科 學 與 信 仰
漫 談 科 學 與 信 仰 的 兼 容（四）
宇 宙 大 爆 炸 的 「 奇 工 」
周 小 安
詩 人 海 涅 曾 這 樣 說 過 ： 「 宇 宙 是 有 限 的 ， 還 是 無 限 的 ？ 一 個 白 痴 才 指 望 有 一 個 答 案 。 」 這 反 映 了 探 尋 宇 宙 起 源 問 題 確 實 是 不 容 易 解 決 的 。 然 而 ， 人 生 的 有 限 ， 以 及 人 對 永 恆 的 渴 望 最 容 易 使 人 生 出 對 宇 宙 無 限 的 感 慨 。 中 國 古 代 的 哲 學 思 想 中 ， 宇 宙 無 限 佔 有 絕 對 的 優 勢 。 張 衡 《 靈 憲 》 說 ： 「 宇 之 表 無 極 ， 宙 之 端 無 窮 」 。 《 莊 子 ， 庚 桑 楚 》 說 ： 「 有 實 而 無 乎 處 者 ， 宇 也 ； 有 長 而 無 剽 者 ， 宙 也 。 」 王 勃 《 藤 王 閣 序 》 說 ： 「 天 高 地 迥 ， 覺 宇 宙 之 無 窮 」 。
在 西 方 哲 學 史 上 ， 康 德 首 次 提 出 在 宇 宙 的 有 限 無 限 問 題 上 存 在 著 一 個 矛 盾 ， 也 就 是 說 ， 下 面 的 正 題 和 反 題 都 可 以 在 哲 學 上 得 到 証 明 ：
正 題 ： 宇 宙 在 時 間 上 有 開 端 ， 在 空 間 上 也 有 界 限 。
反 題 ： 世 界 無 開 端 ， 也 沒 有 空 間 界 限 ； 它 在 時 間 和 空 間 上 都 是 無 限 的 。
看 來 ， 單 從 哲 學 的 進 路 ， 人 似 乎 無 法 解 答 宇 宙 起 源 的 問 題 。
從 科 學 的 進 路 來 看 ， 人 類 對 宇 宙 有 限 無 限 的 認 識 主 要 經 歷 了 三 個 階 段 ：
第 一 階 段 以 亞 里 士 多 德 的 同 心 球 宇 宙 論 為 代 表 。 這 種 宇 宙 論 認 為 宇 宙 是 有 限 的 ， 並 以 地 球 中 心 為 宇 宙 的 中 心 ； 但 它 卻 是 永 恆 的 。 對 亞 里 士 多 德 來 說 ， 無 限 就 是 永 恆 。 他 說 ： 「 無 限 的 真 正 含 義 與 人 們 平 常 所 說 的 恰 好 相 反 ， 它 不 是 此 外 全 無 ， 而 是 此 外 永 有 。 」
第 二 階 段 以 牛 頓 的 絕 對 時 空 觀 為 代 表 。 牛 頓 的 慣 性 定 律 說 ， 一 個 不 受 外 力 的 物 體 將 保 持 其 靜 止 或 勻 速 直 線 運 動 狀 態 不 變 。 那 麼 ， 宇 宙 必 須 為 一 個 自 由 運 動 的 粒 子 準 備 無 限 的 空 間 和 時 間 ， 以 保 持 其 勻 速 直 線 運 動 狀 態 。 所 以 ， 牛 頓 認 為 ， 空 間 就 像 一 個 無 邊 無 際 的 大 箱 子 ， 時 間 就 像 一 條 無 始 無 終 的 河 流 。 有 兩 點 在 這 裡 值 得 一 提 ； 第 一 ， 前 面 提 到 的 康 德 論 證 宇 宙 有 限 無 限 問 題 的 反 題 ， 是 基 於 牛 頓 的 絕 對 時 空 觀 。 第 二 ， 馬 克 思 主 義 的 哲 學 ， 也 是 基 於 牛 頓 的 絕 對 時 空 觀 。
第 三 階 段 以 愛 因 斯 坦 的 廣 義 相 對 論 和 宇 宙 大 爆 炸 理 論 為 代 表 。 1916 年 ， 愛 因 斯 坦 根 據 非 歐 幾 里 德 幾 何 ， 建 立 了 廣 義 相 對 論 ， 第 二 年 他 從 廣 義 相 對 論 的 計 算 發 現 ， 宇 宙 並 不 是 永 恆 靜 止 不 變 的 ， 而 是 不 斷 地 擴 張 或 收 縮 。 為 迎 合 他 原 有 的 永 恆 靜 止 的 宇 宙 觀 ， 他 不 得 不 引 進 一 個 宇 宙 常 數 ， 來 抵 消 宇 宙 不 斷 擴 張 或 收 縮 的 可 能 性 。 愛 因 斯 坦 後 來 承 認 ， 這 是 他 一 生 中 所 犯 的 最 大 錯 誤 ， 因 為 宇 宙 膨 脹 的 理 論 後 來 得 到 科 學 觀 測 的 有 力 支 持 。 到 目 前 為 止 ， 宇 宙 大 爆 炸 理 論 仍 然 是 大 多 數 天 文 物 理 學 家 的 共 識 。
英 國 劍 橋 大 學 著 名 天 文 物 理 與 數 學 家 霍 金 (Stephen Hawking) 和 彭 羅 斯 (Roger Penrose) ， 在 1970 年 根 據 廣 義 相 對 論 共 同 證 明 ， 宇 宙 起 始 必 有 奇 點 。 宇 宙 在 這 奇 點 處 是 無 限 的 小 ， 它 的 密 度 是 無 限 的 大 ， 而 溫 度 又 是 無 限 的 高 。 在 此 奇 點 處 ， 任 何 物 理 定 律 都 告 無 效 ， 它 因 此 是 自 然 領 域 與 非 自 然 領 域 的 交 會 點 。 宇 宙 起 源 於 這 個 奇 點 ， 它 是 從 這 個 奇 點 開 始 的 大 爆 炸 的 結 果 。
最 後 要 說 明 的 是 ， 愛 因 斯 坦 的 廣 義 相 對 論 與 牛 頓 力 學 的 根 本 區 別 ， 從 數 學 上 看 ， 是 黎 曼 幾 何 與 歐 幾 里 德 幾 何 的 區 別 ； 從 時 空 觀 看 ， 是 關 係 時 空 觀 與 實 體 時 空 觀 的 區 別 。 根 據 廣 義 相 對 論 ， 根 本 就 不 存 在 任 何 外 在 於 事 物 或 事 件 的 時 間 和 空 間 。 空 間 反 映 的 是 事 物 之 間 的 並 存 關 係 ， 時 間 則 可 以 被 空 間 化 。 （ 我 認 為 這 是 廣 義 相 對 論 不 完 善 之 處 ， 因 為 空 間 化 的 時 間 忽 略 了 事 物 的 創 生 、 毀 滅 、 變 化 和 發 展 ， 更 嚴 謹 地 說 ， 就 是 忽 略 了 信 息 的 改 變 。 ） 當 代 有 限 宇 宙 論 根 本 就 不 存 在 古 人 所 關 心 的 ， 宇 宙 邊 界 之 外 是 什 麼 的 問 題 。 所 以 ， 根 據 當 代 科 學 的 宇 宙 觀 ， 不 僅 康 德 的 反 題 不 能 成 立 ， 馬 克 思 主 義 的 哲 學 也 必 須 重 新 建 構 。
也 許 ， 在 這 裏 我 可 以 大 膽 地 下 一 個 結 論 ： 到 目 前 為 止 ， 最 先 進 的 科 學 和 最 可 靠 的 哲 學 ， 都 支 持 聖 經 中 神 創 造 的 啟 示 ─ ─ 宇 宙 的 確 有 一 個 「 起 初 」 。 如 果 有 人 覺 得 「 神 創 造 宇 宙 」 太 虛 無 飄 渺 ， 太 超 乎 常 理 ， 那 他 就 需 要 反 省 一 下 自 己 的 偏 見 是 否 太 深 了 。
