宇宙鬧劇:斯蒂芬·霍金的“新”萬物理論還是那一套老掉牙的廢話

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我一直認為斯蒂芬·霍金——他的新書《大設計》(Bantam出版社,2010年),與倫納德·蒙洛迪諾合著,已成為即時暢銷書——與其說是一位科學家,不如說是一位宇宙級的、滑稽的表演藝術家,他喜歡戲弄他的物理學家同行和我們其他人。

早在1980年,劍橋大學任命霍金為劍橋大學盧卡斯數學教授時,這種傾向就已經很明顯了。這個教席在三個世紀前由艾薩克·牛頓擔任。許多人本應因這種榮譽而變得謹慎。但在他的就職演講“理論物理學的末日近在眼前嗎?”中,霍金預測,物理學正處於統一理論的邊緣,這種理論非常強大和完整,以至於它將使該領域走向終結。該理論不僅將相對論和量子力學統一成一個整潔的軟體包,而且“描述所有可能的觀測結果”。它還將告訴我們,為什麼宇宙大爆炸發生了,並孕育了我們這個怪異的世界,而不是完全不同的東西。

在演講結束時,霍金狡猾地暗示,考慮到計算機“快速發展”,“它們可能很快就會在物理學中完全接管”。 “所以也許理論物理學家的末日近在眼前,”他說,“如果不是理論物理學的末日。” 這句話顯然是想戳他同事的肋骨。如果我們這些沒頭腦的機器篡奪了我們作為宇宙真理髮現者的地位,那豈不是諷刺嗎? 太搞笑了!


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霍金的具有里程碑意義的暢銷書《時間簡史》(Bantam出版社,1988年)的著名最後一句也是一個玩笑,儘管當時很多人並沒有理解。 霍金宣稱,物理學的最終理論“將是人類理性的終極勝利——因為到那時我們應該瞭解上帝的思想。” 霍金似乎暗示物理學將回到其精神根源,產生一種神秘的啟示,不僅告訴我們宇宙是什麼,還告訴我們宇宙為什麼存在。 科學和宗教畢竟是相容的! 太棒了!

但霍金不是約翰·巴羅、保羅·戴維斯、弗里曼·戴森或其他坦普爾頓獎(獎勵在研究或發現精神現實方面取得進展)的獲得者那樣的那些新時代、感覺良好的物理學家-自然神論者。 在《時間簡史》的深處,霍金在討論無邊界假設時,展現了他的真實面目。該假設認為,宇宙的整個歷史,所有空間和時間,都構成了一種四維球體。 該假設暗示,關於宇宙的開始或結束的推測就像談論球體的開始或結束一樣毫無意義。

同樣,物理學的統一理論也可能是如此天衣無縫、完美和完整,以至於它甚至可以解釋自身。 “那麼,造物主的位置在哪裡呢?” 霍金問道。 他回答說,沒有位置。 或者更確切地說,最終的理論將消除對上帝、造物主、設計者的需求。 霍金的第一任妻子是一位虔誠的基督徒,她知道他在做什麼。 在20世紀90年代初她和霍金離婚後,她透露,原因之一是他對宗教的蔑視。

霍金的無神論在《大設計》中佔據中心地位。 在一段摘錄中,霍金和蒙洛迪諾宣稱,“對於我們世界的形成,有一個合理的科學解釋——不需要上帝。” 但霍金又一次肯定是在開玩笑。 “合理的科學解釋”是M理論,霍金稱之為(在亞馬遜的宣傳語中)“唯一可行的完整‘萬物理論’候選者”。

實際上,M理論只是弦理論的最新迭代,用膜(因此是M)代替了弦。 二十多年來,弦理論一直是霍金30年前設想的統一理論最受歡迎的候選者。 然而,這種受歡迎程度並非源於該理論的實際優點,而是源於缺乏像樣的替代方案以及狂熱者頑固地拒絕放棄他們的信仰。

M理論遭受了與弦理論相同的缺陷。 首先是經驗可及性問題。 據推測,膜和絃一樣,非常非常小——與質子相比,就像質子與太陽系相比一樣小。 這就是所謂的普朗克尺度,10^-33釐米。 要獲得我們對夸克所擁有的那種膜或弦的實驗證實,就需要一個周長為1000光年的粒子加速器,從我們當前的技術向上擴充套件。 我們的整個太陽系周長只有一天光程,而大型強子對撞機是世界上最強大的加速器,周長為27公里。

霍金很久以前就認識到,最終的理論——因為它可能涉及普朗克尺度的粒子——可能永遠無法透過實驗證實。 “在我們可預見的未來——或者甚至永遠——我們不太可能擁有足夠強大的加速器”來檢驗統一理論,他在1980年在劍橋的演講中說道。 儘管如此,他仍然希望,在缺乏經驗證據的情況下,物理學家會發現一種在邏輯上如此不可避免的理論,以至於它排除了所有其他選擇。

恰恰相反的情況發生了。 理論家現在意識到,M理論有幾乎無限多的版本,它們“預測”了幾乎無限多的可能宇宙。 批評家稱之為“愛麗絲餐廳問題”,指的是老歌《阿洛·格思里民謠》中的副歌:“在愛麗絲餐廳,你想要什麼就能得到什麼。” 當然,一個預測一切的理論實際上什麼也沒預測,因此根本不是一個理論。 包括霍金在內的支持者試圖將這個缺陷變成一個優點,宣稱M理論“預測”的所有宇宙實際上都存在。 霍金和蒙洛迪諾斷言:“我們的宇宙似乎是眾多宇宙之一。”

為什麼我們發現自己身處這個特定的宇宙,而不是一個沒有引力或只有兩個維度,或者是一個格倫·貝克是左翼而不是右翼瘋子的比扎羅世界? 為了回答這個問題,霍金援引了人擇原理,這個詞是物理學家布蘭登·卡特在1970年代提出的。 人擇原理有兩個版本。 弱人擇原理(WAP)僅僅認為,任何宇宙觀察者都將觀察到至少在區域性範圍內,使觀察者存在成為可能的條件。 強版本,強人擇原理(SAP)認為,宇宙的構造必須使觀察者成為可能。

人擇原理一直讓我覺得很蠢,以至於我不明白為什麼有人會認真對待它。 這是宇宙學領域的創造論。 弱人擇原理是同義反復,強人擇原理是目的論。 20世紀90年代我在《大眾科學》工作時,與物理學家託尼·羅斯曼共事,他喜歡說,任何形式的人擇原理都是完全荒謬的,因此應該被稱為廢話(CRAP)。

在1980年於劍橋的演講中,霍金提到了人擇原理——他將其概括為“事物之所以如此,是因為我們存在”——作為對我們的宇宙似乎為我們的存在進行了微調這一事實的可能解釋。 但他補充說,“人們不禁感到存在更深層次的解釋。”

像數百萬其他人一樣,我欽佩霍金的才華、智慧、勇氣和想象力。 他對物理學終結的預言啟發我寫了《科學的終結》(他稱之為“垃圾”)。 霍金還在我職業生涯的一個亮點中發揮了核心作用。 這可以追溯到1990年夏天,當時我參加了在瑞典一個偏遠度假村舉行的關於“我們宇宙的誕生和早期演化”的專題討論會。 出席會議的有30位世界頂級的宇宙學家,包括霍金。

會議即將結束時,大家擠上一輛巴士,開車前往附近的一個村莊,在路德教堂聽音樂會。 當科學家們走進教堂時,教堂裡已經擠滿了人。 管絃樂隊由一群金髮碧眼的年輕人和緊緊抓住小提琴、單簧管和其他樂器的飽經風霜、禿頂的老人組成,他們坐在教堂的前面。 他們的鄰居擠滿了陽臺和建築後部的座位。

科學家們沿著中央通道走到教堂前部為他們預留的長椅上。 霍金乘坐電動輪椅帶路。 鎮民開始鼓掌,起初是試探性的,然後變得熱情起來。 這些虔誠的民眾似乎在鼓勵科學家,特別是霍金,去解決存在之謎。

現在,霍金告訴我們,無法證實的M理論加上人擇原理的同義反復代表著這項探索的終結。 如果我們相信他,那我們就被耍了。

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