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虚时间中的幻境—谈霍金的《伟大设计》

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周方黎

《伟大设计》是一本被热炒的书,由斯蒂芬.霍金和伦纳德.姆勒迪诺合着。由于霍金有相当大的号召力,所以笔者愿意为文指出书中的错误,以免流毒蔓延。

霍金简介

霍金生于1942年,是英国剑桥大学的物理学教授。他年青时就显出卓越的数学和物理学才能。在21岁时,他患了无法治愈的肌肉萎缩脊髓侧索硬化症;

起初尚能坐在轮椅上工作,后来病况日益严重,他只能躺卧在病榻上工作了。讲话,看书,写作都需要借助电子设备,并且只有少数长期和他一起工作的人才能和他交通讯息;然而,他坚决和疾病斗争,不断思考问题。在无法进行繁重且严格的物理学研究以后,他就转向科普工作。这种坚强的意志和追求真理的积极人生态度,不禁令人赞佩。

严谨时期

霍金早期在科学上的工作是严谨的,他最重要的物理学成就是关于宇宙中的黑洞不单吸收能量,且能吐出能量。不过这个理论尚无充分的科学实验证实。他在病情转重以后,就转入科普书籍的写作。

1988年他出版了第一本科普书《时间简史》。这是一本深入浅出、态度严谨的佳作。当今物理学几乎发展到,离开抽象而繁重的现代数学已无法表达它内容的地步。而在书中,霍金竟能不用一个数学公式,便将现代物理学最前沿的多个重要方面都尽情勾勒出来了。这本书荣登畅销书榜几个月之久,且被译成四十多种语文。

这时,他还很尊重物理学的传统成就,也赞同现代的宇宙是从一个极小物质点的大爆炸开始的,既能解释宇宙的发展历史,又有大爆炸时残留的辐射作证的宇宙生成理论。既然大爆炸是宇宙始点,因而宇宙是有限的。这也是牛顿和爱因斯坦的观点,他们的严格数学理论都需要有一个边界条件才能落实。大爆炸就是宇宙的边界。当时霍金对存在一位造物主的看法,至少没有表示反对。他在《时​​间简史》中写道:然而(科学)定律并没有告诉我们,宇宙的太初像什么样子(宇宙)依然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,我们就可以设想存在一个造物主。

从大爆炸开始,宇宙从一片混沌之中,逐渐有条不紊地演变出星系、星云、恒星、植物、动物,最后终于出现了人类智慧高超得能够询问:在宇宙的演变中,何以有如此之多的巧合?宇宙为何是我们看到的这种样子?有一个连物理学专家们也赞成的回答是:如果它不是这个样子,我们就不会在这里!这就是在剑桥大学一次物理讨论会上提出的人择原理,霍金也没有对这个回答表示异议。

科幻混合

在《时间简史》带来的成功以后,2001年,霍金又写了第二本书《果壳中的宇宙》。可能因病情恶化,他也越发难以接触实际了,就渐渐流于空想。他显然要和科学幻想小说家道格拉斯.亚当斯的小说《银河系漫游指南》竞争,这次他使用了伪科学作为工具,去和纯粹幻想媲美,因此他的书就比科幻小说的误导性更大得多了。

这本书的
本质,是将数学上用以辅助逻辑推演的、没有实际性意义的数学概念虚数,作为有实际意义的东西。这种伪科学的幻想的不真实是显而易见的。可以通过下面这个明显的例子来说明。

在初等教学中有两次讲到,一条直线和一个圆的相交问题,一次是在平面几何学中,另一次是在解析几何学中;平面几何给出的三种不同情况的图像是:1.直线通过圆有两个交点;2.直线和圆相切,只有一个交点;3.直线在圆之外,没有交点。在解析几何中,直线和一个一次方程相应,圆和一个二次方程相应,两个方程这个问题和寻求的共同解相应。结果也分三种不同的情形是:1.有两个实根;2.有一个实根;3.有一个对虚数根。这三种结果分别和上面所述平面几何中三种不同的情形相应,特别是虚根是实际上不出现交点的数学表示。

这虽然是一个形象化的特殊实例,但结论是有普遍性的。如果一架飞机的设计方案中含有虚数,那么按此制造的飞机肯定是飞不上去的,实际上根本无法施工。霍金的第二本书就是根据虚数的结论,来谈论和看待世界和人类的现实生活的作品。于是带人进入虚时间中的奇幻境界。虚时间是一种不像时间又不像空间的怪东西。沿着虚时间,可以存在一种连通时间的现在、过去和未来,以及空间各个部分的管道─“虫洞,人可以从虫洞进入过去。

在《果壳中的宇宙》有一张插图,画着霍金、牛顿、爱因斯坦,和旅行在虫洞中奇怪交通工具的船长,四人在一起玩扑克牌。这本书标志着完全脱离实际的霍金,已经江郎才尽了。写这本书的时候,霍金几乎完全瘫痪了,凡编辑手稿、插图的构思和作图,以及说明文字的撰写,都由别人代劳。这本书受欢迎的程度大不如第一本书了;然而,贪婪的书商还是能够从此书骗到一大笔钱。

虚实结合

虽然霍金健康已经很差了,书商还是没放过他,又由他带头写了第三本书:《伟大设计》。这次似乎无法掩盖实情,只好挂出一个名不见经传的合作者伦纳德.姆勒迪诺。这本书的理论是没实际意义的虚时间的进一步发挥,他们将虚时间和实际的空间结合起来,虚构成一个幻想的宇宙,于是这个宇宙就成了一个没有边界的、无限的宇宙,并且把它作为我们实际的宇宙模式。

这时霍金已经把他从前坚信过的、符合极多实情的,并且有坚实的实验支持的宇宙从大爆炸开始的理论,避开不谈了。他声称宇宙既然没有边界,当然要依靠边界条件的爆炸理论就被他抛弃、推翻了。并且从无限的宇宙出发,认为宇宙的生命是宇宙自己产生的,不需要劳驾上帝。

实际情况上面所述都是霍金的空话,他又从1992年发现,有一颗太阳系以外的某颗恒星有行星绕着它运转这一观察结果,声称:地球是特意为人类而造的证据,也远不能令人信服了。实际情况是:单是银河系就有二千多亿颗恒星,而迄今人类只发现的236颗太阳系外的行星中,没有见过大小和地球类似的行星。太阳系有一个很不平常的特点就是,所有行星的轨道都很近似圆形,而其他恒星系的行星的轨道都是扁的椭圆,这种扁形轨道上的行星在一个周期中,温度变化很大,不适合人类居住。我们的近邻火星,是宇宙中除地球以外最适合人居住的地方;但火星的土壤中有高氯酸盐,生物不能适应,这也仅是不适合生物的条件之一。而人可以存在的条件极为苛刻,宇宙中能出现地球和人真是个奇迹!为物理学界广泛承认的「人择原理」,不是能被一个不可靠的特例推翻得了的。

霍金认为物理学可以解释终极问题。但实际情况是,科学越前进,就发现越难、越多的问题就在物理学面前。知识是发散的,而不是收敛的;有限的科学永远无法解释无限的终极问题。

康德的二律背反规律和哥德尔所提出的在数学中的公理基础上存在即不能证实也不能伪证的定理,都明确指出了人类理性的极限。极限以外的事情属于信仰的范围。霍金的空想和幻想是犯了最基本的错误,是伪科学。

今日物理学中的大爆炸宇宙生成和演化理论,是人类理性和智慧的最高成就,真科学有力地佐证宇宙有个始点,在这个始点,上帝创造了宇宙。这是实际情况。



原载《中信》月刊第
612期(中国信徒布道会
最后编辑齐鲁 最后编辑于 2013-04-21 18:00:59
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有限的科学永远无法解释无限的终极问题
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