时间简史续编-第13部分
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有些人采取的观点认为宇宙就在那里,并且漫无目的地运转。它有点像在计算,我们刚好偶然地发现自己是其中的一部分。我认为用这种方法看待宇宙,既无成果又无帮助,我想,宇宙和它的存在有些远为深入的东西,我们现在只有非常肤浅的领悟。
约翰·惠勒
我走进一个房间,所有朋友都笑嘻嘻的。我知道他们又出了什么鬼主意。我还是先发问:
〃它是动物吗?〃
〃不是。〃
〃它是植物吗?〃我问下一个问题。
〃不是。〃
〃它是无机物吗?〃我间第三个问题。
〃是的。〃
然后,我问下一个问题:〃它是绿色的吗?〃
〃不是。〃
〃它是白色的吗?〃
〃是的。〃
我继续下去。但是我注意到我的朋友花越来越长的时间回答。我就是不明白为什么。因为他们心中有这个名词,为什么就不能直接告诉我是或者不是?
我知道我只能问二十个问题,而且很快就得在脑中找出某个名词。所以,我最后问一位朋友:〃它是云吗?〃
他想了又想,直到最后才说:〃是的〃。然后他们全都大笑起来。他们解释道,当我走出房间时,他们还没选定哪个名词,后来他们达成共识不选定任何名词。任何人都可以随意回答我的问题,只是要附上一个条件:如果我挑战而他不能回答,则他便输我了。所以对我们每个人而言,其棘手的程度完全一样。那个名词在我进来以前并不存在;只是视我选的问题而存在。然而其存在不仅仅是通过我的问题,同时也通过他们的反应。
电子的情形也是如此:我们从前认为存在于原子中的电子具有位置和速度。现在我们知道它在原子中没有位置或速度。直到我安装好测量仪器去测量我才得到答案。所以,世界不可避免地具有这种参与品格:我们不仅是观察者,在我们有权断言已经发生的事物中我们也是参与者。
由于和旧观念相冲突譬如爱因斯坦认为宇宙早已独立存在,宇宙的这种参与品格成为量子论最富有挑战性、最能刺激人们寻求解释的特色。爱因斯坦对量子理论的这种认为我们多少被牵扯到致使我们说已经发生的事情之中的观念感到不满。因为他年轻时,经过内心苦苦挣扎之后得到的观点是,世界是独立于我们而存在的。在量子物理中,情形刚好相反。
在量子力学的论争中,我曾与另一位伟大的人物,哥本哈根市的尼尔斯·玻尔合作过。我认为在过去几世纪中,从未有过比玻尔与爱因斯坦之间更伟大的,或者更高水准的,延续了二十八年之久的同行论争。简单来说就是:世界是否像爱因斯坦认为的那样独立于我们而存在;或者正如玻尔认为的,在某种意义上因为我们选择测量仪器,而使我们和测量的结果有些相关?包括我本人在内,物理界大多数物理学家都觉得,这场辩论已经由玻尔得到决定性的胜利而告终。
今天,对于物理界的许多物理学家而言,量子理论是一台魔术香肠绞碎机:你把固态理论放进去,你把原子理论放进去,你把激光理论放进去,总之你把任何物理问题放进这个二十世纪最高的物理原则,这台香肠绞碎机中去,你转动把手,答案就会出来。
事实上,量子理论不是可以简单分析的。它是一种不可逃避的东西。它向我们展示,我们所说发生的事物,或者我们有权利说发生的事物,不可避免要依赖我们的测量选择。这种选择是不可挽回的,没有机会逆转它。因此,我们在此得到了解释存在真相的革命性的一面。
人们最后一次访问尼尔斯·玻尔时,他显得快乐、有兴趣、风度迷人、关心别人。他不知道自己第二天就要死去。他评论道,某些哲学家没有意识到,量子理论中有些关于世界的真正新发现,正如他说的:〃具有非常伟大的重要性。〃他还写过有关我们真实世界的观点不同于我们早先所以为的,以及我们如何注定要进行一场革命性的变化。爱因斯坦在最常被论及的一篇文章中说道,按照他的理解,量子理论和每一种合理的真实世界观念都冲突。玻尔对此的回答是:〃你的实在观念是过于局限了。〃
詹姆·哈特尔
任何超过十二岁的人都知道,在这个世界上没有确定性这回事,因此物理学必须面对概率。
有人认为,人类因为无知,也就是还没拥有对世界足够精细和准确的描述,才和概率打交道,若是我们找到那个描述时,就拥有了确定性。这只是经典物理的幻象。六十多年来,我们知道这种幻象是错误的。或然性是根本的,不确定性是不可回避的。所以任何东西,尤其是宇宙的量子力学理论并不预言一个特殊的宇宙时间历史。相反地,它预测将发生的各种可能性的概率。
有些事物当然比其他的更具有可能性,量子力学规则告诉我们这些事物是什么。而且我们讨论的宇宙历史是一直回溯到开初所有的事件。没有任何一类事件是被物理定律立法规定的;所有事件都是可能的,只不过其中一些比另一些的概率更高而已。量子宇宙学的任务是,指明由量子理论预测到的概率非常高的事物。
各种不同的宇宙和各种不同的历史,有时被认为是同样真实的,我认为这种观点并不错。和概率打交道的量子力学理论正是必须处理不同的选择组合,因此人们能说,它们都是同样真实的。可是,更准确的说法是:我们是在处理整个集合的可能性集合,集合中任何一种可能都曾发生,其中一些比另一些更可能发生。
史蒂芬·霍金
有一次爱因斯坦问道:〃在建造宇宙时上帝有多少选择呢?〃如果无边界假设是正确的,在选取初始条件上,它就根本没有自由。它只有选择宇宙要服从的定律的自由。
然而,也许这种选择并不算回事。也许只存在一种统一理论,该理论允许像人类那么复杂的结构存在,而且他们能研究宇宙定律和探索上帝的性质。
第五章
白纳德·卡尔
当史蒂芬和我在加州理工学院时,我们在午餐时讨论过名望的性质。他提出的定义是,名望是知道你的人比你所知道的人更多。午餐后我们回到系里,有一个人从旁边走过并打招呼:〃你好。〃我不知道他是谁,因此我说:〃史蒂芬,那是谁?〃史蒂芬看了我一眼,他那时还能讲话,他说:〃那是名望。〃
史蒂芬·霍金
1979年我被选为卢卡逊数学教授。这是伊萨克·牛顿曾经担任过的同一教席。他们有一本大书,每个大学教授都必须在上面签字。在我担任卢卡逊教授一年多后,他们意识到我从未签过字。所以他们把这本书带到我的办公室来,我勉为其难地签了名。这是我最后一次签名。
白纳德·卡尔
我很敬畏我的导师史蒂芬。人们对自己的导师总有点敬畏。而当导师是史蒂芬时,他显然会使人更加敬畏。
另一方面,当我在史蒂芬家生活了一年后,他成为我的朋友,所以我对史蒂芬知之甚详。史蒂芬在那些日子里仍然能讲话,是以一种和他不熟悉的人很难理解的方式讲话。他仍然作学术报告,尽最大的努力使人们听懂。但是,通常我们开会时,史蒂芬的学生或者他的家人经常必须做翻译。
随着岁月流逝,情况越来越严重。有一次史蒂芬离开酒会,有人帮助他下楼。史蒂芬想对这个人说点什么,可是这个人听不懂,所以史蒂芬自己就不停地重复。这个人变成非常忧虑,并且想道:〃我的老天,这也许非常严重。史蒂芬可能病得很重。〃因此,他急急忙忙离开史蒂芬跑到楼上来,〃快来帮助我,史蒂芬需要帮忙!〃
每个人闻讯都跑下楼来,有人能翻译史蒂芬所讲的,他只是在讲一个笑话中使人发笑的那一段。
1982年当史蒂芬·霍金面临着他女儿露西新学校昂责的学费时,决定针对没有科学背景的读者写一本有关宇宙的书。1984年他完成了《时间简史》的初稿并进行修改。后来,在一次访问瑞士日内瓦时,他得了肺炎,并且必须进行急救气管切开术,这种手术使他完全失去讲话能力。
布里安·维特
布里安·维特从1982到1985年,在史蒂芬·霍金指导下写有关量子引力的博士论文,之后以研究员身份和霍金工作三年。现在在剑桥开了一家电脑公司。
他在瑞士生病了。回来时,他必须靠通气管呼吸,在他的喉咙插入一根管子。从那个时候起他就不能讲话了。
我记不得他在剑桥住了多久的加护病房。可是在那个时期,也许有两个月之久,由于他不能和护士交谈,所以每周有两三天我就在医院中过夜,不仅是因为他病情严重;也因为护士根本不能理解史蒂芬要什么。如果他不舒服,他们不知道为什么。我们一些人实际上全天候在那里。
很长一段时间以后,至少感觉像很久,有人发明一种聪明的玩意,一块中间开一个洞的塑胶板配上字母。当你把塑胶板举在你和另一个人之间,他盯着字母,你就能说出他在看那个字母。大部分时间你能做到这一点。有时不能完全确定、所以必须耐心地把他想要的说出来。他们挑〃A〃,而你说〃A?〃这正和猜谜语一样。
史蒂芬花了很长时间,才能接受利用电脑沟通的主意。这不仅是〃啊,我不想麻烦。〃而是〃我不要这么做。〃史蒂芬不愿意接受他不再能讲话的事实。他认为找到一种言语以外的沟通方法是表示屈服。
我记得有一天晚上去他那里,他第一次叫我帮他起床去用电脑。在打了〃你好〃以后,他打的第一句是〃你愿意帮助我完成我的书吗?〃史蒂芬在这类事情上总是非常礼貌的。
史蒂芬·霍金
在手术之前,我说话变得更不清楚,只有少数和我很熟的人才能理解。我要依靠向秘书口授来写科学论文,还要透过一名译员来作学术报告。气管切开术使我完全丧失了说话能力。
布里安·维特
他能综观事物如何运行。当他不愿说:〃看这篇论文,这就是证明,〃史蒂芬是试图理解世界运行的方式,他说:〃根据我的理解,这必须是它运行的方式〃,而不是根据他当时已知的可以证明这一点。
当然,有时他也会弄错。有时他告诉你一些东西时,你会离开去计算,然后回来对他说:〃看,你弄错了。〃而他不会相信你。以后你会谈论这些,你会在两周后意识到他是对的,他的预感比你的计算强得多。我认为这是他头脑中非常重要的一面:靠直觉思维而不必一步一步推算,跳过简单计算而直接得出结论。
我们两人都有谈论科学的强烈欲望。让科学家以外的人理解科学为何物是很重要的。我们都热切希望写一本大众要读的书,尽管我们从未预料过;会发生后来发生的事。
史蒂芬不愿在精确性上作任何妥协。你有时当然必须润饰一下,也不可能解释每一个细节。可是要尽量地做。如果你使用比喻,你不愿意在第一道障碍即告失效。你希望使用足够精确的比喻,使得如果有人要利用它思考时,他们不会把这种比喻过分外推而使之丧失意义。我们