科学与基督信仰:相悖还是相容?— 第四章(13)

无边界假说

让我们回到霍金的“无边界假说”,即宇宙无始无终的构想。视宇宙为一波函数,霍金期望对137亿年前的宇宙大爆炸进行一翻合理解释。他的研究至关重要的一点是虚时间概念。虚时间概念是理论化学家和理论物理学家偶尔使用的一种强大的数学工具。我清楚地记得1965年10月的一天,当时我在麻省理工学院上大四,在一堂复变函数课上,我发现围线积分得出的结果是残差和的2倍。对我而言,那可以说是当时为止人生中经历到的最大的启示。我亲密的同事、伯克利大学的威廉·H·米勒(William H. Miller)教授在1969年运用虚时间概念诠释了化学反应的动力学问题,这使他成为科学界一个家喻户晓的人物。使用虚时间概念的确是个强大的工具。

请容我多说两句,让我描述一下虚时间应用在理论物理学与化学上的要点。首先,我们要从一个精准确定的问题入手,这里所有的变量都必须是实数。好比说,所有粒子的位置是实数,所有的速度为实数,等等。实数问题当然得从所有的量都取实数开始。然后,我们做一个仔细甄选的偏移将其带入复平面,使得一个量或更多的量变成复数。接下来经过一系列特别酷的数学计算。最后,再把所有的变量都恢复至实数。通过这种数学推演,我们就能得到一些用其它方法无法证明的重要结论。

霍金和哈托提出的“无边界假设”则起始于一个极其简单的宇宙模型。他们使时间虚数化,然后就在这个严格限定的模型里证明了所谓的宇宙无始无终。这里面的错误就在于他们一直都没有将虚数时间返回到实数时间,所以霍金的宇宙无始无终结论也只能是数学术语上的某种概念。然而,我们人类所依存的时间是真实的存在,并非霍金的虚时间,宇宙总会有个奇点,即时间的起点。

《时间简史》一段明显自相矛盾的陈述中,霍金的确也承认这一点。这种情况让我们看到了霍金的自我对抗。下面这句话才是霍金自己给出的理性正解:“然而,回到我们身处其中的真实时间,宇宙仍将呈现出奇点。在真实时间里,奇点形成了时空的边界,一切科学定律在此失效,宇宙就在奇点上有了起始和终结(第一版第144页)。”只有生活在虚时间概念里(放心,它不会马上临到你!),我们才不会邂逅奇点。而在真实时间中,137亿年前,宇宙就这样无中生有地被创造出来了。因此毫不奇怪,无边界假说在物理学界几乎是没人支持的。

出于某种不安,我想再冒昧地说几句,我认为有理由说哈托和霍金的“无边界假设”并无多大的科学意义。因为:第一,这个假说是没有现实依据的纯数学推演;第二,之前那些较简单的模型无法给出的可被验证的科学预测,该假说同样也无法给出;第三,这个假说并没有带出任何有意义的研究进程。这个假说的主要目的,似乎只是想通过断言大自然是自洽完备并且永恒的,来逃避有上帝存在的宇宙学论点罢了。

(未完待续)


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