“無”中如何生“有”？

阿曼達(dá)·格夫特+高鵬

怎么從“無” 中生“有”？當(dāng)威廉·詹姆斯（譯者注：威廉·詹姆斯，1842—1910，美國心理學(xué)之父。美國本土第一位哲學(xué)家和心理學(xué)家、教育學(xué)家，實(shí)用主義的倡導(dǎo)者，美國機(jī)能主義心理學(xué)派創(chuàng)始人之一，也是美國最早的實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家之一。1904年當(dāng)選為美國心理學(xué)會主席，1906年當(dāng)選為美國國家科學(xué)院院士）思考這個(gè)所有謎題中最基本的謎題時(shí)，他得出如下結(jié)論：“存在”問題在所有哲學(xué)中都是最黑暗的問題。這個(gè)問題真是令人惱火，因?yàn)樗诜穸ㄋ锌赡芙忉尩耐瑫r(shí)，又要求必須給它一個(gè)解釋。于是他寫道：“從無到有之間，沒有任何邏輯的橋梁?！?/p>

在科學(xué)中，所有的解釋都建立在因果關(guān)系之上，如果“無”真的是什么也沒有，它就缺乏成為“因”的動力。這并不僅僅是我們無法找到正確解釋的問題，而是解釋本身在面對“無”時(shí)都無能為力。

這一失敗，可以說正好打在了我們的痛點(diǎn)上。我們?nèi)祟愂且粋€(gè)會講故事的物種。我們對這個(gè)世界的那些最基本的理解都是從故事得來的，而最終極的故事是“世界是如何從無到有的”，它要遠(yuǎn)比英雄之旅、男孩遇見女孩之類的故事更為根本，它是最原始的敘事詩。然而，這是一個(gè)會破壞掉故事構(gòu)思基礎(chǔ)的故事。這是一首自我毀滅和自相矛盾相互交織的敘事詩。

怎么可能不是如此呢？這個(gè)故事的閃光點(diǎn)就在于“無”?！盁o”這個(gè)字，能夠作為一個(gè)詞存在本身就是一個(gè)悖論。它是一個(gè)名詞，代表某種事物，但它又表示沒有任何事物。當(dāng)我們想到這個(gè)詞，或者說出它的時(shí)候，它就有了含義，而有了含義，就玷污了這個(gè)詞，從而破壞了它的“無”。此時(shí)，人們肯定會感到大惑不解，這究竟是“無”出了問題，還是我們出了問題？它到底是一個(gè)宇宙學(xué)問題，還是一個(gè)語言問題？它到底是一個(gè)有關(guān)存在的問題，還是一個(gè)有關(guān)精神的問題？它到底是一個(gè)物理悖論，還是一個(gè)思想悖論？

無論它是哪一種，我們都必須記住一件事情：一個(gè)悖論的解決方法存在于問題中，而不會存在于答案中。在問題中的某個(gè)地方，一定會有一個(gè)疏忽，一個(gè)有瑕疵的假設(shè)，或者張冠李戴。在“怎么才能從‘無中生‘有？”這樣一個(gè)簡潔的問題中，可以隱藏錯誤的地方并不多。也許這就是我們一而再，再而三地披著更新、改進(jìn)后的偽裝，回到同一個(gè)老的思路上來，將本該沿著科學(xué)的軌跡進(jìn)行的事情，搞得如同夜游癥，或者說是同一主題的各種變奏曲似的原因吧。每走過一次，我們都試圖在詹姆斯所說的那難以捉摸的橋梁上鋪下又一塊墊腳石。

虛無縹緲的“以太”

最古老的一塊墊腳石是這樣的：如果你不能從“無” 中得到些什么的話，那就試著讓“無”變得不再那么“無”吧。古希臘人認(rèn)為，“空白”空間充滿了一種被稱為“以太”的物質(zhì)，所以“空白”空間是一個(gè)充滿了物質(zhì)的空間。亞里士多德認(rèn)為，“以太”是世界上第五種永恒的元素，它的不變性比泥土、空氣、火和水更加完美神圣。但真正的虛無與亞里士多德物理學(xué)不相符合，根據(jù)亞里士多德的理論，事物的本體是根據(jù)其在自然秩序中確定的恰當(dāng)?shù)奈恢蒙仙蛘呦陆档?。虛無是完美對稱的——從任何角度觀察它都是一樣的，它使得諸如“上”、“下”這樣的絕對空間方位完全失去了意義。亞里士多德指出，“以太”可以作為宇宙中的指南針，在這個(gè)終極的參考坐標(biāo)系中，所有的運(yùn)動都是可測量的。對那些痛恨真空的人來說，以太正好將真空驅(qū)除得干干凈凈。

古老的以太概念在人們的思想中逗留了上千年，直到19世紀(jì)末被詹姆斯·克拉克·麥克斯韋等物理學(xué)家重新描述。麥克斯韋發(fā)現(xiàn)光的行為表現(xiàn)好像一種波，以一個(gè)特定的速度傳播。是什么在波動呢？光速的參照物又是什么呢？“以太”似乎是一個(gè)放在手邊的答案，它不僅為光的波動傳播提供了介質(zhì)，還像亞里士多德最初設(shè)想的那樣，提供了一個(gè)參考坐標(biāo)系，宇宙中的所有變化都可以以其為參照展開。但是，當(dāng)阿爾伯特·邁克爾遜和愛德華·莫雷在1887年著手通過“以太

風(fēng)”來測量地球運(yùn)動時(shí)，卻怎么也找不到“以太”。在此之后不久，愛因斯坦以其狹義相對論將“以太”這一概念徹底送進(jìn)了墳?zāi)埂?/p>

希格斯場是一種什么樣的存在？

近幾十年來我們都將“以太”視為歷史上的奇談怪論和倒退。但是，它的生命力超出了我們的設(shè)想。今天，我們可以在一種全新的環(huán)境——希格斯場——中，瞥見“以太” 的身影。希格斯場遍布整個(gè)真空的空白空間，它的場量子化激發(fā)就是現(xiàn)在著名的希格斯玻色子。希格斯場是一種被稱為標(biāo)量場的場，而且是其同類場中唯一被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的場。這就意味著，它在空間中的每一點(diǎn)上都只有一個(gè)量（這一點(diǎn)不同于描述光的場，描述光的場在每一點(diǎn)上都存在大小和方向兩個(gè)量）。這一點(diǎn)十分重要，因?yàn)樗馕吨鴮λ杏^察者來說都是一樣的。

此外，它的量子自旋為零，這保證了從任何角度看它都是一樣的。自旋是在使一個(gè)粒子看起來和其起始狀態(tài)一樣之前你需要將該粒子旋轉(zhuǎn)的角度。傳遞力的粒子（光子、膠子）均為整數(shù)自旋——旋轉(zhuǎn)360°后，它們會和沒有發(fā)生變化一樣。物質(zhì)粒子（電子、夸克），均為半整數(shù)自旋，這意味著你需要將其旋轉(zhuǎn)兩圈，即720°，它們才能回到它們的起始狀態(tài)。但是，希格斯玻色子的自旋為零。無論你怎樣轉(zhuǎn)動它，它看上去總是一模一樣的，就像真空一樣，對稱即是隱形。

追隨著亞里士多德的直覺，“無”，在今天的物理學(xué)家的構(gòu)思中，是對稱的終極狀態(tài)，是一種冷酷無情的千篇一律，它將我們定義任何“事物”所需要的差異都提前排除在外了。的確，當(dāng)物理學(xué)家將宇宙的電影膠片進(jìn)行倒放，使時(shí)光倒流，追溯到歷史深處時(shí)，他們看到現(xiàn)實(shí)的不同碎片重新聚集并再次結(jié)合在一起，形成一個(gè)無限增長的對稱體，這個(gè)對稱體代表著宇宙的源頭——也就是“無”。

希格斯場之所以舉世聞名，是因?yàn)樗x予了基本粒子質(zhì)量，但是這一點(diǎn)掩蓋了它真正的意義。畢竟，賦予粒子質(zhì)量很容易，只要將它們的速度降至光速以下，好了，瞧，質(zhì)量就有了。其難點(diǎn)就在于，在賦予粒子質(zhì)量的過程中，不能破壞其原始的對稱性。希格斯場通過使其在最低能量態(tài)時(shí)能量也不為零圓滿完成了這一壯舉。蜷縮于“真空”中每一個(gè)角落里的希格斯玻色子，其能量值均為246GeV（千兆電子伏）——只是我們將永遠(yuǎn)也無法察覺到，因?yàn)槠湓诿恳稽c(diǎn)上都是完全一樣的。因?yàn)橹挥幸粋€(gè)標(biāo)量場，所以它能夠在眾目睽睽之下藏得無影無蹤，并且全身而退，但是基本粒子引起了我們的注意。每當(dāng)一個(gè)粒子的質(zhì)量打破宇宙的對稱性時(shí)，希格斯玻色子就會出現(xiàn)，扮成真空來修復(fù)這種破壞。希格斯玻色子總是在暗處默默地操勞，以保持宇宙的原始對稱性能夠圓滿無缺?，F(xiàn)在可以理解為什么記者一心要給它冠以“上帝粒子”這種帶有宗教色彩的稱號了吧？盡管利昂·萊德曼最初曾詛咒它，將它稱為“該死的粒子”，但是他的出版商怎么也不肯答應(yīng)。（譯者注：利昂·萊德曼，美國著名粒子物理學(xué)家，1988年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者，與迪克·泰雷西合著有《上帝粒子》一書。因?yàn)檫@種粒子是如此難以找到，人們?yōu)榇嘶ㄙM(fèi)了巨額研究經(jīng)費(fèi)，所以，萊德曼原來為該書取名“該死的粒子”。他這樣解釋：“考慮到它那‘惡毒的本性，再加上花在它身上的巨額資金，我認(rèn)為這個(gè)名字可能更加合適。”但出版商不干，于是變通一下就成了“上帝粒子”。）

所有這些都表明，希格斯場的理念比其他理念更加接近“虛無”的本質(zhì)，比如麥克斯韋關(guān)于“以太”的理念。在給“虛無”涂上顏色這方面，希格斯場是我們最新的畫筆。希格斯玻色子以其非同尋常的對稱性，成了“虛無”的隱蔽偽裝，但就其本身而言不是空無一物。它具有一定的結(jié)構(gòu)，它能與其他粒子發(fā)生相互作用。對于其246GeV（千兆電子伏） 的物理來源，目前仍然未知。借助希格斯玻色子，我們能夠向“虛無”與我們之間的邊界邁近，但是我們無法跨越它。

量子漲落的源頭在哪里？

如果讓“虛無”變得不再那么像“虛無”也無法回答“怎么才能從‘無中生‘有”這個(gè)問題，也許我們應(yīng)該讓“因”變得不那么像“因”。

這一思路同樣也有一段歷史了。在亞里士多德時(shí)代，腐肉中突然出現(xiàn)的蛆蟲使得自然發(fā)生論廣為流傳，人們相信，空氣中就可以凝聚出生命的氣息?！疤摕o” 與“存在” 之間的界線，和生與死、精神與物質(zhì)、仙界與凡界之間的界線，被人們視同一類。這又反過來承載起了宗教和信仰那錯綜復(fù)雜的統(tǒng)一體，并為我們的那個(gè)自相矛盾的問題提供了一個(gè)全面的回答。在近2000年的時(shí)間里，我們一直都接受這一理論，直到1864年微生物學(xué)家路易斯·巴斯德將這一理論“清除”。巴斯德說：“Omne vivum ex vivo?。ɡ∥模?——生命源于生命。在隨后的幾十年里，自然發(fā)生論也被我們視為歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過的又一種奇談怪論而已。但是，就像“以太”一樣，如今，它又披著量子漲落的羊皮回來了。

不確定性使量子漲落成了無“因”之“果”，它是信號下面的噪聲，它是一種原始的靜態(tài)，它有著與生俱來隨機(jī)性。量子力學(xué)規(guī)則允許——事實(shí)上是要求——能量（根據(jù)公式E=mc2，還有質(zhì)量）“莫名其妙”地出現(xiàn)，從“無”中來。對，就是無中生有，至少看起來就是這樣。

海森堡測不準(zhǔn)原理是量子之“蛆”的自然源頭。該理論認(rèn)為，某些成對的物理特性——位置和動量，能量和時(shí)間——被一種根本的不確定性捆綁在了一起，因此，其中一個(gè)被我們確定得越精確，另一個(gè)就會變得越模糊。合成一對，它們就形成了我們所說的一個(gè)共軛對，并將“無”的存在預(yù)先排除了。當(dāng)我們對一個(gè)空間位置進(jìn)行全力追蹤時(shí)，作為補(bǔ)償，動量將隨之瘋狂地波動；在確定更短、數(shù)量更為精確的時(shí)間時(shí)，能量的飄移不定就會大到令人難以置信的程度。在針尖之上，眨眼之間，一個(gè)完整的宇宙就能乍興乍滅。如果把對準(zhǔn)這個(gè)世界的鏡頭拉得足夠近，你就會發(fā)現(xiàn)，我們那平靜、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)默F(xiàn)實(shí)世界不見了，取而代之的是混亂和隨機(jī)。

只有這些共軛對自身不是隨機(jī)的：它們是成對出現(xiàn)的物理特征，觀察者無法同時(shí)對它們進(jìn)行測量。讓我們先把量子漲落有關(guān)的典型描述放在一邊，看看在這個(gè)世界中，“在我們的外面”，還有什么并不是業(yè)已存在的、蠢蠢欲動的現(xiàn)實(shí)。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)一再證明，“在我們的外面”存在的東西根本不“存在” 于那里，而是在等待著，等待著出現(xiàn)。量子漲落不是與存在有關(guān)的描述，而是與條件有關(guān)的描述——它們并不反映出那是什么，而是反映出當(dāng)一個(gè)觀察者選擇進(jìn)行某種具體的測量時(shí)，他可能得到的是什么。似乎是，觀測者的測量能力決定了有哪些事物存在。本體論概括了認(rèn)識論，自然的不確定性就是觀察的不確定性。

要給一個(gè)物理系統(tǒng)的所有特征都賦予確定的值是根本不可能的。這就意味著，當(dāng)一個(gè)觀察者進(jìn)行測量時(shí)，其得到的結(jié)果將是完全隨機(jī)的。在量子效應(yīng)統(tǒng)治下的微觀尺度上，因果鏈會受到糾纏的致命影響。量子力學(xué)的創(chuàng)始人尼爾斯·玻爾說：“量子力學(xué)和因果關(guān)系是勢不兩立的?！北娝苤?，愛因斯坦在量子理論面前止步不前，他說：“上帝是不玩擲骰子游戲的?！睂@句話，玻爾的回答是：“愛因斯坦，不要告訴上帝他該做什么?！保ㄗg者注：量子理論代表的微觀世界與相對論代表的宏觀世界存在著根本的區(qū)別。宏觀世界是服從因果率的、確定的，而量子世界是概率性的、不確定的、不服從因果率的。愛因斯坦終其一生都不贊同量子理論，并就此與玻爾展

開過長期的論戰(zhàn)。）

是：“愛因斯坦，不要告訴上帝他該做什么?！保ㄗg者注：量子理論代表的微觀世界與相對論代表的宏觀世界存在著根本的區(qū)別。宏觀世界是服從因果率的、確定的，而量子世界是概率性的、不確定的、不服從因果率的。愛因斯坦終其一生都不贊同量子理論，并就此與玻爾展開過長期的論戰(zhàn)。）

事情難道就是這樣了嗎？對于“為什么存在”這個(gè)問題，答案就是沒有“為什么”， 難道存在就是一種隨機(jī)的量子漲落？要是那樣的話，我們就可以把所有的解釋都忘得干干凈凈，只需用量子就可以躍過詹姆斯的那座橋了。萬物是如何從無到有的？沒有原因。不幸的是，這個(gè)把戲也就只能將我們蒙騙到這里而已。雖然宇宙學(xué)家的確相信，量子力學(xué)法則能夠自發(fā)地產(chǎn)生一個(gè)宇宙，但是，這個(gè)故事只不過是在推卸責(zé)任。那些法則從何而來？別忘了，我們要解釋的是事物是如何從無到有的，而不是事物是如何從先前已經(jīng)存在的物理定律中衍生出來的。把因果關(guān)系從公式中去掉是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)槟莻€(gè)自相矛盾的問題依然存在。

惠勒—德威方程的永恒宇宙

這個(gè)故事的主角是“時(shí)間”，它是“變化”的“載體”。解決我們這個(gè)自相矛盾的問題的關(guān)鍵難道是否定時(shí)間本身的存在？如果時(shí)間就像愛因斯坦說所的那樣只是一個(gè)頑固而持久的幻覺，那么我們就可以立刻省掉很多東西了，不僅從自然法則中產(chǎn)生的因果率不必再去考慮，而且，關(guān)于那些自然法則從何而來的問題也可以省掉了。它們沒有起源，因?yàn)橐磺卸紵o須演化，而“故事”也將土崩瓦解。根本就沒有什么故事，也沒有什么“橋”。

永恒宇宙——或者說由永恒輪回驅(qū)動的循環(huán)宇宙的概念——在人類最早的神話和傳說中就已經(jīng)出現(xiàn)了，從非洲班圖人的神話到澳大利亞土著傳說中曾經(jīng)的“黃金時(shí)代”，再到阿那克西曼德（譯者注： 阿那克西曼德，約公元前610—前546，古希臘唯物主義哲學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家）的宇宙論，還有印度古籍《往世書》。從這些之中，我們可以看到“永恒”的感染力?！坝篮恪背晒Φ乇荛_了“虛無”。

到了現(xiàn)代，這個(gè)古老的理念又以穩(wěn)恒態(tài)學(xué)說的面目重返人間，該理論由詹姆斯·杰恩斯爵士于20世紀(jì)20年代創(chuàng)立，于20世紀(jì)40年代末經(jīng)弗雷德·霍伊爾等人優(yōu)化推廣開來。他們認(rèn)為，宇宙是膨脹的，但是，新的物質(zhì)不斷地產(chǎn)生，以填補(bǔ)由于膨脹而產(chǎn)生的空缺，因此，按凈值計(jì)算，宇宙根本從未發(fā)生過變化。該理論最終被證明是錯誤的。該理論被大爆炸理論取代，而其所謂的“永恒”也被降低到138億年。

但是，到了20世紀(jì)60年代，“永恒宇宙” 又以一種十分奇怪的新形式再現(xiàn)人間——好像是這樣一個(gè)方程式：H ( x )|Ψ>=0。物理學(xué)家約翰·阿奇博爾德·惠勒和布萊斯·德威特在試圖將量子力學(xué)那些稀奇古怪的法則運(yùn)用于宇宙總體上時(shí)，共同創(chuàng)造了這個(gè)方程式，而宇宙作為一個(gè)總體，是由愛因斯坦的廣義相對論所描述的，因此，現(xiàn)在它又被稱為惠勒-德威特方程式。雖然德威特更愿意叫它“該死的公式”，但是，它與上文提到的“該死的粒子（希格斯玻色子）”一點(diǎn)關(guān)系也沒有。請注意，公式的右邊等于“無”：0，系統(tǒng)的總能量等于“無”。在這里，時(shí)間沒有演進(jìn)，什么都不會發(fā)生。最終，問題歸結(jié)為愛因斯坦的宇宙是一個(gè)四維時(shí)空，是一個(gè)空間與

時(shí)間的結(jié)合體。同時(shí)，量子力學(xué)要求一個(gè)物理系統(tǒng)的波函數(shù)在時(shí)間中演化。但是，當(dāng)時(shí)空一體，其本身就是時(shí)間時(shí)，它又如何能在時(shí)間中演化呢？這是一個(gè)讓人惱火的兩難問題——一個(gè)用量子力學(xué)描述的宇宙將不可避免地被凍結(jié)?；堇?德威特方程式是逆轉(zhuǎn)了的穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)。不同于穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)中永恒的宇宙，根據(jù)這個(gè)公式，我們將會發(fā)現(xiàn)自己正置身于一個(gè)永恒不存在的宇宙中。

就其本身而言，惠勒-德威特方程式優(yōu)雅地解決了我們的問題。萬物是如何從無到有的？答案是，萬物從未從無到有過。當(dāng)然，這實(shí)在是一個(gè)令人困惑的解答。好吧！你看，此時(shí)此地，我們就“存在”于這里。

這正是問題的關(guān)鍵所在。在量子力學(xué)中，除非觀察者進(jìn)行一個(gè)測量，否則，什么也不會發(fā)生（觀察者可以是人，也可以是粒子的任何其他形態(tài)）。但是，當(dāng)把宇宙作為一個(gè)整體時(shí)，就沒有什么觀察者可言了，因?yàn)闆]有人能站在宇宙之外。宇宙作為一個(gè)整體，是停留在了一個(gè)永恒的瞬間的。但是，站在宇宙的內(nèi)部來看，事情就完全不同了。

在宇宙內(nèi)部，觀察者不能對整個(gè)宇宙進(jìn)行測量，并且，基于一個(gè)簡單而又深刻的事實(shí)——觀察者無法衡量其自身，所以，觀察者不可避免地要將現(xiàn)實(shí)中的自己一分為二，既是觀察者又是被觀察者。正如物理學(xué)家拉斐爾·布索所寫的那樣，“測量儀器必須與系統(tǒng)的量子態(tài)試圖建立的自由度至少在的數(shù)量方面保持一致”?？茖W(xué)哲學(xué)家托馬斯·布魯爾曾引用哥德爾的論點(diǎn)來強(qiáng)調(diào)同一點(diǎn)：“當(dāng)觀察者自身就包含在系統(tǒng)中時(shí)，他將無法獲取或保住足夠的信息來區(qū)分系統(tǒng)的所有狀態(tài)。”

作為觀察者，我們注定永遠(yuǎn)只能看到一個(gè)巨大謎題的很小一部分，因?yàn)槲覀儽旧砭褪沁@個(gè)謎題的一部分。而這也許正是我們可以彌補(bǔ)缺點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)宇宙被一分為二，方程式等號右邊的“零”將呈現(xiàn)出一個(gè)新的意義。事物發(fā)生改變，物理現(xiàn)象發(fā)生，時(shí)間開始流動，你甚至可以說，宇宙誕生了。

如果這聽起來像是逆因果論（未來的事件引發(fā)了過去的事件）——好吧，事情就是這樣的。時(shí)間之箭的這種奇怪的反轉(zhuǎn)是量子理論要求的?；堇沼盟难舆t選擇實(shí)驗(yàn)再次強(qiáng)調(diào)了這一事實(shí)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)他最初的定位是一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，但是后來在實(shí)驗(yàn)室里得到了成功的展示。在延遲選擇實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)觀察者在當(dāng)前的測量決定了一個(gè)粒子在過去的行為——這個(gè)“過去”， 可以回溯到上百萬年甚至138億年前。因果鏈繞著自己轉(zhuǎn)起了圈，首尾相接了：詹姆斯的“橋”成了一個(gè)環(huán)。

那么，“存在”是否可能就是，從“虛無”的內(nèi)部看到的“虛無”的樣子呢？如果這樣的話，我們對“虛無”的不適感也許已經(jīng)在提示我們，還有某種更為深遠(yuǎn)的東西：我們?nèi)祟愄煨灾袑Α疤摕o”這一概念的逃避，也許正是我們有限的人類視角會最終解開這個(gè)自相矛盾的切入點(diǎn)。