科 學 與 信 仰
漫 談 科 學 與 信 仰 的 兼 容 ( 七 )
再 談 宇 宙 大 爆 炸 的 「 奇 工 」
周 小 安
理 論 與 觀 測 都 指 出 ， 宇 宙 起 始 必 有 奇 點 。 在 這 奇 點 處 ， 宇 宙 極 小 ， 密 度 極 大 ， 溫 度 極 高 ， 任 何 現 在 已 知 的 科 學 定 律 都 告 無 效 ， 甚 至 連 續 光 滑 的 空 間 － 時 間 觀 念 本 身 也 告 無 效 。 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 。
一 些 物 理 學 家 ， 對 物 理 定 律 在 奇 點 處 變 得 無 效 這 一 點 很 不 滿 意 ， 他 們 致 力 于 克 服 這 一 缺 陷 或 障 礙 。 雖 然 這 方 面 的 工 作 並 未 取 得 真 正 的 突 破 ， 但 其 中 有 些 構 想 仍 值 得 一 議 。
首 先 ， 值 得 高 度 重 視 的 是 發 現 量 子 引 力 的 可 能 性 。 它 表 明 ， 在 這 個 科 學 理 解 的 極 限 之 「 點 」 ， 量 子 力 學 將 發 揮 其 無 可 取 代 的 重 要 作 用 。 在 稱 為 普 朗 克 長 度 (10-35 米 ) 的 區 域 中 ， 根 據 海 森 堡 不 確 定 性 原 理 ， 空 間 － 時 間 度 規 本 身 的 「 量 子 起 伏 」 變 得 這 麼 大 ， 以 至 于 通 常 光 滑 的 空 間 － 時 間 連 續 性 的 觀 念 不 再 有 效 。
這 種 情 形 ， 可 與 20 世 紀 初 物 理 學 家 研 究 原 子 穩 定 性 所 遭 遇 的 困 難 相 提 並 論 。 在 那 裡 ， 早 巳 確 定 的 經 典 理 論 總 是 得 出 「 無 窮 大 的 」 答 案 ， 因 而 經 典 理 論 對 于 這 樣 的 使 命 無 能 為 力 。 量 子 理 論 阻 止 了 原 子 電 磁 坍 縮 的 奇 異 行 為 。 與 此 類 似 ， 人 們 相 信 ， 量 子 理 論 應 在 經 典 空 間 － 時 間 奇 點 處 ， 阻 止 「 無 窮 大 的 」 出 現 ， 從 而 得 到 有 限 的 理 論 。 但 是 ， 這 絕 不 是 通 常 的 量 子 理 論 。 它 必 須 是 空 間 和 時 間 結 構 本 身 的 量 子 力 學 。 它 是 量 子 力 學 與 廣 義 相 對 論 的 統 一 ， 稱 為 量 子 引 力 。
當 物 理 學 家 用 量 子 力 學 的 路 徑 求 和 方 法 去 處 理 愛 因 斯 坦 的 引 力 理 論 時 ， 卻 遇 到 嚴 重 的 技 術 困 難 。 著 名 物 理 學 家 史 蒂 芬 . 霍 金 發 現 ， 如 果 假 設 路 徑 求 和 不 是 在 「 實 」 時 間 內 這 行 ， 而 是 在 所 謂 「 虛 」 時 間 內 進 行 ， 也 就 是 說 ， 如 果 假 設 時 間 是 虛 的 ， 並 和 空 間 的 方 向 不 可 區 分 ， 則 可 以 迴 避 路 徑 求 和 所 遇 到 的 技 術 困 難 。
採 用 上 述 「 虛 」 時 間 的 宇 宙 觀 ， 不 僅 可 以 排 除 宇 宙 的 「 奇 點 」 ， 而 且 更 提 供 了 另 一 幅 宇 宙 圖 像 ： 在 這 兒 時 間 方 向 和 空 間 方 向 是 同 等 的 ， 所 以 空 間 － 時 間 只 有 有 限 的 尺 度 ， 卻 沒 有 「 奇 點 」 作 為 它 的 邊 界 或 邊 緣 。 空 間 － 時 間 就 像 是 地 球 的 表 面 ， 只 不 過 多 了 兩 維 。 地 球 表 面 的 面 積 是 有 限 的 ， 但 它 沒 有 邊 界 或 邊 緣 。 既 然 沒 有 邊 界 ， 所 以 沒 有 必 要 指 定 邊 界 上 的 行 為 。 如 此 一 來 ， 也 就 迴 避 了 宇 宙 大 爆 炸 的 「 奇 點 」 問 題 。 人 們 可 以 說 ： 「 宇 宙 的 邊 界 條 件 是 它 沒 有 邊 界 。 」 這 就 是 所 謂 「 無 邊 界 條 件 的 邊 界 條 件 」 。
霍 金 所 提 出 的 上 述 宇 宙 模 型 有 可 能 對 信 仰 提 出 如 下 挑 戰 ： 宇 宙 是 完 全 自 足 的 ， 而 不 被 任 何 外 在 于 它 的 東 西 所 影 響 。 它 既 不 被 創 生 ， 也 不 被 消 滅 。 試 想 ： 這 樣 的 宇 宙 ， 還 會 有 造 物 主 存 身 之 處 嗎 ?
面 對 霍 金 宇 宙 模 型 的 挑 戰 ， 一 些 神 學 家 採 取 逃 避 的 態 度 。 他 們 放 棄 常 識 和 經 驗 的 世 界 ， 而 逃 到 形 而 上 學 領 域 中 去 ， 並 試 圖 以 所 謂 「 本 體 創 造 」 的 觀 念 來 迴 避 時 間 沒 有 起 始 的 挑 戰 。
我 的 立 場 與 此 不 同 ， 我 寧 願 直 接 面 對 霍 金 模 型 的 挑 戰 。 照 我 看 來 ， 霍 金 提 出 「 虛 」 時 間 的 建 議 ， 作 為 一 種 科 學 理 論 的 嘗 試 ， 是 無 可 非 議 的 。 然 而 ， 要 從 這 個 遊 戲 般 的 設 想 ， 得 出 宇 宙 是 完 全 自 足 的 ， 不 需 要 一 個 創 造 主 的 結 論 ， 則 顯 然 是 走 過 頭 了 。
讓 我 們 來 看 看 「 虛 」 時 間 的 建 議 為 甚 麼 不 可 取 。 「 虛 」 時 間 是 不 能 和 空 間 區 分 的 。 如 果 一 個 人 能 往 北 走 ， 他 就 能 轉 過 頭 朝 南 走 。 同 樣 的 ， 如 果 一 個 人 能 在 虛 時 間 裡 向 前 走 ， 他 也 應 該 能 轉 過 來 往 後 走 。 這 表 明 在 虛 時 間 裡 ， 往 前 和 往 後 之 間 不 可 能 有 重 要 的 差 別 。 這 樣 的 時 間 觀 存 在 兩 方 面 的 問 題 ： 第 一 ， 從 物 理 學 來 看 ， 根 據 熱 力 學 第 二 定 律 ， 時 間 是 有 方 向 性 的 。 所 以 ， 在 現 實 當 中 ， 我 們 總 是 看 到 一 杯 水 從 桌 子 上 滑 落 到 地 板 上 被 打 碎 ， 卻 從 未 看 到 破 碎 的 杯 子 和 四 濺 的 水 集 合 起 來 並 跳 回 桌 子 上 。 ( 如 果 將 錄 像 帶 倒 過 來 看 ， 我 們 可 以 看 到 這 一 幕 ， 但 切 莫 將 倒 看 錄 像 帶 的 情 形 與 現 實 情 形 混 淆 。 )
第 二 ， 從 哲 學 上 看 ， 特 別 是 從 作 為 科 學 基 礎 的 因 果 原 理 來 看 ， 未 來 與 過 去 有 根 本 的 不 同 。 未 來 是 尚 未 存 在 的 ， 過 去 是 巳 經 存 在 的 。 在 虛 時 間 裡 ， 過 去 與 未 來 就 像 南 方 與 北 方 一 樣 都 是 存 在 著 的 。
基 於 上 述 二 種 考 量 ， 我 認 為 霍 金 的 「 虛 」 時 間 建 議 是 不 可 取 的 。 最 後 ， 我 想 指 出 ， 霍 金 之 所 以 提 出 「 虛 」 時 間 的 建 議 ， 是 因 為 他 錯 誤 地 發 揮 了 愛 因 斯 坦 的 相 對 論 。 根 據 愛 因 斯 坦 的 相 對 論 ， 時 間 和 空 間 首 先 不 是 互 相 獨 立 的 ， 而 是 互 相 關 聯 的 。 第 二 ， 它 們 不 是 絕 對 的 ( 即 可 以 脫 離 事 物 和 事 件 而 存 在 ) ， 而 是 相 對 的 ( 不 能 脫 離 事 物 與 事 件 ， 特 別 是 與 觀 測 者 的 狀 態 有 關 ) 。 但 愛 因 斯 坦 相 對 論 並 沒 有 要 求 將 時 間 「 空 間 化 」 。 恰 恰 相 反 ， 科 學 和 哲 學 的 考 量 都 要 求 我 們 將 空 間 「 時 間 化 」 ， 而 不 是 相 反 。 事 實 上 ， 膨 脹 的 宇 宙 說 明 空 間 本 身 也 是 隨 時 間 演 化 的 事 件 ， 而 不 是 脫 離 時 間 和 事 件 的 實 體 。 讓 我 在 這 裡 覆 述 在 第 (5) 講 中 的 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 」 。
