劳伦斯·克劳斯(Lawrence M.Krauss):物理学家、宇宙学家,亚利桑那州立大学“起源项目”(Origins Project)主任,著有《无中生有的宇宙:万物起源于空,空又从何而来?》(A Universe from Nothing:Why There Is Something Rather than Nothing)。
在大爆炸发生140亿年后,均质宇宙中的一个普通星系相对安静的角落,这就是我们存在的时空位置。很多人可能会认为这种环境能够保证人类悠游自在,不过,它却让我担心不已。
应该感谢20世纪物理学的两大支柱:相对论和量子力学。它们使我们明白,尽管从经验的角度看,我们对宇宙的了解越来越多,但要想获得关于宇宙的坚实知识,还是受限于特殊的环境。而且,或许有新的限制隐约出现在我们探索自然的最终能力上——这些由过去50年物理学理论与实验得到的非凡成功,已经越来越明显地成为阻挡进一步探索的认知藩篱。再者,这些限制是我们境遇的结果,至少在原则上,突破它们的制约构成了一条道路,基础科学能沿着它取得进展。
首先,当前的物理学理论认为我们的宇宙可能不是唯一的。远远超出我们直接探测能力之外,可能有无穷多的宇宙,它们有不同的物理定律和不同的时空特点。如果我们只对自己生存的这个特定宇宙的性质感兴趣,那么多重宇宙也不算什么问题了。但很可能,物理定律其实是随机性的,至于它们为什么会是我们这个特定宇宙中的样子,没有什么根本的原因。正如只拥有一个病人的流行病学家,只能说出一点点防止传染该病的注意事项;因为缺乏参照物,我们很难知道什么是正常,什么是不正常。如果我们能研究的只有一个宇宙——我们自己的——也许永远不能直接经验性地断定基础规律是不是真正基础的或仅仅是偶然的。我们可能足够聪明,派生出一个能解释物理定律怎样横贯多重宇宙分布的理论,并判定分布在我们这个宇宙的特定定律的概率。但如果没有获得更大的样本,它依旧不过是某种花言巧语,我们可能永远不会知道。
事情变得更糟了。我们已经发现宇宙膨胀正在加速。显然,等的时间越长,我们看到它的机会就越少。最终,我们现在能观测到的所有星系,都会在视野中彻底消失,甚至大爆炸的证据也将彻底隐没。虽然我向美国国会建议,在我们依然还有机会的时候,应该强化宇宙学的研究。我们不能想当然地推定,只要我们和我们聪慧的继任者们坚持下去,大自然就会暴露它更多的秘密。
加速可能永远无法被阻止。如果一个空阔的空间有能量,那么这种能量会导致观察到的事件加速。但是没有实验能探测到这种能量,我们唯一的依据就是随着时间观察宇宙膨胀。膨胀的恒定加速度是与绝对真空的宇宙所蕴涵的能量相一致的;不过,它也与出自其他众多来源且被困在别的不可见领域的能量相一致。对此,我们可能永远没办法了解。而且,如果这种能量与空阔空间的性质直接相关,我们将永远不知道为什么;因为这或许也是一个偶然,不同的宇宙拥有不同的能量。考虑到仅仅有一个宇宙可探测,我们或许根本没办法深究。
我还对如下的问题忧心忡忡:尽管通过大型强子对撞机,我们已经发现了希格斯玻色子的明显存在(这一发现证实了人类曾经开始的最卓越的智慧旅程),但挫折很可能随之而来。标准模型具有大量稀奇古怪的内容,许多物理学想法被提出来以解释它们,但到目前为止,只有希格斯玻色子被看到了。大多数想法都寄希望于通过大型强子对撞机获取新的物理成分,但是,如果希格斯玻色子就是唯一能看到的东西该怎么办?那么,在哪里转向去解决标准模型的基本难题?我们没有向导。如果大自然不够厚道,那么想要解决这些问题就是很遥远的事;而且很可能根本无法解决能级问题,要么因为实际物理的限制,要么因为心胸狭窄的政治家们强加限制。
也许会有那么一个时间点,对撞机的能级达到了人类所能达到的最顶端,而实证科学也达到了无法进一步突破的极限。在那时,我们可能就会被迫减少因猜测引起的争论,而踏踏实实地去检验我们的想法。我希望不会出现这种情况,不过,我也没有把握。毕竟,每一次我们惊奇地在这个宇宙中打开一个窗口,就会有更多窗口等着被打开。鉴于担忧能够帮助我们做好万全的准备,所以我不相信任何可能的限制将导致科学本身的终结——或者如那些唱反调的人叫嚣的“物理学的终结”。这个宇宙还有足够多的、依旧能够测量的、显而易见并且令人困惑的方方面面,可以让我们向前走很久。