书评:如何理解《时间简史》之我见

有幸曾参加了一场佛教著名寺庙主持的开关演讲,一个月的闭关思考,方丈谈到了量子力学和佛教的关系。在与方丈私下交谈时,物理专业的儿子曾说,所有的科学研究到了最后都成了哲学,方丈则说,所有的哲学最终都归结于宗教。儿子笑笑不语,回家后,我问他是怎么认为的,他告诉了我下面这段话,并推荐我读一读霍金的《时间简史》。

爱因斯坦在1953年给 J. E. Switzer 的信里写道:西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础,那就是希腊哲学家发明形式逻辑体系,以及发现通过系统的实验可以找出因果关系。中国古代在这个方面处于完全缺失的状态,所以,近现代科学不会在当时的中国产生。

联想到最近在新闻里看到,某些国内大学因为招生困难和毕业生就业难而砍掉的专业中,物理专业赫然在列。在重点高中,选修物理的人数曾经是最多的,因为考大学,选修物理可以选择的专业最多。当年儿子选修物理,因理科成绩一般,被老师以竞争太大劝退,改修历史;结果那年文科录取分比理科高出了一百多分。

如今他在美国学习理论物理,常常感慨:吃饱了撑的才学物理,特别是理论物理,他的很多学长们都改换了门庭才找到工作。可是让他换专业,他却坚持不换,却也不与我谈论任何物理方面的内容。

我感受到了他的藐视,决心一定要看懂《时间简史》,虽说这本薄薄的小册子实在难以下咽,并不如它的作者霍金所言,通俗易懂——这该是物理专业人士的认为吧。

话说《时间简史》说的并不是有关时间的历史,而是物理学的历史。而理论物理研究的重头戏就是宇宙学——宇宙的起源和发展。这确实与上帝有关,物理学家们胆大包天,敢于探索上帝的内心世界和行事方式,而这最早都是哲学家的思考范畴。

如果宇宙是上帝创造的,那么上帝为什么要创造宇宙,为什么要以现在的这种方式让宇宙存在,宇宙的起点和终结点又在哪里?当我们无法回答这些问题时,把一切归咎于万能的造物主是最简单的,然后告诫自己:不要妄想揣摩上位者的心思。这就是宗教的来源。

但总有些好奇心特别重的人,喜欢打破砂锅问到底,穷尽一生,寻找蛛丝马迹,找寻合理的解释。比如古希腊哲学家亚里士多德。

按照霍金在《时间简史》里的叙述,对宇宙的认识可以按代表人物划分为四个阶段:

一、亚里士多德:地球是静止的

公元前340年,希腊哲学家亚里士多德在物理学的成就,现在基本已证伪。

1、地球是静止的,太阳、月亮、行星和恒星都以圆周为轨道围绕着地球公转。(错)

1514年,波兰教士哥白尼提出日心说,太阳是静止的,地球和行星们围绕着太阳做圆周运动。

2、物体的自然状态是静止的,只有在受到力或冲击的推动时才运动。重的物体比轻的物体下落得更快,因为它受到更大的重力。(错)

1590年,伽利略让不同重量的球沿着光滑的斜面滚下,证明了不管物体的重量是多少,它们的加速度是一样的。如果不考虑空气阻力,一片羽毛和一个铅锤会以同样的速度下降,这个实验已在没有空气的月球上证实了。

注:伽利略并没有在比萨斜塔上将重物落下。

3、人们依靠纯粹思维即能找出所有制约宇宙的定律,不必用观测去检验它。(错)

现代物理学提出的各类假说,只要有一次证伪就被推翻,很多无法证实的,也只能有待未来科技水平的提升来观测验证。

二、牛顿:宇宙是静止的

1687年,牛顿爵士出版了《自然哲学的数学原理》,他提出万有引力定律,但他回避了这个问题:如果宇宙是静止的,那么万有引力下,恒星们很难保持基本不动。

1781年,哲学家康德发表了《纯粹理性批判》,深入考察了宇宙在时间上是否有开端、在空间上是否有限的问题。

注:苹果并没有砸出牛顿的万有引力定律。牛顿说的是,当他坐着沉思时,一个苹果的下落使他想到了万有引力。

亚里士多德认为有一个优越的绝对静止的状态存在,而牛顿的定律中隐含着绝对空间的不存在,不过牛顿拒绝接受,因为这和他的绝对上帝观念不符。但他俩都相信绝对时间的存在:时间相对于空间是完全分离并且独立的。

三、爱因斯坦:时空都是相对的,没有什么绝对时间和绝对空间

1676年,丹麦天文学家罗默第一次发现了光以有限但非常高的速度旅行的事实。

1865年,英国物理学家麦克斯韦理论预言,射电波或光波应以某一固定的速度行进。

1905年,瑞士专利局的小职员爱因斯坦提出了狭义相对论,否定了绝对时间的存在。

1915年,爱因斯坦提出广义相对论,告诉我们空间是弯曲的。爱因斯坦的广义相对论意味着:宇宙必须有个开端,并且可能有个终结。

1926年,德国科学家海森伯提出著名的不确定性原理,并和薛定谔、狄拉克运用这一原理把经典力学重新描述成量子力学的新理论。

1929年,美国天文学家哈勃通过望远镜观测到:宇宙正在膨胀。

这一系列的发现,打破了绝对空间和绝对时间的概念,也就是时间不能完全脱离和独立于空间,而必须和空间结合在一起。以光速去太空旅行的人会保持年轻,而留在地球的双胞胎兄弟则逐渐衰老,他们的时间是不同的。

然而爱因斯坦虽然因为对量子理论的贡献获得了诺贝尔奖,但他自己并不接受这一理论,他的后五十年都致力于推翻这一理论。他不愿接受宇宙受机缘控制的观点,用他的话就是“上帝不掷骰子!”

四、霍金:时空有限而无界

霍金的假设:时间和空间可能会共同形成一个在尺度上有限却没有任何边界和边缘的面。宇宙便是完全自足的,而不受任何外在于它的东西影响。它既不被创生,也不被消灭。它既没有开端也没有终结,它就是存在。

宇宙的本质是什么?

我们在其中的位置如何,以及宇宙和我们从何而来?

宇宙为何是这个样子?

在霍金的《时间简史》中并没有现成的答案,人类对于宇宙的探索,还只能是假设和推断。我们只能证伪某些理论的错误,却无法证实某些假设的正确,比如霍金的黑洞理论、弦理论。

但在书中,我也发现了自己以往的常识谬误:

1、对生活中的事缺乏逻辑判断:容易被媒体煽动内心的焦虑和不安。

2、缺乏实验验证的精神:轻易就会相信未经证实的建议。

3、对自己存在的过分自信:好事降临的理所当然,和坏事降临的难以接受。

人存原理:我们看到的宇宙之所以如此,乃是因为我们的存在。但是我们有什么不同吗?

所有的事不过都是偶然发生的,正因为是偶然性,我们才有可能通过自己的努力来改变未来的结果。

上帝掷骰子吗?我不知道,但我清楚的知道生活中到处都是随机性,我的每一个念头都可能导致不一样的未来。对自己负责,对自己的未来负责,正变得越来越重要,在某种有限的时空内,我的命运完全受控于自己。未来是未知而开放的,一切皆有可能!

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