時間起源

時間起源— 宇宙學家是時間的旅人，借望遠鏡穿梭時光是他們的浪漫。 你知道嗎，當你仰望漫天的星辰，你可以看到宇宙一百億年的樣子。你曾否好奇我們從哪裏來？時間有起點嗎？我們又爲何存在？霍金二十多年的學生兼同事，世界著名宇宙學家托馬斯·赫託格，在《時間起源》裏寫下了霍金關於時間的最後的思考。 物理革命二十世紀末物理學的大廈快要落成的時刻，兩朵烏雲帶來了深遠的物理變革。它們分別引出了相對論和量子力學，我們今天生活的一切 — 核能、航空、計算機、通信等等幾乎來源於此。 但這兩大理論有着深刻的矛盾，1970年霍金通過奇點定理證明廣義相對論可以推導出，宇宙的初始和黑洞的中心，因爲密度和引力變得無限大，經典物理定律不再適用。而這個初始就是大爆炸，我們無法知道大爆炸之前的事。 霍金的黑洞輻射理論，創造了信息悖論。廣義相對論指出黑洞中的信息無法逃逸。如果黑洞最終蒸發，落入黑洞的所有信息隨之永遠消失，與量子力學中的信息守恆原則相沖突。 人擇原理大爆炸理論可以解釋我們從何而來，但是不能解釋我們爲何存在。宇宙中的物理常數是如此的精確巧合，哪怕偏離很少一點點，生命就不會誕生，我們會迎來一個了無生機的宇宙。很多物理學家因此篤信造物主的存在。 爲了解釋爲什麼我們存在，物理學家無奈的訴諸了人擇原理。 弱人擇原理說我們觀察到的宇宙特性之所以如此，是因爲只有在這樣的條件下，觀察者（即我們人類）才能存在。 強人擇原理則推測可能存在許多不同的宇宙，每個宇宙都有不同的物理規律和常數。我們所在的宇宙之所以有生命存在的條件，我們正好處在其中一個適合生命存在的宇宙。 無奈之處在於，卡爾·波普爾提出的可證僞性原則是幾百年來物理學的核心。沒有一個科學理論絕對正確，都有被證僞的一天，但它們可以通過一次次的實驗檢驗來增強自己的生命力。而人擇原理，特別是強人擇原理則屬於無法檢驗的哲學範疇。 量子宇宙後期的霍金試圖找出人擇原理之外的解釋。傳統的物理學把初始條件排除在物理定律之外，通過改變不同的初始條件來推測物理定律。而宇宙學的難點在於我們沒有辦法改變初始條件 —— 不識廬山真面目，只緣身在此山中。 霍金在尋找一種能夠包含初始條件的物理系統，他將目光投向了達爾文主義。達爾文的進化論將上帝踢出了舞臺，世界可以自發的演化出自己的樣子。霍金晚年提出了一種和《時間簡史》（自下而上）裏不一樣的宇宙觀，稱之爲自上而下的宇宙觀。物理定律也是自發的演化出現在的樣子。 量子力學的概率和隨機性，破壞了傳統的因果性和決定論。不存在一個全知全能的麥克斯韋爾妖，可以精確的預測這個世界下一刻的樣子。世界的宿命從註定，到概率。薛定諤的貓的箱子，上帝的骰子的篩盅，揭開謎底（坍縮）方式，就是觀測。 霍金將量子力學引入了宇宙學。每一次觀測行爲都相當於對可能的未來進行修剪。量子理論的測量就像一個岔路口，在這裏歷史分爲兩個或多個獨立的分支。觀測也可以觸及過去，霍金說“宇宙的歷史取決於你問的問題。” 寫在最後在《時間簡史》裏霍金說，即使我們真的找到了一種萬物理論，它也只是一組規則和方程，是什麼給方程注入了活力？ 霍金最後的答案是：觀測。我們創造了宇宙，正如宇宙創造了我們。

《時間起源》的作者是霍金教授的學生，本書不僅回顧了人類歷史上對於時間的各種看法和思考，重點闡述了量子力學理論推動的宇宙起源發展觀，其中穿插了許多霍金教授工作的回憶，充滿了對科學偉人的崇敬和懷念之情。 書中大段的內容，駁斥“人擇理論”的淺薄和可笑，重點介紹了霍金教授從早期到後期以來宇宙起源的見解和不斷變化的過程，黑洞研究部分很有趣，但中間一大段看的不太明白，有點晦澀艱難，我大概明白了“無邊界宇宙起源”，“在原始宇宙中，物理學的規則處在一個隨機變化和選擇的過程中，類似於達爾文的進化論，而各種粒子、相互作用力，甚至我們認爲連時間都會逐漸消失在大爆炸中”，“這就是爲什麼史蒂芬將他的終極理論稱爲自上而下的宇宙學：我們是在倒着閱讀宇宙歷史的基本原理，這就叫自上而下”。 關於宇宙的起源，事關每個人面對的終極問題，“你從哪裏來”，不僅指時間也指空間，霍金教授思考一生，也無法從正面回答這個問題，只好從哲學角度試着回答，是不是也算一種無奈的妥協，因爲那個確定的答案可能無法探究和被理解。 我們只是產生了意識的局部宇宙，只能從現有的數據和信息來推斷臆測已經消逝的歷史，而且作者提到的歷史光錐範圍，也僅僅是整個宇宙立體歷史的一個小的片段部分，我們又怎樣保證能得出可以驗證的真實真相呢？文末作者提到“拒絕接受“宇宙是一個機器，由先前存在的絕對定律所支配”這樣的觀點，而認爲宇宙是一種自組織實體，各種演生出來的規律在其中出現，其中最普遍的那些，我們稱之爲物理定律。” 這樣的洞見很值得普通人停下手中的柴米油鹽醬醋茶去認真想一想，怎樣度過這短暫的一生，在這片宇宙產生了生命的小島上留下一點印記，最好不要進化成螞蟻那樣羣體，失去個人意識的自由。

2018年3月14日，霍金離開了我們，但他的思想卻仍然鼓勵着許多物理學家砥礪前行。在赫託格的新書《時間起源》中，他講述了他與霍金對宇宙的全新思考。我們也將從這本書中閱讀到更多關於時間、黑洞、宇宙起源、自上而下、全息宇宙學的故事。

循着霍金畢生的求索之路，奔赴時間與宇宙的本源。硬核宇宙學褪去晦澀，在層層推演裏，讀懂星河演化，讀懂人類對時空永恆的浪漫追問。

自《時間簡史》之後，又一部直面宇宙本源的科普讀物，筆者師從霍金，再一次深刻的展示宇宙時空的宏偉畫卷。對於數學功底近乎於無的我，從數學公式的角度領悟我們這個大千世界無疑很難，好在，文學和哲學可以用語言以另外一個角度讓我們一窺時空的奇妙。牛頓的經典物理客觀的展示，以至於中小學的教科書都可以精確表述，到了愛因斯坦，相對論顛覆了我們對於時間和空間的直觀，速度與時間的反比，質量導致的時空彎曲揭示萬有引力的最本質，以至於黑洞，事件視界，宇宙島所引發的多宇宙假說，空間的多維度，量子物理的尺度下因果都可能不確定。我有一種感覺，《時間簡史》一類的書不止讀過一遍，每一次閱讀都好像在聆聽新的知識，在這樣的知識面前，我似乎就是一條七秒記憶的金魚，天天圍着小魚缸轉圈，卻始終在無盡的長廊裏快活的潛游。

霍金親傳弟子深情回憶二十餘年合作細節，近距離感受科學巨匠的別樣風範和思想世界。這既是一本講述宇宙起源理論如何誕生的科普著作，也可以看作一部詳實的人物傳記。

作者雖然是用通俗的筆法，卻寫得很“量子力學”……當然，討論的就是量子宇宙。

在我有限的生命裏，這是我所讀過的最具有啓發性的有關宇宙演化的書籍，沒有之一。這裏的啓發性在於，它告訴我們要尋找和發展更多可能性，而不是在絕對意義概念下自娛自樂，甚至爲權威所困頓。 ​ ​海森堡曾說:人類在尋找客觀現實的過程中會突然發現，他處處遭逢的是他本人。哥白尼革命後，人類普遍尋找阿基米德點（上帝），渴望有個絕對定理來解釋我們的過去和未來。但事實上這本身就是把人類置於某種特權條件下的追求，先不說是否能實現，這種追求對人類及其所賴以生存的星球就是一種異化。無論我們把自己置於自然演化的何種高度，有一個事實都是無法迴避的，那就是人類本身也是宇宙的一部分，因此我們理解宇宙演化和自身演化，就不能站在上帝視角等閒視之，而要作爲參與者的身份去理解這一切。也就是說，只有把宇宙當做家園，而不是冷冰冰的研究對象，科學和技術才能真正提高人類的地位。 ​ ​站在前人的肩膀上，史蒂芬·霍金在他自由的想象力中，爲我們理解宇宙開啓了一條偉大的通道。通過將觀測融入自己的架構，量子宇宙學避開了“迷失在數學中”的危險和人擇原理的陷阱。在霍金這裏，既不把人當成神一樣高居宇宙之上的角色，也不把人當成處在現實邊緣的無助受害者，他把人當成宇宙的參與者，也就是他自己，如此一來，異化的問題就不存在了。這就是霍金所提出的自上而下的宇宙學，它提現了這樣一種觀點，在量子層面上，宇宙親手設計了自己的生命體友好性，生命和宇宙在某種程度上是相互契合的，因爲在更深的意義上，它們是一起出現的。這和霍金在《時間簡史》中的理論是不一樣的，也就是說霍金後來推翻了他過去的理論，而這又多麼像人類對宇宙的探索之路，只有開放才能更接近真理。 ​ ​量子宇宙學和達爾文演化論的異曲同工之妙在於，它們共同闡釋了傑弗裏·韋斯特和梅拉妮·米歇爾筆下自相似的邏輯，從這個角度看，大到天體物理，小到人類社會，都可以看做自組織實體。其中，各自演生出來的那些普遍規律，我們便稱之爲定律或定理。因此，是這些定律或定理服務於這些實體，而不是反過來。就我們人類自身而言，祛除異化即在於，我們本身就是目的，而不是那些僞命題和僞真理。這麼一來，以錯誤的“歷史決定論”爲代表的諸多假信仰和假道德，也就無處藏身了。 ​ ​自上而下的量子宇宙學擺脫了對絕對真理的任何主張，爲藝術到科學的多個思想領域提供了自由空間，每個領域都有不同的目標，可以激發出互補的見解。我想這就是從物理學角度對多元化世界觀最好的註腳吧。 霍金說，宇宙的歷史取決於你問的問題。這和海森堡說的那句話是同一個意思，我們唯一的界限是我們看待自己的方式。又如卡爾·波普爾的科學哲學理論所揭示的那樣，我們所謂的定律或定理，其實是其被證僞之前假定的而已，一旦未來的觀測不符合其內容，那麼它們就會失效，或者需要進行修改。這放在社會科學裏面更要如此，我們每個人就好比是一個天體，世界就好比是可觀測宇宙，我們個體或集體不可能掌握這個可觀測宇宙所有信息，因此開放纔是保衛每個天體自由的根本。 ​ ​我們是個這個地球上的騎手，而不是來自天堂的神。——漢娜·阿倫特

弱人擇原理說我們觀察到的宇宙特性之所以如此，是因爲只有在這樣的條件下，觀察者（即我們人類）才能存在。強人擇原理則推測可能存在許多不同的宇宙，每個宇宙都有不同的物理規律和常數。我們所在的宇宙之所以有生命存在的條件，我們正好處在其中一個適合生命存在的宇宙。

我們不僅僅是旁觀者。 我們同時也是參與者。 從某種奇妙的意義上說，這個宇宙是參與式的。 人類生存在一個量子宇宙中，只能依靠觀測來認識空間和時間，當人們朝着宇宙開端回溯的時候，物理學定律會發生改變乃至消失，時間也隨之改變乃至成爲虛幻。也就是說，時間以及時間之演化源於觀測，都根植於人類與宇宙之關係。 書的封面很美，黑洞，星雲，塵埃，光線組成了人類深邃的眼眸。頗有種，我眼即宇宙，宇宙即我眼的感覺。