對于渺小的人類來說,浩瀚的宇宙中存在許多未解之謎,著名天文學(xué)家,前英國皇家學(xué)會主席馬丁·里斯勛爵認(rèn)為,由于大腦天生的局限,人類或許永遠(yuǎn)無法破解這些謎團(tuán)。正如游魚不會注意到水的存在,人也同樣無法參透構(gòu)成宇宙空間的微觀結(jié)構(gòu)。
從理論上來說,另一個(gè)四維宇宙有可能近在咫尺,但我們卻渾然不知。好比在一張白紙爬來爬去的螞蟻,始終無法察覺相距1毫米之外還有另一張白紙的存在。
詭異的量子力學(xué)
量子力學(xué)的概率和隨機(jī)性讓愛因斯坦頭疼不已。你能想象兩個(gè)相隔幾光年的粒子,如果其中一個(gè)粒子的狀態(tài)發(fā)生變化,另一個(gè)粒子瞬間也會相應(yīng)改變,兩者之間猶如存在心電感應(yīng);以波的形式同時(shí)通過兩條狹縫的光子發(fā)現(xiàn)有人觀察,竟然化作粒子重新從其中一條縫隙通過,仿佛時(shí)光可以倒流一樣!
有因未必有果,結(jié)果可以決定原因;意識決定物質(zhì),宇宙因意識而存在——人類所有堅(jiān)不可摧的理性認(rèn)知都在量子力學(xué)的迷霧中土崩瓦解。自從它面世以來,科學(xué)家已經(jīng)提出幾十種解釋。從正統(tǒng)的哥本哈根解釋到另類的多世界假說,一個(gè)比一個(gè)荒誕,一個(gè)比一個(gè)更像科幻小說,但都無法讓人徹底信服。
失蹤的引力子
站在地球上的人為什么掉不下去?龐大的星系如何井然有序地運(yùn)行?在統(tǒng)治宇宙的四大基本作用力中,電磁力、強(qiáng)核力和弱核力都是通過基本粒子發(fā)揮作用,那么虛無縹緲的引力是否也經(jīng)由“引力子”施展魔力呢?
雖然激光干涉引力波天文臺已經(jīng)捕捉到遙遠(yuǎn)宇宙?zhèn)鱽淼囊Σā皾i漪”,但引力子卻始終不見蹤影。提出過“戴森球”理論的著名物理學(xué)家弗里曼·戴森認(rèn)為,單個(gè)引力子在現(xiàn)有理論框架內(nèi)也許根本檢測不到。和溫度、壓力類似,引力常量可能和組成它的基本粒子沒有任何關(guān)系。
如此說來,現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱——量子力學(xué)和廣義相對論之間就存在難以逾越的鴻溝,而能夠解釋宇宙本質(zhì)的大一統(tǒng)理論也將永遠(yuǎn)隱藏在黑暗之中。
無法突破的普朗克尺度
普朗克尺度(1.616229×10^-35米和5.39116×10^-44秒)是人類能夠精確測量的最小尺度。如果有人想獲得普朗克尺度以下的數(shù)值,他就會發(fā)現(xiàn)在如此小的空間內(nèi),光子動(dòng)量之高足以產(chǎn)生一個(gè)微型黑洞,使任何有意義的測量都無法實(shí)現(xiàn)。
一切經(jīng)典物理學(xué)理論在普朗克尺度之下都失去效力,在這里變幻莫測的量子效應(yīng)開始掌管一切。模擬奇點(diǎn)大爆炸的大型強(qiáng)子對撞機(jī)試圖追溯宇宙誕生的歷史,但在普朗克尺度面前猶如撞到一堵“嘆息之墻”??茖W(xué)家普遍認(rèn)為,普朗克尺度并非時(shí)空的最小單位,只是量子王國和引力王國的分界線而已。跨越這條界線之后,我們也許會遇到更多讓人瞠目結(jié)舌的奇觀。
無解的宇宙誕生之謎
在一切時(shí)間和空間的盡頭,一個(gè)極端致密的奇點(diǎn)如何以比光還要快的速度膨脹,最終形成宇宙萬物?它是前一個(gè)宇宙塌縮而成的嗎?我們所在的宇宙是否處于膨脹-塌縮-再膨脹-再塌縮的無限循環(huán)之中?
如果所謂的奇點(diǎn)大爆炸并不存在,那么所有能量和物質(zhì)是否被束縛于未知空間結(jié)構(gòu)之中,因某種原因而突然膨脹?
或者奇點(diǎn)和未知空間結(jié)構(gòu)不止一個(gè),無數(shù)個(gè)宇宙如大海的泡沫一樣泛起、破碎,每個(gè)泡沫之間或許會碰撞,但絕不會重疊。也就是說,所有多重宇宙都是封閉的,我們永遠(yuǎn)無法獲知其它宇宙的任何信息。
謎中之謎——意識的本質(zhì)
物理學(xué)家波爾曾經(jīng)說過,世界由人的意識決定。前文提到的雙縫干涉試驗(yàn)中,觀察者的存在的確影響了光子路徑。換句話說,沒人觀察的時(shí)候,薛定諤的貓?zhí)幱谝环N“既死又活”的奇怪狀態(tài),它的命運(yùn)在打開箱子的一剎那才能確定下來。如果粒子的狀態(tài)取決于我們是否在觀察,那么宏觀世界是否也如此呢?美國物理學(xué)家約翰·惠勒的“觀察者假說”認(rèn)為,宇宙大爆炸和138億年的歷史原本不存在,是古往今來無數(shù)觀察者的參與造就了它!
牛津大學(xué)物理學(xué)家羅杰·彭羅斯進(jìn)一步提出,觀察者效應(yīng)意味著人的意識能夠在量子層面和物質(zhì)互相作用,而大腦產(chǎn)生認(rèn)知是腦神經(jīng)元微管量子振動(dòng)的結(jié)果。瀕臨死亡的人隨著心臟停止跳動(dòng),血液不再流動(dòng),腦神經(jīng)微管失去量子狀態(tài),儲存在其中的量子信息也隨之釋放出來。
馬克斯普朗克物理研究所的漢斯·彼得杜爾博士的解釋更為驚悚:我們所理解的現(xiàn)實(shí)世界僅僅局限在物質(zhì)層面,除此之外還有一個(gè)無限寬廣的量子宇宙,現(xiàn)實(shí)宇宙處于它的包裹之中,靠吸收其中的養(yǎng)分才得以存在。人死之后釋放的量子信息正是回歸到這個(gè)量子場之中,從某種意義上來說,所有的智慧生命都是不朽的存在。