真空态-（1988）-Vacuum States
（美国）杰弗里·兰迪斯 Geoffrey A.Landis —— 著 杨文捷 —— 译
杰弗里·兰迪斯（1955—— ）是一位美国科学家，同时也是雨果奖得主。作为科学家，他曾在NASA工作，致力于火星探测器的设计。他的第一篇科幻小说《基本知识》（Elemental）于1984年发表于Analog杂志，让他迅速在科幻界崭露头角。《狄拉克海上的涟漪》（Rip ples in the Dirac Sea，《阿西莫夫科幻杂志》，1988）用极为人性化的手法探索了时间旅行和数学的关系，获得星云奖。雨果奖获奖作品《追赶太阳》（A Walk in the Sun，《阿西莫夫科幻杂志》，1991）讲述了一位飞行员跟月球撞击之后的故事。《逼近黑斑》（Approaching Perimelasma）则雄心勃勃地探讨了一连串由探索黑洞而引发的意外，引人深思。这些故事许多都被收录于《冲击参数》（Impact Parameter and Other Quantum Realities，2001）中，充分显示了兰迪斯融合“硬科学”概念和复杂人性的高超能力。
兰迪斯的第一部长篇小说《火星穿越》（Mars Crossing，2000）获得过轨迹奖。这部小说依然忠于科学，情节却更似传统的悬疑故事。兰迪斯作为科幻诗人也曾两度获得雷斯灵奖。他有数首诗歌被收入了合集《时间范围：幻想诗集》（Time Frames:A Speculative Poetry Anthology，1991），但《钢铁天使》（Iron Angels，2009）是他第一部个人诗集。
1988年，《真空态》发表于《阿西莫夫科幻杂志》，对推测性物理的风险提出了一系列尖锐的问题。它一如往常地展示了作者对宇宙之精密和科学发展之复杂的好奇和思考。
<正文开始>
真空态里必然有多个瞬态粒子在剧烈波动……真空所含的能量是无穷的……
——P.A.M.狄拉克，《量子力学》
你忐忑地打开门，步入一间实验室，里面的两位科学家正在等待你的到来。他们似乎认识你。或许你是一名妙笔生花的科普作家，再晦涩难懂的科学发现都能被你写得生动有趣。或许你不过是他们的一位老朋友。这都没关系。
年龄更长的那位科学家一看见你便露出了笑容。她是一名颇负盛名的物理学家，观念激进，几乎戏谑地推翻了之前所有的理论，并创造出了一套符合她个人审美的理论。有人说，随着她年龄的增长，她逐渐变得保守，不似以前一般愿意接受新的猜测。她的头发修得很短，开始微微透出灰白。就叫她西莉亚好了。不管她是什么身份，她都是你的朋友。你们俩之间无所谓称谓，也从不会连名带姓地称呼彼此。
年轻的那位则还带着象牙塔里的青涩，正处于满腔热忱、精力充沛的阶段。他是新一代的改革者，提出的理论与传统的知识系统背道而驰，已经获得了“下一个爱因斯坦”或是“下一个狄拉克”之类的赞誉。也许他身材细瘦，顶着一头桀骜不驯的黑发，身着灰色T恤，上面画的薛定谔之猫格外醒目；也许他一丝不苟地穿着一整套西装——制造出这种剧烈的反差反而让他觉得很有意思。
他们第一次见面的时候你是在场的。或许正是你介绍了他们认识，因为你希望能够见证他们之间碰撞出的火花。如果是这样的话，当时的你恐怕有些失望，因为他们很快便开始用另一种语言对话了。从“希尔伯特空间”到“逆变衍生”，这语言在你耳中陌生得像是来自某一个远古时空。
不过他们之间的确产生了火花，尽管你无法看懂。他们其中一个开始追寻那火光。
“我尽快赶来了。”你说。
年轻的科学家抓住你的手，紧紧地握了握。他的名字好像是大卫。“对对对对。”他说，“我知道你一定会来的。你一定想要看看这个……惊天动地的东西。”他咧嘴笑着。
“你熟悉GUTS吗？”年长的那位问。
“是的。”你对着那个好像叫大卫的年轻人说。然后你转头对另一位说：“GUTS，你是说大统一理论（Grand Unification Theories）吗？我只知道些皮毛。”
“那你肯定知道量子真空里有巨大的能量吧？”她用轻微的英式口音问道，“也就是说，根据量子力学的理论，哪怕是空无一物的空间里，也必然有很大的‘零点能量’。”
“而那里面则充满了虚拟的粒子。”他打断道，“它们不断地飘来荡去，在海森堡极限以下衍生再湮灭，周而复始，奔腾涌动，创造出大量的能量。”
“是的。”你慢慢说道，你以前试图学习一些量子力学，但似乎一直不得要领，“但这些能量并不是真实存在的，对吧？”
“没错。”她说，“大多有地位的物理学家都会告诉你，零点能量是一种数学上的假象，是只存在于理论中的臆想。”她说“有地位”这个词时，声音里带有明显的厌恶。
“至少主流的看法是这样。”他说，“可不管怎么样，它还是存在的。”
“也许吧。”她的语气波澜不惊，“你应该去展示一下那仪器。”
“对，没错，跟我来。”他转过身，脚步雀跃地穿过房间，压根儿没管你到底有没有跟在身后。你跟着他来到了隔壁房间，里面有一台看上去十分复杂的实验仪器。它尺寸可观，几乎占满了整个房间。
尽管你并不愿承认这一点，但所有的物理实验仪器在你眼中其实都差不多。不锈钢的真空腔体光泽锃亮，旁边放着巨型的液氮和液氦储存容器；机架上堆满了各种仪表，还有几台示波器；五颜六色的电线搭得密密麻麻，一台大型电脑坐镇中央。“真美！”你赞叹道，希望他听不出你违心的奉承。所有实验学家都觉得自己的仪器是最美的。“这是什么？”
“这是一台能从真空中提取出能量的机器。”她说。
“什么？”
“一种取之不尽的能量源，一台能无中生有的机器——跟永动机差不多。”
“哦？”你很是崇拜地问，“能用吗？”
两位科学家对视一眼。大卫叹了一口气：“我们还没试过。”
“为什么？”
“我们有一个问题还没有达成共识，希望可以征求一下你的意见。”西莉亚语速缓慢。有那么一瞬间，你觉得这十分滑稽——你难道可以回答出他们都无法回答的问题吗？随后，你意识到事情并没有那么滑稽，再然后，你开始意识到事情的严肃性了。你保持沉默，等她说完：“这是一个哲学问题：如果我们把真空里的能量都提取出来了，那剩下的是什么？”
“还是真空！”他还没等她说完，就急切地插话道，“真空有对称性。由于零点能量无穷大，不管提取出多少能量，剩下的依然是无穷的。”
“至少主流的看法是这样。”她轻声回答，“可是，这个‘无穷’是重整化后的‘无穷’，所以问题的重点在于前后的能量差。如果我们从真空中提取出了能量，那这个真空中的能量肯定会减少。
“因此，如果我们能够从真空中提取出能量，那物理意义上的真空就是伪真空。”
她语气严肃，似乎这是世界上最为重要的事情一般。
“真空还分真伪？”你说。
“对。”她说，“很简单，真实真空的定义是一个空无一物的空间。只要往里面放任何物质，它的能量就会增大，因此也就不再是真实的真空。别忘了，物质只要有重量就有能量。”
你蓦然倒坐在一张实验凳上。这凳子形状细长，圆形的金属座位上刷了光滑的漆，是一种暧昧不清的浅棕色。尽管隔了一层牛仔裤，你依然能感觉到凳子在臀下的冰冷触感。你轻轻地前后晃动着，像是一根找不着北的指南针。
“大统一理论假定，在宇宙形成后不久，曾出现过一种我们现在称作‘真空’的真空。它同样空无一物，却处于更高能量态的真空。这种伪真空此后逐渐衰退，通过一个叫作‘自发对称性破缺’的过程演变成了现在的真实真空。”
她的同事靠在一个堆满了仪器的机架上，浅笑着。他似乎很乐意让她来解释这一切。她扫了一眼手表：“时间不多了，请仔细听好。
“举个例子。假设你有一烧杯完全没有杂质的水，这杯水有完美的对称性，也就是说，你从一个水分子往任何方向看过去，找到另一个水分子的可能性是一模一样的。你将这杯水不断冷却，直至低于凝固点，只要这水的纯度够高，它其实并不会凝固成冰，而会变成一杯过冷水。这是因为冰的对称性比水要低，也就是说，它从不同方向看过去是不一样的。有的方向是顺着晶轴线，但有的不是。纯净水没法从不同的方向中优先‘选出’一个结晶的方向，因此无法结晶。
“接下来假设你往里面放一块小小的冰晶，再小都可以，只要放进去一颗种子，你就会发现这一整杯水会刺啦一下瞬间全部结晶，释放出能量。这个过程叫作‘爆炸性结晶’。
“这就是对称性破缺。
“其实，真空的空间里也有对称性，只不过更为抽象。根据大统一理论，宇宙大爆炸也是对称性破缺造成的。在此之前，整个宇宙极小并极热，可它空无一物，里面的一切都是超对称的，四维力完全相同，所有的粒子都完全一样。宇宙逐渐冷却，然后开始过冷，慢慢地，这个超对称的真空变成了一个伪真空，并开始储存势能。没人知道是什么触发了‘结晶’，不过它就这么猛然发生了，整个宇宙瞬间退回到一个更低能量级的状态。
“这个过程释放出了大量的能量。我们现在的世间万物，就诞生于宇宙向低能量级真空的爆炸性过渡过程。”
“哦。”除此之外，你想不到还能说什么。
“有时候我会梦到这一切。”她说，“可能在大爆炸之前，宇宙里存在过别的智慧生物。我们完全没法想象他们的样子。那时的世界又热又密，时间也过得快——在我们所能测出的最短的时间内，他们已经度过了千秋万载。或许，他们之中有人意识到自己所处的真空是个伪真空，并且自己可以无中生有地造出能量。或许，他们之中有人试着这么做了。只要小小的一颗种子，再小都可以……”
你晕头转向，试图想象大爆炸之前那些小小的科学家是什么样子。你把他们想成蚂蚁的样子，但还要更小一些；他们动得很快，快到无法看清……别忘了，那时还很热。你实在想象不出来，于是重新凝神听她解释。她讲到了什么三维势能，把宇宙比作一块山顶上的大理石，如果大理石的位置恰好在山顶上，它就不知道该往哪边滚下去。
“现在的问题在于，”她接着说道，“如果能量真的能从真空中提取出来，它为什么不是一个自发的过程呢？答案必然是因为有某种对称性在阻止它的发生。可如果我们要打破这个对称性的话……
“跟大爆炸那时相比，如今的宇宙已经冷却了很多。或许我们所知的真空也会因为这种低能量级的状态而冷却。这样一来，如果我们打破了这对称性，真空里所有的能量都会瞬间被释放出来。那将不仅是整个世界的末日——整个宇宙都会不复存在。
“而大卫恰好就想这么做。”
“事实上，她的顾虑完全是多余的。”他说，“宇宙里可以打破对称性、能量巨大的物体多了去了——类星体、黑洞、西佛星系，等等。如果宇宙是一个伪真空，那这一切在几十亿年前就该发生了。”
“那你想过费米悖论吗？”她问，“那为什么我们从未发现过这个宇宙中其他智慧生物的痕迹？我来告诉你为什么。如果外星人是比我们更为高级的生物，他们肯定已经知道了能从真空中提取能量的秘密。他们迟早会试一试，然后‘砰’的一下——整个宇宙就终结了。不然的话，我们的宇宙压根儿不会存在……除非我们第一个这么做。”
你意识到他俩都在等待你的回应。你的双脚在粗糙的水泥地上扭来扭去，终于明白他们为什么把你叫来了。你努力地思考着该如何开口：“于是，你俩实在犹豫不决，想要我来告诉你该不该开始这个实验？”
“不，”他说，“实验已经开始了。”他指向一个数码表盘，“你一进门我就把它打开了，磁场现在正在生成，等到了一万特斯拉，发电机就会自动打开。”你看向LED显示屏，它用愉快的樱桃红显示着：9.4。
“不过……”另一个人说道。
“不过？”你问。大卫抓过你的手，往里面塞了一个开关的把手。那是个老式的闸刀开关，你觉得它跟弗兰肯斯坦开关差不多。有那么一瞬间，你几乎把自己幻想成一位痴狂的医生，每一个决定都事关生死。你大概真的看了太多古老的怪物电影了吧。“这能把它关掉吗？”
“可以这么说。”他说。
“我觉得我们的实验设计是空前绝后的。”她说，“这么说可能听上去会有点自卖自夸，但若不是我们剑走偏锋又红运当头，压根儿无法实现这样的实验。况且，这个方向也与其他理论物理学家研究的方向背道而驰。我说的不是要从真空里提取能量这个想法本身——很多人都能想到这里。让我们脱颖而出的是我们实现它的方法。”
“我不同意。再深奥的东西，只要有一个人发现了，就会有第二个。或许要过很久才有。或许我们这辈子无法见证，但这是迟早会发生的。”
她笑了：“这又是一个哲学问题了。我在这一行待了很久了，我明白真正的科学并不像教科书里写的那样。科学发现并不像绘制地图——它更像在一边开辟疆土，一边绘制地图。科学是由第一个成功的科学家创造出来的。我们所理解的，是他们的思维方式；我们所看见的，是他们选择去观察的。如果我们不去追求这个发现，不在我们的有生之年把它实现，那科学的车轮就会滚向别的方向。”
“不管怎么说，我们也没有足够的经费来重新搭建这个实验了。”他说。
“你手中的开关会断掉超导体磁铁的电路。现在线圈里的电流差不多是一千安培。如果断了磁铁，超导体就会变热，从而变回一块普通的金属。也就是说，它们会变成一块块电阻。这么一来，那么多电流……就会产生很大的热量。你只要按下开关，价值数百万的仪器就会全部被烧为灰烬。”
“但你也不要太担心了。”西莉亚轻松地补充道，“只是科研经费罢了。”
你瞬间觉得口干舌燥，伸出舌尖舔了舔嘴唇：“你想让我来……”
“这是我们最后达成的协议。”她有些恼怒，“如果你停止了实验，我们会听从你的选择。我们不会将此事撰文发表，连提都不会提。”
“可为什么偏偏找了我？”你问，“为什么不找一个专家来？”
“我们就是专家。”他说，“我们要找的就是这个领域之外的人，一个对这个实验不会有任何偏见的人。”
“别犯傻了，”她对着你说，“我们想找的就是一个没法彻底理解其中细节的人。如果我们叫来了一帮专家，你觉得他们能守口如瓶吗？”
“再说了，专家团总是很保守。”他说，“我们已经知道他们会说什么了：再等等，再仔细研究研究。去他们的，我们已经研究透了。如果她跟我说要找一个专家团来讨论这件事，我肯定会半夜潜进来，悄悄地开始实验的。我们别无选择，不能再犹豫不决，不能再左顾右盼，要么立马开始，要么彻底断了这个念头。”
“如果我是对的话，”他继续说道，“那所有的太空星辰都属于我们了。整个宇宙都将是我们的。人类会成为这个宇宙亘古不变的主人。等太阳烧尽了，我们可以人工制造恒星，轻而易举地驾驭所有的能量。”
“而如果他错了的话……”她说，“那这就将是一切的终结，不只是人类的终结，而是整个宇宙的。”
“可我不会错的。”
“就算你错了，我们也没有机会知道了。都一样。”
“不管怎么说，我还是觉得应该去冒这个险。我们将会获得整个宇宙啊，冒再大的险也是值得的。”
她的目光回到你身上：“事情就是这样。”
他扬眉：“要么收获无垠的宇宙，要么失去现有的一切。”
他抬眼看向表盘，你也顺着他的目光往那边看去。正在此刻，显示屏上的数字从9.8跳到了9.9。开关的手柄慢慢发烫，汗水让它摸起来有些滑腻。它躺在你的掌心，几乎要开始兀自振动起来。
她看着你。你看着他。他看着开关。你再看向她。他们一起看着你。
“要抓紧时间做决定。”他轻声说。
