霍金震撼,早已面對

余創豪


最近我在【時代論壇】讀到關偉基先生的文章〈面對霍金的震撼〉,該文指出,教會可藉著霍金的新書【偉大設計】(Grand Design)帶來的震撼,從而有所反省。坦率地說,我不認為該書為基督教帶來了一次巨大的衝擊。這一篇短文之目的不是去反駁霍金所說,相反,我只嘗試列出基督教學人過往對霍金的物理學理論作出的不同反應。

斯蒂芬霍金:多元宇宙和M理論

【偉大設計】其中一個主要的概念是:很多人都驚訝於奇妙的自然法則,因為宇宙似乎是專為人類而設,宗教人仕利用這個所謂「人擇原理」(Anthropic principle),支持一個宇宙創造者的存在。但霍金並不認為有必要假設一個上帝,他指出,在太初,物質自發地經量子波動(quantum fluctuations)而出現,有些微小的泡沫擴大,形成了星系,每個宇宙是在一個泡沫內,因此有多元宇宙。此外,霍金用M理論去辯証多元宇宙,M理論綜合了不同版本的弦理論(String theory),雖然我們只可以體驗三個維度(Dimension),但根據M理論所說,實際上物理世界有十一個維度,我們的宇宙和其他宇宙是在不同維度內經過碰撞而產生。既然有這麼多個宇宙,最終必有一個具備適合人類存在的物質條件,因此,上帝這假設是沒有必要的。

喬治埃利斯:多元宇宙沒有可測性及解釋力

【偉大設計】提出的觀點並不是新穎的,許多年前,物理學家倫納德薩斯坎德(Leonard Susskind)已宣布,他贊成多元宇宙,因為它摒棄了創造者。科學家一直激烈地爭論多元宇宙之問題,其中一個對多元宇宙的主要批評是:它缺乏可檢驗性(testability),天文學家可能永遠無法通過望遠鏡觀察其他宇宙,粒子物理學家也可能永遠無法以粒子加速器檢測到額外的維度。

基督教宇宙學家、鄧普頓獎(Templeton Prize)得主喬治埃利斯(George Ellis)也就著可測性問題,去質疑多元宇宙。埃利斯說,無限的多元宇宙在本質上是不可檢驗的,因為無限是一個無法實現的狀態,即使真的有無窮個星系,而我們又可以看到它們,但我們不能指望在有限的時間內測試無限。以本人所知,埃利斯的批評可能不大公平,事實上,不少多元宇宙的支持者從未説過多元宇宙是無限的,霍金說,多元宇宙的數目是10 ^ 500,有的則說是10 ^ 100

不過,埃利斯還有其它反證,他知道一些多元宇宙的支持者說,如果一套理論具有很大的解釋力(explanatory power),那麼缺乏可測性也不要緊,換句話說,如果這理論能夠以令人信服的方式適切於其他理論,測試是多餘的。不過,埃利斯說,多元宇宙不單不可檢驗,它也不能有力地解釋物理世界。

威廉凌爾:一切可能世界中最好的

有趣的是,基督教學者威廉凌爾(William Lane)認為多元宇宙對有神論不構成威脅,他說,即使有多元宇宙,但仍然必須有一些人、一些過程、或一些原則,去在不同的宇宙之間分配物理定律。這意味著,在多元宇宙中,我們仍需要一個創造者。凌爾不但認為多元宇宙不一定支持無神論,他甚至以多元宇宙去串連德國哲學家萊布尼茲(Gottfried Leibniz)三個世紀前提出的「一切可能世界之最佳者」。萊布尼茲認為上帝是一個系統優化者(optimizer),上帝能有能力創造不同的宇宙,因為他是全善,無所不能,所以這個世界一定是所有可能世界中最好的一個。按此推理,即使存在多元宇宙,但我們的宇宙適合對人類存在這事實,顯示了上帝是仁慈的。

斯蒂芬昂溫:購物商場小插曲

一些基督教科學家接受多元宇宙的概念,斯蒂芬昂溫(Stephen Unwin)就是一個例子,昂溫研究量子引力,他寫了一本名為【上帝的概率】的書,在書中,他卻捍衛多元宇宙。他說,如果不同的宇宙沒有辦法互相溝通,多元宇宙這一概念便應該被摒棄,但這些宇宙在一定程度上彼此溝通,光干涉(Optical interference patterns)便可以解釋為光子在平行宇宙之間跳來跳去。

昂溫用一個叫做「購物商場小插曲」的比喻,去取笑人擇原理:有一天兩個男孩在購物商場徘徊,他們迷失了方向,因此,他們試圖看牆上的地圖去尋找出路,當他們走近地圖時,一個男孩喊道:「噢!我的上帝!這完全是不可思議,我不敢相信!」他指出,在地圖上有一個箭頭,箭頭的旁邊上寫著:「你在這裡。」男孩說:「我們正是在箭頭的位置,他們怎會知道的?」我並不需要繼續這個故事,相信許多讀者已經知道這個比喻的含義。這男孩可以看到箭頭,因為他是在地圖前面,同樣道理,我們驚訝於自然法則,因為我們處身在這個宇宙中,自然法則看起來一定是正確的。因此,昂溫放棄用人擇原理去證明神的存在,相反,他採取貝葉斯概率(Bayesian probability)的辦法,以推算上帝存在是可能的。貝葉斯概率是一個非常有趣的話題,但對不起,這超出了本文的範圍。

結論

有些人這樣批評:一方面霍金說,一個好的科學理論必須優雅(簡單),但另一方面M理論認為,物質世界有十一個維度,原本的弦理論提出了十個維度,但後來卻增加越來越多的維度,其中一個版本竟有二十六個維度,這樣,它似乎不是一個簡單而優雅的理論。筆者也支持一個好的模型應該是簡單的(見A model must be wrong),但有些科學家卻不同意,例如MathematicaWolfram Alpha發明人斯蒂芬沃爾弗拉姆(Stephen Wolfram)說,絕大多數物理法則不會是簡單的,反而他們往往幾乎是無限複雜。好的物理學理論應是簡單還是複雜呢?這問題尚未得到解決,因此我不會使用額外維度違反優雅去批評霍金的想法。

最後,我想再次強調,霍金的衝擊不是一個嶄新而嚴峻的挑戰。在【偉大設計】出版之前,埃利斯、凌爾、昂溫,和許多其他人已回應了多元宇宙,我很高興看到基督教反應的多樣性:埃利斯質疑多元宇宙的可測性及解釋力,凌爾回到古典的「一切可能世界中最好的」,而昂溫則贊同多元宇宙,轉向貝葉斯概率。基督教學人對科學與宗教之間的關係之探討,實在非常充滿活力!

2010.9.22

 


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