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不开玩笑!在实验室里创造一个迷你宇宙真的不成问题

2018-09-04 08:54:46 来源: 前瞻网 作者:
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这张图片显示了一个交替的“气泡”宇宙的概念,其中我们的宇宙(左)并不是唯一的宇宙。一些科学家认为,气泡宇宙可能会一直不停地出现,和我们的宇宙

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这张图片显示了一个交替的“气泡”宇宙的概念,其中我们的宇宙(左)并不是唯一的宇宙。一些科学家认为,气泡宇宙可能会一直不停地出现,和我们的宇宙偶尔会有交集。

——Zeeya Merali是自由撰稿人,也是《小屋中的宇宙大爆炸:追寻创生新宇宙》(2017)的作者。她的作品发表在《自然》、《科学美国人》、《发现》、《科学》、《新科学家》和BBC上。她还为国家地理出版了两本教科书,并参与制作了NOVA的电视剧《宇宙结构》(The Fabric of The Cosmos, 2012)。她拥有理论宇宙学博士学位的头衔,目前局住在伦敦。

物理学家们在他们的学术著作中使用不恰当的幽默并不会经常受到谴责,但在1991年,发生在斯坦福大学的宇宙学家安德烈·林德(Andrei Linde)身上的事就和往常不一样了。他向Nuclear Physics b杂志提交了一篇题为《宇宙创造的硬艺术》(Hard Art of the Universe Creation)的文章草稿。在这篇文章中,他概述了在实验室中创造宇宙的可能性:一个全新的宇宙,有一天可能会演化出自己的恒星、行星和智慧生命。接近尾声时,林德似乎轻率地暗示,我们的宇宙本身可能是被一个外星“物理学家黑客”拼凑起来的。文章的采编反对这个“下流笑话”;宗教人士可能会对文章感到愤怒,因为科学家企图从上帝手中窃取创造宇宙的这个壮举。林德修改了论文的标题和摘要,但坚持认为我们的宇宙可能是由外星科学家创造的。他对我说,我不确定这只是一个玩笑。

快进25年,宇宙形成的概念——或者我称之为“宇宙起源”——似乎比以往任何时候都不那么滑稽。我曾周游世界,与那些认真对待这一概念的物理学家交谈,他们甚至勾画出了未来人类如何实现这一概念的粗略蓝图。也许林德的采编可能是对的,但他们问错了问题。问题不在于谁会被宇宙起源论冒犯,而在于如果它真的有可能发生的话那会发生什么。我们将如何处理神学意义?当易犯错的人类扮演宇宙创造者的角色时,他们会承担什么样的道德责任?

多年来,理论物理学家一直在研究相关问题,作为他们对我们自己的宇宙是如何起源的思考的一部分。20世纪80年代,马萨诸塞州塔夫茨大学(Tufts University)的宇宙学家亚历克斯·维林提出了一个理论机制,即量子理论法则可以在一个没有时间,没有空间,没有物质的状态下创造一个不断膨胀的宇宙。量子理论中有一个既定的原理,那就是粒子对可以瞬间自发地从真空中出现,维林将这一概念进一步推进,他认为量子规则也能使一个极小的空间气泡从虚无中爆发出来,并推动其膨胀到天文尺度。因此,我们的宇宙可能仅靠物理定律就可以“啵”的一声成为存在。对于维林来说,这个结果结束了大爆炸之前有什么的问题:什么都没有。许多宇宙学家已经接受了宇宙没有原动力的这一个概念,无论是神性的还是其他的。

在哲学领域的另一端,我遇到了唐·佩奇(Don Page),他是加拿大阿尔伯塔大学(University of Alberta)的物理学家和福音派基督徒,因早期与斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)合作研究黑洞的本质而闻名。在佩奇看来,最重要的一点是上帝创造宇宙是从绝对的虚无开始。而相比之下,林德设想的那种宇宙形成,需要物理学家在一个技术含量很高的实验室里,利用日内瓦附近的大型强子对撞机(Large Hadron Collider)的一个“表亲”来创造宇宙,这个“表亲”功能要强大得多的,它还需要一种被称为“磁单极子”的种子粒子(一些物理模型假设存在的粒子,但尚未被发现)。

这个设想大概原理是:如果我们能给磁单极子提供足够的能量,它就会开始膨胀。膨胀的磁单极子将弯曲加速器内的时空,创造出一个通向另一个独立空间区域的微小虫洞,而不是在我们的这个宇宙中扩大体积。在我们的实验室里,我们只能看到虫洞的入口;在我们看来,它就像一个迷你黑洞,小到完全无害。但如果我们能进入那个虫洞,我们就会通过一个通道进入我们创造的快速膨胀的婴儿宇宙。

佩奇认为,我们没有理由相信即使是最先进的物理黑客也能凭空变出一个宇宙来。林德关于宇宙起源的概念,尽管非常大胆,但从根本上讲仍然是符合科学技术的。因此,佩奇认为自己的信仰不会受到什么威胁,在第一个问题上,宇宙起源也并不一定会扰乱现有的神学观点。

但先把这个问题放到一边,我开始思考:即使考虑到有一天我们可能创造出一个可以孕育智能生命的宇宙,人类还意味着什么呢?正如我在《小房间里的大爆炸》(A Big Bang in A Little Room, 2017)一书中所讨论的那样,当前的理论表明,一旦我们创造了一个新的宇宙,我们就几乎没有能力控制它的进化,也无法控制它的居民的潜在痛苦。这难道不会让我们成为不负责任和不计后果的神灵吗?我向以色列本古里安大学(Ben Gurion University)的物理学家爱德华多·古德尔曼(Eduardo Guendelman)提出了这个问题,他是1980年代宇宙演化论的其中一个构想者。现在Guendelman正在从事一项研究,这项研究可以使婴儿宇宙的形成成为现实。我惊讶地发现,道德问题并没有给他带来任何不适。Guendelman将科学家们思考他们对创造婴儿世界的责任比作父母决定是否要孩子一样,他们知道他们将不可避免地给孩子带来充满痛苦和快乐的生活

而其他物理学家则更为谨慎。日本山口大学(Yamaguchi University)的Nobuyuki Sakai是提出磁单极子可以作为婴儿宇宙种子的理论家之一,他承认,宇宙演化论确实是一个棘手的问题,在未来我们作为一个社会有必要对这个问题进行关注。但现在的他免除了自己的任何道德担忧,尽管他正在进行宇宙形成的计算,他指出,要实现这样的实验可能还需要几十年的时间,伦理问题可以等。

我接触过的许多物理学家都不愿涉足这种潜在的哲学难题。于是我求助于一位哲学家,牛津大学的安德斯·桑德伯格(Anders Sandberg),他思考在电脑模拟中创造人造的有感知的生命在道德上有什么意义,他认为,智能生命的增殖,无论形式如何,都可以被视为是具有内在价值的东西,在这种情况下,宇宙起源可能是一种道德义务。

回顾我与科学家和哲学家们在这些问题上的多次对话,我得出的结论是:《核物理B》的采编们对物理学和神学都造成了伤害。他们一次小小的审查行为扼杀了一场重要的讨论,真正的危险在于他们在双方之间制造了一种敌对的气氛,使得科学家出于职业报复或嘲笑的顾虑不敢诚实地谈论他们工作成果的宗教和伦理后果。

我们不会在短时间内创造婴儿宇宙,但所有研究领域的科学家必须能够自由地阐明他们工作的含义,而不必担心会冒犯他人。宇宙演化论只是测试这个原理的其中一个极端的例子。在更近期的科学研究里,例如创造人工智能或开发新型武器,类似的伦理问题也正处于危险之中。正如桑德伯格所言,尽管科学家们回避哲学是可以理解的,他们害怕因为偏离了舒适区而被其他人认为是自己是怪异的,但这也产生了一个我们不希望看到结果:他们中的许多人在真正重要的事情上保持了沉默。

当我离开林德在斯坦福的办公室时,我们已经花了一天时间反复研究上帝、宇宙和婴儿宇宙的本质,他指着我的笔记,很悲伤地说道:“如果你想要毁掉我的名声,现在你已经有了足够的资料了,”这个观点同样得到了其他很多科学家的认同,不管他们是无神论者、不可知论者、宗教人士,还是其他人。讽刺的是,如果他们能像和我一样公开地分享他们的想法,他们就会知道他们其实和他们的同事一样在思考人类的一些重大问题。

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