埃里克·梅塔克萨斯
第二章
科学无法到达的地方：宇宙大爆炸与其他奇点
科学家们对宇宙大爆炸理论有多种反对意见，这些意见之间并非毫无关联。首先，它如同一道沉重的吊闸落下，关闭了无限时间的可能性。无限时间曾是许多无神论者钟爱的信念，因为他们认为“只要时间足够长”，一切皆有可能，因此不需要引入上帝的概念。每当有人提出某些事情不可能随机发生，必然需要某种“设计者”或“创造者”时，那些执着于无神论和唯物主义立场的人便会反驳说：“只要时间足够长，一切都可能发生。”生命可以随机地从原始海洋中的非生命物质中产生，变形虫可以演化成红杉树，水生生物可以变成会飞的哺乳动物。这一切只是时间问题，因为时间可以掩盖一切问题。
这一陈旧的论点每次被拿出来时，通常都足以让对方噤声。因此，在很长时间内，无神论者像《花生漫画》中的莱纳斯抱着他的安全毯一样抱着无限时间的观念。这种信念极具安慰作用，尤其是在其他事实挑战他们的理论时。然而，关于宇宙大爆炸的最终共识终结了这一切。它迫使所有人接受一个残酷的事实：过去的时间是有限的。事实上，我们还精确地知道了它的限度。因此，无论是生命从非生命中随机产生，还是从两栖动物进化到红毛猩猩，这些随机事件都必须发生在一个有限的时间框架内。
第二个问题是，宇宙大爆炸理论似乎竖起了一块巨大的牌子，上面写着：“科学止步。”它指向一个时间、空间——以及科学——都不存在的地方。宇宙诞生于这个具有无限密度和无限温度的奇点之中，科学家们却认为回溯到这个点显得荒谬。正如诗人罗伯特·弗罗斯特所说：“某些事物天生厌恶墙壁。”对科学家而言，宇宙大爆炸的奇点正是如此。丹尼斯·欧弗拜（Dennis Overbye）写道，一个奇点“可能是宇宙的死胡同，在那里粒子和能量完全消失，一个允许任何事情发生的自由地带。”他还提到，“爱因斯坦本人曾不情愿地承认奇点在数学上是可能的……但他认为这在真实世界中完全是胡说八道。毕竟，一个真实的物理对象怎么可能被压缩到一个点呢？”
然而，事实证明，这确实可能。然而，当我们这些生活在物理宇宙中的人思考奇点时，还是难免会感到困惑。也许这是因为思考宇宙大爆炸会让我们联想到其他可能的奇点。即便这个奇点安全地存在于138亿年前，它依然让所有科学理论变得一团乱麻。如果我们知道物理定律曾经在某一时刻被压碎消失，为什么它们不能在其他时间再次被压碎？再一次？如果物理定律并非永恒地独立于宇宙存在，那么至少在理论上，它们随时随地都有可能停止存在。这一观念给科学加上了一条链子，而某些科学家对此极为不满，因为这挑战了他们有时将自己“神化”的形象——即作为真理和知识的终极仲裁者，作为超越宗教的新宗教的祭司。这种想法无疑令人感到谦卑，也让人颇为尴尬。
什么是“爆炸”的相反面？
1945年9月，J·罗伯特·奥本海默（J. Robert Oppenheimer）与莱斯利·R·格罗夫斯将军（General Leslie R. Groves）在一起。两人来到新墨西哥州的“三位一体”核试验场，考察奥本海默在曼哈顿计划中协助制造的原子弹所造成的毁灭性后果。爆炸的高温融化了地表的沙子，形成了一种后来被称为“特里尼蒂岩”（trinitite）的物质
随着20世纪的推进，一些物理学家确实提出了其他奇点存在的假设，最终他们意识到，这些奇点不仅存在，而且数量巨大，深藏于遥远的外太空。这一切始于1939年，那时距离人们真正理解这些发现的意义还有整整三十年。J·罗伯特·奥本海默（J. Robert Oppenheimer）——后来成为曼哈顿计划（制造原子弹的项目）负责人——和他的研究生哈特兰·斯奈德（Hartland Snyder）提出了一个自认为有趣的想法。他们认为，计算一颗类似太阳的恒星在燃料耗尽后可能发生的情况，会是一件有意义且有趣的事情。而这当然是必然会发生的。
几十亿年后，太阳的巨大引力将使其被压缩到地球的大小。考虑到太阳是一个可以容纳100万个地球的巨大气体球，想象它缩小到我们相对微小的地球大小，这本身就是一个令人震撼的概念。然而，这似乎是不可避免的。到那时，它的质量将与现在相同，但密度会增加一百万倍。因此，虽然现在的太阳是一个巨大的燃烧气体球，奥本海默和斯奈德计算出它在未来会变得像铁一样致密。这就是物理学的推导结果。
奥本海默和斯奈德的理论超越了他们的时代，但他们并不是唯一尝试解决这些问题的人。其他科学家也在进行类似的计算。例如，如果一颗比太阳更大、更重的恒星——这样的恒星数以十亿计——经历类似的坍缩，会发生什么？为什么不会发生呢？事实上，这种坍缩是必然的，且早已发生过。对于更大的恒星来说，它们的更大质量和更强引力会将它们压缩到比地球还小的程度。一颗巨大的恒星最终可能会被压缩到一个难以想象的直径——仅仅十英里。
丹尼斯·欧弗拜（Dennis Overbye）解释说，在这种难以置信的压力下，恒星的原子会被压碎，仅留下中子。这些计算让物理学家们意识到，他们正在进入一种全新的现实。那么，这将引向何处？进一步思考时，他们还提出了更极端的问题：宇宙中最大的一些恒星——直径比太阳大四千倍的恒星——在它们坍缩时会发生什么？
如今我们知道，它们的质量会变得极度集中，以至于连光都无法逃脱。1965年，英国诺贝尔奖得主、数学物理学家罗杰·彭罗斯爵士（Sir Roger Penrose）解释了这一现象。他指出，这些巨大恒星的结局与宇宙在大爆炸时的情况正好相反。这些庞然大物会不断向内坍缩，变得越来越小，直到所有的物理规律和科学理论都被压缩、扭曲，直至完全消失。它们实际上会坍缩成一个奇点，就像挂上“暂停营业”的标志，只不过它们永远不会回来，而是彻底消失。它们会带着自身进入一个未知的领域，超出了我们的调查和理解能力。它们会从科学的视野中消失，仿佛自我消失的隐士，又像一条吞噬自己的蛇。
这再次表明，科学正在将我们引向超越科学的领域。与大爆炸类似，这一现象无可否认。它就像一架通向天空中某个洞口的梯子，当你顺着它爬上去，梯子却在你身后消失了。嘭！科学不见了。在1967年纽约的一次会议上，普林斯顿大学物理学家约翰·惠勒（John Wheeler）给这些不可思议的恐怖现象取了一个名字：“黑洞”（black holes）。
欧弗拜对此进行了深刻反思：
“它们是什么？它们既是灰色法则的终结，又是最终未知法则的执行者，是超越我们所能想象的一种神秘的有形证据。一种真相，如果你看到它，会烧毁你的大脑，或让你失明——就像时间尽头等待着的上帝的面容……它们是魔法。相对论这样灰色而理性的物理学，竟然预测了奇点的存在，这令人震撼。奇点定理对我来说，就像是奇迹的证据，是超越物理学本身的一种魔法。我想知道……这样的奇迹，这样可怕的巨大转变，是否真的存在。如果我们无法看到上帝，至少我们能否知道上帝的存在？即便祂可能藏身于黑洞中，或是在时间的尽头沉默地存在？”
游戏结束
尽管爱因斯坦、弗里德曼、勒梅特和哈勃的结论已然清晰，许多人依然对“大爆炸”这一概念感到深深不满，以至于终其一生试图摆脱这一理论，努力回归“宇宙没有开端”的旧观念。在他们眼中，宇宙膨胀理论不过是一时的流行，他们相信终将证明它是错误的。他们将自己的静态、永恒宇宙理论称为“稳恒态理论”（Steady State Theory）。这一理论的主要支持者是弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle）。他对“大爆炸”这一宇宙起源观念极为轻蔑，甚至在1949年的一次BBC采访中用嘲讽的语气称这种荒谬的理论为“大爆炸”（Big Bang）。然而，他这一充满轻蔑的形容反倒彻底被大众接受，从那时起，这一名称便牢牢贴在了霍伊尔的身上，如同一个永远摆脱不了的“踢我”标签。
坚定支持“稳恒态”模型的弗雷德·霍伊尔爵士（Sir Fred Hoyle）无意间创造了“宇宙大爆炸”（Big Bang）这一术语。后来，他与钱德拉·维克拉马辛赫（Chandra Wickramasinghe，图中间）合作提出了所谓的“胚种论”（Panspermia theory）。在这张照片中，他们与李·斯佩特纳博士（Dr. Lee Spetner，右）一起公开宣称始祖鸟化石是伪造品。
然而，到20世纪60年代中期，围绕这个问题的所有回旋余地都消失了。争议的结束始于普林斯顿大学的物理学家鲍勃·迪克（Bob Dicke）。他开始思考是否有可能找到实际证据，证明“大爆炸”确实发生过。他知道在“大爆炸”发生后的极短时间内，宇宙是一个无法想象的高温膨胀火球。于是问题出现了：这些热量去了哪里？显然，这些热量已经消散，但只能扩散到宇宙的边界，因为“大爆炸”模型明确指出，宇宙并非无限大。如果宇宙真的是一个有限的封闭系统，那么这些热量仍然会存在，只不过是均匀分布在整个宇宙中。即使热量现在已经极其微弱，也应该是可以测量的。
迪克计算出，早期宇宙的温度约为10亿度，这会产生高能伽马射线。如果这一理论正确，那么这些伽马射线即使经过数十亿年的时间，依然会存在，只不过可能以无线电波的形式出现。那么，这些无线电波能被探测到吗？那来自“大爆炸”火球的热量——如今已散布整个宇宙的热量——是否还能被测量？如果这些10亿度的热量曾经存在于一个极其微小的宇宙中，而如今已分散到一个庞大无比的宇宙中，那么它们虽然微弱，却绝不是无迹可寻的。
迪克向两位研究生提到了探测这些“背景辐射”的可能性，这两位学生迅速动手建造了一台装置。然而，令人意外的是，就在不远处的新泽西州霍姆德尔的贝尔实验室，另一对无线电天文学家阿诺·彭齐亚斯（Arno Penzias）和罗伯特·威尔逊（Robert Wilson）已经探测到了迪克的学生正在寻找的东西，只是他们自己并不清楚。他们发现的，是他们努力摆脱却无能为力的一个讨厌的神秘“嘶嘶声”。这对年轻的科学家一直试图找到这种噪声的来源并消除它，因为它无论白天还是夜晚都存在，且在他们的天线指向任何方向时都能听到。多年来，贝尔实验室的其他人也遇到过这个“嘶嘶声”的问题，但大多学会了忽视它。然而，对于彭齐亚斯和威尔逊来说，这种干扰对于他们的研究来说是不可容忍的。
他们尝试了各种办法：先是完全拆卸并重装天线的电子设备，但噪声依旧存在。他们怀疑是鸽子，便清理了天线上的鸟粪并赶走了鸽子，但“嘶嘶声”依然如故。接着，他们用胶带封住了一些可能松动的铆钉，但那恼人的噪声还是没消失。
最终，这两位年轻人读到了一篇关于背景辐射存在的论文，意识到他们试图摆脱的，正是这种背景辐射——也正是迪克的研究生正在寻找的东西。他们知道这种噪声并非来自银河系内部的某个特定来源，而是来自整个宇宙，因为它无处不在。这正是那10亿度的热量经过138亿年的扩散后，变成了如今的2.7开尔文。而由于彭齐亚斯和威尔逊无法摆脱这种噪声——也永远不可能摆脱，他们很高兴将这一发现转化为诺贝尔奖。因为他们确实做到了：他们发现了“大爆炸”发生的直接证据。在这一发现之后，任何还坚持宇宙没有开端的人，立刻变成了思想过时的“恐龙”。再无回旋余地，也没有回头路：“大爆炸”发生了。这一问题——以及整个宇宙——已尘埃落定。
随着共识的转变，那些无法接受宇宙有开端的人几乎无法再为自己辩护，除了弗雷德·霍伊尔，大多数人都停止了尝试。然而，情况变得更加糟糕。20世纪90年代，美国宇航局的COBE卫星以极高的精度探测到了这种“微波背景辐射”，并揭示“大爆炸”的爆炸并非完全均匀，而是存在某种“块状性”（缺乏更好的词来形容）。这种块状性恰好解释了为什么宇宙中的物质会聚集形成恒星、行星及其他天体。这一发现不仅进一步确认了背景辐射的存在，还让我们更精确地理解“大爆炸”之后的早期宇宙。这项工作让参与研究的乔治·斯穆特（George Smoot）和约翰·马瑟（John Mather）也获得了诺贝尔奖。至此，那些仍坚持“稳恒态宇宙”理论的少数人也只能选择缄默。
最终，物理学的奇特结论是：物理定律并非一直存在，宇宙也并非一直存在。显然，确实存在一个点——字面意义上的一个点——科学无法到达。在一些将科学视为一切的唯物主义者看来，这是一个冷酷且怪诞的背叛。科学——以及科学用来测量和观察的宇宙——在那个神秘的点上，也就是138亿年前的时间和空间的开端，消失了。在起初。
游戏的真相：艾伦·桑迪奇的信仰与科学之旅
艾伦·桑迪奇从未被唯物主义或科学主义的限制所诱惑。他始终保持开放的心态，追随真理，无论它将把他引向何处，即便超出了科学体系的范围。这种态度，使他成为一位真正的科学家，无所畏惧地追随科学的指引，甚至愿意接受科学的局限。如果有些真相超出了他的望远镜所能及的范围，那又怎样？
对桑迪奇来说，宇宙是否以“大爆炸”开始早已不再是问题。他知道宇宙的确是这样开始的。他也知道宇宙来自何处：虚无。他理解宇宙如何从“无”到“有”。但他现在最大的疑问是：宇宙要向何处去？它从虚无扩展到现在的规模后，会永远扩展下去吗？还是某一时刻会停止扩展，像抛向空中的球一样，因重力减缓而静止片刻，然后向回坠落，逐渐缩小，最终坍缩成一个最大的黑洞？如果是这样，那么之后又会发生什么？
桑迪奇并不确定会找到什么，他也没有偏见。他只是纯粹出于科学的好奇心，对未知充满兴趣。他感受到上帝的存在，就像他在自然的其他奇迹中感受到的那样。在20世纪70年代中期的一次谈话中，他说道：
“想想宇宙只发生过一次，这本身就让它变得更加神秘……[‘第一微秒’之前发生了什么，超出了科学的领域。]……但这和人类身体奇妙的平衡相比，也没有更神秘。你划伤了自己——为什么白细胞能准确找到伤口并修复它？这简直是个奇迹。我不认为这是‘适者生存’逐步选择的结果。这个机制太精妙了。我不知道我在说什么，也不知道接下来会说什么……这并不一定指向上帝的存在，至少不是我们理解的那种。牛顿的定律在某种意义上就是上帝。但我觉得这一切如此理性、如此惊人地美丽，又如此神秘。”
在丹尼斯·欧弗拜（Dennis Overbye）的书中，桑迪奇被描绘成那种少有的自信而开放的人物。他不拘泥于任何关于现实本质的成见，也不局限于科学的边界。他是一位真正的自由思想者，在科学界拥有足够的声望，不用担心别人如何看待他。欧弗拜提到，桑迪奇思考这些问题时，从不纠结于这些想法究竟是科学的、哲学的，还是神学的。他是一位不受科学教条束缚的科学家，而这些教条实际上并不科学，而仅仅是哲学偏见。
桑迪奇认为：“这个世界太奇妙了，不可能是个意外。”尽管在更为温和的时刻，他承认自己对进化理论知之甚少，不应该轻率发表意见。事实上，他了解得足够多，但他太谦逊，不愿挑起争论，也不想浪费时间在争吵上。他还有更多值得探索的事情。然而，他的思想——有时包括他的言辞——总是自由地徜徉，因为这正是思考的乐趣，不是吗？这难道不是科学和生命的深层本质所在吗？为什么要限制这种自由？
1975年的一次午餐中，欧弗拜回忆桑迪奇谈论上帝的可能性。一对坐在附近的夫妇询问是否可以加入谈话，男子是一位牧师，以为桑迪奇也是。桑迪奇对此感到十分高兴。他在两年后表示：
“我不知道该怎么定义自己。如果你相信宇宙学的科学结论，那么可以推算出过去某个时刻确实发生了一件事情……科学可以如此表述这一事实：宇宙学能够理解宇宙在一个完全不同的早期状态中演变出来。这是一个创造行为。在科学范围内，我们对这一创造行为的描述并不比《创世纪》第一章更多。”
显然，当时桑迪奇的思想还在摸索前进。他说：“我认为宇宙的理性本质是个谜。牛顿和爱因斯坦的方程能起作用，是世界上最大的谜之一。从这个意义上说，我是非常虔诚的。”
到了1980年左右，桑迪奇似乎已因他所理解的而足够信服，成为了一名基督徒，尽管并不公开。他显然对学术界常见的做作感到厌倦。许多科学家似乎漂浮在云端，只谈论那些晦涩难懂、仿佛只有他们自己明白的关于宇宙和现实的理论，似乎忘记了最初那些孩子般简单的问题，许多科学家正是因这些问题才走上科学之路的。
在与欧弗拜的一次谈话中，桑迪奇嘲笑当时流行的一些时髦理论和术语，他认为这些理论毫无意义，与现实无关。他问道：
“什么是超弦？‘无’的本质是什么？这些说法有意义吗，还是胡言乱语？‘无’的本质。他们说宇宙可以从‘无’中创造自身，是一个自我因果的实体，因为他们说这可以通过零能量实现……但这只是在用语言说服自己可以继续混口饭吃。”
尽管如此，他又谦虚地表示这一说法不太公平，但实际上并非如此，甚至一点也不不公平。这是一个完全合理的问题。他接着说道：
“我能用同样的语言表达，但我不理解这些词的意思。而且我读的《自然》期刊越多，参加的某些会议越多，我年复一年能说的语言更多，但对事情的理解却越来越少。这很有趣，但我不认为这些问题触及到了核心。我认为这是一个科学无法跨越的哲学飞跃，在科学的边界之外，‘为什么’的问题不属于科学领域。”
桑迪奇接着问欧弗拜：
“你相信大统一理论吗？为什么？因为你尊敬的每个人都告诉你应该相信。你被它的美感所吸引。因为它如此美丽，所以它必须是真实的……但你为什么相信它是真实的，就像相信上帝的存在一样？上帝的存在也是一个美丽的理论，也解释了许多事情。这是一个可以通过其后果加以验证的假设……然而你却拒绝这个美丽的假设。”
正如我们前文所提到的，在1985年的那次会议上，这位天文学的巨擘、伟大的埃德温·哈勃的继承人，公开承认了他对上帝的信仰——不仅是对上帝的信仰，更是对《圣经》中上帝的信仰。
年轻的斯蒂芬·梅耶（Stephen Meyer）当时还是一名石油公司的地球物理学家，但这次会议以及桑迪奇的表态深深影响了他。他随后前往剑桥大学学习科学哲学和科学史，并撰写了多本书探讨桑迪奇当天提出的问题。在《上帝假说的回归》（Return of the God Hypothesis）中，梅耶回忆起会议上那些令他惊叹的科学巨擘。会议上有哲学家安东尼·弗卢（Antony Flew），当时世界上最著名的无神论者之一；还有其他无神论者和不可知论者。当然也有一些公开的基督徒，如哈佛天文学家欧文·金杰里奇（Owen Gingerich）和生物物理学家迪安·肯扬（Dean Kenyon）。卡尔·萨根的电视系列节目《宇宙》的科学顾问唐纳德·戈德史密斯（Donald Goldsmith）也在场。
梅耶回忆说，他对看到哈勃的继承人公开承认他的科学研究让他超越了许多同行的无神论和不可知论立场感到震惊。桑迪奇在关于“大爆炸”的演讲中“震惊了许多同事，宣布了他最近的宗教皈依，并解释了科学证据如何促使他对‘创造事件’产生深刻的世界观转变。”
梅耶回忆说，桑迪奇在演讲时目光炯炯地注视着观众。他说道：“在过去的五十年里，天文学和天体物理学领域发生了一件非同寻常的事情。通过仰望星空，一些天文学家开始相信存在‘创造事件’的证据。” 桑迪奇的坦率让梅耶深受触动，他奋笔疾书记录下桑迪奇的发言，其中包括以下内容：
“我现在不得不从一个完全唯物主义的理性科学家的立场转变，并承认对我而言，这个超自然事件至少为我相信宇宙中存在某种设计提供了一些依据……我确信宇宙中存在某种秩序。我认为所有科学家在最深层次上都会被他们在各自领域中发现的那种事物之间奇妙联系的奇迹震撼……以至于至少会思考为什么会是这样。”
桑迪奇谨慎地指出，仍然存在许多未解之谜，科学当然无法“证明”上帝的存在，但他丝毫不回避科学从天际中得出的明确结论，并乐意站在他在这些星空中看到的、甚至可能比世界上任何人都更清晰、更放大地看到的上帝一边。
当天在台上的还有戈达德研究所（Goddard Institute）的罗伯特·贾斯特罗（Robert Jastrow）。尽管他是一名不可知论的犹太人，但他也没有忽视这些观测所带来的明确意义。在他的著作《上帝与天文学家》（God and the Astronomers）的著名结尾中，贾斯特罗以令人难忘的方式表达了这一点，或许这也可以作为我们讨论的一个恰当总结：
“[宇宙有一个明确的开端]是一个极其奇特的发展，除了神学家外，谁都未曾预料到。神学家始终相信《圣经》所言：‘起初，上帝创造了天地。’……这一发展令人意外，因为科学在追溯因果链时取得了如此非凡的成就。对于那些一生都笃信理性力量的科学家而言，这个故事的结局就像一场噩梦。他们攀登了无知的高山，即将征服最高峰；当他们费力攀过最后一块岩石时，迎接他们的是一群已经在那里坐了几个世纪的神学家。”
这段话不仅是对科学和信仰关系的深刻反思，也为我们的讨论画上了一个充满诗意的句号。
