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。

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。

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