宇宙和生命的進化

劉宇暉

運動是宇宙萬物的最基本屬性，辯證法認為，事物在否定之否定中不斷由低級形態(tài)向高級形態(tài)演化，這一進程遵循著從簡單到復雜、從量變到質變的軌跡。

生命的進化論最開始是19世紀由達爾文等人在物種起源的研究中引進的，并且很快地按照其基本精神被推廣到人類文化的各個領域，形成了“達爾文主義”。在物理學的研究中，科學家和哲學家康德則比達爾文更早地應用了演化的思想，最先提出太陽系是經過演化形成的觀點。而在20世紀，由于哈勃對宇宙膨脹的天文觀測，由于時間在科學中被重新討論，宇宙本身的演化已經占據了人們的心智。

在宇宙萬物存在的無限豐富的進化層面上，宇宙的時空維度是否也有其發(fā)展的歷史?本文要闡述的就是這種可能的模式，它是以一種新的宇宙模型為基礎的。

眾所周知，我們周圍的宇宙，含有三維的空間和一維時間。對于時間的一維性是不難理解的，因為時間作為運動本身的本質體現，作為萬物演化的“基地”，表現為和空間不相對稱的單純性。但是空間為何選擇了“三”作為它的維度，就沒有先天的和邏輯的理由。空間畢竟可以有更少或更多的維數，或者，也可以具有分數的維。事實上，在數學中，泛函理論和分形幾何已經對分數維、多維甚至無窮維做了透徹的研究，在實際研究中也獲得了必要而廣泛的應用。

因此，可以考慮這樣的假設，空間事實上包含了各種可能的維數。而有人類生存的三維空間可以視為由適應性原則演化的結果，也就是說，在更早以前的宇宙，三維空間是由更低維進化而來的，在未來，它還會向更高維演化。這樣，我們的三維空間就是一個歷史的階段。

在這種觀點引導下，可以構造宇宙的一個新模型，要點如下：

(1)宇宙空間兼容了任何可能的維度，從負數維到無窮大維，也包含分數表示的維度。

(2)真正穩(wěn)定的空間維度是用整數來表示的，這稱為“空間維度的量子化”。

(3)空間維度的演化是從低維向高維的躍遷,躍遷過程的中介是無數的小數維。每一種這樣的躍遷都代表了宇宙史的一個階段，其時，宇宙發(fā)生了劇烈的從混沌到有序的自組織過程。

(4)生命起源于維數躍遷的巨變期，并且在不同維度的空間里最終形成了有不同生存形態(tài)的智能生命。

(5)宇宙的低維空間之外是由高維空間緊包的，而從低維向高維演進的附帶結果是可以觀測的宇宙膨脹效應。

(6)宇宙“其小無內”的深處蘊含的斥力是維度演化的基本動力，它使被整數維所“吸收”的分數維空間像含羞草的葉子一樣伸展開放，從而促使了維度的進化。

(7)適用于目前人類三維空間的物理定律在下一個維數進化期將變得漸漸失去效力，因此，需要做革命性的改變，尤其是制約維數演化的物理定律將變得格外重要，它是連接在不同空間中適用的物理定律的橋梁。

(8)科學中最基本的物理常數是維度進化的結果，無量綱常數則表示在這些演化過程中維數基本守恒。而帶量綱的常數如光速、普朗克常數、引力常數等將隨著宇宙的演化而改變。

(9)空間的維度也可能退化并隨之釋放巨大的能量，然后成為宇宙中的“畸形區(qū)”。

(10)“大爆炸”僅僅是宇宙維度演進中無數奇異時期中的一個。

以上初步描述了宇宙新模型的一些輪廓。無論如何，這有助于人們認識到宇宙“無限性”所具有的無限意義，宇宙比我們想像的可能還要離奇得多，壯觀得多。