Physics 版 (精华区)

发信人: Rg (RedGardenia), 信区: Physics
标  题: 时间简史续编:第四章
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年09月08日13:11:58 星期天), 站内信件



                                 第四章







            1975年，梵蒂冈把授予“有杰出成就的年轻科学家”的庇佑

        斯十二世奖章颁发给史蒂芬·霍金。他和白纳德·卡尔一同飞往

        罗马，在梵蒂冈接受教宗保罗六世颁奖。







                              白纳德·卡尔







    那是一个非常感人的场合。在正常情形下，得奖的人必须走到教宗面前去接受

奖章。可是，因为史蒂芬不能上前，所以教宗一直走到史蒂芬面前来。



    这是一个历史时刻。教会——尤其是天主教会，和宇宙学史之间一向有冲突，

这可一直回溯到伽利略时代。史蒂芬对伽利略有极大的亲切感。我记得，我们去梵

蒂冈时，他非常渴望到档案馆去查阅被认为是伽利略悔过的文件。在这文件中伽利

略在教会的压力下，收回地球围绕太阳旋转的理论。



    科学和教会之间的争论仍然方兴未艾。最后，教会宣布他们犯了错误，事实上

伽利略是对的。这使我们感到欣慰。但是我很怀疑，如果教宗真的理解史蒂芬的发

现，他是否会认可。







                               基帕·索恩







    我看得十分清楚，从70年代早期开始，史蒂芬的研究方式发生了显著的改变。

这种改变，可用他在1980年左右对我说的话来代表：“我宁愿是正确的，而不是严

密的。”严密性质是数学家追求的，他们认为正确性需要坚定清晰的数学证明。60

年代和70年代早期，史蒂芬在研究中追求过这种严密性，他试图使每一部分都完全

坚定稳固。



    近年来，他在寻求真理时变得更富猜测性。譬如说达到了百分之九十五的正确

性，然后他就继续很快地前进。他放弃了似乎在70年代早期对确定性的追求，而喜

欢高或然性，从而快速地朝理解宇宙性质的终极目标前进。







                              史蒂芬·霍金







    1981年在梵蒂冈召开宇宙学会议时，我又重新唤起了对宇宙开端和命运问题的

兴趣。之后我们受到教皇的召见，他刚从那次谋杀中恢复过来。他告诉我们，研究

宇宙在大爆炸后的演化是可以的，但是由于大爆炸本身是创生的时刻，因而是上帝

的事务，所以我们不应该去询问那个时刻本身。我高兴的是，那时候他不知道，我

在会议上刚发表的论题是，空间——时间为有限的、但是没有边界的可能性，这表

明它没有开端，也就是创生的时刻。



    因为这篇论文相当技术性，并且采用了一个令人敬畏的题目《宇宙的边界条件》，

所以关于宇宙起始的含义不是一下子就那么一目了然。我在该论文中提出：空间和

时间在范围上有限，但是自己包容起来，而没有边界或边缘；正如地球的表面面积

是有限的，却没有边界或边缘一样。在我所有的旅行中，我从未从世界的边缘掉下

去。



    在梵蒂冈会议期间， 我不知道如何利用这个思想对宇宙行为作预言。 但是在

1982和1983年间，我和我的朋友兼同事加州大学圣他巴巴拉分校的詹姆·哈特尔合

作。我们指出如何利用这个无边界思想，在量子引力论中计算出宇宙的态。



    如果无边界设想是正确的，则不存在奇性，而科学定律，就在包括宇宙开端的

任何地方都成立。宇宙开始的方式就由科学定律所决定。我成功地实现了发现宇宙

如何开始的抱负。但是我仍然不知道它为什么要启始。







                              詹姆·哈特尔





            詹姆·哈特尔是史蒂芬·霍金的哈特尔——霍金设想的合作

        者。他现为加州大学圣他巴巴拉分校的物理教授，他的研究方向

        主要是相对论和引力。





    在量子力学中，我们是用一个系统的波函数来描述它。因此，我们能计算看到

的东西的机率。例如，在宇宙的情形下，我们也许对它的大小、形状，以及它能显

示出空间的三维几何感兴趣。波函数允许我们计算其他不同答案的机率。所以我们

也研究其他可能的模式。可是，我们的宇宙不是这样，我们生活在固定的一个量子

态中，因此产生了一个有趣的问题：根据什么原则，从许多可能的宇宙态中特别选

出一种态，使我们得到一种机制，用以预测或者联接现有宇宙的不同特征？







                             邓尼斯·西阿玛







    史蒂芬的“量子宇宙论”，或者更通俗点讲“宇宙的波函数”是一个新的物理

设想。它是说，使用量子力学计算宇宙的行为，要牵涉到高度技巧性的步骤，这些

步骤代表了物理作用方式的新假设；因此它们是有争议的，是还没有被确立起来的。



    可是，他想指出的是，如果用他建议的步骤计算出宇宙的波函数，那么就能算

出宇宙会像什么样子。这是一种非常聪明和卓越的建议，但是并没有公认一定会成

功。他和他的学生，以及世界上其他地方的人，都在看真实的宇宙是否具有和他设

想的理论含义相同的性质，以此来检验这个新理论。他的观点是：这会导致一系列

成功的思想。但是，目前这一切还都处于争议的阶段。





            在经典物理中，人们可以给定所有粒子在同一个时刻的位置

        和速度，从而描述一个系统的状态。另一方面，在量子物理中，

        粒子不具有精确定义的位置和速度。相反的，人们所能提供最完

        整的描述只是所谓的波函数。这可以认为是提供在不同位置上找

        到该粒于的概率。人们不必再指明该粒子的速度。这些在不确定

        性规定的程度上由波函数决定。



            在量子理论中，宇宙的态可由所谓的宇宙波函数来描述。它

        提供了现在空间为以不同方式弯曲的或者翘曲的概率。空间几乎

        为平坦的概率最大，但是哈特尔和霍金的无边界设想预言，在空

        间几何中的小波浪的概率相当大。这些对应于引力波，现在人们

        正用非常精密的测量手段去检测它们。







                               基帕·索恩







    描述量子引力——也就是广义相对论和量子理论的结合，有许多方法。我发现

最富有魅力的，是哈特尔和霍金在描述把量子力学和引力结合在一起时所采用的方

法。我觉得这很合我意。当你在科学（譬如物理学）的最前沿探索时，必须大大地

仰仗你自己的体会和感觉。你必须决定你的研究方向，或者为学生指出哪个方向较

有可为。这一类指导必须来自于直觉，来自于天性。正如苏联同事所说的，来自于

心肝。我打从我的心肝里感到它们是对的。







                             安东尼·赫维许







    我想，过去二十年来最奇妙的事情是：我们现在能论证在时间开端后的一百万

分之一秒前发生的事。宇宙具有奇性的起始是一个令人惊异的观念。但是，能够有

意义地谈论及争议那么早宇宙的物理，对我而言无疑是一场革命。尤其回顾我自己

的一生，想到过去我们甚至不知道宇宙是演化的或是稳态的，真是感慨不已。



    这还引起了令人敬畏的哲学问题，诸如时间有无开端，以及这个问题的真正含

义。要使物理学家真正掌握这些问题是困难的。







                               约翰·惠勒







    许多人在许多场合多次提出有关宇宙起源的问题：它是如何启始的？



    当爱因斯坦第一次探索自己的理论，发现理论断言宇宙不能永远维持尺度不变

时，他不信任它的预言。为什么他如此不相信呢？因为他心目中的伟大英雄斯宾诺

莎在很久以前反驳了圣经中的太初创世的思想；斯宾诺莎说过：“在不存在任何可

以告知钟表何时启始之前的东西，钟表存在何方？”这听起来很矛盾。



    当然，当最后发现宇宙在膨胀时，爱因斯坦告诉他和我伟大的朋友乔治·伽莫

夫：“这是我研究生涯中的最大错误。”



    从此以后，他和我都把宇宙膨胀的预言当做强而有力的证据，认为是某种和人

类以前理解的一切截然不同的东西，是人类被赋予探索空间和宇宙运行方式的能力

的最强有力的证据，以及我们有朝一日能解开这些秘密的最伟大象征。可是，我认

为按照量子力学，我们对诸如宇宙如何开端这类问题会有更深刻的洞察，因为我们

在那里意识到了时间的概念本身是一种理想化。“时间”这个词不是上帝从天上赐

予我们的礼物；时间的观念是人们发明的一个词。。如果它牵涉着一些困惑，应是

谁的过错？那是我们发明使用这个词的过错。



    有一次，我在德州奥斯汀市一个咖啡馆的男厕所看到了一行涂鸦：“时间是大

自然避免使所有事情同时发生的方法”，这是我们通常解释时间的简要说法。但是，

我们用量子力学观点越深入地探究时间，就得到越多洞察，时间本身也就越显得微

妙，在彻底理解这全部图像的过程中，需要解决的困惑就越繁重。



    所以，任何询问宇宙如何开始的人都应反躬自问：“你从何处得到时间观念的？”





            在量子力学中，电子的位置是不确定的。这种不确定性在正

        常情形下是可以忽略的，但是它在原于距离尺度下变成很重要，

        以至于诸如“原子在何处？”的问题没有什么意义的答案。类似

        地，在量子引力中也存在空间——时间几何的不确定性。这种不

        确定性在正常情形下也是可以忽略的，可是它在非常微小的距离

        尺度和时间间隔下变得很重要，以至于诸如“现在什么时候？”

        的问题没有什么意义。尤其是，这意味着时间概念在非常接近大

        爆炸时变成没有意义。



            史蒂芬·霍金提出，使用虚时间也许能取得一些进展。虚时

        间和实时间的关系，犹如虚数和实数的关系。虚时间物理是物理

        学的爱丽丝奇境； 例如， 粒子可以运动得比光还快，甚至可在

        （虚）时间中向后运动。当然，当描述变成对量子力学的一种近

        似时，每件事都是对的，没有人可比光运动得更快或者在（实）

        时间中向后运动。



            詹姆·哈特尔和史蒂芬·霍金提出一种方法，把虚时间技巧

        用到量子宇宙论中，并用它来分析极端简化了的宇宙模型。虽然

        该模型比实在宇宙大为简化，当它用经典广义相对论处理时，具

        有大爆炸奇性，但是它的量子力学形式却根本没有奇性。哈特尔

        和霍金成功地用所谓历史前的时间来取代奇性。



            哈特尔——霍金思想是否能成功地应用于实在宇宙，仍是一

        个未解决的问题。







                           克里斯多福·伊宣蒙





            克里斯多福·伊宣蒙是伦敦帝国学院的理论物理教授：他研

        究广义相对论和量子物理之间的关系。





    从“无”中创生的观念当然是非常激动人心的，这是使人极感兴趣的东西。哈

特尔——霍金的从“无”创生的图像，实际上是以非技术性术语非常形象化地描述

数学。你瞧，物理学中正常发生的东西是，在具有传统的因果性和决定性观念的地

方，如果给你某个特殊时刻的态，你就能唯一地算出后来某个时刻的态。那就是人

们所说的因果性。按照这个观点，你永远不能从“无”中创生，事实上你根本不可

能有创生。你真正拥有的一切是变化：因果性变化，可是这变化属于已经存在那里

的东西。这种变化也许牵涉到创生，例如你在CERN[9] 的粒子加速器看到基本粒子

相碰撞而出现一堆新粒子；那看起来像创生，但是你其实只是把能量从一种形式转

变成另一种形式，而这整个系统纯粹是因果性和决定性的，每一件东西都只是以通

常的方式流动，你肯定不是从“无”中生“有”。



    在广义相对论中，由于时间和空间在公式中表达的方式，使实际谈论时间的创

生成为可能。麻烦的是，在经典理论中，当空间和时间“开始形成”时，实在的点

本身是数学中的奇点，数学失效了，所以它不能给你一个创生论。你在传统的宇宙

论中所能说的是，存在许多不同的可能宇宙，它们所有都和爱因斯坦方程式相符合。

我们恰巧在这个宇宙中生活的事实，毋宁说纯粹是出于偶然。你不能赋予任何理由

——甚至在原则上也不能。你所能说的一切是条件陈述：假定宇宙在这一时刻处在

这个状态，则它在以后的时刻将处于那个状态。它是条件性类型的演化。



    然而，当你谈到虚时间，就有一个奇怪的可能性，也就是“现在”不一定要有

一连串的过去时刻。如果我们从现在这一时刻往过去回溯，在很长的时间内一切都

完全正常地进行，甚至在虚时间中也是如此。只要你使用这个唯象的时间，看起来

就像你在通常时间里回溯过去。



    但是随着你往以前退去，越来越接近传统的实时间图像中变成原点之处，你就

发现时间的性质在改变，复的或虚的变得越来越有份量。最后，在经典理论中应该

是奇点的东西被抹平了，你就得到这张漂亮的图画，这些碗状的宇宙创生图像。那

里没有起点，只是某种光滑的形状。



    哈特尔和霍金所发现的是，如果你假设，宇宙在虚时间里的过去历史图像是所

有可能的、恰好和我们现在时刻字宙相符的这类形状、而你多多少少用传统量子力

学方式来解释之，至少在原则上你会得到整个宇宙唯一的波函数。



    这样，你就得到了这个没有过去的美妙图画，宇宙根本不从任何东西产生出来。

因为它是一个自洽的数学结构，所有你真正能说的是宇宙存在。和从某点创生宇宙

的图景不一样，这宇宙没有过去，因为没有任何它在其中创生的东西。



    如此，宇宙从“无”中创生的说法，实际上有一点用词不当；这是词汇“无”

的误用。它不只是指在空虚的空间中出现宇宙，你也许可以把这空间称为“无”：

因为甚至连创生事件也不存在，所以根本不存在任何东西！



    在这些理论中，动词过去时态的使用变成不恰当。当然，在人们相信实时间时

就建立了时态。不幸的是，我们还没有在虚时间中表示时态的语言形式。因此，在

这层意义上，说“从无中创生”肯定是误导的。它对于这个在预先存在的时间中忽

然出现的宇宙图像很合适，可是它并不是哈特尔——霍金态的贴切描述。







                              史蒂芬·霍金







    为了预言宇宙是如何起始的，人们需要在时间开端处也能成立的定律。在实时

间内只存在两种可能性：或者时间往过去回溯直至无穷，或者时间在一个奇点处有

一个开端。人们可以把实时间认为是从大爆炸起到大挤压止的一根直线。但是，人

们还可以考虑和实时间成直角的另一个时间方向。这叫做时间的虚方向。在时间的

虚方向，不必要任何形成宇宙开端或终结的奇点。



    在虚时间里，没有科学定律在该处失效的奇点，也没有人们需要在该处乞求上

帝的宇宙边缘。宇宙既不创生也不毁灭结束。它就是存在。



    也许虚时间才真正是真实的时间，而我们称为实时间的仅是我们的想象。宇宙

在实时间里各有一个开端和终结。可是在虚时间里，不存在奇点或边界。因此，也

许我们称为的虚时间是真正更基本的，而我们叫做实时间的，只不过是我们发明的

观念，用来帮助自己描述我们认为的宇宙的样子。







                               基帕·索恩







    宇宙如何终结存在两种基本理论。一种是开放宇宙的观念，它会继续演化，不

会突然终止；事情仅仅是缓慢下来，并且按照热力学第二定律到达热死。另外一种

是闭合宇宙的观念，它会停止膨胀，而且会向自身坍缩回来，这有时被称作大挤压，

像是大爆炸，只不过在时间上颠倒过来就是了。







                              詹姆·哈特尔







    虚时间中的词“虚”不是指想象：它是指数学中非常古老的观念，也就是虚数，

譬如-1的平方根，理解这一点非常重要。对于一位给定的观察者，空间和时间当然

是可区分的：我们用尺来测量空间，用钟表测量时间。爱因斯坦和赫尔曼·闵可夫

斯基在本世纪初指出，不同的观察者的空间和时间概念，只不过是同一个统一的空

间——时间观念的不同方面。空间——时间是四维空间几何，它有某些类空间的方

向和某些类时间的方向。所以就一定意义上来讲，在那里空间和时间概念仍是可以

区分的。



    尽管那种观念具有巨大威力，在统一这些概念方面仍然可以走得更远些。如果

你用虚数来测量时间方向，那你就得到了空间和时间之间的完全对称，这在数学上

是非常美妙和自然的观念。无边界设想就是利用这个数学的单纯化，导致所有可能

的宇宙的初始条件中的最简单的理论。



    但是，人们不应认为日常经验中可以直接体验到虚时间。它是一种用来表达物

理方程式的美丽的数学观念，同时在此情形下，它是一个解释宇宙初始状况的特殊

设想。







                                当·佩奇







    霍金的奇性定理指出，爱因斯坦的广义相对论和一定的观测相结合，意味着宇

宙在开端处必须有一个奇点。如果你向时间过去回溯，到达某一点就不能再过去了。

我们通常将此视为时间的起点。



    这扰乱了许多假定宇宙为无限古老的人。霍金的思想指出宇宙有一个开端，有

人觉得，这符合创世纪所描述的宇宙在时间中创生；虽然其他神学家说，上帝创世

并不见得就发生在我们的时间里。



    上帝也许可以创生一个无限宇宙，但是霍金的思想隐含着时间有一个开端。现

在，我们当然知道，爱因斯坦理论在非常接近于那个开端处不能成立。所以我们知

道，该理论本身在那里失效。那就引起了这样的可能性：即也许宇宙是无限古老的，

或者也许是别的什么样子的。



    现在许多人——包括我自己以及我认为连霍金都觉得时间概念本身在接近开端

处失效，因此谈论开端之前是什么并没有意义：在此之前是否有无限的时间呢？还

是只有有限的时间？宇宙是否有一个时间上的绝对开端呢？由于时间观念本身在这

些极早的时刻并没有多少意义，所以那些问题有些是没有什么意义的。我们能肯定

的是，就我们所知，时间有一个开端，可是这开端有一个点，一旦超过那一点，我

们标准的时间概念就失效。



    在哈特尔——霍金的无边界设想中，宇宙开端的方式是：时间的行为非常滑稽：

在技术意义上时间是虚的。这样时间没有边缘，你似乎有一个地球的表面。譬如说

你从北极出发，沿着经线往外走。这些经线的确从北极散开，北极是完全规则的。



    这就是霍金的宇宙图像：这个虚时间既没有开端也没有终结。它没有必要永远

前进。它是有限的，如同地球只有有限的面积一样。在地球上不可能永远继续向北

走下去。由于你可以走到最北的一点，在某种意义上，你会走到尽头。但在另一种

意义上，在那里并没有真正的终点。



    因此，霍金说，宇宙在开端处没有边界，所以宇宙是一个自足的整体。他还论

断道，上帝实在没有必要去启动宇宙：宇宙能够自身存在那里，不需要上帝去创造

它。







                              史蒂芬·霍金







    许多人相信，上帝允许宇宙按照一套定律来演化，上帝并不干涉演化的过程促

使宇宙触犯这些定律。然而，仍然需要靠上帝去卷紧发条并选择如何去启动它。只

要宇宙有一个开端，我们就可以设想有一位造物主。但是，如果宇宙确实是完全自

足的，那还会有造物主的存身之处吗？







                                当·佩奇







    还会有造物主的存身之处吗？上帝是否创造宇宙的问题和宇宙是否有边缘并没

有直接关联，尽管许多人认为是相关的。它们实际上是不怎么相干的。



    例如，我在一张纸上画了两条线。这条直线有两个端点：如果我想象时间以那

种方式前进的话，则你可把这一个端点称为起点，那一个端点称为终点。如果时间

沿相反方向前进，则情况就变相反，这一个端点称为终点，那一个端点称为起点。

你可将此当成宇宙的一个模型，一个具有开端和终结的宇宙。



    这个圆圈表示另一个宇宙。当时间前进时，在某种意义上存在一个最早的时刻；

可是如果你沿着这圆圈的线，该线没有终点，它只是不断围绕着。



    但是，我自己画了这些线，所以在某种意义上而言，我创造了它们。但是它们

是否有开端或终结，对我是否创造了它们的问题毫无影响。



    我认为宇宙的情形是类似的。在霍金的旧模型中，宇宙具有一个开端，也许还

有一个终结。新模型更像这没有开端和终结的圆圈。在某种意义上它有个最左的端

点；这样你能说有某种像是最早时刻和最晚时刻的东西。但是，就更技术性的意义

来说，既不存在开端也不存在终结。而且这两种都可以由上帝来创造。我们必须先

有信仰，才能问它是否由上帝创造的问题。这是科学既不能证实也不能证伪的事体。



    我想，霍金在他的书中小心避免公开直截了当地说没有上帝。他仅说：还会有

造物主的存身之处吗？然而我想他希望人们从这里得出何种结论是十分明显的。







                               约翰·泰勒







    我认为，许多人为了解释宇宙极端复杂的性质，和宇宙可能没有目的，而觉得

上帝非常重要。我绝不会排除它对于人们一生的伟大的帮助。



    依我的观点，上帝除了可能是第一原因之外，不会和其他细节相关。但是作为

一个实用唯物主义者，我认为上帝是按照决定第一原因的定律描述的。怎么描述它，

我不知道。可以说我们还没到达开始理解的阶段。



    我觉得我们需要继续并更深入了解上帝的性质。因为如果你问我：“你觉得上

帝是什么？”我会说：“它是宇宙的性质。”而且我觉得我们也许会一直继续下去：

在我们现有理论的背后总有另一种理论，总可以采取下一个步骤。在某种意义上，

那也许是避免必须触及第一原因的方法。



    所以，如果一位科学家说：“我们已经走到尽头了，”我就会回答：“请仔细

地想想。也许宇宙的性质的确是无限复杂的。”可能有一个理论具有无限复杂的系

统，其中有趋向越来越短的距离的无限的理论序列。我们也许能得到一个超理论；

这点我不清楚。事实上，你可以说，如果上帝正如在理论中指出的那样，是宇宙的

终极性质，那么无论如何，必须对如何去控制这理论有所解释。



    在那个问题中牵涉到这么深的逻辑问题，以及我们可能沿着理论序列走的路还

不够远，还看不到其中的结构。我们在会走路之前，绝不要急着跑、这也许是真理。



    我觉得，宇宙的目的是以必须前进的方式来前进，并且只能以那种方式前进；

同时还令人想到某种形式的人类目的，那目的即是达到满足宇宙动力定律的目标。

除此之外，我看不出其他目的。







                              罗杰·彭罗斯







    我不清楚人们在与宇宙或者物理定律相关时使用“目的”这个词，和个人在企

图完成某件事情时所用的“目的”一词含义是否完全相同。我认为在某种意义上，

宇宙具有目的。它的存在不仅是由于机遇。



    有些人采取的观点认为宇宙就在那里，并且漫无目的地运转。它有点像在计算，

我们刚好偶然地发现自己是其中的一部分。我认为用这种方法看待宇宙，既无成果

又无帮助，我想，宇宙和它的存在有些远为深入的东西，我们现在只有非常肤浅的

领悟。







                               约翰·惠勒







    我走进一个房间，所有朋友都笑嘻嘻的。我知道他们又出了什么鬼主意。我还

是先发问：



    “它是动物吗？”



    “不是。”



    “它是植物吗？”我问下一个问题。



    “不是。”



    “它是无机物吗？”我间第三个问题。



    “是的。”



    然后，我问下一个问题：“它是绿色的吗？”



    “不是。”



    “它是白色的吗？”



    “是的。”



    我继续下去。但是我注意到我的朋友花越来越长的时间回答。我就是不明白为

什么。因为他们心中有这个名词，为什么就不能直接告诉我是或者不是？



    我知道我只能问二十个问题，而且很快就得在脑中找出某个名词。所以，我最

后问一位朋友：“它是云吗？”



    他想了又想，直到最后才说：“是的”。然后他们全都大笑起来。他们解释道，

当我走出房间时，他们还没选定哪个名词，后来他们达成共识不选定任何名词。任

何人都可以随意回答我的问题，只是要附上一个条件：如果我挑战而他不能回答，

则他便输我了。所以对我们每个人而言，其棘手的程度完全一样。那个名词在我进

来以前并不存在；只是视我选的问题而存在。然而其存在不仅仅是通过我的问题，

同时也通过他们的反应。



    电子的情形也是如此：我们从前认为存在于原子中的电子具有位置和速度。现

在我们知道它在原子中没有位置或速度。直到我安装好测量仪器去测量我才得到答

案。所以，世界不可避免地具有这种参与品格：我们不仅是观察者，在我们有权断

言已经发生的事物中我们也是参与者。



    由于和旧观念相冲突——譬如爱因斯坦认为宇宙早已独立存在，宇宙的这种参

与品格成为量子论最富有挑战性、最能刺激人们寻求解释的特色。爱因斯坦对量子

理论的这种认为我们多少被牵扯到致使我们说已经发生的事情之中的观念感到不满。

因为他年轻时，经过内心苦苦挣扎之后得到的观点是，世界是独立于我们而存在的。

在量子物理中，情形刚好相反。



    在量子力学的论争中，我曾与另一位伟大的人物，哥本哈根市的尼尔斯·玻尔

合作过。我认为在过去几世纪中，从未有过比玻尔与爱因斯坦之间更伟大的，或者

更高水准的，延续了二十八年之久的同行论争。简单来说就是：世界是否像爱因斯

坦认为的那样独立于我们而存在；或者正如玻尔认为的，在某种意义上因为我们选

择测量仪器，而使我们和测量的结果有些相关？包括我本人在内，物理界大多数物

理学家都觉得，这场辩论已经由玻尔得到决定性的胜利而告终。



    今天，对于物理界的许多物理学家而言，量子理论是一台魔术香肠绞碎机：你

把固态理论放进去，你把原子理论放进去，你把激光理论放进去，总之你把任何物

理问题放进这个二十世纪最高的物理原则，这台香肠绞碎机中去，你转动把手，答

案就会出来。



    事实上，量子理论不是可以简单分析的。它是一种不可逃避的东西。它向我们

展示，我们所说发生的事物，或者我们有权利说发生的事物，不可避免要依赖我们

的测量选择。这种选择是不可挽回的，没有机会逆转它。因此，我们在此得到了解

释存在真相的革命性的一面。



    人们最后一次访问尼尔斯·玻尔时，他显得快乐、有兴趣、风度迷人、关心别

人。他不知道自己第二天就要死去。他评论道，某些哲学家没有意识到，量子理论

中有些关于世界的真正新发现，正如他说的：“具有非常伟大的重要性。”他还写

过有关我们真实世界的观点不同于我们早先所以为的，以及我们如何注定要进行一

场革命性的变化。爱因斯坦在最常被论及的一篇文章中说道，按照他的理解，量子

理论和每一种合理的真实世界观念都冲突。玻尔对此的回答是：“你的实在观念是

过于局限了。”







                              詹姆·哈特尔







    任何超过十二岁的人都知道，在这个世界上没有确定性这回事，因此物理学必

须面对概率。



    有人认为，人类因为无知，也就是还没拥有对世界足够精细和准确的描述，才

和概率打交道，若是我们找到那个描述时，就拥有了确定性。这只是经典物理的幻

象。六十多年来，我们知道这种幻象是错误的。或然性是根本的，不确定性是不可

回避的。所以任何东西，尤其是宇宙的量子力学理论并不预言一个特殊的宇宙时间

历史。相反地，它预测将发生的各种可能性的概率。



    有些事物当然比其他的更具有可能性，量子力学规则告诉我们这些事物是什么。

而且我们讨论的宇宙历史是一直回溯到开初所有的事件。没有任何一类事件是被物

理定律立法规定的；所有事件都是可能的，只不过其中一些比另一些的概率更高而

已。量子宇宙学的任务是，指明由量子理论预测到的概率非常高的事物。



    各种不同的宇宙和各种不同的历史，有时被认为是同样真实的，我认为这种观

点并不错。和概率打交道的量子力学理论正是必须处理不同的选择组合，因此人们

能说，它们都是同样真实的。可是，更准确的说法是：我们是在处理整个集合的可

能性集合，集合中任何一种可能都曾发生，其中一些比另一些更可能发生。







                              史蒂芬·霍金







    有一次爱因斯坦问道：“在建造宇宙时上帝有多少选择呢？”如果无边界假设

是正确的，在选取初始条件上，它就根本没有自由。它只有选择宇宙要服从的定律

的自由。



    然而，也许这种选择并不算回事。也许只存在一种统一理论，该理论允许像人

类那么复杂的结构存在，而且他们能研究宇宙定律和探索上帝的性质。





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          这个世界不是缺少美；
          而是缺少发现美的眼睛！

           上帝呀，请赐予我吧！
  

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