基于圣经的对暗物质的理解

当今理论物理和宇宙学最重要的课题是“两暗一黑”,就是暗物质和暗能量以及黑洞。我们从星系的退行,星系的旋转曲线以及超新星所揭示的宇宙加速膨胀知道宇宙中大多数物质是不可见的,或者是不和可见的重子物质发生作用的。这些物质大概占了宇宙中23%的能量,而宇宙中另外72%的能量是所谓的暗能量,就是爱因斯坦引力场论方程里面的宇宙学常数,被认为是真空能量。但是至于什么是暗能量,什么是暗物质,理论物理学家各有说辞,这和上个世纪的光速不变以及紫外灾难一样是当代物理所面临的两大谜团。而另外一个谜团就是我在之前“黑洞,信息,与上帝”一文中所讲的黑洞问题,简而言之,就是黑洞的信息缺失问题,黑洞是研究广义相对论和量子力学最好的天体,因为在黑洞那里,引力场的量子效应变得极为明显,于是成为试验任何大统一理论的极好天体,而另外一个检验大统一理论的就是早期宇宙学,特别是暴涨时期的宇宙学。在这篇博文里,我要探讨圣经里关于暗物质的启示。

既然,我相信上帝启示了两本书,一本是圣经,一本是自然,那么我必然会相信圣经对如此重要的自然界的现象必然会有重要启示或者至少是影射。也许你会说圣经从来没有谈过什么天文学或者宇宙学,但我在这个博客中已经探讨了圣经关于宇宙起源以及这个自然界的种种启示和影射。因为圣经的启示主要是为了人类的救赎,而非人类如何认识自然界,所以我们只能把这种关于自然界的启示作为一种影射或者是暗含于圣经经文里的意义来解读。既然暗物质是如此重要,那么圣经中唯一一个与此对应的并且广泛启示的重要概念就是灵界。正如暗物质是不可见的,灵界也是不可见的,“原 来 我 们 不 是 顾 念 所 见 的 , 乃 是 顾 念 所 不 见 的 ; 因 为 所 见 的 是 暂 时 的 , 所 不 见 的 是 永 远 的 。”(林后4:18)正如暗物质不和重子或可见物质发生作用,灵界与物质界也通常不发生作用,这是显然的,因为我们用肉眼没有看到灵界。但是暗物质却可以产生引力效应,这也正是我们知道有暗物质存在的证据来源。

那么圣经有没有启示灵界是可以产生引力或者其他效应的呢?圣经显然没有用“引力”这个牛顿力学的概念来启示灵界,但是圣经却用比引力更深刻的概念来描述灵界。在保罗写给哥林多教会的书信中,他说,“我 想 神 把 我 们 使 徒 明 明 列 在 末 後 , 好 像 定 死 罪 的 囚 犯 ; 因 为 我 们 成 了 一 台戏 , 给 世 人 和 天 使 观 看。”(林前4:9)所以,我们在物质世界的所作所为,灵界是知道的。那么灵界里的天使是如何获取物质界的“信息”的呢?如果灵界等同于暗物质,那么灵界无疑是通过引力来获取物质界的信息的。而且这种信息不仅被获取,很有可能也被储存在灵界,“因 为 我 们 众 人 必 要 在 基 督 台 前 显 露 出 来 , 叫 各 人 按 着 本 身 所 行 的 , 或 善 或 恶 受 报 。”(林前5:10)因为基督要来审判这个世界,所以祂需要存储这个世界的信息,就像法官需要收集证据一样。虽然基督可以直接让人回忆起他自己所做的一切,但是我想这种回忆需要某种媒介,就像我们有时候需要照片和视频来回忆过去一样。不仅如此,我们的大脑只能模糊地有选择性地记忆过去,而上帝所需要的证据是确凿的,或者需要高保真的证据,于是需要灵性世界来存储整个物质世界所产生的信息。这也和我在之前所提出的物质世界是计算机模拟的概念相吻合。于是,我们应该把引力理解为信息,这也正符合当今流行的“涌现引力”的新物理学概念。这个理论由一个荷兰理论物理学家倡导,认为引力是从微观量子态涌现出来的一种信息,这种信息产生了一种所谓的“熵力”,就是引力(参看wiki:https://en.wikipedia.org/wiki/Entropic_gravity)。虽然这个理论的提出是为了解释暗物质的存在,但是这个理论所提出的概念却是更本质的。无论暗物质是否可以被解释为涌现的信息,引力是信息这样一个革命性的概念应该得到足够重视。如果这个理论是可取的,我们就可以明白为什么天使可以*观看*物质界,因为物质界的所有量子态都可以通过所它所涌现的“引力”传递给灵界并且存储在灵界当中。这并不违反能量守恒或者信息守恒,因为信息只是在灵界和物质界之间转换。

也许有人会说,那么物质界为什么不能“看到”灵界,而灵界可以“看到”物质界呢?这种信息不对称性是怎么回事呢?那是因为物质界或者重子物质的特性限制了它吸收信息的能力。重子物质就像这个宇宙的CPU,它是用来处理信息和模拟灵性世界的,而灵性世界或者暗物质就像硬盘是为了存储这个物质世界所处理和产生的信息。当然,圣经也启示了另外一种奇妙的现象,就是物质世界可以通过某种方式窥探灵性世界。“以 利 沙 祷 告 说 : 耶 和 华 啊 , 求 你 开 这 少 年 人 的 眼 目 , 使 他 能 看 见 。 耶 和 华 开 他 的 眼 目 , 他 就 看 见 满 山 有 火 车 火 马 围 绕 以 利 沙 。”(列王记下6:17)在这里先知其实是让我们提前看到了将来上帝所创造的新天新地的场景,因为在那里,物质界和灵界成为一体,就像耶稣复活的身体既是物质的,也是灵性的。圣经说,“岂 不 知 我 们 要 审 判 天 使 麽 ? 何 况 今 生 的 事 呢 ?”(林前6:3)如果我们复活后的身体不能感知灵界,我们怎么审判天使呢?所以在基督第二次降临之后,物质界和灵界必然融为一体。

而且这个灵界等同于暗物质的理论是可以通过试验加以验证的。我们知道灵界可以产生引力或者信息,所以,我们需要探测的是灵界的致密实体所产生的引力。如今,我们已经可以通过引力波干涉仪来探测引力波,所以,我们是可以探测到暗物质或者灵界所产生的引力波的,当然我们的探测仪必须能够区分引力波的方向和来源。如果暗物质可以产生引力波,那么必然表明暗物质是可以产生致密天体的,这也符合圣经对灵界的描述,因为灵界里有天使,也有天使所居住的地方。另外一个更容易的方法是通过重力仪来探测周围的宏观暗物质体或者对应于灵界的被造物。但是我们需要理想的实验条件,排除一切重子物质环境的干扰,来探测这种灵界的宏观实体。其实现代天文学已经可以通过引力透镜的方式来检验暗物质天体或者叫MACHO的存在和分布。但是因为我们对灵界的宇观结构尚不明确,我们不能够认为灵界的天体大小结构和重子物质天体的是一样的。也许灵界的构造更加均匀,灵界物质之间的作用力范围更大,所以我们需要在各个尺度上探测灵界的结构,这也和星系的旋转曲线以及星系团的密度分布直接相关。

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耶稣在海面上行走,由Amédée Varint所绘

这样,我们在这个宇宙就可以感知两个世界的存在,然而我们对灵性世界似乎只能通过那神秘的引力来感知。不过圣经告诉我们,我们需要信心来“看见”那不可见的,这是另外一个话题。我们可以稍微引用一节圣经经文来窥见信心所带来的第六感知。“门 徒 看 见 他(耶稣) 在 海 面 上 走 , 就 惊 慌 了 , 说 : 是 个 鬼 怪 ! 便 害 怕 , 喊 叫 起 来 。”(太14:26)这节经文让我们看到在将来物质和灵性融为一体的世界,引力或者信息是可以被宏观实体驾驭的,因为耶稣所行的神迹要么是对这个世界被造过程的模拟,要么是对将来复活世界的模拟,正如C.S.Lewis在他的《神迹》一书中所言。这节经文接下来的故事更加引人入胜,“彼 得 说 : 主 , 如 果 是 你 , 请 叫 我 从 水 面 上 走 到 你 那 里 去 。耶 稣 说 : 你 来罢 。 彼 得 就 从 船 上 下 去 , 在 水 面 上 走 , 要 到 耶 稣 那 里 去 ;只 因 见 风 甚 大 , 就 害 怕 , 将 要 沉 下 去 , 便 喊 着 说 : 主 阿 , 救 我 !耶 稣 赶 紧 伸 手 拉 住 他 , 说 : 你 这 小 信 的 人 哪 , 为 甚 麽 疑 惑 呢 ? 他 们 上 了 船 , 风 就 住 了 。 在 船 上 的 人 都 拜 他 , 说 : 你 真 是 神 的 儿 子 了 。”(太14:28-33)从这节经文,我们看出彼得凭着信心是可以在海面上走的,因为耶稣说他下沉的原因是因为没有信心。所以,我们在此窥见信心是驾驭引力或者微观量子态的必需条件。为什么信心有如此神秘的能量呢?因为信心所指向的是那个创造宇宙的信息源头,就是圣子上帝。祂创造了这个有规律可循的宇宙来突显信心的超凡脱俗,祂创造了一个个罪人,来突显十字架救赎的神圣之爱,祂创造了两个世界,都是为了指向祂自己,“因 为 万 有 都 是 本 於 他 , 倚 靠 他 , 归 於 他 。 愿 荣 耀 归 给 他 , 直 到 永 远 。 ”(罗11:36),也唯有信心使得人可以真正的凡事本于他, 依靠他,并且归于他,最终荣耀三位一体的上帝。

 

 

上帝与统计力学

我们生活在时间和空间之中,所以我们知道何为生何为死。也许时间和空间本身并不真实存在,而只是我们为了描述这个世界而使用的一种数学概念。但无论如何我们有一种很好的工具可以来描述这个物理世界。也许人类的始祖并没有这些概念,但他们仍然可以感慨时间的流逝,生命的无常。正如孔子所言,逝者如斯夫,不舍昼夜。换句话说,时间是一只飞行的箭,一去不返。物理学把这种单向的时间箭头用热力学第二定律来描述。也就是说,和时间的本性最相近的一个基本物理学概念就是熵。熵被定义为对一个系统处在所有可能状态的几率的描述。也就是说,熵越大,表明我们对一个系统的态的了解越少,而这个系统可以处在非常多的态,虽然在某一时刻,它只能处在某个态。熵,描述了我们对一个系统的无知,它和信息是一个相对的概念。熵越大,我们从系统中所获得的信息越少。那么熵和时间有什么关系呢?

时间箭头
三种时间箭头:热力学,心理学,宇宙学。它们之间是彼此紧密关联的,都与信息有密切联系。

时间不断流逝,人不断地经历生老病死,都和热力学熵不可分割。热力学第二定律认为任何一个封闭的物理系统,它的熵总是随时间不断增大的。只有一种情况下,系统的熵是不变的,那就是热力学平衡状态。热力学平衡态就是一个系统经历了无限长的时间所能达到的一种平衡态,这个和数学中的无限趋近有点相似。但是在现实中,我们只能近似认为一个系统是平衡态,比如一个封闭房间里的空气或者一个和外部有良好通风的房间也是平衡态,因为能量的输入和输出是平衡的。

事实上,这个世界到处都充斥了非热力学平衡态,最具有代表性的例子就是生命体。比如活着的人就是一个高度非平衡系统,人体包含了各种机构,包括细胞,组织,器官和神经网络等。但是当人死了之后,人就慢慢趋向于热力学平衡,最终如同圣经所言,归于尘土。而在自然界中还有其他的一种非热力学的平衡态,就是引力系统。一般的非长程力所主导的系统,粒子与粒子间的力可以被忽略,所以可以被视为理想气体来研究。但是在恒星,行星以及星系系统中,引力是占主导作用的。当一团宇宙尘埃或者气体足够大的时候,它在引力的作用,就会不稳定并进而坍塌,最终变为一种结构,如星系,恒星系统等。虽然这种引力结构也可以达到平衡状态,但是这却不是热力学平衡的。比如中子星的结构取决于玻色子统计以及广义相对论。引力是一种可以暂时克服热力学熵的过程。当引力将物质挤压到一个恒星里面的时候,温度达到核聚变的要求,核聚变就得以将物质转换成能量,进而给周围的行星系统供应能量。我们的地球就围绕着太阳这样一颗恒星。但是,太阳的能量必将消耗殆尽,然后演变为白矮星。有的恒星将坍缩为黑洞。所有星系内的物质最终被星系中心的黑洞吸积,在霍金辐射的作用下变为纯辐射。但是在所有物质最终变为辐射之前,我们暂时居住在引力所形成的行星上,并由恒星供应能量来克服耗散。

黑洞
黑洞视界以及黑洞所产生的引力透镜效应。

地球提供了生命必须的外在环境,而生物学家认为自然环境也提供了生物产生和进化的动力。生命的非热力学平衡态结构并不违背热力学第二定律,因为生命体并非一个封闭的系统。现在科学家普遍认为生命的复杂性结构是涌出来的,就像飞鸟可以成群地迁徙,蚂蚁聚集形成一个网络,同样生命的产生和演化也许是一种非线性过程涌现出来的过程。不过,这些复杂性网络的出现很多时候似乎是生命体的一种共性,而不是非生命体所具有的。很少见到有人用网络理论来研究天文现象。原因是,生命系统是一种复杂系统,我们无法用决定论式的哲学去研究复杂系统。系统一点点的变化也许会引起巨大的后果,这就是所谓的蝴蝶效应。很多复杂性理论的研究受进化论研究影响很深,因为进化论就是一种将简单的机制运用到复杂性系统极成功的理论。

那么复杂性理论会不会像进化论一样被用来解决任何问题,包括意识的产生,语言的产生和生命的起源。这两种理论的相似点是,它们都有一定的解释力,而且都被普遍推广到其他领域,但是它们并不是什么基本的物理定律。而且这两个理论都是试图用来解释与热力学第二定律所适用的相反的熵减系统。在这些理论中,一个最重要的概念就是信息,因为只有信息才能有效克服热力学第二定律的限制。这个观点最开始是由麦克斯韦提出的。他提出一个理想实验来支持他的理论。一个盒子有一个隔层,隔层两边有两种不同温度的气体,当隔层被挪开之后,根据热力学第二定律气体会混合,最终熵增加。但是如果把隔层重新放回去,而且有一个精灵在隔层旁边可以控制隔层的开关。当他探测到粒子的速度和方向后,他可以决定是否把粒子放进来。这样,他一直这样做就可以最终将气体重新分成高温和低温的。这样做并不违背牛顿力学或者量子力学,但是似乎表明热力学第二定律并不是一个基本定律,只是一种统计上的对物理世界的解释。但其实这也确实是对热力学第二定律的肯定,因为熵本身被定义为我们对系统的无知程度。简而言之,获取信息可以使得系统熵减。但是量子物理告诉我们,我们不可能获得系统的准确信息而不破坏其原来的状态。要么我们保持对系统的无知,要么我们探测到的只是变了样的信息,因为我们无论怎样探测量子,量子的态终会坍缩为一个具体的值,而非量子原来的态。如果上帝可以完全知道蕴藏在量子中的信息,那么祂理所当然地可以改变系统的熵。

麦克斯韦妖
麦克斯韦妖可以分开温度高的气体和温度低的气体或者两种不同的气体。而且这个理想实验后来得以发展到可以不改变系统能量而只需获取信息就可以产生这种逆转。

如果上帝可以通过获取系统的信息而改变系统的熵,祂就完全可以将时间的箭头翻转,或者保持不变。当然,上帝没必要局限于热力学第二定律来介入这个世界或者创造新天新地。但是我们得建立一种上帝介入世界的模型,这样我们就可以有效地和其他知识分子分享上帝和世界互动的可能模式。那么,上帝获取物理世界的信息将如何改变物理世界呢?我想至少有三个方面的应用。第一,上帝可以利用信息护理宏观世界。第二,上帝可以利用信息创造新天新地。第三,上帝可以利用信息使人复活,战胜死亡。

上帝可以通过获取信息护理宏观世界。上帝没必要改变物理定律就可以施行神迹,因为祂知道所有的量子态,所以,祂可以通过获取红海的水分子的信息使红海分开,就是让红海的熵减小,进而出现干地。不仅如此,上帝可以阅读人灵魂里面的思想而魔鬼不能,因为上帝可以完全知道人的灵魂每时每刻在大脑中所产生和读取的信息而不改变这量子信息的内容。所以,我们可以默祷,因为上帝察验人心,甚至人隐藏的心思意念,祂都知道。哪怕那信息是隐藏在我们意识或者潜意识中的某种心思意念,祂都能读取。因为祂所知道的不仅仅是我们灵魂所产生的已经坍缩了的量子态,而且是我们灵魂所产生的还没有被神经系统读取的未坍缩的量子态。

上帝可以通过获取信息创造新天新地。既然在上帝那里并没有时间箭头,那么上帝当然可以让时间停止不动,或者让时间反演。既然如此,一切万物不再服从热力学第二定律趋于耗散,于是万有都可以永存不朽。不仅如此,上帝在审判人的时候,也可以利用祂所获取的信息来反演一切,让我们活生生地看到比电影更真实的对我们罪行的再现。在这样的审判面前,我们还有什么话可说呢?因为神已经将我们至深的罪孽摆在我们眼前,我们将无话可说,只能说,愿你因着耶稣基督的宝血赦免我们。

量子信息
单光子用于量子信息的处理。

上帝可以利用信息来使人复活并战胜死亡。哪怕上帝不改变任何的物理定律,只是将从物质世界获取的信息用于克服热力学第二定律,人的身体就可以永存。身体不再依靠太阳来获得减缓熵增的能力,而是直接通过上帝的话语来克服衰老和死亡。圣经中有一些死人复活的例子,比如以利沙救治书念妇人的儿子,拉撒路的复活等。这些复活的人终将死亡,也就是说神的信息只是暂时地使他们的身体反演到健康的状态,但是他们最终还是在热力学第二定率的作用下走向死亡。但是,耶稣基督的复活却具有本质的差异,祂复活的身体是我们将来复活身体的第一次彰显。耶稣复活后的身体是不朽的,也就是说,祂作为神的话语本身就可以胜过时间,因为信息(生命)本身已经掌权,已经得胜死亡。换句话说,哪怕在天堂所有物理定律完全不变,只要神利用祂的权能获取天堂中所有的信息并利用这信息,祂就可以使得万有永存,包括人复活后的身体。所以,我们在启示录中看到这样的话并不是没有深意的,“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 ”。(启示录23:24)如今我们虽然要靠太阳的光来维持生命,但是在天堂我们完全靠神的光(信息的媒介)来维持生命。太阳在这种意义上正是对上帝自己的一种预表。

也许有人会说,上帝很可能不是按照这种方式来创造新天新地或者使死人复活的,我很赞同。以上的这种方式只是上帝一切手段中的可能性不大的一种,因为祂可以有无数种选择。但是,对于我们基督徒而言,我们需要有一种运用信仰的能力,我们需要有某种对信仰的解释来引导我们的思想,并进而产生某种整合的世界观。这样做并没有消解上帝话语中的奥秘和神秘的因素。其实护教学本身就是对神学的运用,同样,基督教科学也是对神学的运用。我们完全可以运用圣经的思想来引导我们的学术探索,因为上帝启示的奥秘已经给予了这探索足够的空间,也给了探索充分的引导。神的话语是一盏明灯,祂引导我们走义路,同时也是走一条探索的路。

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