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★★★
二:《时间简史》与《老子》
WWW.ZHONGMAN.COM
2007-2-3 13:49:57
点击数:
来源:中漫网
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霍金确定了解释宇宙的物理学定律,而且从理论上是成功的,量子引力学很好地解释了今天这个正在膨胀的宇宙。但是,霍金还需要一个证据,就如同当年,爱因斯坦预言光线偏折从而验证空间弯曲一样。霍金想到了一个办法:那就是象宇宙之初那样的物质高密度点可能存在于我们今天的宇宙之中,他把这种物质高密度点称为“黑洞”。黑洞的特点是物质被高度挤压而存在于一个极小的尺寸里,(如果黑洞的质量和一座山差不多,却被压缩成万亿之一英寸亦即比一个原子核的尺度还小!),而在这个尺寸里有巨大的引力场。正如《时间简史》第六章中所描述的:“一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引力场,以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光,还没到达远处即会被恒星的引力吸引回来。”《时间简史》第二章中所描述的:“坍缩的恒星在自己的引力作用下被陷入到一个区域之中,其表面最终缩小到零。并且由于这区域的表面缩小到零,它的体积也应如此。恒星中的所有物质将被压缩到一个零体积的区域里,所以物质的密度和空间——时间的曲率变成无限大。换言之,人们得到了一个奇点,它被包含在叫做黑洞的空间——时间的一个区域中。”
这样的高密度点,也就是黑洞,在时空之中是个奇点。它同宇宙之初的状态类似,时空在黑洞处不是连续而平坦的。黑洞的密度如此之高且尺寸如此之小,使得时空在这里弯曲并终结。如果有一个宇航员胆敢冲向黑洞的话,他完结的不仅是身体,他的时空也虽之终结。由于黑洞与宇宙之初大爆炸时的状态类似,如果能在今天的宇宙里找到这样的黑洞的话,就意味着有关宇宙之初大爆炸的推测是可信的。但是黑洞的引力是如此之大,以至于连光线都不能逃逸。在黑暗的宇宙中找黑洞,正如霍金所说:就如同是在煤库里找黑猫。
进一步的研究使霍金看到了希望。到了二十世纪七十年代,对黑洞长时期的思考使霍金得出了“黑洞不是这么黑”的推测。霍金认为,由于黑洞的大引力场的作用,在黑洞的边界处应该时时刻刻发生着粒子从无到有,再从有到无的过程。也就是说在黑洞的边界处不时凭空诞生一对对正粒子和反粒子,而这些粒子都很短命,它们产生后便找到它们的伴侣并与之相湮灭。但是有些反粒子不慎掉进了黑洞,与它相伴的正粒子找不到相互湮灭的对象,从而有可能逃逸到太空之中。于是人们有机会观测到这些逃逸到太空之中的粒子,于是人们也就有机会找到黑洞。关于粒子从无到有,再从有到无的推测是巧妙的,也并不是毫无根据的,如今在高能加速器中就可以创造这样的过程。不仅如此,《老子》中对从无到有,从有到无的描写也异常精彩。《老子》第一章中是这样写的:“常无,欲以观其妙;常有,欲以观其徼。此两者,同出而异名,同谓之玄。玄之又玄,众妙之门。”(常从“无”来观察事物的奥妙;常从“有”来发现事物的边界。“无”和“有”两者是一回事,而名字不同,和在一起叫“玄”,玄之又玄,是一切变化奥妙的关键)。那什么是玄之又玄呢?玄是无和有的总称,“玄之又玄”就是“无和有再无和有”,就是从无到有,再从有到无。正粒子和反粒子在黑洞边界处的诞生与湮灭就是“玄之又玄”。通过正粒子和反粒子的“玄之又玄”从而使一些正粒子变成了“有”而逃逸到太空之中,使人们可以观测到它,并通过它而得知黑洞的存在,进而通过黑洞的存在证实宇宙诞生时的状况。霍金通过“玄之又玄,众妙之门”的方法成功地演绎了“黑洞不是这么黑”的推测,而随即他的推测即被证实。2500年的时空好象并不遥远,老子的“玄之又玄”在霍金的演绎下变得一点也不“玄”了。
到现在,我们看到了许多《时间简史》与《老子》共通之处,但这些还不够。《老子》第二十一章的描写更是惊人。“孔德之容,惟道是从。”(大“德”的样子,只能通过“道”来解释)。老子在本章的开始先描述了“道”与“德”的关系,为了描述最高层的“德”必须从“道”入手。那什么是“道”呢?“道之为物,惟恍惟惚。”(“道”是什么呢?只是恍只是惚)。还记得惚恍吗?第十四章中的那个惚恍阐述了光速恒定原理和不确定性原理,在这里老子更加清楚地告诉我们“道”就反映在这个惚恍身上。而后老子继续描述惚恍:“惚兮恍兮,其中有象;恍兮惚兮,其中有物。”这是对光的波粒二重性的又一次精彩描述。“惚兮恍兮”是光的一种状态,“其中有象”,象是虚的,虚的是波;“恍兮惚兮”是光的另一种状态,“其中有物”,物是实的,实的是粒子。然而,这并不算结束,接下来的更是另人瞠目结舌:“窈兮冥兮,其中有精,其精甚真,其中有信。”窈是小,冥是暗、是不那么黑,其中有精华,这精华是非常真的。是不是很眼熟,对了,这里描写的是黑洞!“黑洞的特点是物质被高度挤压而存在于一个极小的尺寸里”,难道不是“窈”吗?“黑洞不是这么黑”,难道不是“冥”吗?“物质被高度挤压”,难道不是“其中有精,其精甚真”吗?不仅如此,老子还说:“其中有信。”有什么信,当然是宇宙初始的信息。霍金不就是通过黑洞的存在而证实宇宙诞生时的状况的吗?接下去老子自己给出了解释:“自今及古,其名不去,以阅众甫。吾何以知众甫之状哉?以此。”从今可以推知远古,那个宇宙诞生的真相一直存在,用来了解万物的本始。最后老子非常肯定地告诉我们:我是怎么了解万物的本始的状态的呢?以此。
也许2500年的时空距离在黑洞的边缘处根本就不算距离。更好的解释是,世界的运行之“道”原本就在那里,真正是“自今及古,其名不去”。无论是2500年前的老子从人的规律通晓了天的规律;还是今天的霍金用试验的手段,通过观测了解了天的规律,最后殊途同归,共同归结到真正的“道”上面。
让我们再一次回顾《老子》第二十一章:
孔德之容,惟道是从。道之为物,惟恍惟惚。惚兮恍兮,其中有象;恍兮惚兮,其中有物。窈兮冥兮,其中有精;其精甚真,其中有信。自今及古,其名不去,以阅众甫。吾何以知众甫之状哉?以此。
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【作者:李航】
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