2016-08-15 22:17:04
相對於那些因為自己“信仰”無神論而否定牛頓的人而言，像牛頓這樣的較真精神反而更瞭不起。現在，類似於牛頓遇到的這些問題仍然困擾物理學傢。這些問題的特征就是我們這個宇宙實在太幸運瞭，差一點都不行！
第 一個問題是宇宙起源的初始條件。天文觀測和經典理論都表明宇宙起源於大爆炸，而量子引力的進展則表明大爆炸比此前想象的要快得多。對宇宙微波背景輻射非均 勻性的發現證實瞭暴漲理論。然而要想實現足以形成我們這個宇宙的暴漲，宇宙起源的初始條件必須滿足無比嚴格的要求。這就好像你要做一個炸彈，這個炸彈的形 狀必須是一個絕對精確的球形它才能實現預期的爆炸效果一樣。除瞭上帝誰還能準備這樣精確的初始條件？
第二個問題是各種物理參數為什麼如此地 恰到好處。計算表明如果把強相互作用的強度改變0.5%，或者把電磁相互作用的強度改變4%，碳和氧這兩個對生命至關重要的元素就不會出現；哪怕把質子的 質量增加0.2%，它就會迅速衰變從而根本不會有任何化學現象。另外，空間還必須是三維的，否則行星軌道就不會穩定。現代物理學無法從邏輯上解釋為什麼這 些物理參數是這樣的，就好像一個網絡遊戲玩傢不能用物理定律解釋某些超強 boss 的武力值一樣，唯一的解釋似乎是它們是被“設計”成這樣的，否則這個宇宙或者遊戲就不好玩。
霍金在書裡給出瞭一個不需要設計者的解釋。霍金 首先用所謂“無邊界條件”來取消瞭“宇宙創生之前發生瞭什麼”這個問題，這個條件說在早期宇宙的極端條件下，時間維被扭曲得好像一個空間維，也就是說那時 候有四維空間而沒有時間，也就不存在“之前”的問題瞭。進一步，早期宇宙處於量子態，而它的歷史則是所有滿足“無邊界條件”的歷史疊加的結果。一個量子的 宇宙可以自發地誕生。
正如量子力學中的一個粒子可以有多種不同的狀態，創世之後也可以產生多種不同類型的宇宙狀態。每一個可能的宇宙中都有 自己的一套物理定律和物理常數，我們隻不過恰好生活在其中一個允許星系和人類出現的宇宙中而已。這就好比說既然有非常多的行星系統存在，我們恰好得到一個 適合人類生存的地球就並不奇怪。
霍金在書裡使用物理學的一些最新進展，比如M理論，和他本人在量子引力方面的研究成果作為論據，對這些大問 題給瞭一個相當說得過去的答案。然而在專業的物理學傢看來，這個論證很不嚴謹。書中用到的很多物理理論，比如說超引力，在數學上並不嚴格，更不用說M理論 還遠遠沒有得到實驗證實。霍金幾乎是等於宣稱物理學傢一直追求的“統一理論”已經成型，大問題的答案已經有瞭，可是很多物理學傢不會同意他的看法，比如中 科院理論物理研究所的李淼老師就不買賬。
不過霍金也解釋瞭為什麼M理論是最佳選擇。首先，如果你的宇宙是一個連續系統，它的物理定律不隨時 間改變，那麼其中必定能量守恒。其次，這個守恒的總能量必須等於0。這是因為如果能量大於零，宇宙就無法被憑空創造出來；而如果能量小於零，它就可以在真 空中的任何地方出現。更進一步，既然宇宙的總能量為零，而在其中制造星球需要正的能量，那麼它就必須包含引力，因為引力提供負能量。最後，這個引力必須用 超引力理論來描述才能消除無窮大項，而M理論正是超引力的最一般理論。
霍金甚至提出瞭這套理論的一個預言：如果宇宙真是這樣誕生的，那麼在微波背景輻射中應該能觀測到某種精微的特征，這種特征目前的觀測手段還看不到，但將來或許可以看到。
物理定律必須處處管用，以至於上帝就算存在也無事可做；而一個好的物理理論必須不但能解釋已知的現象，還能對未知的現象作出預言。這就是物理學的兩個邏輯。霍金的學說顯然符合第一個邏輯，隻是不知道它能不能符合第二個。
PS：讀後真是令人感動啊，我們是多麼地幸運才能來地球走瞭一遭。