42、深层秩序

宇宙因此经历了一个迅速的膨胀期，待它变成葡萄柚般大小时，它开始稳定为我们今天看到的（并能测量到的）膨胀速率。这一理论（有些批评家称之为“理论发明”）的要点在于，它能以最简单的方式解释宇宙为何如此统一：迅速膨胀可以消除任何褶皱。它还解释了宇宙缘何不完全同质：大块的物质形成银河系、恒星和行星，其他形式的辐射则形成气体。林德进一步阐明，我们的宇宙并不是膨胀的唯一产物。[3208]他认为存在着“多重宇宙”，由很多不同大小的宇宙组成；而这也是霍金正在探索的东西。幼小的宇宙实际上就是黑洞，是时空中的气泡。回到有关气球的类比，想象一下气球的表面有一个泡泡，由一个狭长带分开，相当于奇点。我们谁也无法通过这个狭长带，谁也不知道这个小泡泡可能会变得和气球一样大，或者比气球还大。事实上，任何数字都可能存在——它们是代表时空曲度和黑洞物理曲度的函数。显然，我们永远无法获得宇宙大爆炸的直接经验：它们也就变得无意义了。

“无意义”这个词把物理学领进了全新的思考阶段。一些批评家称之为“反讽科学”，人们进行各种推测和实验，提出（往往是）奇怪的观点，却得不到实际的证据。[3209]不过，这样说不完全公平。很多推测得到了数学计算的提示或支持，而数学计算又指向答案，在这当中，文字、视觉影像和类比都不起作用。整个20世纪，物理学家们提出了一些很久之后才得到实验支持的观点，因此似乎也没有什么新内容。此时，我们正处于一个中间时段，我们无法确定当前物理学的哪些观点经得起考验，能得到实验支持，而有些观点似乎永远都不可能获得实验支持。

霍金等科学家提出的另一个理论是，“原则上来说”，原初的黑洞和所有随之而来的宇宙实际上是由“虫洞”或“宇宙弦”等连接起来的。[3210]科学家们把虫洞设想为极小的管状体，能连接包括黑洞在内的宇宙的不同部分，因此理论上也可以连接其他宇宙。但是它们非常狭窄（直径只有一个普朗克长度），如果没有宇宙弦的协助，什么也无法从中穿过——需要强调的是，宇宙弦完全是理论上的设想，被视为原初大爆炸的残骸。宇宙弦以极细（但极紧密）的带状形态横跨宇宙，运行方式“奇特”。这意味着，当它受到挤压时，就会膨胀；当它被拉长时，就会收缩。因此，至少在理论上，宇宙弦能够打开蠕虫洞。理论上说，它再次证明，某种未来文明可能会实现时间旅行。一些物理学家持此观点，而另一些物理学家则表示怀疑。

马丁·里斯（Martin Rees）的宇宙“人择原理”（anthropic principle）可能更容易领会。里斯是英国皇家天文学家，也是与霍金同时代的人，他为“平行宇宙”提供了一些间接证据。他的论点是，如果只有一个宇宙，那么一定发生了大量的巧合才使得人类的存在成为可能。在一篇早期论文中，他表示，只要我们熟悉的物理定律发生一点点变化（比如，重力增加），那么我们所熟知的宇宙就会发生巨大的变化：天体将会变小、变冷，寿命变短，表面地形将大相径庭，等等。其理论的一大结论是我们所知的生命可能只形成于我们这个宇宙，因为这里的物理定律适合我们。这就意味着：首先，其他形式的生命很可能存在于宇宙中别的地方（因为同样的物理定律也适用于我们的整个宇宙），但它也意味着，可能存在适用其他物理定律的很多其他宇宙，其中存在着形式截然不同的生命或根本不存在任何形式的生命。里斯认为，我们可以观察自己的宇宙，猜想其他宇宙，因为我们所处的这个宇宙的物理定律允许我们这么做。他坚称，这不是巧合所能说得通的：全然不同于我们宇宙的其他宇宙几乎必定存在。[3211]

与多数老一辈物理学家、宇宙学家和数学家一样，霍金也投入了大量精力研究科学家所说的“宇宙纪事”，即所谓的“万有理论”（Theory ofEverything）。这也是个不无讽刺意味的概念，想通过一组方程式全面概括基础物理学。十多年来，物理学家们一直说，“最终答案”即将揭晓，但事实上，万有理论始终难以捉摸。[3212]在（本书前几章讨论过的）物理学革命开始之前，有两种理论是必需的。正如史蒂文· 温伯格所说，艾萨克· 牛顿提出的万有引力理论“解释了天体运动及诸如苹果等物体如何掉落地面；詹姆斯· 克拉克· 麦克斯韦提出的电磁学理论解释了光、辐射、磁性和带电颗粒之间的作用力”。但是，这两个理论只在某一点上是相容的：麦克斯韦的理论认为，对所有观察者来说，光速是一样的；而牛顿的理论则预言，实测的光速取决于观察者的移动。“爱因斯坦的广义相对论解决了这个问题，表明麦克斯韦是对的。”但是量子革命改变了一切，使物理学变得更美，同时也更复杂；它把麦克斯韦的理论和新的量子理论相联系，认为宇宙是不连续的，电磁能量包有最小限值，时间或距离的单位也有最小限值。同时，量子革命还提出了两个新的力，都只在原子核的很小范围内起作用。强作用力使原子核的粒子聚集到一起（核武器释放出来的正是这种能量）。弱作用力则是引起放射性衰变的原因所在。

因此，到20世纪60年代，物理学中有四种力需要调和：重力、电磁力、强核力和弱放射力。60年代，经谢尔顿·格拉肖（Sheldon Glashow）设想，阿卜杜勒·萨拉姆（Abdus Salam）和德克萨斯大学的史蒂文· 温伯格共同创建了一套方程式，描述弱力和电磁力，并设想了三种新的粒子，W+、W－和Z0。[3213] 1983年，日内瓦的欧洲粒子物理研究所对此进行实验观察。后来，物理学家又想出一系列描述强力的方程式：这与夸克的发现有关。解释夸克相互作用的新理论曾经被赋予各种古怪的名字，包括色彩名（不过这些粒子当然没有颜色），最终定名为量子色动力学（QCD）。因此，电磁力、弱力和强力形成了一整套方程式。这是一项非凡的成就，但它依然遗漏了重力，在物理学家们看来，如能将重力整合进去，形成一个总体方案，才成其为“万有理论”。

一开始，他们向重力量子理论方向推进。也就是说，物理学家们推论存在着可以解释重力的一种或多种粒子，并将其命名为“引力子”，不过新的理论推测这类粒子远远不止一种。（一些物理学家推测有8种，还有些则推测有154种，让我们觉得这个领域有待解决的任务还不少。）但是，20世纪80年代中期，“弦革命”席卷了物理学领域，1995年，又发生了“超弦革命”（superstring revolution）。物理学领域不可思议地再现了20世纪初的繁荣状态，随着21世纪的临近，一个全新的研究领域呈现在人们面前。[3214]到1990年，发达国家的主要书店里全是各种热门的科普图书，品种繁多，涉及物理学、宇宙学、数学、进化论和生物学，等等，这是一种前所未有的热潮。1999年，一位同时任教于康奈尔大学和哥伦比亚大学的物理学和数学教授携作品进入了大西洋两岸的畅销书榜单，这本书的难度绝不亚于《时间简史》。布赖恩·格林（Brian Greene）撰写的《优雅的宇宙》讲述了物理学领域的最新成果，极力使一些深奥的概念易于理解（为了不使读者畏难，格林称这些难懂的主题只是比较“微妙”而已）。[3215]他将一系列新的物理学家引入了已然包括爱因斯坦、欧内斯特· 卢瑟福、尼尔斯· 玻尔、沃纳· 海森堡、埃尔温· 薛定谔、沃尔夫冈· 泡利、詹姆斯· 查德威克、罗