目的因的回归

我们通常认为过去会影响未来,但是其实我们每天都在经历未来对过去的影响。如果一个小孩坚信只要努力学习就会考上好大学,然后找到一份高薪的工作。那么,他很有可能经过长期的努力奋斗,确实考上了好大学,也最终得到了一份高薪的工作。我们可以认为这个人童年时的信念导致了他的行为,进而产生了这样的结果。然而,我们也可以认为这个人的将来决定了他的过去,因为他对将来的规划和目的“导致”了他过去的努力。这其实就是亚理斯多德提出的四因说中的目的因。四因说提出了这个世界运动和变化的四种原因,质料因,形式因,动力因和目的因。比如一张饭桌的质料因是木头,形式因由一张饭桌的图纸所呈现,动力因是木匠,目的因是用餐。自然科学一般只研究了质料因和动力因,并不探讨形式因和目的因。形式因在某种意义上其实是信息,但是这种信息有点像计算机软件又像DNA里面的信息,它不是热力学信息,不是平衡态信息,而是功能性的信息,是为了实现某种目的和功能的信息。所以,形式因和目的因是紧密相关的。中世界神学巨擘托马斯阿奎纳认为,目的因是一切原因之冠,因为无形的物质(你可以认为是某种原子、分子等)只有通过形式(你可以认为是信息或者某种设计)才能被赋予“形体”,然而物质和形式,只有通过某种外在的动力因才能被结合在一起成为现实,而这个有了形式的物体是为了达成某种目的而存在,只有它的目的被达到,它才实现了它被造的价值。所以,目的因是众因之首。

然而,唯物主义认为这个世界是“偶然”形成的,不存在目的,每个人可以赋予自己人生的目的,这也是为什么这个时代缺乏理想的原因,因为没有所谓的宇宙性的普适性的目的存在。其实,自然科学并不必然要和唯物主义联姻,相反,现代科学的发展正在呼唤目的因的回归。在贝叶斯统计中,我们知道先验和后验,为了实现一个模型的参数推断,我们通常需要通过一些“随机过程”的算法来计算模型和数据的后验分布。这些随机过程看似随机,实则是为了探索整个模型的后验分布,达到某种后验概率的最大值。这就像一个军队为了寻找敌人,需要派遣所有的士兵根据敌人最有可能藏匿的地点去搜寻,但是这种搜寻最开始看似任意,但是最终却根据所搜集的线索慢慢收敛于某一个区域。同样,整个宇宙乃至物种的演化在某种意义上很可能是为了达成某种目的。宇宙的规律被精调到无与伦比的精度,比如宇宙学常数被精调到10的负120次方,才能够产生适合生命存在的宇宙。同样地球产生于银河系中年时期,处于银河系偏外围地带,并且在太阳系这样一个多个巨行星系统以及拥有70%的海洋都为生命的产生和繁衍预备了条件。然后,生命在地球诞生不久的几亿年时间里面就产生了,这个过程极其复杂,目前仍然无法在实验室里面实现。但是如果生命的产生和演化并非随机,而是像贝叶斯后验采样一样是统计性地为了达到最大后验或者达到某种目的,那么生命的产生就有足够大的概率,以至于可以在地球诞生之初就得以实现。同样,如果地球生命在过去50亿年的演化不是随机的,而是为了达到产生智能生命的目的,我们就不难解释为什么需要那么多的原始物种改造地球大气,那么多的物种灭绝成为化石和石油,小行星撞击地球导致了恐龙灭绝,使得哺乳动物可以取代爬行动物成为地球新的霸主,并最终在某个环境中诞生了会说话和使用工具的物种——人类。

宇宙学常数在宇宙演化中的决定性作用

这种目的因的回归同样可见于量子物理。无论是在杨氏干涉实验所揭示的波粒二象性还是在贝尔实验中揭示的量子纠缠,都表明量子世界要么是内秉的不确定的,要么是存在某种超距关联,这些解释往往要牺牲因果律的局域性,或者光速不变等以及量子态的真实性等物理学基本假设。然而,最近一批科学家开始探讨通过将来影响过去的颠倒的因果律来拯救量子世界局域性和真实性的基本假设(https://theconversation.com/quantum-mechanics-how-the-future-might-influence-the-past-199426)。如果两个纠缠的粒子将来被测量的自旋态会影响到他们现在正在纠缠时的态,那么就可以顺利成章地解释为什么它们相隔很远仍然在统计上保持关联。当然,这个理论仍然需要进一步解释如何避免时间旅行所带来的因果律矛盾,比如一个外孙是否可以写信给外祖母使得她不与外公结婚,如果成功他自己也不能存在。当然,如果我们考虑到量子力学中不能同时精确测量两个共轭的量,比如动量和位置,那么我们这个例子中的外祖母很可能读不到外孙的信,因此可以避免矛盾。

颠倒因果律的插画(https://theconversation.com/quantum-mechanics-how-the-future-might-influence-the-past-199426)

所以,无论是从整个宇宙的宏观演化和生命的产生还是从微观量子世界出发,我们都能看到古典哲学中的目的因很可能是解决这些领域谜题的钥匙。虽然美国著名天文学家卡尔-萨根不信人格化的上帝,但是他却坚信宇宙和人类的目的性,“The cosmos is within us. We are made of star-stuff. We are a way for the universe to know itself.”(宇宙在我们里面,我们由星尘所造,我们是宇宙认识它自己的一种方式。)这种看似泛神论的思想实质上是肯定了人类和宇宙存在的目的性。然而,哪怕这种经过科学包装后的人本主义也在这个时代失落了,我们已经无法感知这个宇宙的荣耀,美丽与目的。

卡尔-萨根

如果这个宇宙是有目的的,那么我们的人生就有了意义,这个意义就在于将人生的目的统一于宇宙性的目的。在萨根那里,人类被认为是宇宙自我实现的一种方式,但是这种世界观显然把目的因的问题抛给了人类自己,也就是说宇宙是以人为目的,那么人以什么为目的呢?人如果是以自我实现为目的,那么要实现什么样的自我呢?是希特勒的那种自我实现还是孔子的那种自我实现?所有这些问题是人类自身无法回答的,人类只有在宇宙之外寻找意义,宇宙不能赋予宇宙自己意义。同样,人类也不能赋予自己意义。因此,造物主上帝必需要告诉我们宇宙和人类存在的目的是什么,就像餐桌的制造者才能赋予餐桌被造的目的。上帝作为所有原因的原因,不是因果链条中的一环,所以祂不是缝隙中的上帝。上帝是因果关系得以成立的原因,祂托住了因果链条,所以祂是纵向而非横向的原因,是超越因果链的原因。这就好像你写了一个程序实现了贝叶斯后验取样,但是你本人并没有成为某个随机行走的过程,也没有直接参与到后验取样的过程中,因为你是整个程序的原因,而非程序的一部分。同样,我们说人工智能本质上是一种复杂模型的拟合过程,人工智能的随机性仍然是程序员所赋予的“特定的”随机性,是有目的的随机性。从这些统计工具中我们可以认识到上帝作为众因之因并非要取代这个宇宙本身的因果关系,而是要成全这个因果关系,并且达成祂赋予所有受造物的目的。

论时空的可救赎性

当我们在谈论时空的时候,感觉好像是一个看不见摸不着但是又无所不在的概念。所有的物体和能量形式都在时空中存在和变化。现代宇宙学让我们知道宇宙的年龄长达138亿年,而可观测宇宙的半径则是460多亿光年左右。最近,美国NASA的詹姆斯-韦伯望远镜发现了距离宇宙诞生只有3亿年的星系,正在逼近可观测宇宙的边界。那么,宇宙为什么如此古老和广阔呢?同样,你可以说是因为自然定律导致。但是,自然定律特别是量子理论是开放的,根据永恒暴涨理论,任何可能产生的宇宙都可以被产生出来。也许你会说,如果宇宙不这样,人类就无法存在。但是人择原理并没有解决问题,而是反过来提出了更加难以解决的问题,即什么样的观测者才是最有可能存在的观测者,是人类这样复杂的物种吗?所有这些问题不是在一个封闭的宇宙里面可以回答的。因为这些问题涉及到超越物质宇宙本身的独立存在。宇宙存在的原因和目的只能归因于宇宙之外的存在。你可以说这个意义的赋予者是上帝。

JWST发现最古老星系

然而,我在这里不是要证明上帝的存在,而是从特殊启示的角度来看待这个宇宙时空存在的目的和原因。宇宙的古老可以反映上帝的永恒性,宇宙的广阔反映上帝的无限性。这是从时空的特征来看。这就像一个房子的装饰反映了主人的某些喜好,而这个房子的主要功能是用于住人的。所以,时空在某些方面反映了上帝的属性,但是它又存在某些功能性的独特性,或者可以称为它的本性。如果沿用亚理斯多德关于本性(nature)和特征(accident)的说法,我们可以说,时空的特征反映了上帝的永恒和无限,那么时空的本性则是服务于上帝的终极旨意 。

我们这个宇宙的时空是为了达成某种目的而存在的。如果这个宇宙需要被救赎进入新天新地的状态,那么时空自然也需要被救赎,进入到超时空的境地。为了解释时空存在的目的性,我想从神迹入手。我认为神迹是自然现象所存在的时空被压缩或者反演后的结果。这就像一个玩魔方的高手,他可以在5秒钟之内恢复拧乱之后的魔方,但是他在给初学者讲解魔方的时候可能要花一个小时。同样,上帝在138亿年的时间里面“缓慢”创造了这个宇宙,正是为了让我们理解祂的创造。上帝虽然可以瞬间创造这个宇宙,可以不借助任何媒介创造一个人,但是祂却使用了手段和媒介来创造每一个存在。所以,时空作为上帝创造和护理的媒介首先是为了实现人类认识和治理这个宇宙的可能性。

魔方

上帝的启示在时空中展开,是一个不断聚焦的过程,所以时空存在的目的之一是为了聚焦,就像透镜是为了聚焦光线一样。在创世记中,上帝在创造了宇宙万物后,马上聚焦到亚当和夏娃身上,并聚焦到伊甸园,因为这里的时空是漫长创造时空的一个焦点,是启示的高峰。同样,新约的篇幅只有旧约篇幅的一半不到,但是新约却是启示的最高峰和终结。圣经记载的以色列三千年的历史是为了让我们理解基督耶稣三年的事工,而这三年的事工则是为了进一步让我们理解耶稣死里复活那三天的惊人启示。我们可以看到启示是如何在时空中聚焦的。而耶稣所行的神迹好像一个个短视频或者小实验让我们在这聚焦的短短几分钟内看到创造和救赎的精义。

上帝为什么要通过压缩时间来变水为酒,为什么要通过反演时间来治愈乃缦的麻风病呢?我觉得神迹在至少三个方面印证了上帝的话语。第一,上帝让我们知道自然现象以及其所发生的时空的背后始终有上帝隐藏的手。神迹只不过让这只手显露出来,让人知道原来这只手始终存在于“自然现象”的背后。第二,上帝让我们看到灵性世界的真实,让我们灵性的瞎眼得以睁开。第三,神迹让我们看到的其实是时空被救赎后的一种超时空状态。换句话说,神迹向我们揭开了天堂的一角。

也就是说,现在的时空是为了实现救赎,而天堂里面的时空则是被救赎后的时空。在天堂里,“神迹”变成“自然”,时空的反演和压缩变得可能。虽然如今我们在相对论和量子理论里面至少可以知道这些概念,但是这些适用于微观世界和强引力场高速运动物体的概念变为现实则是在新天新地。时空反演是经典物理所证实的,它对应的守恒律是能量和宇称守恒。我相信这些对称性和守恒律在天堂也是适用的,但是时空本性的改变使得这些定律可以在宏观层面实现。对于一个孤立粒子而言,时间反演是再正常不过,但是,对于人而言,让我们回到过去是“不可能”的。然而,这一切在天堂里面也许变得可能。对于两个量子纠缠的电子而言,同时“存在”于不同的地方或者所谓的非局域性特点是再正常不过的,但是,我们难以想象人可以这样不只存在于某一个空间点。然而,天堂里面被救赎的人也许可以不受空间的限制与其他人进行交通。

所以,我们熟知的时空是为了上帝的启示和救赎而存在,而微观世界的物理理论和圣经中的神迹都让我们窥见天堂那被救赎的时空的荣耀状态。

一个星球的诞生

当宇宙诞生后大约十亿年的时候,星系中第一代恒星慢慢死亡,通过超新星爆炸的方式为宇宙带来了大量的重元素,也就是比氢、氦、锂等宇宙早期形成的元素更重的元素。这些元素中包含了构成生命最重要的元素,比如氧和碳等。作为宇宙第一代光子,我在漫长的宇宙旅程中时常看见五彩斑斓的超新星遗迹,这些遗迹是由超新星爆发产生的冲击波和星际物质相互作用所产生的。这些冲击波会电离星际分子,进而产生比如OIII和Halpha等发射线。这就使得这些遗迹的色彩非常鲜艳明亮。所以超新星爆炸不仅是转瞬即逝的烟花,而且这烟花的壮丽会持续百万年的时间。

蟹状星云

超新星爆炸产生的重元素被散播到星际空间中的分子团块中,一些富含重元素的分子云的密度达到了所谓的“金斯不稳定性”的极限,进而在引力作用下塌缩为一个个恒星。这第二代的恒星与第一代恒星不同的是,它们富含重元素,而且它们的吸积盘中由于重元素的存在,将产生大量的尘埃,这些尘埃在百万年的时间里面像滚雪球的方式从微米尺度的尘埃颗粒变为毫米尺度,进而成为鹅卵石大小的尺度,最后进一步形成公里尺度的种子行星。这些种子行星的引力使得它可以不断吸附大量的“鹅卵石”大小物体进而快速增长为地球大小的原始行星。这些原始行星的内部可达上千摄氏度,压强可以将水直接挤压到石头里面去,成为水晶。由于行星内部不同深度有不同温度和压强,不同的元素和矿物将在不同深度富集,进而使得行星有壳层结构。像地球一样的行星,其内部是液态铁核。由于铁可以导电,液态铁核在不断旋转中可以产生电场和磁场。行星的磁场可以屏蔽恒星抛射出来的高能粒子,进而保护大气不至于过度电离而被蒸发。

早期形成行星的物质中有一些是含有水分的(以水晶矿物的形式存在),这些水分会通过地壳运动比如火山爆发等形式输送到行星表面,使得行星表面可能拥有液态水。但是由于这些行星通常离恒星较近,在它附近的水分大多已经蒸发,它所吸积的物质所含水分有限,所以这些水不足以形成可以覆盖行星的海洋。在行星形成的过程中,有一些区域的温度适合水凝结为冰,有一些区域太热以至于水分被蒸发为水气,并被电离和吹散。而“冰线”就是划分恒星周围温暖和寒冷区域的这样环形分界线。另外还有一条所谓的“宜居带”,则是适合液态水存在的一条环状区域。在一个行星系统中,如果有一些巨行星,比如木星质量的行星,在冰线以外,那么这些巨行星将可以扰动富含水分的彗星,通过撞击宜居带里面的行星,为这些行星带来大量水分,并形成海洋,可以覆盖大量的陆地。

恒星周围的宜居带

这样一个在类似太阳的恒星周围的宜居带内类似地球大小的拥有磁场和海洋的星球就这样诞生了。这样的类地行星是否可以产生生命呢?是不是每一颗这样的星球都适合生命的繁衍呢?是否需要月亮一样的卫星来稳定类地行星的自转呢?是否需要木星一样的兄弟行星来为类地行星输送水分呢?这些问题,我还弄不清楚。但我知道在我旅程的尽头将有一颗蓝色星球——地球,它是地球生命和人类的家园。在地球46亿年的历史中,生命出现在地球刚诞生后6亿年左右。如果把地球历史视为一天24小时的话,那么生命就是在凌晨3点左右出现的,而人类在最后一秒才出现。另外,在地球几百万个物种中,只有一个物种拥有了“灵魂”,这是否说明智能生命的稀有呢?所以,在我138亿年的旅程中,我也许将会发现许多的拥有生命的星球,但是也许只有非常少的星球拥有可以进行星际通讯的文明。

无论如何,宇宙的浩大壮丽让我敬畏,同样,生命之复杂和精妙同样令人赞叹。如果说宇宙的美丽和秩序只是出于偶然,那么我的旅行就失去了方向和意义;然而,如果宇宙的秩序和美丽是为了达成造物主的某种目的,那么我的通往蓝色星球的旅程也将因这宏大的宇宙叙事而充满意义。所以,我更愿意相信,宇宙中所有的事情并非完全偶然,偶然中蕴含着必然。

至尊戒引众戒,禁锢众戒黑暗中

当我被第一代恒星耀眼的光芒环绕的时候,突然看到一颗巨大的恒星爆炸,它所产生的巨大冲击波吹散了我周围所有的物质,并产生了超高能量的伽马射线和X射线,这是我第一次在宇宙中看到如此壮观的场面,也是在宇宙诞生以来第一次遇见如此高能的光子。这颗恒星爆炸后剩下了一个很小很小的黑暗区域,谁也不知道里面是什么。我仔细查看这个黑洞,发现在其周围有一个光圈,另外一些闯入黑洞内部的光子则被囚禁乃至被黑洞吞噬。此情此景让我惊叹不已。在我眼里如此耀眼的一颗巨星居然陨落为至极的黑暗,从光明的给予者沦为黑暗的掠夺者。然而,并非所有恒星都有此结局,下面就让我来讲讲不同恒星的结局吧。

宇宙第一代恒星的光辉是短暂的,因为它们核心区域的温度和密度极高,使得核聚变快速消耗掉大量的轻元素,最终核聚变所产生的辐射压无法抵抗恒星的引力压,导致恒星开始塌缩。塌缩过程中引力能转化为热能,强大的热压使得恒星膨胀为红巨星。对于一个太阳大小或者更小的恒星,它们的内核将消耗轻元素产生重元素,而当碳和氧在核心区大量产生的时候,核心区的温度不足以将这些稳定的元素聚变为其他更重的元素,于是核心区不能在引力作用下进一步塌缩。这样,这些恒星的外壳被剥离后剩下的内核所形成的天体就是所谓的“白矮星”,大概只有恒星原始质量的20%左右。这些白矮星不是通过核聚变所产生的辐射压乃是通过电子简并压抗衡引力,它们由于没有核聚变产生的辐射将慢慢变暗,直到不能被肉眼看见。电子简并压是基于量子力学的不确定性原理,即粒子的位置和动量不能同时被精确测量而产生的一种抗衡引力的斥力。当白矮星在引力作用下被挤压的时候,电子位置越来越确定,这样电子动量将越来越不确定,其对应的“海森堡”速度将贡献压力来抗衡引力,阻止白矮星的进一步塌缩。

银河系中心的X射线和红外图像以及由视界望远镜(EHT)用射电望远镜阵列拍摄的黑洞视界图像(右上)

更大质量的恒星的引力塌缩将导致更重元素的形成。当恒星核心区聚变形成了大量铁的时候,由于铁是最稳定的元素,无法聚变成为其他元素,铁核的温度将达到几千亿度。此时巨大的压力和温度将使得电子被挤压与质子结合为中子,这个过程所释放的巨大能量形成的冲击波将恒星外围物质迅速推开,形成了所谓的“超新星”爆发。冲击波对恒星外围物质的加速和加热到极高的温度,可以聚变产生大量的重元素和放射性元素,成为行星形成乃至生命繁衍的原料。对于中等质量的恒星,核心区的基于海森堡不确定性原理的中子简并压可以与引力抗衡,而形成中子星。而对于更大质量的恒星,中子简并压也不足与引力抗衡,进而塌缩为一个奇点。由于量子力学和广义相对论在此不再适用,谁也不知道奇点处发生了什么。但是人们可以确定的一点是奇点极高的引力场导致了其附近的光子也不能逃脱,这个光子不能逃逸的区域称为“视界”,这个视界以内的区域是完全黑暗的,没有任何光子可以逃逸,所以我们称这种天体为“黑洞”。

黑洞视界周围的光子圈

如果你仔细观察,你会发现黑洞视界周围有一圈发亮的光环,这些光环是在黑洞视界外围逃逸出来的来自黑洞吸积盘的光子所构成,正像一枚金色的燃烧着火焰的戒指。在星系中心的黑洞慢慢吸积更多的物质,成为大质量黑洞,它的视界直径可以达到几个光年。当星系与星系并合的时候,这些星系中心的黑洞也会并合,成为更大质量的超级黑洞。然而,黑洞并不会永存,因为根据量子力学能量和时间的不确定性原理,能量在短时间内并不守恒,会产生由正粒子和反粒子组成的虚粒子对。在黑洞视界周围的量子涨落产生的虚粒子对,如果有一个被黑洞俘获,另一个逃逸到黑洞之外,那个逃逸的粒子由于可被观测到而成为了实粒子拥有了正能量,那个被黑洞俘获的虚粒子因此有了负能量,使得黑洞能量减少。所以,最终不可一世的超级黑洞也会因为霍金辐射而蒸发消失。

《指环王》第一部封面

任何恒星都会经历死亡,然而有的恒星却堕入到彻底的黑暗。如同至尊魔戒的超级黑洞通过吞噬恒星来壮大自己,乃至统管周围小星系的中心黑洞,形成宇宙中巨大的黑暗力量。然而,这一切都将被霍金辐射所终结。正如宇宙诞生130多亿年后的一位人类作家所言:

“最后可怕的阴影,终究会消失。就连黑暗也会消失。崭新的一天将会来临。太阳也会散发更明亮的光芒。”——《指环王》

光的诞生

我叫小光,与宇宙同龄,诞生于一个全然光明的世界,如同太阳一样的光明,用物理学的话说,就是等离子体。宇宙诞生于一个非常热非常密集的火球,我并不清楚火球的来源。据传闻,它来自于另外一个宇宙或者来自于某种原初的信息。在宇宙诞生时,时间、空间、能量、物质、作用力都混合在一起,很难说谁是谁。就在宇宙刚刚诞生约10的-43次方秒的时候,原来高度对称的物理规律发生了对称性破缺,就像一条路在这个时刻分叉为了两条。由于这种破缺,引力子从中分离出来成为一种传播引力的粒子,引力就是让物质可以结合在一起的一种很弱的力。它虽然弱,但是它对所有的物质起作用,而且不会被物质屏蔽,所以,它决定了宇宙的未来。然后,在宇宙诞生大约10的-35次方秒的时候,夸克和胶子诞生了,胶子可以粘合夸克用来形成质子。再后来,大约10的-12次方秒的时候,轻子、介子和我们光子通过希格斯场的对称性破缺才诞生。介子主要在轻子和夸克中间传递相互作用力,可以改变夸克和轻子的味道。希格斯场可以被激发为希格斯粒子,它和其他粒子的作用使得这些粒子拥有了质量。

四大作用力在宇宙早期时的脱耦过程

虽然其他大多数粒子都有质量,但是我们光子家族却没有质量。而且,我们始终以光速运动,从不停息,停止对我们来说意味着死亡。我们的运动速度是宇宙中所有粒子运动速度的极限,而且无论你在什么地方以什么速度运动,你测量我们在真空中的速度时都将得到299792458米每秒的数值。由于物体运动速度越接近光速,它的时间就越慢。所以,在我们自己看来时间是静止的,我们只有现在,没有过去和未来。我们从诞生到死亡也许对其他观察者而言是漫长的,但是对我们自己而言是同一时刻。而且我们光子看不清我们周围的宇宙,因为我们运动太快,所有的物体在我们看来都被压缩成了细长条。当我描述我周围的时间并且说我和宇宙同龄的时候,我是在想象宇宙中的一个观察者拿着时钟和尺子来观察我和我周围的世界。

在宇宙刚诞生时,基本粒子如质子和电子的能量和密度极高,与我们光子经常碰撞进而改变我们的方向甚至俘获我们,所以我们没有办法脱离这些粒子的纠缠。大概在宇宙诞生约38万年的时候,它的密度足够低,温度大约是3000开尔文,使得电子开始和质子能够结合在一起而形成中子,于是我们光子家族就脱离了与这些粒子的纠缠,进而自由地运动在宇宙中。这也意味着我们光子家族携带了重子家族在那个脱耦时期加给我们的烙印。首先,我们光子家族携带了脱耦时的温度信息,由于重子之间以及光子和重子之间有很频繁的相互作用,所以我们不同光子的温度分布符合热平衡物体所产生的黑体辐射。另外,由于重子倾向于通过引力吸引重子,而我们光子的压力倾向于推开重子,于是产生了一种震荡,这种震荡反映在我们光子家族在脱耦时的能量随空间的分布上。

WMAP卫星探测到的宇宙微波背景图像

这就是我们光子家族的诞生过程,我们携带了我们诞生时的胎记,并将开始那惊心动魄的宇宙之旅。

太阳系存在的神学意义

最近参加一个查考圣经的小组讨论了耶稣关于舍己的教导,我特别分享了地球围绕太阳转就是一个很好的例子来说明舍己和爱的真谛。地球只有在稳定的轨道上围着太阳转才能接受稳定的充足的阳光以适合生命繁衍。这和一个人只有不断领受上帝的祝福和爱才能有生命是同一个道理。所以,耶稣说,“因为凡要救自己生命的,必丧掉生命;凡为我和福音丧掉生命的,必救了生命。”(马可福音8章35节)这话不错,因为正如地球之所以能够成为地球,可以孕育生命,其原因正是因为它不是围着自己转,不是一个在太空流浪的孤立行星。也就是说,人必须围绕着爱和生命的源头上帝“转”,才能找到自我,寻得灵魂的意义,因为上帝造人的时候给了人灵魂,而灵魂是上帝形象的载体。上帝形象一个很重要的方面乃是三位一体之间彼此相爱的本质,圣父把所有权柄交给圣子(诗篇2章8节),圣子完全顺服圣父(腓立比书2章6-8节),圣灵荣耀圣子和圣父(约翰福音16章13-14节)。这样一种三位一体完美之爱是上帝形象中最本质的一面,所以人被造的最高目的乃是为了彰显这样一种爱,这正是为什么人要舍己跟随主,因为只有在舍弃的过程中,我们才找到了自我,正如地球在围绕太阳转的过程中才能够成为孕育生命的星球。这样,地球和太阳的被造是何等精确地体现了人与上帝之间的关系。
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不仅如此,太阳系的被造还有诸多属灵的含义。首先,太阳系是有秩序的,小孩子们都知道地球围着太阳转,月亮围着地球转,所有其他太阳系行星都围着太阳转。这种太阳系的结构和次序反映了上帝对祂自己国度的设计理念。上帝设立的婚姻就是如此,男人和女人的结合就像太阳和月亮,一个管昼,一个管夜(创世记1章16节),而孩子就像地球一样是生命的所在,这种理念甚至反映在道家的阴阳学说当中。这个理念无疑在约瑟的梦中反映无疑,“后来他又做了一梦,也告诉他的哥哥们说:‘看哪,我又做了一梦,梦见太阳、月亮与十一个星向我下拜。”(创世记37章9节)如此我们非常清晰地看到人类家庭和太阳系之间紧密的象征关系,而这一切无疑都反映了上帝在设计自然界和人类社会的时候运用了同样的原则。

其次,太阳系作为一种空间次序是对时间次序的反映,最终乃是对上帝永恒安息的预告。我们在创世记一章看到,”神 说 : 天 上 要 有 光 体 , 可 以 分 昼 夜 , 作 记 号 , 定 节 令 、 日 子 、 年 岁“(创世记1章14节)。而且诗篇104章9节说,“你安置月亮为定节令,日头自知沉落。”如此看来,太阳系的空间次序是为了在地球上建立日月年的时间次序所用。而上帝的整个救赎计划正是在这种时间次序中实现的,无论是安息日,安息年还是禧年的设立,都是为了反映上帝永恒的安息是时间的终点和完全。上帝之所以设立一周七日的工作和安息的循环乃是为了让人知道安息日或者主日才是时间的中心,而安息日最终指向的是那个永恒的安息,就是天国里的永生。如希伯来书4章9-11节所言,“这样看来,必另有一安息日的安息为神的子民存留。 因为那进入安息的,乃是歇了自己的工,正如神歇了他的工一样。 所以,我们务必竭力进入那安息,免得有人学那不信从的样子跌倒了。”如此看来,太阳系的规律性成为古人建立历法的基础,目的乃是为了上帝为人类设立时间次序来达成祂救赎人类的目的,就是进入上帝所在的那永无止尽的安息。

然后,太阳系的规律性和稳定性体现了上帝和祂律法的不变性。当上帝用洪水毁灭罪恶的世代,只留下挪亚一家八口之后,诺亚给上帝献祭表明对上帝救赎恩典的感激。上帝在创世记中如此回应,“耶和华闻那馨香之气,就心里说:’我不再因人的缘故咒诅地(人从小时心里怀着恶念),也不再按着我才行的灭各种的活物了。 地还存留的时候,稼穑、寒暑、冬夏、昼夜就永不停息了。‘” 所以,我们可以看到太阳系动力学所建立的稳定的寒暑、冬夏、昼夜正是上帝不变的圣约,律法和慈爱的体现。正如,我们被圈在律法之下是为了等到基督的救赎(加拉太书3章23节),同样地球被圈在太阳系中(以赛亚书40章22节)直等到上帝创造新天新地(启示录21章1节)。

最后,太阳作为太阳系的光源是对上帝荣耀的彰显。启示录21章23节说,“那城内又不用日月光照,因有神的荣耀光照,又有羔羊为城的灯。”由此可见,太阳被造的目的乃是为了象征神的荣耀,正如我们不能直视太阳,同样人也不能直面上帝的荣耀;正如太阳是整个太阳系的光源,同样上帝的荣耀是所有被造物荣耀的源头,我们之所以发现自然界的美,可以欣赏音乐,可以享受艺术,可以建造华丽的宫殿,用理性发现宇宙的奥秘和数学的规律,这一切的荣耀都是对上帝本性荣耀的“反射”,正如地球和月亮只是接受并反射太阳光一样。

于是,我们从太阳系中看到上帝启示的丰富,看到上帝的创造如何为祂的救赎铺设舞台,并从其受造本质上反映上帝自己的荣耀本性。祂是创造和救赎的主,我们理当在祂的两本书中认识到同一位伟大,荣耀,圣洁,永恒,完美,慈爱的至高无上的上帝。

精确到极致的上帝

最近在 Roger Panrose和William Craig在unbelievable中的讨论中提到这个宇宙不仅可以被数学规律描述,而且可以非常精确地被数学公式描述,他觉得这个是不可思议的。而William Craig认为这在有神论世界观中是非常可以理解的,因为这个宇宙是由拥有无限智慧的上帝所创造的。但是Roger认为,这样一个有神论的描述似乎并不具有很强的解释力,因为它并不能提供可证伪的理论,或者不能帮助我们更近一步明白宇宙,数学和意识之间的关系。而William(或作Bill)认为有神论本身是解决形而上的问题,无所谓能否被科学所证伪。也许这就是科学家和哲学家思维方式的不同罢。

不过,我要说的是虽然在有神论特别是基督教世界观中我们可以明白数学,宇宙和意识之间的统一性,但是这并不代表我们真正明白了它们三者之间的动态关系。提供一种合理的解释是一回事,如何将这个解释贯彻始终是另一回事。这就像政府制定法律是一回事,如何执行法律常常不是那么显然的。所以,Roger的质疑是可以理解的。而他提到的“这个自然界不仅仅是可以被数学公式描述,而且可以被非常精确地描述”也确实是非常不可思议的。然而,我要说的是,在基督教世界观里,上帝不仅仅是全知全能的上帝,而且是精确到极致的上帝。

我们从自然界中知道这个宇宙可以适合人类生存,宇宙学常数必须被调节到非常精确的程度,这本身表明一个非常精确的智慧设计者。而且,上帝的全知表明祂必须精确地知道每一个历史事件发生的精确时间和地点。如果上帝只是模糊地知道历史的细节,那么祂可能对历史一无所知,因为历史不是线性的,而是高度非线性的,这就是所谓的蝴蝶效应。一个小小的事件可能会颠覆这个国家并改变历史潮流,这种马蹄铁效应已经由两次世界大战的起因所证实。而自然历史的精确性更是无可置疑的,我最近所发表的一篇论文就是为了模拟宇宙事件发生的精确时间,地点和动力学,虽然我所开发的软件已经可以模拟时间到纳秒尺度,模拟位置到微角秒尺度,径向速度到微米每秒,但是自然界的现象显然可以用更精确的模型来描述。我们可以简单地说,自然科学的发动机是高精度的技术和仪器。

今年诺贝尔物理学奖颁发给第一颗类太阳系外行星的发现者本身就是对精确测量技术的一种肯定。在上个世纪八十年代之前,一公里每秒的对天体径向速度的测量已经算是非常精确,然而在八十年代,人们开始设计高精度光谱仪来探测行星对恒星的扰动,那个时候十几米每秒的精度已经是极限。而九十年代中叶,由瑞士人和美国人设计的光谱仪开始达到几米每秒的精度,这个精度使得探索低质量行星成为可能。我现在的老板就是设计高精度光谱仪的先驱,只可惜与诺奖插肩而过。这段诺奖插曲让我们看到精度在科学中的重要地位。

而这种自然界的精确性体现了它的造物主对精确的热衷,正如路加福音12:7所言,“就 是 你 们 的 头 发 , 也 都 被 数 过 了 。 不 要 惧 怕 , 你 们 比 许 多 麻 雀 还 贵 重 !”由此可见,这位热衷精确的上帝不仅创造了精确的自然界,而且对祂的子民也是精确地呵护。不仅如此,圣经的预言也是精确的,比如“他们就彼此说:‘我们不要撕开,只要拈阄,看谁得着。’这要应验经上的话说:‘他们分了我的外衣,为我的里衣拈阄。’兵丁果然做了这事。”(约翰福音19章24节)所以,人类对精确的追求反映了上帝对精确的热衷。

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2019年诺贝尔奖颁发给James Peebles(普林斯顿的宇宙学家), Michel Mayor(日内瓦大学系外行星探测) and Didier Queloz(剑桥大学系外行星探测)

然而,自然界的精确并不是没有极限的,我们不可能探测到普朗克尺度的时空精度,在动力学上,我们不可能违背量子力学不确定性原理来得到无限精确的动力学信息。而随机引力波对时空的扰动使得我们甚至在比普朗克尺度更大的时空尺度上也测量不到精确的信息。所以,上帝对精确的热衷是有限度的,这并不是说上帝不能把自然界造得更加精确。自然界毕竟是有限的,所以它不可能被造成无限精度。只有无限的宇宙才有可能被造成无限精度,因为精度意味着细分,把物质和时空不断分割,并永远分割下去。这种无限分割或者精度只有在数学里面才能实现。比如你可以把一个实数轴从0到1不断平分,无论你平分到多少万次,百万次,亿万次,在那小小的一段数轴中仍然有无限个实数存在。数学里面的无限只能有限地反映在物质宇宙中。所以,数学是上帝的思想,而宇宙是上帝思想的有限实现。这样,上帝的无限是数学无限的基础,上帝的无限精确是数学无限分割的基础。

那么上帝在普朗克或者引力波扰动的尺度上停止祂对自然界进一步的细分的原因是什么呢?原因可能在于祂需要用这种离散而非连续的最小尺度结构来编码祂的信息。无论是经典比特还是量子比特都是实现在离散的单元之上,前者是半导体里面的高或者低电位态,而后者是单个光子或者原子的量子态,比如自旋。我在这里说,上帝可以在宇宙中通过量子结构输入信息并不是要用“空隙中的上帝”来证明上帝的存在,而是在有神论框架里面来理解宇宙现象,正如科学哲学一样。哪怕我们可以突破普朗克尺度的极限来进一步探测物质和时空结构,我们仍然不可能一直不断地细分,因为这个宇宙是有限的,它不是数学,而是一部分数学的有限实现。

所以,宇宙的不可无限细分表明了宇宙的有限,而在基督教有神论框架里面,我们大概可以窥见上帝为什么在宇宙被造精度上设定一个极限,祂很可能是为了在这个尺度上输入信息来达成祂对宇宙的控制和引导。于是,宇宙的有限注定了科学的有限,人脑对无限数学的有限理解注定了科学对宇宙的有限理解,所有这些有限性表明了我们都是被造的,表明了必定有一永恒无限的存在来统一无限的数学,有限的宇宙和有限的人类意识。而数学或者伦理这些柏拉图式的概念并不能成为产生宇宙的原因,那么唯一可以统一这三者的乃是一个无限的意识,无限的智慧,就是上帝。按照圣经记载,这位上帝不仅是无限,而且成为了有限的人,这个人就是耶稣,所以认识耶稣并跟随祂是认识终极现实的必经之路。

哥白尼主义的变奏

自从哥白尼的太阳中心说得到伽利略和约翰-开普勒的证实以来,人们普遍认为地球乃至人类在宇宙中并非独特。也就是说,自然科学,特别是天文学和宇宙学的一个重要哲学基础乃是地球和人类在宇宙中并没有特殊地位。虽然哥白尼本身是一个虔诚的修道士,然而哥白尼的太阳中心说被其追随者推广为一种自然哲学,这种自然哲学主张宇宙的无目的性,它和进化论一起将人类从自然界的神坛上推倒。哥白尼的太阳中心说在上个世纪初因着河外星系的发现而被推广为哥白尼主义,即宇宙没有中心。这里的中心不仅仅是指空间上的,也是时间上的,不仅仅是时空的,也是形而上的。也就是说,地球以及在其上繁衍的人类和生命在这种世界观里没有任何特殊地位。这样一种哲学也引导着Carl Sagan之类的自然科学家去寻找地外生命,去进一步证实哥白尼主义同样适用于生命乃至智能生命。

然而,与之相反的是,人类传统的价值观和世界观都是人类中心说,人造的宗教都是以人为中心,古希腊的神明都是人类自己的翻版,人类的文学都是对人类社会的模拟,人的艺术都是反映人的价值体系,人的法律反映了人对道德的理解,等等。所以,哥白尼主义其实是在向整个人类的传统价值观挑战。虽然哥白尼主义常常被无神论者用于支持他们的立场,但是在某种程度上它其实契合了基督教世界观。虽然基督教世界观非常强调人的得救,上帝是成为人的样式来拯救人类,然而,圣经处处强调上帝的主权,上帝的荣耀,人得救不是最终目的,最终目的乃是荣耀上帝。所以,圣经是上帝中心说,而非人类中心说,这和哥白尼主义的基调是一致的。两者都强调客观真理的存在,两者都认为人类应该顺从于客观真理,两者都注重寻求真理,增进人类对自然的认识。然而,两者根本的不同在于对真理的基本假设,哥白尼主义追求认识非位格化的真理,而基督教寻求真理的位格,因为耶稣就是那个成为人的位格化真理。换句话说,前者所要认识的是柏拉图式的理念界的上帝,而后者要认识那通过圣经和自然向人类启示祂自己的上帝。所以从这个意义上说,在圣经所启示的世界里,人类既是中心又不是中心。人类拥有上帝的形象,是上帝启示的对象,所以他是中心。人类的存在和救赎是为了荣耀上帝,所以他不是中心。上帝完全可以不用创造和救赎人类而借着其他受造物来彰显祂的荣耀。

所以,我在这里要探讨是什么样的哥白尼主义是符合圣经启示的。更具体说,就是地球,生命和人类在上帝创造中的独特性和唯一性问题。有很多神学家和护教学家认为这三个唯一性是等价的。我们说人类唯一,既是说地球上的生命唯一,也就是说地球唯一。但是这样的一种假设是没有圣经根据的。如我在《圣经对行星可居性》一文中所提到的,创世记一章中上帝给人类生养众多的使命很可能暗含了地球的非独一性,生命的非独特性。而上帝成为人类的样式表明了人类的独特性。注意,独特性并不等于独一性,独特性表明一种稀有的与众不同的存在,而独一性表明完全没有类似的存在。我说人类是独特的,并不表示人类作为一种智能生物在宇宙中是唯一的。但是他作为上帝成为肉身的载体是独一的。然而,据我所知,圣经没有一处启示乃至暗示地球生物的独一性,虽然它们有可能是独特的。而地球作为上帝启示和道成肉身的行星必定有其特殊性,然而,如果我们将这种特殊性进一步诠释为地球是宇宙中唯一一个适合生命存在和人类居住的星球显然是一种没有很强说服力的假说。正如生命树的果子和善恶树的果子和其他伊甸园的果子并不一定有本质的区别,但是上帝却可以赋予这两棵树独特的目的。同样,伊甸园也许和地球其他地方没有本质区别,但是上帝可以将它设立为独特的与人相交的地方。这样,地球不一定和其他系外行星有本质区别,但是上帝赋予它独特的地位,成为上帝道成肉身的地方。这样,我认为圣经确实启示了地球,地球上生命和人类的独特性,但是并没有启示它们的独一性。

不过,即然上帝启示了两本书,自然和圣经,我要从另外一本自然之书来探讨这个问题。虽然,我们不知道宇宙中是否有其他生命,是否有其他智能生物,但是这种不知道或者未探测本身就是一种证据。比如,如果我们要验证独角兽是否存在,我们需要搜索地球上很多地方来证明它是否存在。我们搜寻的地方越多,就越证明它的不存在。所以,这种一无所获其实不是一无所获,而是支持了反面的观点。这有点像数学里的证伪法或者反证法。那么,我们在宇宙中搜索智能生命有没有正面结果呢?现在的数据给出的答案是No。比如,最近SETI公布了达拍字节(10的15次方字节;相当于一首长达1千年的MP3歌曲)的射电数据 (https://breakthroughinitiatives.org/news/25),通过分析数据得到没有探测到任何系外智能生命的迹象。虽然,没有探测到会发射无线电信号的智能生命不能证明更高等或者低等的智能生命不存在,这种一无所获起码让我们对人类独特性的假说有了更多的数据支持。而我在《从SETI到GOD》探讨过费米和哈特(Hart)的关于人类有可能是唯一一个智能到可以星际航行的物种论据,我们没有接触到外星人这样一个“一无所获”也同样支持了宇宙中智能生物的稀有。除此以外,我还要提出另外一个证据,就是人类是所有物种中唯一的智能生物,这本身就表明智能生物的稀有。不仅人类在所有生物物种中是独一的,而且人类的存在在地球生物发展史上也是非常短暂的,如果将地球生命存在的时间尺度视为一天,那么人类的存在不过一秒钟。所以,从时间上来看,人类也是独特的。如此看来,人类的独特性似乎是一个非常有吸引力的假设,哪怕这种独特性并不等价于独一性。

然而地球上生命的独特性是否有很强的证据呢?我想现代行星科学并没有给出明确的答案。无论是我们在火星还是其他太阳系内行星的探索,都给出地球生命唯一性的答案。然后,太阳系以外有亿万颗行星,有很多行星在可居住带以内,可能会有液态水,也可能会有板块运动和大型的月球。这样太阳系里的水星和火星没有生命并不能强有力地支持地球生命的独一性。不仅如此,地球生命早在地球诞生之初就已经出现,表明生命产生所需要的环境并没有那么苛刻。那么我们有理由相信,上帝同样可以在别的星球通过赋予生命所需要的原始信息来创造生命。当然,如果上帝不输入原始信息,其他星球也同样没有生命,因为第一个生物大分子的出现就像宇宙大爆炸一样是那么不可思议,近乎奇迹。如果没有信息的输入,我们很可能不会看到生命通过信息掌控物质的现象。

如果生命不是那么稀有,那么我们有理由相信地球作为生命的载体可能并不是那么稀有。如果我们把地球的所有特征都定义为其稀有性的一个方面,地球显然是唯一的,因为世界上没有同样的两个人,哪怕双胞胎也有不一样。但是,如果我们把地球可居性视为其独特性的根据,我们似乎没有很强的地球独一性的证明。我们知道有很多系外行星在可居带以内,很有可能有液态水,我们现在在火星极地底层也探测到了液态水的痕迹,所以,水的存在并不那么稀有。然而,水的分布和陆地的分布有可能会影响生物的抗灾变能力。设想如果地球的陆地都是小岛,那么小的自然灾害就可以灭绝岛上的物种,显然这样的地球不具有抗灾能力。同样,如果地球上的水都以湖泊的形式存在,那么水里面的生物就不容易通过迁徙来抵御气候变迁。如果海洋生物不存在,整个陆地生物圈就不足以有足够的调节能力抵挡更大的气候变迁,进而地球可居性会大打折扣。所以,地球上的海洋和陆地必定有一个精细调节的比例才能够抵御自然灾害。所以,地球虽然不一定是唯一的可居星球,然而,它必定是独特的。这样的独特性同样适用于太阳系,如果太阳太活跃,地球自然灾害太多,不适合生命生存。如果完全没有自然灾害,地球就像温室花朵没有调节能力,那么通过陨石撞击带来的自然灾难就会灭绝生物。

如果我们严肃地对待圣经中创世记第一章上帝用话语创造地球和生命和人类的启示,我们就知道地球,生命,和人类的独特性启示是反映了上帝创世时所输入的信息的独特性。那么同样上帝也可以输入类似的信息来创造其他星球和生命。然而,上帝是否这样做了呢?天文观测给出的答案似乎是,地球是特别的,生命是独特的,而人类似乎是独一的。这和圣经的启示是一致的,上帝的创造是一步步深入,上帝输入了初始信息创造地球,并进一步输入了信息创造生命,最后输入信息创造了人类。这样信息的独特性一步步提升导致地球,生命到人类的独特性一步步提升。于是,我们从两种启示的角度来看到哥白尼主义的局限和成功。哥白尼主义要排除人类中心说,然而上帝所启示的是上帝中心说,一个是简单的否定,一个是肯定。上帝中心说透过基督的救赎肯定了人的价值,哥白尼主义否定了人类在宇宙中的特殊地位,而在探索的不确定中失去了方向和意义。所以一个被洗礼的哥白尼主义应该看到人类的独特性,在否定人类独一性的狂妄的同时,看到造物主对人类乃至对地球和地球生命的眷爱。我相信这样一种哥白尼主义的变奏会给自然科学探索带来全新的动力和方向。

宇宙为什么有开端

虽然古代的神话传说都有论到宇宙被造的故事,但是现代宇宙学直到上个世纪初才真正诞生。爱因斯坦的广义相对论提供了现代宇宙学的理论基础,而天文观测提供了观测证据。其中最重要的证据来自于埃德温-哈勃对星系退行的观测,虽然有的人认为乔治-勒梅特比哈勃更早提出星系退行的证据,但是哈勃的文章更具观测证据,更确凿地证明了宇宙膨胀的事实。虽然勒梅特早已基于广义相对论提出了宇宙诞生于某个奇点的理论,但是直到星系退行的证据出现,人们才慢慢接受这个所谓的“宇宙大爆炸”学说。而这个理论是不被当时的共产主义国家接受的,因为宇宙大爆炸无疑是对有神论的支持,宇宙和物质即然不是永恒的,那么表明宇宙是被造的,于是就有造物主。

不仅在无神论国家,在现代西方社会里的宇宙学家们,也在极力避免宇宙有限有始的理论。这样的理论意味着自然主义的失败,意味着我们对宇宙之外世界的无知。宇宙的有限意味着自然主义的有限,而自然主义是现代科学的理论假设,所以对许多科学家而言,也意味着科学的终结。所以,随着而来的是许多永恒宇宙和平行宇宙理论的诞生,用于避免宇宙开端的问题。然而这些理论一个致命的弱点是所谓的玻尔兹曼大脑问题。

著名的物理学家玻尔兹曼基于他的统计物理理论提出了“玻尔兹曼大脑”这个非常奇特的概念,在这个理论提出的时候,广义相对论和现代宇宙学还没有诞生。设想宇宙是永恒的,那么在无限长的时间长河中,什么样的宇宙结构是最容易出现的呢?换句话说,如果一个有意识如同人类一样的物种存在,它最可能感知到什么样的宇宙呢?在玻尔兹曼看来,这个物种最可能感知的是除他自己的大脑以外什么都没有。换句话说,如果宇宙中的物质以及掌控物质的定律都是随机产生的,那么一个规律的有次序有生命的宇宙,就像一个房间中的空气分子突然某一刻集中在墙角一样,是那么的不可思议。而在宇宙无限长的时间内,我们总有可能产生这样一种最有可能偶然产生的宇宙,这个宇宙允许最基本的意识存在,这就是玻尔兹曼大脑。如果我们更进一步假设这个大脑需要身体,身体需要养分,养分需要阳光,那么我们最多在一个有序的太阳系里就可以满足这所有条件。但是,我们现在所处的世界是如此的巨大和有序,完全不是最有可能产生的宇宙,所以这个宇宙不是永恒的,是有开端的。

几乎所有的永恒宇宙模型,比如循环宇宙或者永恒暴涨宇宙等,都会遇到玻尔兹曼大脑的问题。这个问题的症结在于我们现在所观测到的宇宙太有序,太复杂,不像是在一个永恒宇宙中偶然形成的,而更像是有一个创造主按照祂既定的法则和计划创造出来的。我想这样一种归纳法的思考对于自然主义者思考造物主的存在是更适合的,因为这样的思辨并没有演绎法那么声势凌人,而是从已有的科学疑难出发来表明有神论比无神论更自洽更符合我们对自然的观察和研究。

基于圣经的对暗能量的理解

在上一片博文里面,我探讨了圣经对暗物质的暗示,并提出暗物质就是灵界的假设。虽然,我们可以继续用灵界来解释暗能量,但是这种用本来具有神秘感的灵界来解释一切有待解释的自然界现象并非一个好的科学理论。我们需要从独特的圣经科学的释经角度来理解暗能量这个与暗物质相对独立的存在。

我们首先来看暗能量存在的科学证据。早在爱因斯坦提出他的广义相对论的时候,他就提出用宇宙学常数来产生一个稳恒态宇宙模型。但是紧接着,比利时神父乔治-勒梅特以及其他几个宇宙学家发现这种宇宙学模型是不稳定的,也就是说宇宙要么在膨胀要么坍缩,不可能永恒存在。后来埃德温-哈勃发现星系的退行速度和它们的距离成正比,也就是说,空间在膨胀。那么,通过时间反演,宇宙应该诞生于一个非常致密的奇点,由此也就诞生了大爆炸宇宙学。上个世纪60年代,Arno Penzias和Robert Woodrow Wilson进一步发现了宇宙诞生之初所产生的微波背景辐射,对这个背景辐射的观测使得我们可以知道宇宙早期的演化,并进而确认了含宇宙学常数项的标准宇宙学模型。当然,宇宙加速膨胀的证据不仅来自CMB,还来自于对超新星的观测,重子声学震荡以及星系团的丰度分布等。虽然标准宇宙学已经得到了很多观测的证实,但是人们对于占宇宙能量69%的暗能量或者宇宙学常数知之甚少。最近,一批美国科学家甚至认为,大统一理论的最佳候选理论,超弦理论,与标准宇宙学并不相融,该理论所预言的物理理论“湿地”(Swampland)更倾向于一个随时间变化的暗能量模型,也就是宇宙学常数不是常数,而是一个随时间变化的标量场。当宇宙密度高的时候,该标量场产生吸引力,当物质密度低的时候产生排斥力,进而产生了宇宙加速膨胀。这样一种暗能量,也被称为“鬼能量”(Phantom energy),而且这种鬼能量会导致未来的宇宙超速膨胀,以至于宇宙中任何两个原子或者任何作用力或物质都将不再存在。所以,虽然宇宙加速膨胀的发现已经有几十年的时间,但是理论物理学家对暗能量的本质是什么仍然各执一词。

那么,我们能否从圣经这个上帝的特殊启示中寻找关于暗能量的启示的线索呢?幸运的是,当我最早学习宇宙学的时候就接触到Hugh Ross所创办的Reason To Believe机构的关于科学和信仰的资讯。他认为圣经早已启示了宇宙膨胀,我们可以从相关经文得出答案。比如“ 他 独 自 铺 张 苍 天 , 步 行 在 海 浪 之 上 。”(约伯记9:8)“神 坐 在 地 球 大 圈 之 上 ; 地 上 的 居 民 好 像 蝗 虫 。 他 铺 张 穹 苍 如 幔 子 , 展 开 诸 天 如 可 住 的 帐 棚 。”(以赛亚书40:22)“创 造 诸 天 , 铺 张 穹 苍 , 将 地 和 地 所 出 的 一 并 铺 开 , 赐 气 息 给 地 上 的 众 人 , 又 赐 灵 性 给 行 在 其 上 之 人 的 神 耶 和 华 ”(以赛亚书42:5)“从 你 出 胎 , 造 就 你 的 救 赎 主 ─ 耶 和 华 如 此 说 : 我 ─ 耶 和 华 是 创 造 万 物 的 , 是 独 自 铺 张 诸 天 、 铺 开 大 地 的 。 谁 与 我 同 在 呢 ?”(以赛亚书44:24)“耶 和 华 用 能 力 创 造 大 地 , 用 智 慧 建 立 世 界 , 用 聪 明 铺 张 穹 苍 。”(耶利米书10:12)“耶 和 华 论 以 色 列 的 默 示 。 铺 张 诸 天 、 建 立 地 基 、 造 人 里 面 之 灵 的 耶 和 华 说”(撒迦利亚12:1)(参http://www.reasons.org/explore/blogs/todays-new-reason-to-believe/read/tnrtb/2010/03/29/confirming-cosmic-expansion-part-1-(of-4))由这些经文,我们可以知道上帝创造宇宙的过程是一个不断展开或者“铺开”的过程,就像铺被子一样。然而,这些经文并没有预言宇宙的加速膨胀,它们似乎只是告诉我们宇宙在膨胀。所以,这些经文似乎并没有启示暗能量到底是什么。

为了寻找突破,我们需要进一步思想暗能量的本质。按照标准宇宙学理论,暗能量和其他能量或物质的不同点在于它不符合通常意义上的能量守恒,因为它是一个常数,而且不随空间改变,非局域。所以宇宙越膨胀,暗能量越大。而且暗能量在早期宇宙的演化中并不占主导地位,只是在最近几亿年的演化中开始占主导地位。这似乎与人类存在的时间尺度有关,如果暗能量不存在,宇宙很可能迅速收缩,以至于银河系乃至太阳系无法形成并演化成现在的样子。所以,上帝需要用暗能量创造一个分布相对松散的宇宙,这样有利于生命的形成。这可以从星系团的例子中找到证据。我们为什么生活在一颗孤立的恒星,太阳,周围,而不是一个双星或者在一个星团里,就像中国神话里的后羿射日里的十个太阳。原因在于临近恒星会对行星的宿主恒星和行星本身产生强烈的扰动,导致行星轨道的不稳定性,从而不适合生命的繁衍。这种原理同样适用于银河系,如果银河系与其他星系太近会导致银河系内的恒星受到强烈的动力学扰动,从而导致恒星轨道的不稳定性,不适合生命的繁衍。于是,我们知道上帝为什么需要暗能量,而且所需要的暗能量不多也不少,就是所谓的精细调节问题。然而,我们仍然不知道暗能量是什么?

不过,我们至少知道这暗能量是由上帝的话语造成的,这话语也被理解为信息。所以,暗能量如同暗物质肯定与上帝在创世之初所说的话语有关。如果暗能量密度或者宇宙常数是恒定不变的,宇宙常数的不变性和光速的不变性以及物理规律的恒常性一样,是对上帝不变性的模拟。然而,最近的超弦理论似乎与恒常的宇宙学常数不符,这要么说明超弦理论有问题,要么说明宇宙常数(或者暗能量密度)是可变的。但我们看到很多物理理论的恒常性,它们不随时间和空间而变化。所以,我们有理由相信暗能量如果存在,它的密度很可能是恒常的,如同其他物理常数一样。这样我们只剩下两个选择,要么超弦理论是错的,要么暗能量不存在。然而,超弦理论的产生乃是为了调和广义相对论和量子力学的表面矛盾,而且该理论认为物质和能量的本质是一些极小的弦,唯有这些弦是本质的,其他的存在诸如能量和物质都是非本质的存在。据我看来,超弦理论更像是一个由广义相对论和量子理论拼凑起来的理论,因为它并没有像广义相对论一样让我们看到更深刻的物理本质,比如惯性质量和引力质量相等或者加速参考系中物理定律不变。广义相对论的根基是非常基本的物理直觉,而超弦理论的根基并不是那么直观。而且圣经中从来没有启示这个宇宙中最基本的存在是“弦”。

如果超弦理论的“湿地”学说是正确的,暗能量很可能是不存在的或者是可变的。如果暗能量不存在,我们需要解释为什么我们在宇宙微波背景辐射和超新星的红移中看到宇宙加速膨胀的证据。综合这些考虑和上一篇博文的探讨,我认为暗能量是重子物质和暗物质所产生的信息。物质的信息对应于物质的微观量子态,而物质的微观量子态是在不断随时间变化的。所以,物质所产生的信息是四维的,包括空间和时间,而且是随时间不断增长的。这些信息都以暗能量的形式被存储在这个宇宙当中,而暗能量反过来以引力的形式来影响宇宙的演化,所以,暗能量和物质是耦合在一起的。这就是为什么我们在创世记中看到上帝用话语创造这个宇宙,但是在圣经其他经文中又看到上帝在铺张这个宇宙的原因。上帝用信息创造了宇宙,而祂输入的初始信息以及可见物质世界和灵性世界所产生的信息都以暗能量的形式存储在宇宙中。于是,宇宙早期的暗能量是微小的,随着物质在空间中展开,物质的量子态开始随时间不断变化,信息以暗能量的形式不断增长,以至于导致了宇宙的加速膨胀。然而由于加速膨胀会导致物质间相互作用变得微弱,将来宇宙的信息总量将会趋于一个常数值,宇宙会停止膨胀并趋于温衡。这样一个宇宙的膨胀曲线可以进而限制暗能量的状态方程,进而区分“鬼能量”模型和其他暗能量模型。

于是,综合这篇文章和之前的一篇博文,圣经似乎告诉我们这个宇宙不仅是物质的,更是信息的,物质宇宙包含了可见的世界和不可见的灵性世界,前者由重子物质构成,后者由暗物质构成,这两个世界产生的信息以暗能量的形式被存储起来并且影响整个宇宙的演化。无论是暗物质,可见物质还是暗能量都通过引力这样一个神秘的作用力联系在一起。如果引力是一种微观信息,我们就不难理解暗能量作为物质宇宙的历史信息会主导整个宇宙的演化。这样一个基于圣经的宇宙学模型可以得到观测的证实。比如超新星标准烛光可以限制宇宙膨胀的曲线,CMB可以限制暗能量与量子信息的转换关系,大尺度结构进一步限制宇宙的膨胀过程。然而,随着引力波宇宙学的不断发展,我们也许会发现引力波如何影响星系红移和超新星测距及CMB,并进一步限制宇宙膨胀的历史。

这样一个圣经宇宙学模型让我们对这个宇宙有深刻的洞见。首先,这个宇宙是可见的,也是不可见的,我们可以感知两个宇宙的存在,并隐约看到新天新地是如何被造的。因为暗能量所存储的信息可以用来反演这个物理世界,进而用于审判这个世界和创造一个被信息掌控的新的世界。由于信息可以用于克服熵增,所以,暗能量是创造新的世界的基本要素。其次,这个宇宙的信息本质让我们看到物质,空间,能量,和时间都是信息的,这样它们之间都是联系在一起的,甚至是可以互相转换的。这和爱因斯坦所发现的质能方程异曲同工,也是大统一理论的一个新的发展方向。最后,我们知道这个世界被造的目的乃是为了上帝的荣耀,因为祂把所有圣经所启示的被造物放在这一个宇宙中。而所有的被造都是信息,其源头也是信息,所以,印证了祂用话语创造和护理的启示。我想,以下这些圣经经文是对圣经宇宙学最好的诠释。

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 。 他 洗 净 了 人 的 罪 , 就 坐 在 高 天 至 大 者 的 右 边 。(希伯来书1:3)

神 说 : 要 有 光 , 就 有 了 光 。(创世记1:3)

因 为 他 说 有 , 就 有 , 命 立 , 就 立 。(诗篇33:9)

他 们 故 意 忘 记 , 从 太 古 , 凭 神 的 命 有 了 天 , 并 从 水 而 出 、 藉 水 而 成 的 地 。故 此,当 时 的 世 界 被 水 淹 没 就 消 灭 了 。但 现 在 的 天 地 还 是 凭 着 那 命 存 留 , 直 留 到 不 敬 虔 之 人 受 审 判 遭 沉 沦 的 日 子 , 用 火 焚 烧 。(彼得后书3:5-7)

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