赵树义
背对窗户,黄昏像一张挂在墙上的狼皮,陈旧着暗淡下去。暮色流下来,波澜不惊,没有声息,仿佛一群羊走下山坡。此情此景令人心悸,仿佛小时候独坐煤油灯下,夜风叩打窗棂,影子被放大到墙上,恐惧也被放大到墙上。有光,才有恐惧。光越是微弱,恐惧越容易被放大。弱光里的事物不断摇曳,灵魂的本真状态也是这样子的吗?“啪嗒”,时间灰尘般落下。其实,从昏黄到暮色并不漫长,光影的渐变过程却极复杂,好像其间藏有秘密。人大多喜欢去明亮而高大的地方寻找意义,其实,越是昏暗和微小,越是独立和丰富。
一时恍惚,仿佛夕阳倒流,有余晖从窗外照进来。
你坐在对面煮茶,我转身凝视着窗外。
天黑下来,路灯照进窗户,茶台比此前一刻明亮,让人联想到回光返照。但这一刻,我使用这个词仅指一种自然现象,而非生命现象。事实上,有关生命的描述大多源于自然,可遗憾的是,当这个词被人的生死占有之后,词的自然本意便渐渐淡出人们的视线。共享同一情感的确不是件容易的事,具体之物和虚拟之词的命运是一样的。就像一个人移情别恋,注意力一旦漂移,便很难回到原处。自然的移动似乎没有这么悲观,譬如一枚风中摆动的叶子,美得近乎悲剧,直到坠落于地。人参与其中,一切又会不同起来,钟表便是个极端例子——因为外力均匀持续的作用,钟表的机械摆动看上去何其有条不紊且永恒啊!然而,在这个过程当中,动能和势能一直不断转化,世上从无一种东西是一成不变的,就像从无一种静止是完全静止的。
月色被灯光稀释,被柳枝扰动,这一瞬间,我的眼前居然出现另一扇窗,另一扇忽明忽暗的窗。隐约听到马路上噪声刺耳,向往闹中取静该多么想当然啊。说到“月上柳梢头”,竟蓦然想起宇宙大爆炸的余晖,它的回声可以跨越数十亿光年传送到现在,且以静电噪声存在,何况当下这一切呢?世上无一寸地方是清静的,死亡也不例外,甚至,死亡留下的“静电噪声”——譬如记忆、声音、影像、图片或文字等——远远超过宇宙大爆炸的余晖,这一切还会随着时间推移而越来越沉重。是的,时间仅是让某些事物看上去淡了,薄了,却不一定轻了,更不可能彻底抹去。至于小小的心房,只不过是一座看不见的湖,噪声依然波澜壮阔,所谓“躲在小樓成一统”,仅是厌世者的一厢情愿抑或自欺欺人罢了。事实上,从宇宙到心房,从无边之大到无内之小,噪声都是世界永恒的底色,仿如生命中的遗憾,从来都是绵绵无绝期的。
犹记得乡下那条老街,犹记得窗台上那台蝴蝶牌收音机。那时候,乡人坐在老街两厢的台阶上听戏,它经常“嘶——嘶——嘶——”地响,摆弄一下天线或拍打两下又回归正常。那时候,我只知道“嘶——嘶——嘶——”声是电波——那代人的童年里,电波是种神秘的东西,甚至有些不可思议——被干扰的声音,此时才明白,那干扰声竟有千万分之五来自数十亿年前的宇宙大爆炸。再后来,我进了城,学校电教室有台黑白电视机,天线架在平房顶上,“雪花”满荧屏“嘶—嘶—嘶—”地飘着,那“雪花”居然也是宇宙大爆炸时残留下的辐射信号。当然,这是物理学家讲的故事,也是我现在才听得懂的故事,而在上古神话中,它是盘古一斧子劈开混沌天地的斧声,那斧声又穿越盘古粉身碎骨后长成的日月星辰涟漪般扩散开来。总之,不管在科学中,还是在传说里,宇宙创生或盘古开天地时都是有声音的,这残余的噪声被美国人阿尔诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现,他们把它命名为宇宙大爆炸的余晖。如此命名一如“静电噪声”——到底是静,还是噪般难以理喻,但比后者更形象,就像此刻,我能看到、听到甚至感受到夕阳下山的模样,仿佛一缕茶香从寂静中飘然而起。
在物理学上,宇宙大爆炸的余晖特指宇宙大爆炸残留的辐射信号,也即宇宙微波背景辐射,在卫星图像里,它看上去很像夕阳里的余晖。我曾眼睛一眨不眨地凝视那些图像,总觉像生物光谱图或某个细胞的医学影像。也就是说,大如宇宙,小如细胞,反映到一幅图片中,竟是惊人相似的!
这件事发生在1965年,那一年,我刚好来到这个世界上。不过,我的出生不会被遥远的射电望远镜观察到,在当时,我也不会与这件事发生任何关联。但此刻,当我关注这件事的时候,1965年便显得有些特别。
在此之前,一个天才的假设横空出世,即宇宙的创生始于一个时空奇点。何其轻描淡写,猛一看,就像是在说生命的孕育始于一个精子和一个卵子。但宇宙毕竟过于浩茫,观察它的难度远远大于观察一个生命,它的形成过程也远比天荒地老还漫长。
设想中的奇迹发生在138亿年前,一个时空奇点突然剧烈膨胀,时间和空间不断向外伸展,宇宙从极高温的混沌态中孕育出基本粒子、核子,直到演化为暗能量驱动的加速膨胀状态。此即宇宙大爆炸的理论雏形,20世纪40年代,美籍苏联人、玻尔的弟子乔治·伽莫夫与比利时神父、天文学家乔治·爱德华·勒梅特提出这样的假设,也叫原初核合成理论。此后,宇宙学家站在两位“乔治”的肩膀上建立起热大爆炸宇宙学,预言了宇宙微波背景辐射的存在。
既然是一种假设,遭到反对是正常的,英国人弗雷德·霍伊尔就不认同这个理论。1949年,在接受BBC电台的采访中,霍伊尔笑称这个理论把宇宙的演变说得像是一次“大爆炸”。霍伊尔是宇宙稳恒态理论的主要创立者,还是一位高产的科幻小说作家,这位反叛者本想发挥自己一贯的语言风格,调侃一下伽莫夫们,谁知他的玩笑竟被伽莫夫们欣然接受。一个被反对者“命名”的宇宙学名字从此流传开来,曾有人在一家著名科普刊物上发起一场改名运动,却以惨败告终。这个小插曲颇有些戏剧性,霍伊尔自我解嘲道:“词语就像标枪,一扎出去就收不回来了。”
霍伊尔的确像个扛着词语的标枪,在宇宙学界行走的人。不,他是扛着想象力的标枪,在月球上行走的人,他的每一步看似摇摇晃晃,却俨然凌波微步。
那是二战期间,霍伊尔被分配到雷达站,担任伦敦空袭预警任务。有一天,霍伊尔和赫尔曼·邦迪、汤米·戈尔德一起喝酒,喝着喝着,便把话题转移到共同感兴趣的问题上来:宇宙是如何存在至今的?这个问题纠缠他们多年,那场景几乎与诗人们喝酒,喝着喝着就把话题转到“我是谁?我从哪里来?我到哪里去?”上一样。
1929年,美国人埃德温·哈勃发现,越远的星系红移越大,即离地球而去的退行速度越大。由此导出一个结论:整个宇宙似乎都在膨胀。大爆炸理论还勾勒出这样一幅图景:整个宇宙的时空和物质,是从彻底的虚无中无端产生的。出于哲学习惯,霍伊尔本能地反对这个模型:如果时空本来就不存在,宇宙诞生在哪里?那样的话,“物理的普遍性就丧失了”。显然,霍伊尔还未从经典物理学的确定性中走出来,他给出的唯一选项,就是时空始终存在。1945年秋,霍伊尔和邦迪、戈尔德在英国电影《死亡之夜》中找到灵感:主角每天从同一个噩梦中醒来,又在一天中经历梦到的一切。醒来,经历。睡去,噩梦。无限循环,无法逃脱。电影叙事结构诡异,却是他们开启稳恒态学说的灵异钥匙。1948年,邦迪和戈尔德发表《膨胀宇宙的稳恒态学说》,牛刀小试。1949年1月,霍伊尔发表《关于宇宙学问题》,从数学上完善稳恒态学说,向大爆炸理论发起挑战。依照稳恒态学说,宇宙在时间、空间上都是无限的,它在膨胀的同时密度维持不变,且会通过一种尚不可知的机制持续产生新物质。星系虽在相互远离,但因中间不断有新物质产生,又会形成新的恒星和星系,宇宙整体上仍将保持均衡和稳定。霍伊尔还比喻说,这就像一条河,河里的每个水分子都在运动,河流作为整体却亘古不变。显然,这个比喻也很经典物理学,霍伊尔这一生似乎就一直在经典和现代、理想和现实中摇摆着。
在稳恒态模型中,物质是从无中创生的,有人指责说,这有违能量守恒定律。其实,大爆炸理论也认为宇宙是从无中创生的,霍金便是“无中生有”的拥趸,也是道家哲学“无中生有”的知己。但在那个时候,西方哲学与东方哲学还跑在两条道上,面对这样的指责,霍伊尔只好以其人之道还治其人之身,声称大爆炸理论引入密度无限大的奇点也有违物理学规律。一时间,稳恒态学说与大爆炸理论争得面红耳赤,伯仲难分,各种争论便“无中生有”出来。1957年,霍伊尔等四人发表论文《恒星中的元素合成》,代称为B2FH,其中,B2指玛格丽特、杰弗里·伯比奇夫妇,F指威廉·福勒,H则是霍伊尔。这篇文章声称,除氢、部分氦及少量锂以外,几乎所有元素都是在恒星内部通过一系列核聚变反应形成的。伯比奇夫妇负责提供观测证据,福勒负责提供实验室数据,霍伊尔则是恒星核合成理论的主要提出者。可遗憾的是,B2FH阐述的恒星核合成过程可以被大爆炸理论所吸收,对稳恒态学说却无帮助。1965年,宇宙微波背景辐射被发现后,大爆炸理论的合法性又受到实证支撑,稳恒态学说风光不再。
继为大爆炸理论“命名”之后,霍伊尔又用恒星核合成理论为大爆炸理论“正名”,这多少有些让人尴尬。一段时间,霍伊尔闭口不谈稳恒态学说,对大爆炸理论始终持怀疑态度,他该多么固执,又多么执着。有时候,固执和执着其实很难分辨清楚,一个人之所以不够成功,并非他一条道跑到黑,而是他一条道根本就没有跑到黑。是啊,不能一条道跑到黑,怎么有可能见到黎明呢?
1967年,霍伊尔创建剑桥大学理论天文研究所,出任首任所长。1970年,霍伊尔担任英国皇家学会副会长,1971至1973年,又担任英国皇家天文学会会长,获封爵士。1973年,因和校方发生激烈冲突,霍伊尔被勒令辞去天文研究所所长一职。此后,霍伊尔偏居英格兰西北部湖区,几乎做了隐士。20世纪80年代,宇宙学家为解释星系形成等难题不得不引入暴胀、暗物质等概念,看到这些东方式玄学概念,霍伊尔又忧心忡忡起来:假如一个理论是正确的,应该会得出许多正确结论,可20多年过去了,不仅没有更多事实支持大爆炸理论,相反,它还需要不断引入越来越玄虚的概念来解释新观察到的现象,这不正好说明它并不像想象中那么可靠吗?于是,霍伊尔卷土重来,对稳恒态理论做了改进,认为在宇宙的演化过程中,不是有一个大爆炸,而是在既存时空中有一系列小爆炸,这些小爆炸会产生轻元素,造成星系红移。关于宇宙微波背景辐射,霍伊尔富有想象力的解释更是闪闪发光:这是星际间的金属尘埃发出的辐射!不可否认,霍伊尔的想象力混杂着物理学和文学的双重光芒,却缺失了不确定性的迷人魅力。也就是说,霍伊尔的描述确定性太强了,在量子时代,这难免遭人诟病。
或因特立独行,霍伊尔一生不断陷入争议的旋涡当中,遗憾地与诺贝尔奖失之交臂。不过,这并不能说明什么,惠勒一生不是也与诺贝尔奖无缘吗?在奇思怪想方面,霍伊尔和惠勒还真有的一拼,但在逻辑方面,霍伊尔明显落于下风。譬如在生命起源问题上,霍伊尔坚持认为生命的种子来自外太空,还嘲笑说,生命能在地球上自发产生,就好比废物旧货在龙卷风作用下自发组装出一架波音747飞机,这是不可思议的!更令人捧腹的是,他还把氨基酸组合生成蛋白质的几率比作“太阳系里的所有瞎子在同一时间拼凑出魔方来的可能性”。霍伊尔擅长使用金属般闪光的比喻亮明论点,论证的逻辑性却不够严谨,他的论敌便造出一个词——霍伊尔式的谬论,来指称他将真知灼见和谬误一锅烩的荒唐。霍伊尔猜想,地球上的生命可能起源于病毒、细菌等微生物,流感、哮喘和其他疾病的流行是地球经过这些病原体时引发的,艾滋病毒是超级大国的某项生物战计划出了差错,从实验室里跑出来的。霍伊尔的猜想充斥着阴谋论,他宣称,发现流感大流行的年份与太阳活动的11年周期之间存在耦合。去世前,霍伊尔又转向设计论,认为自然界存在某种超自然智慧,是这种智慧指挥着生命的进化和整个宇宙的进程。“宇宙很显然是一种设计,因为存在如此多的事情,单凭巧合是不可能发生的。”霍伊尔的奇谈怪论遭到外界猛烈批评:“这一切见证了一个杰出的脑袋如何因为追求一些稀奇古怪的东西而误入歧途的。”这句话的潜台词其实是在说,一个杰出的物理学家因为沉湎于科幻文学而误入歧途。可有意思的是,20世纪90年代,射电天文学家在星际中发现某种氨基酸光谱,这个发现至少可以证明,霍伊尔关于宇宙中存在有机生命的猜想并非一无是处。
看看霍伊尔出版的那些书吧:《黑色的云》(1957年)、《奥西恩的骑马旅行记》(1958年)、《生命云》(1958年)、《来自空间的疾病》(1979年)、《空间旅行者:生命的起源》(1980年),还有《宇宙生命的动力》(1988年),等等。这些书名放在一起,可以证实一件事,霍伊尔是个异议者,是个探险者,也是个孤独者,正如他生前接受采访时的自我评价:“当我年轻时,老研究员们觉得我是个出格的年轻人;当我老了,年轻研究员们觉得我是个出格的老人。”1995年,科学史家斯蒂芬·布拉什如是写道:“霍伊尔的家不是一个在壁炉前面放有一把又松又软椅子的充满温馨的小屋。他没有得到学术上的安慰和同事有礼貌的尊重。他在家里如同在山顶上那样,处于争论的焦点上,那里狂风凛冽,甚至上帝也显得无能为力。但是,如同霍伊尔自己所说的那样,‘做我自己最好的事使他制造出一个适当的宇宙。”
这个适当的宇宙,便是霍金研究过的众多宇宙模型之一。
在我们仰望——其实,我们根本看不到,只能想象——以他的名字命名的第8077号小行星霍伊尔时,我眼里的霍伊尔首先是个作家,其次才是个天体物理学家,最后才是一颗行星。
在那篇著名的B2FH论文中有一段题记,其中有霍伊尔摘引莎士比亚戏剧中的两句台词——
《李尔王》:“是星空,我们头顶的星空,主宰我们的命运。”
《凯撒大帝》:“错,不在星空,而在我们自己。”
科学离不开两只翅膀,一是逻辑合理性,一是数学自洽性,如何让二者保持一致,是每个科学家创建模型时必须思考和解决的,而达成这个目标的,无一不符合霍金好的模型的四个标准。就好比爱情,精神性是其翅膀之一,肉体性是其翅膀之一,两只翅膀合为一体,比翼齐飞,才是恋爱男女一生所追求的。神秘如宇宙创生,寻常如饮食男女,居然也相似如斯,世界还真的是说复杂便复杂,说简单也简单呢!人终归是万物的主宰,万物又都沐浴在人的“余晖”里,科学虽不是柏拉图,但科学家需要理想主义。
那个时候,伽莫夫们时常面对的难题便是自洽。爱因斯坦广义相对论认为,宇宙是时空奇点“生”出来的,它所有的物理参量,譬如能量密度、曲率、温度等都是无穷大的,无穷大发散在数学上的描述是不自洽的。简言之,这个模型在逻辑上是合理的,在数学上却无法自洽。显然,这并非一个好的模型,惠勒和费曼曾为破解无穷大而绞尽脑汁,最后提出路径积分理论,也即让人烧脑的对历史求和。费曼的年代,正是爱因斯坦引力理论发烧友层出不穷的年代,他们不断给出各种宇宙学解,其中最引人注目的,是1934年美国人理查德·托尔曼提出的振荡宇宙理论:宇宙有可能是振荡的,它在演化过程中不断经历收缩→膨胀→再收缩→再膨胀的过程。宇宙也须遵循热力学第二定律,在一个闭合的物理系统里,熵只能增长,不能减少,如此,宇宙的振荡周期将会越来越长。反过来,依照时间反演倒推回去,振荡周期将越来越短,宇宙的起点最终还是大爆炸奇点。
振荡半天,似乎又回到原点。
振荡离不开作用力,宇宙间所有现象都可用四种作用力来解释,即万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。俨然怪力乱神,状况有些复杂甚至混乱,与爱因斯坦所坚信的“自然界应当满足简单性原则”也相悖。人越老越固执,也越野心勃勃,在晚年,爱因斯坦想把这四种作用力装到一只框子里,遂一边继续反对量子力学,一边提出一个物理学终极梦想——大统一理论。直到去世,爱因斯坦也未能实现这一梦想,霍金曾为此努力过,绝望之后另辟蹊径,提出依赖模型的实在论。
那么,怎么把量子力学和相对论这对冤家关在一个笼子里呢?
20世纪60年代始,关于弦论的争吵就未停止过,直到1984年弦论革命。弦论基于这样一种假设:如果我们有更高精密度的实验,也许会发现基本粒子其实是条线。这条线或许是一个线段,称作开弦,或许是一个循环,称作闭弦。不论开弦闭弦,弦都可以振动,而不同的振动态在精密度不佳时有可能被误认为不同的粒子。各个振动态的性质对应到不同粒子的性质,弦的不同振动能量有可能被误认为不同粒子的质量,自然界的基本单元可能并非电子、光子、中微子和夸克之类的粒子,而是那些线——弦。2007年,《环球科学》第三期刊发《宇宙是堆三角形?》,声称“弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论”。
而引导那次革命的,是英国人迈克尔·格林和犹太裔美国人约翰·施瓦茨,他们发现了类型Ⅰ弦论中的反常相消现象,被称为格林—施瓦茨机制。继他们之后,又有四种不同的、解释一维的弦如何在10维宇宙中振动的模型,即类型IIA、类型IIB、SO(32)异形和E8xE8异形。前后五种弦论显然不可能都是对自然的正确描述,那么,哪个是真实的?哪个是误读的?其实,弦论并没有所谓的最终方程,这是它与爱因斯坦方程或麦克斯韦方程最大的不同。或者说,是描述不确定性——薛定谔的猫或惠勒的延迟选择实验,与描述确定性——爱因斯坦的重力或麦克斯韦的电磁场,最大的不同。但不可否认,格林和施瓦茨对待弦论的态度与霍金对待依赖模型的实在论的态度,并无二致!
1995年,犹太裔美国人爱德华·维滕在年度弦论会议上提出一个建议,观点更激进:也许,五种弦论并没有那么不同。之后的事实也证明,五种弦论之间的确存在某种联系,且很有趣,这种有趣的联系便是二元性或对称性。譬如,如果增强类型Ⅰ弦论的相互作用强度,最终会得到弱版本的SO(32)异形。二元性或对称性表明五种弦论在某种程度上是相关的,维滕由此提出“物理的终极理论”——M理论。M理论是弦论的升级版,是更“有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论”,因为它让量子力学和广义相对论在新的理论框架中的相容变得容易。这无疑是件了不起的成就,正如M所寓意的丰富而多变的含义——魔术(magic)、神秘(mystery)、膜(membrane)、矩阵(matrix)或母亲(mother),以及维腾(Witten)首字母W之“乾坤倒转”。与其说是一种物理学,不如说是一种哲学,M寓意如此众多,的确印证了简单之妙,就像下围棋,在围与不围的游戏中,黑白两色棋子可以弈出无穷变化。当然,也像太极图,两点、一线、一圆便构成一个完整世界,通天彻地,神游八极。M理论认为空间不只有三维,还有更高的维度,它的维度比弦论的10个维度还多出1个维度,即11个维度。不过,额外的空间维度都是卷曲的,站在更高维度的时空上看,宇宙很像一部三维电影或一张三维的膜。
不得不说,天才都是疯子,这个观点不只适用于文学家,同样适用于科学家。事实上,科学家不只有异于常人的计算力,还有绝不亚于文学家的想象力,有时候,他们比文学家还疯狂。譬如伽莫夫,很小的时候,他面对诗歌就天赋异禀,《奥涅金》那样的长诗,他几乎过目不忘。可同时,他对物理学也兴趣浓厚,5岁便梦想着漫游月球;7岁便用一个普通小铃铛和电池做了一个像模像样的电铃;10岁时,第一次世界大战的战火延烧到敖德萨,别人纷纷躲进地下室,他却悠然自得地坐在阳台上读一本很枯燥的书——欧几里得的《几何原本》。伽莫夫曾预言,我们的宇宙正沐浴在早期高温宇宙的残余辐射中,就像一个火炉,虽然没有火了,但还冒着一点点热气。这样的描述太有诗意了,人们在享受文学带来的审美愉悦的同时,并未给予它应有的物理学重视。但我喜欢这样的描述,就像我为我的第一部诗集起的名字——《灰烬》。
是的,就是灰烬,余晖一样温暖,还可疗伤。
新泽西州有座有名的实验室,叫贝尔实验室,1964年,无线电工程师彭齐亚斯和威尔逊正为接收卫星“回声”而烦恼。无线电天线已足够灵敏,二人希望它能够更灵敏。天线呈喇叭状,二人反复校准后,把它指向天空,就像井底之蛙张嘴望向夜空。奇迹还真的出现了,二人居然在波长为7.35厘米处探测到一种信号,无论天线转向哪个方向,这个信号都始终存在,且强度永远相同。更诡异的是,这个信号既不受昼夜影响,也不受季节影响,由此不难判断,它与地球公转和自转都无任何关系。折腾了大半年,也未找到原因。转眼到了1965年春天,二人仍百思不得其解,最后想,是不是天线系统出了问题?去检查天线,竟然发现上面落着几粒豆子大的鸟屎。二人赶紧把这天外来物清理干净,可令人难以置信的是,噪声依然存在。这一回,二人终于觉出不同寻常,急忙写了一篇文章,叫《在4080兆赫上额外天线温度的测量》,刊登在《天体物理学报》上,向外界公布了这一因鸟屎而嗅出异常的意外发现。
离贝尔实验室不远,就是现代物理学家的圣殿——普林斯顿大学。爱因斯坦、惠勒、费曼都在这里工作、生活过,即便玻尔,也在这里短暂逗留过,这里是广义相对论和量子物理学交锋的主战场……不,粒子和弦的缠绵也在这里。当时,罗伯特·迪克领导的一个小组正着手设计一台探测器,企图用它搜索宇宙大爆炸的残留辐射。当他们听说彭齐亚斯和威尔逊意外捕获一种噪声,这种噪声的物理特性还很古怪,不禁大喜过望,这不就是宇宙大爆炸的残余辐射吗?迪克与皮伯斯、劳尔、威尔金森联手,抢先在《天体物理学报》上发表了一篇文章,叫《宇宙黑体辐射》,把这一发现解释为宇宙背景辐射。
伟大总喜欢与意外结伴同行,无线电工程师由此摇身变为科学家。13年后,被宇宙大爆炸的余晖沐浴着的彭齐亚斯和威尔逊,站在诺贝尔物理学奖高高的领奖台上,那一刻,他们最该感谢那具喇叭状的天线,还是天线上那几粒豆子大的鸟屎?
如此久远的声音居然也能穿越茫茫宇宙来到现在,恰似“永不消逝的电波”,多么不可思议。世界如此不可思议,我们观察和记录它的时候,怎能不心存敬畏呢?不过,也没必要如履薄冰,万事万物毕竟是有规律且有迹可循的。就像阿兰·图灵发现数学支配万物,复杂与混乱源于简单规则。就像老庄苦思冥想中的混沌,看似杂乱无章,毫不关联,实质上是清晰的,是个有机整体。
1989年,美国航天局发射了宇宙微波背景探测器,观测精度为7°。老天从不让惦记它的人失望,这次探测不仅再一次验证了宇宙背景辐射的存在,还在其中发现大量波长为2毫米左右的无线电波。这个频率属于微波,宇宙背景辐射这个名字中间遂又加了一个词,改为宇宙微波背景辐射。
2001年,威尔金森微波各向异性探测器升空。这颗二代卫星的观测精度达到0.2°,在它的火眼金睛下,另一个秘密被窥探出来:在宇宙中,可见物质、暗物质和暗能量的比例大致为4%、23%和73%。也就是说,暗物质和暗能量几乎占到宇宙的96%,所谓光明,于世界该是何等奢侈!而我们眼见的世界竟有一半是明亮的,我们又是何等幸运!或因这幸运,我们常常误读这个世界,我们又何其悲哀!但不管怎么说,这一发现还是让宇宙学家欣喜若狂,他们观测宇宙中最古老的“光”,并沿着这古老的“光”描绘“宇宙最古老的面貌”的兴趣越发不可收拾。
让我们再次回到宇宙学,尤其宇宙暴胀理论描述的宇宙创生场景:大约138亿年前,宇宙出现大量不知来自何处的能量,宇宙在短时间内急剧扩张,能量爆发让宇宙像气球一样膨胀。扩张把宇宙所有大尺度上存在曲率的地方都拉平了,之后,便是我们今天看到的样子:宇宙可能是个平坦的几何结构,物质彻底地混合在一起,以至于宇宙看起来几乎没有明显特征。在宇宙各处,恒星与星系从成团的物质中产生,化为本该光洁无瑕的宇宙画布上不起眼的尘埃。
哦,那尘埃是不是宇宙大爆炸后的灰烬呢?
迄今为止,宇宙暴胀理论与所有观测都相符,大多数宇宙学家也认同,但它的一些推论仍让人感到困惑:大部分区域的时空都在不停地迅速膨胀,其结果将不可避免地产生多重宇宙,即无限多的“口袋宇宙”。显然,这样的结局是匪夷所思的,有批评者甚至调侃道,暴胀理论能预测任何事,也就相当于最终什么都预测不了。这样的批评很哲学,很东方。普林斯顿大学教授保罗·斯坦哈特是暴胀理论创始人,如今也站在批评者行列当中:“暴胀理论并不像预期的一样奏效。”斯坦哈特重拾循环宇宙观,认为宇宙永远不会结束,而是处于从生长到消亡的不断循环当中。大爆炸既不是宇宙的起点,也非终点,只是宇宙两个不同阶段的中间“过渡”,如今的宇宙便是从上个宇宙的尘埃中诞生的。2001年,斯坦哈特与德国马克斯·普朗克研究所的宇宙学家安娜·伊尧什合作,提出新的循环宇宙:我们的膜宇宙会与另一个几乎平行的膜宇宙在更高的时空维度上发生周期性碰撞,每一次碰撞都是一次大爆炸,它创生了真实可见的世界。此后,膜宇宙会在加速膨胀过程将过去的印痕抹掉,只剩一个极平坦的膜,处子一般,静等下一次碰撞。在这个模型中,宇宙创生是周期性的,如同凤凰涅槃后火劫重生,循环宇宙理论也因此被称为火劫模型。
但仅有凤凰涅槃还不够,还要有反弹,好像宇宙是个弹力球。
在斯坦哈特的设想中,一个宇宙已扩张一万亿光年,这个扩张过程可能一直被一种无所不在的、假设的能量场所驱动——后来,他们将这种能量场的活动归因于暗能量,而在当时,暗能量还未引起宇宙学家的足够重视。当能量场最终变得稀疏时,宇宙开始平缓地收缩。经过数十亿年,一个收缩的标度因子把万物都拉近了一些,但还未收缩到一个点。这时候,宇宙的剧变来自哈勃半径,即宇宙大爆炸产生的光传播的距离,大致为150亿到200亿光年。这个半径急遽变化,最终变得极小极小。宇宙收缩的过程,便是能量场重新蓄聚能量的过程,宇宙逐渐变热,宇宙中的原子开始蒸发。紧随其后,是一次向外反彈式扩张,宇宙再次循环,获得重生。就像一个人开启逆生长旅程,最后返回母体当中,又十月怀胎,呱呱坠地,重新一日日长大。在反弹模型中,哈勃半径极小极小,宇宙得以维持光滑和平坦。暴胀让宇宙初始的不平整之处膨胀,变为真实而庞大的多重宇宙,缓慢收缩却会挤压多重宇宙,就像把一张一张的膜挤压为一张膜,直到九九归一。多重宇宙最终消失,留下的将是一个无始、无终、没有大爆炸奇点的宇宙,正如《黄帝内经》所云:“此所谓如环无端,莫知其纪,终而复始,此之谓也。”
事情发展到这一步,破解暗能量的秘密便成为当代物理学最重要的课题之一。
广义相对论认为,暗能量是一个宇宙学常数,是一种编织在时空结构中、永恒不变的能量形式。果真如此的话,暗能量施加的力将永不会改变,宇宙膨胀将永远持续下去,且在加速。当然,这是爱因斯坦的看法,斯坦哈特则持不同意见,他认为暗能量不一定是恒定的,因为只有这样,才可以与之前观测到的宇宙膨胀结果相符。也就是说,暗能量可能是四种作用力之外的第五种力,是一种随时间变化的动态场,又被称为第五元素。与永恒不变的宇宙学常数不同,第五元素既是排斥的,也是吸引的,究竟是排斥还是吸引在发生作用,取决于它在特定时间的动能和势能的比例。很显然,斯坦哈特眼中的暗能量是变动不居的,与广义相对论一样,这个理论很难说哪部分正确,哪部分错误,甚或全部正确或错误,但毫无疑问,它是自洽的,物理学家们的所有付出,似乎都在为一步步打开东方文化的神秘之门而努力。他们争吵不休的场景——不管谁对谁错,最终指向都是古老的东方文化——让人兴奋,也是我对这些深奥理论兴趣盎然的隐秘动因。
出任普林斯顿理论科学中心主任一职后,斯坦哈特的量子式思维愈发活跃起来。1998年,他和伊尧什及同事科斯明·安德烈在《物理评论快报》上发表了一篇极有创意的论文,推测在过去的138亿年里,第五元素是排斥性的,与辐射和物质相比,它对宇宙膨胀的贡献几乎可以忽略。大约在50亿年前,这种情况发生根本性改变,其时,第五元素将成为宇宙的重要组成部分,它的引力排斥效应将导致宇宙加速膨胀。斯坦哈特团队还创建了第五元素物理模型,依赖这个模型进行推演,宇宙的加速膨脹可能在接下来的6500万年里迅速终结,然后,在1亿年内宇宙可能完全停止扩张。到那时,宇宙可能进入一段缓慢收缩时期,并在数十亿年后迎来时间和空间的“死亡”或“重生”。斯坦哈特相信这一切可能会非常迅速地发生,可为什么要选在6500万年前这个时间节点?他解释说,“那是希克苏鲁伯小行星撞击地球,恐龙灭绝的时候”。接着,他又补充说,“在宇宙尺度上,6500万年是非常短的”。我相信在逻辑上,斯坦哈特完全有能力自圆其说,但他在这里犯了个常识性错误,那就是希克苏鲁伯不是个小行星,而是在墨西哥尤卡坦半岛发现的,曾经是地球上最大的陨石坑。小行星撞地球发生在白垩纪—第三纪灭绝事件时期,也即6500万年前,那次撞击释放出的能量高达4.0×10^23焦耳,威力相当于100万亿吨黄色炸药。祸端的制造者是一颗叫巴普提斯蒂娜的小行星,伴随它的降临爆发的,有火山,有海啸,有地震,有森林火灾,还有草食性动物、肉食性动物大量死亡。这个小插曲不过是斯坦哈特打了个瞌睡,无伤大雅,在他的模型里,宇宙起初的收缩速度会非常缓慢,以至于地球上的人类都不会注意到它的任何变化。当宇宙收缩到今天的一半时,可能会发生两种情况:其一,宇宙一直收缩,直到自身在一场大挤压中崩塌,时空终结。其二,宇宙的收缩刚好让它回到类似初始状态,然后发生另一场大爆炸或大反弹,在旧宇宙的灰烬中——哦,美丽的灰烬!——诞生一个新宇宙。2019年,斯坦哈特和他的同行在《物理快报B》上发表一篇论文,描述了第二种情况,指出此时的宇宙将遵循膨胀、收缩、挤压和反弹的周期性模式,并在这种模式中不断坍缩和重塑。如果真如此,现在的宇宙很可能不是第一个或唯一的宇宙,而是之前膨胀或收缩的无限宇宙系列中最新的一个宇宙。
而所有这一切,都取决于暗能量,也即第五元素多变的本质。
那么,斯坦哈特们的描述是真实的吗?第五元素或暗能量到底以什么样的方式存在着?宇宙膨胀是否已经开始放缓,或者说即将转入收缩当中?
其实,我并不关心这些问题,但我喜欢斯坦哈特频繁使用“可能”的叙事方法,至少,他的叙述比霍伊尔诚实,也更接近量子状态。其实,在一个粒子与弦不断纠缠的年代,这些疑问于一个写作者而言并不重要,重要的是物理学家在建构宇宙模型的时候,多么像小说家在虚构一部文学作品啊!
物理即美,对此,我坚信不疑。
文学也该是物理学的样子,我常常这样想。
两个年过半百的人坐在一起,是有资格回首往事的,也是愿意回首往事的。而回首往事犹如饮一壶陈年普洱,齿颊留香,回味无穷。这样想时,窗外的月色俨然一壶汤色纯正的普洱,醇厚而绵长。而在这一刻,我还想起小时候坐在麦垛上看到的月亮,大地寂静、空旷,天空干净、辽远,乡下的月亮该多么与众不同啊。
久违了,月亮。
久违了,乡下水洗过的夜色。
这样的时刻,最适合朋友们说会儿话的。而你喜欢这个时候与我坐在一起,不为别的,仅为“人约黄昏后”。
你坐在茶台前,烫洗茶壶、茶杯,动作干净,利索,行云流水。见得多了,便习以为常了,可我还是喜欢你提铫冲茶、平刮去壶面茶沫的样子,又轻,又稳,又慢,好像在唤醒什么。
我端起茶杯,嗅了嗅,抿一小口,直觉一缕陈香沁入心脾,心底生出异样又似曾相识的感觉。我咂摸着,回味着,忍不住伸手去口袋里掏烟,却听你低声说,不要抽烟。你的声音很低,我的心疼了一下,杯中茶水洒在茶台上。你头也不抬说,你知道的,茶也有生命,烟味打扰到它了。
我瞥你一眼,没有答话,这一刻,你竟酷似一尊雕刻。你擦干茶台,换过茶杯,把一杯色泽更浑厚、更均匀的茶水推到我面前。茶水荡了一下,玻璃划过木头的声音像极了刀片划过玻璃的声音。其实,这只是我的错觉,茶杯推到我身前时几无声音。茶水归于平静,时光归于平静。我把茶杯托在掌心缓缓旋转,似在把过往的时空从透明的圆锥体里一圈一圈旋转回来。你拿过手串慢慢摩挲,声音紧致,细碎,幽暗,若裂帛,若流沙,若……不,时间从指间走过,让人安定。
我知道,你又要说茶了。
品茶就是与茶说会儿话,而茶像水做的女人,浑身散发着一种特殊气息。这气息是她独有的,与生俱来的,从骨头里透出来的,幽暗,幽深,幽远,不张狂,有色彩,有穿透力,类似茶香。
我笑一笑。茶是女人,那女人是什么?
你也笑一笑。茶即女人,女人即茶。茶也罢,女人也罢,都要当得起一个好字。什么是好?就是天生丽质。什么是天生丽质?就是透着体香。举手投足,体香流溢,让人舒服,让人亲近,看一眼都觉口有余香。
你用“舒服”“親近”和“口有余香”来形容茶和女人,我甚是诧异。旋即,又恍然。你一直靠直觉感知女人,一直靠直觉使用语言,就像你一直靠直觉感悟茶。你的直觉不仅直指事物本质,还回归词的根部——上天入地,自由飞翔,入心入肺,润物无声,若风过耳,若露侵肌。当然,还似一种力或一缕气息,比高更高,比低更低,比深更深,比浅更浅。毋庸置疑,这就是文字最妙不可言之处,宛若茶香。
不,是体香。
似乎有一种若有若无、若明若暗的气息从眼前飘过,我兀自在心里笑一声,便觉岁月静好。其实吧,世上事没有那么复杂,有些人之所以觉得复杂,都是自以为复杂的。
你瞥我一眼,笑了。是啊,就说这茶香吧,到底是茶本身的,还是外来的,一追问不就明白了?顿一顿,你又说,追问也是一门学问,追根问底不一定能问到底,不追问肯定是井底之蛙。
我莫名其妙地摇摇头,看着你发呆。你把弘一大师的《断食日志》打开,轻轻推到我面前:
丙辰(年)十一月二十九日(民国五年,1916年):
断食换心,是一种科学的,也是哲学的试验。
告诉闻玉,断食中,不会任何亲友,不拆任何函件,不问任何事务。家中有事,由闻玉答复,处理完毕,待断食期满,告诉我。
断食中,尽量谢绝一切谈话。
整天定课是练字、作印、静坐,三个段落。
食量:早餐一碗粥,中餐一碗半饭,一碗菜;晚餐,一碗饭及小菜,这是平日三分之二的食量。
晚间,准备笔、墨、纸,明天开始习字。
闻玉是一个虔诚的护法。
我又把书推回去。弘一大师行文如煮茶,浓处留香,淡处留骨。
你却突然问,宇宙大爆炸前,有时间吗?
我微微一笑。物理学用运动来定义时间。也就是说,没有运动,就没有时间,假定一切都是静止的,时间便无从谈起。在将来,时间也许是无限的,在过去,时间却不是。时间有个起点,就是大爆炸那一点。在大爆炸之前,是没有时间的。
你有些困惑,意思“大爆炸之前”这个概念是错误的,就好比寻找比南极更南的地方?那么,可是……这可能吗?
想起那些或证实或未证实的宇宙模型,我突然笑了。可是,这不可能吗?
责任编辑 夏 群