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我們現在所從事的是把愛因斯坦的廣義相對論和費因曼的多種歷史的思想合併成一個完備的統一理論,該理論將描述在宇宙中發生的一切事物。如果我們知道宇宙的歷史是如何開始的話,這個統一理論就使我們能夠計算宇宙將如何發展。但是統一理論自身並不告訴我們宇宙如何開始,或者說初始條件是什麼。為此,我們需要所謂的“邊界條件”,也就是告訴我們在宇宙的前沿,或者在空間和時間的邊緣上發生什麼的規則。
如果宇宙的前言只不過是在空間和時間的正常點上,我們便可以超越過它並宣佈更遠的領地為宇宙的一部分。另一方面,如果宇宙的邊界是處於一個不整齊的邊緣,在那兒空間和時間被擠皺而且密度無限大,要去定義有意義的邊界條件則非常困難。
然而,我和一位合作者,詹姆·哈特爾意識到還存在第三種可能性。宇宙在空間和時間中也許沒有邊界。初看起來,這似乎與彭羅斯和我證明的定理直接接觸。該定理看出,宇宙必須有一個開端,即時間的邊界。然而,正如在第二章中解釋過的,存在另一種時間,稱作虛時間,那是和我們感覺到正在流逝的通常的實時間成直角的時間。宇宙在實時間中的歷史確定其在虛時間中的歷史,反之亦然,但是這兩種歷史可以非常不同。特別是,宇宙在虛時間中可不必有開端或終結。虛時間正如同空間中的另一個方向那樣行為。這樣,宇宙在虛時間中的歷史可被認為是一張曲面,像一個球面,一個平面或者一個馬鞍面,只不過是思維而不是二維的。
如果宇宙的歷史像一張馬鞍面或一張平面那樣伸展出去,人們就遭遇到如何在無窮處選取邊界條件的問題。但是,如果宇宙在虛時間中的歷史是一張閉合的曲面,正如地球的表面那樣,人們便可以在根本上避免邊界條件的選取。地球的表面沒有邊界或邊緣。從來未有可靠的報道說人們從那兒失阻落下。
如果正如哈特爾和我設想的那樣,宇宙在虛時間中的歷史的確是一張閉合的曲面,它對於哲學和我們從何而來的圖景邊有基本的含義。宇宙就會是完全自足的;它不需要外界的任何東西去卷緊其發條並啟動之。想反地,宇宙中的任何東西都由科學定律以及宇宙之中的骰子的滾動所確定。這聽起來也許有些狂妄,但是它正是我和許多其他科學家所相信的。
如果即便宇宙的邊界條件是它沒有邊界,它也不僅僅只有一個單獨的歷史。它將具有多重歷史,正如費因曼所建議的那樣。對應於每一種可能的閉曲面在虛時間中多存在一個歷史,而在虛時間中的每一個歷史都確定其在實時間中的歷史。這樣,我們對於宇宙就有了過量的可能性。是什麼東西從所有可能的宇宙中挑選出我們在其中生存的特殊的宇宙呢?我們會注意到的一點是許多可能的宇宙歷史不會經過形成星系和恆星的過程式列,而這個序列對於我們自身的發展是至關重要的。而智慧生命在沒有星系和恆星的條件下演化似乎是不太可能的。這樣,我們作為能夠詰問“宇宙為何是這樣子?”的問題的生命的存在本身,便是加在我們生活其中的歷史的一個限制。它意味著我們的歷史是具有星系和恆星的少數歷史中的一個。這就是所謂的人擇原理的一個例子。人擇原理講,宇宙必須多多少少像我們看到的那樣,否則的話,便不會有任何人在此觀察它。許多科學家不喜歡人擇原理,因為它似乎相當模糊,而且似乎沒有多少預言能力。但是可以賦予人擇原理以精確的表述,而且看來它在處理宇宙起源之時是關鍵的。在第二章中描述的M…理論允許巨大數量的可能的宇宙歷史。這些歷史中的大多數不適合智慧生命的發展:它們要麼是空虛的,要麼太短命,要麼太過彎曲,或者在其他某方面出差錯。而根據查裡德·費因曼的多重歷史觀念,這些不可居住的歷史可有相當高的機率。
事實上,可以存在多少不包含智慧生命的歷史根本沒有什麼關係。我們只對智慧生命在其中發展的歷史的子集感到興趣。這種智慧生命可以一點都不像人類。小綠色外星人也可以。事實上,他們也許更優秀。人類的智慧行為的記錄並不非常光彩。
作為人擇原理威力的一個例子,考慮空間中的方向數目。我們生存在三維空間中,這是一個常識。那也就是說,我們可以用三個數代表空間中的一點的位置,例如緯度,精度和海拔高度。但是為何空間是三維的呢?為什麼不像科學幻想中的那樣為二維的,或者四維的,或者甚至是其他的維呢?在M…理論中,空間有九維或者十維,但是人們認為其中六七個或七個方向被捲曲成非常小,只留下三個大的幾乎平坦的方向。
為何我們