊緣流下去，永遠流下去，或到達另一個世界。這種大膽想法在電影《加勒比海盜》曾經得到過模擬，船只在世界的盡頭掉落，最終到達另一個世界。但早在公元前340年，亞里士多德就在他的《論天》一書中提到過世界不是一塊平板而是一個圓球。并且提出了證據：因為月食是地球運行到太陽和月亮之間引起的，而我們觀察到地球在月亮上的影子總是圓的。如果是一個平面，影子不會總是圓形，會變為四邊形或橢圓形。并且海邊的人們意識到，遠處駛來的船只總是先露出桅桿，再出現船身。如果世界是塊平面，怎么會出現這種現象？麥哲倫的環球航行最后也是最直接地驗證了這個事實，從此，世界是個球體，我們生活在地球。

一位頑童，厭惡學習，愛好動手制作，被同學嘲笑后開始努力學習，最終考取劍橋大學，成為現代物理數學的一位奠基人，他就是牛頓。他的力學體系被廣泛認同，他的引力定律令人拍案叫絕，他開創了物理學中光學這一分支，他發明了微積分學。他的成就遠大于與他同一時期的所有科學家。我們的物理學習很多都與他有關，對他又愛又恨。他對人類的貢獻巨大，對科學的影響深遠。他的引力定律使我們的眼睛望向了星空。太陽系的八大行星正在按照他的規律運行。牛頓將引力描述為超距作用的力，這在太陽系中非常成功，但在強引力場下失效。所以在近代，出現了許多理論來描述宇宙。它們中每個都不能以偏概全，像牛頓理論一樣都有自己的適用范圍。其中愛因斯坦的廣義相對論與普朗克的量子理論被譽為當代物理學最偉大的理論。廣義相對論用來描述引力和宇宙大尺度的結構，而量子力學處理極小尺度例如原子及更低水平的現象。但不巧的是，它們不可能都對。所以當代物理學的主要目標之一就是創建一個將它們結合在一起的新理論——量子引力論。現代物理學家霍金就是這一理論的提出者。可能獲得這一理論還遙遙無期，但人們從未停下腳步去探索世界。不只是自己生活的世界，更是太陽系之外，整個宇宙中的萬千世界。

如果我們發現了其他星球，發現了其他生命。或許你沒那么開心因為買彩票花的錢已經遠大于獎金了，但必然會中獎。生命的出現大概也是如此，無數種物質的組合，無數的不同恒星系中的條件，宇宙中無數顆恒星，可能只有幾種能產生生命，但已經是必然了。既然有了我們，就一定有了他們。地球上生命的相互依存，相互競爭進入了一個較為穩定的時期，地球的條件適宜了地球生命的生存。地球生命也在改變地球的環境。沒有生命的星球，也許就不會有氧氣，沒有氧氣就無法大量氧化有機物放出能量，自然就不會有大型的多細胞生物出現。這只是在地球上，也許另一顆星球上的他們正在以一種其他的化學反應為自己提供著能量，我們聞所未聞。也可能是某些較為溫和的核反應，為他們的機體提供著能量，我們難以置信。但這也許就實實在在地存在著，只是我們沒有發現。根據永恒的能量守恒理論，生命體的能量一定要有來源。我們地球生命的能量基本全部來自于我們的恒星：太陽。太陽的能量創造了生命，也在億萬年間維持著生命之火的延續。生產者利用陽光的能量與輻射溫度，合成著大分子的淀粉等能量物質供初級消費者食用、生存。更高級的消費者間接地食用初級消費者所吸收的太陽能，維持著生存。地下的石油、天然氣，全部是上古時代的植物所接收的太陽能的產物。為我們提供了大量的生活能源。我們的能量來自太陽，太陽的能量來自聚變反應，聚變反應的能量來自于虧損的質量，而質量又仿佛來自于能量，實在變得無法解釋。生命本身也是一個能量體，儲存著能量，利用著能量。難道生命就是能量的消費者嗎？這個宇宙創造了我們，到底要求我們為它做些什么呢？

宇宙的有序度在下降，熵在升高。巨大的能量從有序中釋放，轉化為其他種無序形式。我們的太陽正處于中年期，仍有充分的聚變燃料供它消耗。天文學家們對于其他恒星的觀察使他們可以推斷出太陽的余生。當約50億年后，氫燃料被耗盡時，溫度開始下降，顏色逐漸變紅，太陽的氣體外層開始膨脹，演化為一顆紅巨星，它有一個碳核，被燃燒的氫與外層氣體包裹，此時它的體積足以包含地球軌道。當能量進一步釋放，太陽開始變冷收縮，最終塌縮成一顆白矮星。質量更大的恒星塌縮后會形成中子星或黑洞，它們都有巨大的密度，黑洞還有可怕的引力密度，強大的潮汐力可以將物質撕扯成離散的原子。當然在有生之年我們是不會見到這些宇宙深處的可怕場景，也不會經歷太陽的熄滅的黑暗。但如果現代科技仍以指數次的效率進步的話，不出千年人類就有能力航行至下一個星系尋找新的家園。也許我們推崇的現代科技理論會被千年后的人們視作笑柄，但我們也應該想盡我們能想的，做及我們能做的，不為未來留下遺憾。歲月是文明最好的見證。

回過頭來，如果能量是守恒的，那么整個宇宙的能量總和應是一個常數。每秒鐘都有巨量的能量在太陽系中被釋放，更有無數的能量在宇宙的其他地方被釋放。很明顯，宇宙的能量分布是不均勻的。每一顆恒星都是一個能量聚集體，它四周的能量密度高于其他深空地帶，但它在不停地釋放它的能量，使能量分布向一個均勻的方向發展。就像盤子中的幾塊在融化的冰，最終水不再聚集，覆蓋了整個盤子，水在盤子中是均勻分布的。也許當若干時間以后，所有的恒星都已經熄滅，所有的黑洞都已經蒸發，宇宙中再無光芒，溫度也變得均勻，在那之后會發生什么？按現在理論推測，真的什么都沒了。能量不會再轉化，沒有運動，沒有輻射，沒有光芒。宇宙也許最后會塌縮、或開放，科學家們仍無法準確計算出宇宙的引力總量，結果無從知曉。到了那時，也許會有某種力量或某個智慧文明，將一切從頭開始。到那時也許就是一個全新的宇宙。而那種力量，將會是時間之外的觀察者。endprint