·无限杂思· 李·斯莫林的时间观


刘洪波 湖北仙桃人。长江日报评论员,高级记者。

    时间要么是真实的,要么不是。时间是不真实的,所以自然规律能独立于时间而发挥作用,或换言之,科学规律具有超越时间和覆盖所有空间的有效性,这是现代物理学给出的图景。但如果时间是真实的,那么包括自然规律在内的一切都不是一成不变,而是随时间的演变而演变。李·斯莫林相信,时间真实,自然规律不是永恒,而是宇宙演变的一种结果。

    从物理学到宇宙学,存在着一个巨大的断裂。物理学的有效性,建立在研究截断了的世界一部分的基础上,科学家将自然的一部分隔离出来加以研究,并得出有效结论,这种研究方法,李·斯莫林称之为“盒中物理学”。盒中物理学的结论变成普遍真理,推广至解释整个宇宙,这是一种困局,何况事实上,“盒子”本质上是无法封闭的,例如没有什么盒子能够屏蔽中微子,更没有盒子能够屏蔽引力波。

    至于多重宇宙,李·斯莫林认为,不过是宇宙学中一个无实际意义的递归解释。就像古人看到任何物体都往下落,但大地没有下落,就要设想一只乌龟托住了大地,但又是什么托住了乌龟,托住乌龟的东西又是被什么东西托住的呢?这样下去,永无尽头。多重宇宙既明言不可到达,甚至不可观测,不可觉察,而只是在数学上加以设想,并用以解释“我们这个宇宙为何是这样”,其实就相当于托勒密天文学要解释太阳系一样,要打上本轮、均轮的诸多补丁。

    李·斯莫林认为宇宙是唯一的,我们所在的宇宙,既是现实的,也是唯一的。如果说大爆炸之时,自然规律得以诞生,那么就有不止一次大爆炸,产生出有着不同自然规律。黑洞就在宇宙内部孕育新宇宙,而我们的宇宙也由此得以获得了演化的基础。物理学应当放弃自然规律永恒不变的观念,用“宇宙自然选择”的观念取而代之。时间并不虚无,而是宇宙各种参数、自然规律协同演化的深度机理。同时,普遍的时间是存在的,无论在宇宙内部,还是在不同的宇宙之间,它可以给出同时性和标示先后。

    这些设想与相对论直接相悖。李·斯莫林解释说,相对论也可以被优雅地改写。在广义相对论中,尺度是普适的,时间是相对的,而在近些年发展的形状动力学构建了一种时间普适、尺度相对的理论,这两者事实上等价。这样,我们就有两种描述宇宙的语言,一种是广义相对论,另一种是形状动力学。在广度相对论中,时间的定义是任意的,时间总是相对的,谈论远方的时间没有意义;而在形状动力学中,时间是普适的,而比较遥远物体的大小没有意义。

    相对于时间的真实,空间就像温度、压力一样,并不是实体性的东西,而只是我们在大尺度上组织事物印象的手段。我们在日常生活中通过远近来组织事物,由此形成空间概念并将它延伸开来。而科技已经有效地溶解了空间,例如以手机的观点看,世界就不是三维而是几十亿维,每个人拥有的邻居就不是三维现实中的上下左右前后六个,而是几乎包括了全部人类。因此,空间也可以不再成为世界理论的起点,理论的第一性概念完全可以用网络来定义,空间可以被描述为一张动态的关系网。宇宙的初期物质和能量高度密集,万事万物紧密相连,也就是几乎打开了所有维度,随着宇宙冷却,连接开始中断,直至降到维持三维所需的极小能量,这就是空间演生的过程。相反,时间则是真实的,因为万事万物的互联,必须有全局时间的存在。宇宙是比相对论有效性更大的尺度,在这一尺度上,时间不是消失了,而是宇宙真实性的来源。

    宇宙是唯一的,意味着不存在无穷远的所在,也不存在无限大的空间。如果宇宙无限大,边界之外又有边界,可视宇宙之外还有无限多的可能,这意味着多重宇宙一定出现,同样的东西一定会出现无数次,无数多个另外的“我”在其他地方过着同样或不同的生活。李·斯莫林认为宇宙学不应关心此事,“对于科学的宇宙学来说,那些与我们的宇宙因果无关的其他宇宙,不能帮助我们理解这个宇宙的特性”。建立在因果关系、可观测性的基础之上,才是科学的特质,如果科学走向多重宇宙设想,既不可观测也不可能与我们的宇宙有任何因果联系,那就颠覆了科学近代以来全部科学的基础,而走向了玄学。

    在李·斯莫林的理论中,除了宇宙是唯一的、时间是真实的之外,还有一个核心思想就是数学并不能完整概括自然世界。近代以来,科学获得成功的典型标志,就是数学成为世界的语言,用数学来揭示事物,被视为最为本质。但数学正是一种时间无关的体系,而且数学是抽象的体系,虽然现实问题能推动数学的发展,但自从数学超越自然数的算术以后,它自身已不再被视为自然的一部分,从而具有超越自然的地位。换言之,数学几乎成为了科学的神主,数学先于自然,乃至高于自然。

    李·斯莫林不认为应当如此,在真实的世界中,自然之后才有数学,数学没有产生事物的能力,数学对应的不是真实的物理过程,而是物理过程的记录。数学结论受到逻辑推理限制,而自然事件由时间中的因果过程产生。宇宙是演化的,因而它就会像生物演化一样,有遗传有变异,丰富万千,生生不息,而不是像完全的逻辑那样,完全符合数学形式。数学并不比自然有更高地位,数学无法预示科学,无法预示自然,数学无“必然性”之外的东西,它无非为定律和推论,而自然则有着一切既有所无以包含的新生力量。通过数学来演算宇宙应当怎样,并把它作为真理,是本末倒置,自然在先,数学在后,自然决定了数学,数学倒推不了自然,终究而言,数学不是宇宙的规则,而是思维的工具;宇宙不是数学的演算场所,相反数学才是宇宙孕育的结果。



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