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宇宙大爆炸 /《相对论里的时空观》十一


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. 宇宙大爆炸

爱因斯坦在1915年底首次发表场方程,其中并不包含宇宙常数Λ。但一年后他意识到这个版本隐含宇宙无法达到静态平衡。简单讲,如果(Exp.25)中Λ=0,宇宙中只有引力、没有其他作用与之抗衡,从长远计宇宙必然在引力作用下收缩、直至崩溃。这与当年牛顿面临的困境如出一辙。为了维持宇宙平衡,牛顿求救于形而上的神,认为神主动干预,所以宇宙才没有崩溃。但爱因斯坦不相信宇宙之外有神,而相信“斯宾诺莎的神”,认为宇宙本身就是神。宇宙不再可能依赖另一位大能者,必须靠自己维持永续。于是他在1917年初又发表文章,引入宇宙常数Λ,凭空捏造出宇宙内的排斥力,从而生硬地让场方程平衡。主流科学界也接受,因为机械宇宙论在当时科学界占绝对主流,大家觉得宇宙永续不言而喻。笛卡尔创立机械宇宙论,对近代世界影响巨大。斯宾诺莎神学和马克思唯物主义都可算是它的极端版。近现代中国知识分子几乎都是机械宇宙论者,虽然很多人不自知,甚至从没听说过笛卡尔。

牛顿物理是机械宇宙论在科学领域里的高峰,但不是起点、也不是终点。从伽利略起,现代科学从一开始就专注机械力学,并用类似思路看待天体运行,隐含宇宙本性机械。笛卡尔将之理论化,认为宇宙过去的状态完全决定它的现在与未来,万物运行都被事先安排好了,人所能改变的很有限。但他坚信基督教里的人格神,如果宇宙是架自动机器,全能的神又如何主宰宇宙?于是他提出“二元论”哲学,认为精神与物质构成两个彼此独立的范畴,前者包含人的灵魂,后者就是物质宇宙,二者本质不同,没有谁决定谁、谁依赖谁,彼此不可互相转化,总体上井水不犯河水。但两个范畴都是神造的。神持续管理精神部分,包括供给和滋养人的灵魂,而让宇宙按神事先设立的机械法则运行,就像钟表匠在造出钟表后让它自动运行。

斯宾诺莎深受笛卡尔影响,并更进一步。他认同宇宙按机械规律运作,如同一架巨大而精密的钟表、万事都是事先决定好的。但他不认同二元论。他也坚信神,他的神学思想受犹太教与基督教共同影响,却不符合其中任何一个,所以被双方教会敌视【6】。他认为二元论违反基督教和犹太教都主张的“神是唯一”信条,以及巴门尼德“存在即唯一”的本体论哲学。所以他反对笛卡尔把神比作钟表匠、把宇宙比作钟表,转而认为世界一元,神既是钟表匠也是钟表,宇宙就是神,神不再是人格神。这就是“自然就是神、神就是自然”的意义。后来牛顿物理问世,大获成功。在一般人心目中,它以主流科学的权威把宇宙描绘成永恒、无限、自在、自主的存在,更像神,于是斯宾诺莎的思想更流行,尤其在自然科学界。但有趣、也讽刺的是,提出决定论力学方程组的牛顿本人不是机械宇宙论者,更不信斯宾诺莎那一套,而推翻牛顿力学体系的爱因斯坦却是,而且终生崇敬斯宾诺莎。

进入1920年代,宇宙平衡问题变得更加尖锐。苏联数学家、物理学家弗里德曼在1922年基于爱因斯坦场方程,证明宇宙可能扩张或收缩。天主教神父、比利时天文物理学家勒梅特在1927年将场方程与已知星系红移现象结合起来,提出宇宙正在扩张,并证明即使依靠宇宙常数强迫宇宙平衡,这种状态也不稳定,只要稍有扰动,宇宙要么无限制膨胀、要么崩溃,类似铅笔不能稳定立于笔尖。这篇文章在科学史上很重要,但在当时被忽视。美国的哈勃在1929年利用当时世界最大天文望远镜、位于加州威尔逊山天文台的100英寸胡克望远镜,发现强有力证据,显示宇宙真的正在扩张。正当科学界震惊、并无所适从时,勒梅特在1931年发表新文章,提出宇宙大爆炸理论,认为宇宙必然始于微小的单一量子,他称之为“太初原子”。于是世界科学界、以及整个社会,迎来天翻地覆的思想革命,至今方兴未艾。中国社会与主流中国知识分子群体还远未理解其深刻意义。

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36. 左,1931年1月,爱因斯坦访问美国加州威尔逊山天文台,与哈勃和台长亚当斯在一起。几个月后爱因斯坦公开承认,“宇宙正像肥皂泡那样膨胀”,并开始后悔引入宇宙常数。后来他私下表示那是自己一生“最大的错误”。哈勃(Edwin Hubble 1889-1953)是美国天文学家,因发现宇宙膨胀的证据而著名。他出身普通家庭,读芝加哥大学时是校篮球队队长,夺得十大联盟冠军。取得博士学位后他主动参加美军,投入第一次世界大战,获得少校军衔。右, 勒梅特(Georges Lema?tre 1894-1966) ,比利时人,天主教神父,数学家,天体物理学家,1927年提出宇宙扩张模型,并与天体红移观测结果相联系,1931年提出宇宙大爆炸理论。

自从文艺复兴时期的布鲁诺高调宣称宇宙永恒、无限以来,科学界内部一直存在强大潮流,认为宇宙自主运行、不需要神参与。这个信念在历史上为科学摆脱神学、科学界独立于教会提供了正当性,但也让无神论者们找到借口,假科学之名否认神。这股思潮在近代刮入中国,并成为绝对主流。受过教育的国人几乎都是无神论者,并且都用科学作借口。他们认为物质宇宙永恒、自主,神只有受教育少的人才相信,是愚昧迷信的产物。他们不知道布鲁诺、笛卡尔、牛顿、斯宾诺莎、爱因斯坦、海森堡等科学巨匠,虽然意见各异,但都信神。其中布鲁诺是中国无神论者们经常挂在嘴边的反基督教大英雄,却极端坚定地信神,只在具体神学观念上与主流教会不同。国人自己不思考、不探究科学本质,还大言不惭地嘲笑全世界的基督徒们受教育少、不懂科学、愚昧迷信。近百年来,中国知识界集体性无知和愚昧,可谓举世无双,既包括早期胡适那代人、也包括今天数以百万计的中国博士、专家、教授们,让人扼腕。这种现象肯定前无古人,我希望也后无来者。

当代宇宙科学推翻了无神论的借口。宇宙有起点,做不到独立自主。这套宇宙大爆炸理论通过了多重实验与观测验证,已成为当代主流科学。它就是由一位天主教神父,基于基督教信仰,借用广义相对论提供的数学工具而发展出来的。其实历史上所有开创科学革命的巨匠们,从伽利略到牛顿、再到近代的爱因斯坦、海森堡、和勒梅特,都以对神的信仰为自己科学理念的基础,所以科学怎么可能在根本上与基督教信仰相矛盾?当代科学已认定宇宙没能力自我维持。它几乎无法达到静态平衡;即使偶然达到了,也不可能稳定,平衡状态必然崩溃。科学家们其实没找到宇宙至今没崩溃的物理原因,于是抛出“暗物质”、“暗能量”、“真空能量”、“平行宇宙”、“循环宇宙”等意义模糊、缺乏实证、不能自圆其说的概念与假说。这生动地表明科学有局限,不能解决所有问题。其实科学有其专攻,不可能、也不需要解决所有问题。但对于信仰科学的无神论者们来说,这是一场大危机,至今无解,也看不到任何解决的希望。


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