时间之外的观察

夏朝明

摘要：我们从哪里来？又要到哪里去？我们存在的意义是什么？千百年来，无数的物理学家，天文学家，生物学家，文学家，哲学家，思想家，都曾无数次地思考过这个问题。

关键词：时间；宇宙；能量

在神学时代，我国有过“盘古开天”，“女娲造人”之说。希腊神话中，也有过天地之神结合，众神经过一番磨难才得以出生之说。所以，神学时代，无论奴隶社会还是封建社会，人们坚贞不渝地认为人就是神的造物，与其他鸟兽截然不同。而后的各种宗教，大力宣传神的地位，推崇自己的思想，获得民众的支持赞同。统治者为了巩固自己的地位，宣扬“君权神授”，这自然也可以理解。人也是群居动物，对神的追崇使得人群具有更强的凝聚力，但弊端也随之显现。思想的禁锢拖延了科技的进步，以至于亚里士多德之前没有人能算得上是真正的科学家了。

虽然亚里士多德的许多理论在伽利略时代就已经被推翻，其中就包括学到过的力与运动的关系。亚里士多德的观点在现在看来几乎可笑，但却在几千年间令无数的人深信不疑。他也许并不完美，但他对世界的观察的方法却对后代科学有着密不可分的关系。人们不只是为了单一的生存，开始描述世界，探索世界。

世界的样子，人们拥有过无数的大胆猜想。对于过去的人们而言，自己所到的距离从来没有尽头。但根据自己的常识却知道它一定有个尽头，所以直接应当是一块水平的大平板。板上有突起就是山峦，凹下就是湖泊，划痕就是河流，而尽头，就是无边的海洋。但河流中的水会流动，海洋中的水到那里去了呢？一定会从世界的边缘流下去，永远流下去，或到达另一个世界。这种大胆想法在电影《加勒比海盗》曾经得到过模拟，船只在世界的尽头掉落，最终到达另一个世界。但早在公元前340年，亚里士多德就在他的《论天》一书中提到过世界不是一块平板而是一个圆球。并且提出了证据：因为月食是地球运行到太阳和月亮之间引起的，而我们观察到地球在月亮上的影子总是圆的。如果是一个平面，影子不会总是圆形，会变为四边形或椭圆形。并且海边的人们意识到，远处驶来的船只总是先露出桅杆，再出现船身。如果世界是块平面，怎么会出现这种现象？麦哲伦的环球航行最后也是最直接地验证了这个事实，从此，世界是个球体，我们生活在地球。

一位顽童，厌恶学习，爱好动手制作，被同学嘲笑后开始努力学习，最终考取剑桥大学，成为现代物理数学的一位奠基人，他就是牛顿。他的力学体系被广泛认同，他的引力定律令人拍案叫绝，他开创了物理学中光学这一分支，他发明了微积分学。他的成就远大于与他同一时期的所有科学家。我们的物理学习很多都与他有关，对他又爱又恨。他对人类的贡献巨大，对科学的影响深远。他的引力定律使我们的眼睛望向了星空。太阳系的八大行星正在按照他的规律运行。牛顿将引力描述为超距作用的力，这在太阳系中非常成功，但在强引力场下失效。所以在近代，出现了许多理论来描述宇宙。它们中每个都不能以偏概全，像牛顿理论一样都有自己的适用范围。其中爱因斯坦的广义相对论与普朗克的量子理论被誉为当代物理学最伟大的理论。广义相对论用来描述引力和宇宙大尺度的结构，而量子力学处理极小尺度例如原子及更低水平的现象。但不巧的是，它们不可能都对。所以当代物理学的主要目标之一就是创建一个将它们结合在一起的新理论——量子引力论。现代物理学家霍金就是这一理论的提出者。可能获得这一理论还遥遥无期，但人们从未停下脚步去探索世界。不只是自己生活的世界，更是太阳系之外，整个宇宙中的万千世界。

如果我们发现了其他星球，发现了其他生命。或许你沒那么开心因为买彩票花的钱已经远大于奖金了，但必然会中奖。生命的出现大概也是如此，无数种物质的组合，无数的不同恒星系中的条件，宇宙中无数颗恒星，可能只有几种能产生生命，但已经是必然了。既然有了我们，就一定有了他们。地球上生命的相互依存，相互竞争进入了一个较为稳定的时期，地球的条件适宜了地球生命的生存。地球生命也在改变地球的环境。没有生命的星球，也许就不会有氧气，没有氧气就无法大量氧化有机物放出能量，自然就不会有大型的多细胞生物出现。这只是在地球上，也许另一颗星球上的他们正在以一种其他的化学反应为自己提供着能量，我们闻所未闻。也可能是某些较为温和的核反应，为他们的机体提供着能量，我们难以置信。但这也许就实实在在地存在着，只是我们没有发现。根据永恒的能量守恒理论，生命体的能量一定要有来源。我们地球生命的能量基本全部来自于我们的恒星：太阳。太阳的能量创造了生命，也在亿万年间维持着生命之火的延续。生产者利用阳光的能量与辐射温度，合成着大分子的淀粉等能量物质供初级消费者食用、生存。更高级的消费者间接地食用初级消费者所吸收的太阳能，维持着生存。地下的石油、天然气，全部是上古时代的植物所接收的太阳能的产物。为我们提供了大量的生活能源。我们的能量来自太阳，太阳的能量来自聚变反应，聚变反应的能量来自于亏损的质量，而质量又仿佛来自于能量，实在变得无法解释。生命本身也是一个能量体，储存着能量，利用着能量。难道生命就是能量的消費者吗？这个宇宙创造了我们，到底要求我们为它做些什么呢？

宇宙的有序度在下降，熵在升高。巨大的能量从有序中释放，转化为其他种无序形式。我们的太阳正处于中年期，仍有充分的聚变燃料供它消耗。天文学家们对于其他恒星的观察使他们可以推断出太阳的余生。当约50亿年后，氢燃料被耗尽时，温度开始下降，颜色逐渐变红，太阳的气体外层开始膨胀，演化为一颗红巨星，它有一个碳核，被燃烧的氢与外层气体包裹，此时它的体积足以包含地球轨道。当能量进一步释放，太阳开始变冷收缩，最终塌缩成一颗白矮星。质量更大的恒星塌缩后会形成中子星或黑洞，它们都有巨大的密度，黑洞还有可怕的引力密度，强大的潮汐力可以将物质撕扯成离散的原子。当然在有生之年我们是不会见到这些宇宙深处的可怕场景，也不会经历太阳的熄灭的黑暗。但如果现代科技仍以指数次的效率进步的话，不出千年人类就有能力航行至下一个星系寻找新的家园。也许我们推崇的现代科技理论会被千年后的人们视作笑柄，但我们也应该想尽我们能想的，做及我们能做的，不为未来留下遗憾。岁月是文明最好的见证。

回过头来，如果能量是守恒的，那么整个宇宙的能量总和应是一个常数。每秒钟都有巨量的能量在太阳系中被释放，更有无数的能量在宇宙的其他地方被释放。很明显，宇宙的能量分布是不均匀的。每一颗恒星都是一个能量聚集体，它四周的能量密度高于其他深空地带，但它在不停地释放它的能量，使能量分布向一个均匀的方向发展。就像盘子中的几块在融化的冰，最终水不再聚集，覆盖了整个盘子，水在盘子中是均匀分布的。也许当若干时间以后，所有的恒星都已经熄灭，所有的黑洞都已经蒸发，宇宙中再无光芒，温度也变得均匀，在那之后会发生什么？按现在理论推测，真的什么都没了。能量不会再转化，没有运动，没有辐射，没有光芒。宇宙也许最后会塌缩、或开放，科学家们仍无法准确计算出宇宙的引力总量，结果无从知晓。到了那时，也许会有某种力量或某个智慧文明，将一切从头开始。到那时也许就是一个全新的宇宙。而那种力量，将会是时间之外的观察者。endprint