大数据揭示宇宙的信息本质

上周三,欧空局的Gaia卫星的第二批数据发布了,这给天文学带来了一个黄金时代,而接下来科学家要做的是如何解释这些数据。Gaia卫星在其5年的观测时间内将测量大概10亿颗银河系恒星及其邻近星系的恒星的位置及速度以及它们的距离。它每天都在观测百万颗恒星,提供大量的科学数据。Gaia数据很有可能从本质上改变了我们对银河系乃至太阳系的认识,我想主要有以下几个方面的突破。

gaia_image
Gaia卫星所观测的14亿颗恒星

首先,Gaia让我们对银河系近百万年的历史可以进行一个比较精确的重构。因为我们知道恒星的位置和距离以及速度,所以我们可以比较精确的指导它们在几百万年之前和之后的状态。这使得我们对银河系的认识不再局限于静态或者稳恒态,而是可以从观测的角度来重构其历史,并且预见其未来。

然后,我们更深地明白系外行星的宿主恒星的特征,进而明白为什么我们的太阳是一个黄色恒星,而不是红色或者橙色或者蓝色。我们还可以明白我们为什么离银河系中心是在大概2万多光年的地方,而不是更近或者更远。或者说知道银河系的宜居带。

最后,Gaia会让我们对整个宇宙有全新的认识。比如引力波可以微小地扰动恒星位置,虽然这种个别恒星的扰动难以探测,但是很多恒星的位置扰动的累积效果将是非常明显的。这样我们可以通过Gaia数据对宇宙早期产生的引力波有比较清晰的认识。同样,Gaia还可以探测银河系对恒星的累积加速度,进而可以对银河系的引力势进行重构。

largescalestructure
千年宇宙学模拟所展现的宇宙大尺度结构(与神经系统何其相似)

虽然Gaia数据有如此多的用处,但我要说的是,像Gaia这样的科学卫星所提供的大量数据正在揭示宇宙的信息本质。根据我在这个博客中所阐述的理论,上帝将宇宙造成一个像人类神经系统一样的网络,这种从星系团,星系到恒星的层级系统和人类的中枢神经,到周围神经到神经元的网络结构是异曲同工。整个宇宙和人类神经系统一样都是高度分形系统,是自相似系统,这样的一个系统的目的乃是为了处理并传递信息并对整个系统进行控制。比如,银河系就可以被模拟为这样一个神经系统。其中枢神经就是银河系中心的超大质量黑洞,而此中枢通过引力波或者通过周期性扰动银河系中心的核区星团所产生的密度波来控制整个银河系的演化。如果Gaia的数据被彻底分析,我们也许可以发现该密度波随时间的演化。无论密度波还是引力波都可以承载信息,就像电磁波和声波一样。而该信息来自于星系中心黑洞以及该黑洞与其他星系中心黑洞通过虫洞所以联结的黑洞网络,所以上帝通过黑洞对宇宙所输入的信息是超越时空的,是为了对整个宇宙进行掌控,而黑洞就是那个上帝话语的输入窗口,因为唯有黑洞是从物质宇宙通往高维时空的通道。

neuron_network
人类大脑神经网络

当然我们也可以把整个宇宙视为上帝的智能终端,当上帝说话或者输入命令的时候,宇宙作为一个超级计算机就可以实现该命令。或者我们可以认为量子世界承载的就是虚拟信息,而黑洞作为这个信息宇宙的CPU在不断处理上帝的话语并执行该话语。这话语并不一定是和人类直接相关的,而可能是上帝无时无刻护理这个宇宙的信息。如果上帝不再输入祂的信息,整个宇宙可能就荡然无存,就像电脑游戏在计算机关机之后不再运行一样。正如希伯来书作者所言,“他 是 神 荣 耀 所 发 的 光 辉 , 是 神 本 体 的 真 像 , 常 用 他 权 能 的 命 令 托 住 万 有 。”(来1:3)

所以无论是现在正在提供大量数据的Gaia,还是将来的TESS,LSST,SKA,JWST, WFIRST,都在帮助人类认识这个宇宙的信息本质。这个宇宙不是终极现实,就像施洗约翰所作的见证一样,“我不是基督”,我是“ 为要叫他显明给以色列人”(约翰福音一章),同样,整个物质宇宙也在说,我不是上帝,我只是仆人,是为我的造物主作见证的。然而,如今的世代把宇宙当成终极,而把上帝当成虚幻,这岂不是本末倒置,也正印证了圣经的话,“因为 ,他 们 虽 然 知 道 神 , 却 不 当 作 神 荣 耀 他 , 也 不 感 谢 他 。 他 们 的 思 念 变 为  妄 , 无 知 的 心 就 昏 暗 了 。”(罗1:21)然而这个大数据时代不能改变我们的本性,只有圣灵通过另一个信息的入口可以改变我们,那个入口就是人的灵魂。圣灵可以赐给我们得救的信心,相信耶稣基督的救赎而得以被拯救,否则,整个宇宙都会与我们这些罪人为敌,如经上所言,“连 地 也 玷 污 了 , 所 以 我 追 讨 那 地 的 罪 孽 , 那 地 也 吐 出 他 的 居 民 。”(利未记18:25)我要在这个高举科学主义的世代大声疾呼,“以色列家啊,你们转回,转回罢!离开恶道,何必死亡呢?”(以西结书33:11)

 

因信称义是引力波存在的原因

在有神论和无神论的争辩中,无神论者一个最重要的不信的原因乃是上帝存在的证据不足以让他们产生信仰。然而,“证据不足”正是信心的基础。圣经所启示的信仰不是基于经验和感官甚至是理性,而是基于对特殊启示——圣经——的回应。比如当使徒多玛对耶稣的复活提出质疑之后,耶稣再次向他显现让他可以相信。但是耶稣却对他说“ 你 因 看 见 了 我 才 信 ; 那 没 有 看 见 就 信 的 有 福 了 ”(约翰福音20:29)。既然对上帝的启示的正确回应或者信心不是一种天生的本能,那么信心本身显然是上帝的工作,是一种恩典(可9:24,帖前1:5)。这就是所谓的圣灵的重生,是圣灵赐给了我们得救的信心,产生了对特殊启示正确的回应。然而,这种信心的基础乃是我们不能靠自己建立与上帝的关系,甚至上帝的存在对我们不应该是那么显然的。这就是所谓的“知识论距离”(epistemic distance),最早是由教父爱任纽(Irenaeus)提出来为了发展他的神义论(theodicy)来解决上帝的至善与邪恶之存在的问题。这个理论进一步由哲学家John Hick发展。该理论认为上帝看起来不那么显然是人类自由意志存在的前提,也是道德存在的前提。如果上帝的存在对我们的理性而言是显然的,我们就不得不信上帝,不得不按照祂所颁布的道德法规去生活,那显然不是真正的爱上帝,也不会让人更加像上帝并荣耀上帝。然而撇开上帝与恶的问题不谈,我在这里要谈信心的问题。既然圣经说信心是道德和救恩的基础(加5:6,来11:6),那么我们就不难明白上帝为什么看起来是隐藏的。虽然保罗在罗马书中提到“自 从 造 天 地 以 来 , 神 的 永 能 和 神 性 是 明 明 可 知 的 , 虽 是 眼 不 能 见 , 但 藉 着 所 造 之 物 就 可 以 晓 得 , 叫 人 无 可 推 诿 。”(罗1:20),但是这里说的并不是一种对上帝的感官上的直观,而是一种内心的直觉,也就是说人通过自然启示自然而然会对上帝拥有起码的认识,哪怕这种直觉不能产生信仰。

为了让人可以通过信心领受基督的救恩并在灵性上越来越像上帝,上帝需要创造一个宇宙,这个宇宙需要有规律可循,因为唯有这样可以产生知识并建立人类社会,也唯有这样我们可以用自然规律解释一切现象,而不用必然性地归因于上帝。当然不诉诸于上帝,这种现象性的解释始终是不彻底的。比如我妻子给我烧了一壶水泡茶,我可以把水的沸腾完全归结于自然规律,也可以归因于我妻子的作为。所以把这种物质性和人格性原因分开来有益于人类对自然有系统性的认识,而同时又对上帝的启示可以产生信心的回应。另外一个问题是,如果上帝完全让自然规律掌管这个宇宙,祂又如何进入历史并且改变历史呢?你也许会说,上帝已经计划好了一切,历史只是祂的计划在时间中的展开。但是上帝显然通过道成肉身的形式进入了时间,进入了历史,就是说上帝不仅是导演,而且是演员,祂进入了祂自己所设计的剧情和历史。除了道成肉身,圣经中频繁记载上帝介入人类历史并施行神迹。而且,更奇妙的是,上帝的旨意乃是在由自然规律掌控的自然历史中实现的,这种上帝的介入并非神迹,但比神迹更加高明,比如约瑟被卖后成为埃及的宰相就是这样。这样,我们看到一个悖论,就是自然规律的决定性和上帝介入宇宙历史的表面冲突。

有很多理论提出来解释上帝的这种对自然历史的引导,比如量子世界的不确定性和混沌或者非线性理论的不确定性。而在看似决定性的系统中,比如太阳系的形成和演化,上帝似乎只能通过注入超自然的能量来引导太阳和地球的形成。上帝也可以不用改变自然规律而直接改变天体中每个原子的量子态来改变天体的位置和动量从而引导天体的演化。但是这种笨拙的护理方式似乎并不符合上帝的性情。上帝喜欢使用工具和手段来执行祂的旨意,因为祂“以 风 为 使 者 , 以 火 焰 为 仆 役 ”(诗104:4)。这也是为什么祂所创造的人总是使用工具来创造和执行自己的意志,这也是拥有上帝形象的一个很重要的方面,因为动物并没有这种能力。所以,正如我在前面博文中讨论的,我相信这个宇宙及其自然规律是上帝话语的放大器或者传话筒,正如大卫所写,“诸 天 述 说 神 的 荣 耀 ; 穹 苍 传 扬 他 的 手 段 ”(诗19:1)。也就是说,上帝只需要“说话”,自然规律就可以执行祂的话语,自然规律不是自然的主人,是仆人。这就像我们如今可以通过话语和智能手机,智能音箱对话,并且让这些智能终端执行我们的命令一样。如果自然界是上帝的智能终端,我们该如何区分自然界中不同的部分在这个终端的功用呢?

我们知道量子世界拥有本质性的不确定性或者随机性,所以,微观量子态很可能是上帝话语的接收系统,也就是说上帝的话语将不确定的量子纠缠态转化为承载上帝话语的量子本征态。但是这种量子现象仍然随从量子态的统计分布,也就是说上帝的话语不可能在这个层面被分辨出来,因为祂的信息编码在随机分布当中。然而上帝如何掌管并介入宏观世界呢?由于量子的纠缠性在或者不可知性在宏观层面就消失了,那么上帝需要在微观到宏观之间建立一个放大系统来放大祂的话语,这个系统就是相变或者突变。就像水的沸腾时间和第一个气泡的生成是随机的相变现象,同样上帝的话语通过相变放大为宏观效应。从宏观到宇观,上帝的话语可以通过非线性效应得到放大。比如太阳系中行星的运动就是非线性的,所以,长时间的太阳系的演化是混沌的是不可知的。但是,太阳系演化的不可知性显然是出于我们对初始条件的无知,我们无法知道足够精确的初始条件而且太阳系不是孤立的,我们不知道所有的扰动,所以我们不能精确知道将来和过去的演化。但是正如拉普拉斯所言,如果我们知道精确的初始条件并且太阳系是孤立的,那么我们就可以知道过去和未来。然而我要说的是,哪怕是这种极端理想的条件下,我们也不知道太阳系的演化历史和未来。原因在于引力波对时空的扰动。也就是说时空本身是随机波动的,这种波动尺度可以远远大于普朗克尺度,进而影响天体的运行。

我们知道2016年引力波的发现是由于两个黑洞的并和产生了强烈的时空扰动以至于产生了LIGO和VIRGO探测臂10的-20次方米的波动。那么这种扰动放大到太阳系尺度大概可到毫米量级。这个扰动虽然很小,但是由于LIGO/VIRGO的引力波探测范围集中在高频区域,所以大量的引力波背景没有被探测到,所以不同频率的引力波扰动的叠加将大大增加对太阳系和其他天体的扰动,进而影响其动力学乃至天体本身的演化比如地震或者星震。就算这些叠加的引力波扰动微小,这些扰动却一直不断地扰动天体,这种持续扰动在行星演化亿万年的时间尺度中的累积效应将是非常明显的。而且由于引力波的产生往往是黑洞以及其他致密天体的运动乃至并合所产生的,这些事件往往是一种量子效应的放大,比如黑洞视界处就可能拥有某种称为“防火墙”的量子结构,所以,引力波的强度和时间也是致密天体量子态的一种放大。这样,微观的量子态通过引力波的方式影响到周围天体的演化。因此,上帝完全可以将祂的话语编码进这些量子态并通过引力波引导天体的演化。

如此看来,在每一个尺度,上帝的话语都可以得到放大,乃至引力波成为了上帝话语的信使。如果黑洞是上帝信息的处理器,而黑洞所发出的霍金辐射也带有信息,那么霍金辐射也可以成为上帝话语的信使来引导宇宙的演化。如此,这个世界是上帝话语的仆人和传话器,这使得圣灵可以在人的内心植入信心来相信耶稣基督的救恩,进而通过持守这信心过圣洁的生活,最终进入永恒的荣耀。这一切只有在这样一个看似封闭但是又向上帝开放的世界中可以发生。所以,两个看似完全不相关的话题,引力波和因信称义,在上帝的创造和护理那里是紧密相关的。这个宇宙不是次好的宇宙,而是绝佳的宇宙,因为在这样一个宇宙中,人可以拥有信心,并在灵性上渐趋成熟,进而越来越像上帝,彰显祂的荣耀。

通过 WordPress.com 设计一个这样的站点
从这里开始