永恒要在很久之后才会到来。这一路上还会发生很多事情。令人屏息的未来学家和壮观的好莱坞科幻场面,设想了经过以人类标准看来极长的时间跨度后,生命和文明会是什么样子;不过这个跨度跟宇宙的时间尺度比起来,就不值一提了。根据一小段呈指数发展的技术创新来推断未来的发展态势,用来打发时间还蛮有趣,但这样的预测与未来实际会如何发展很可能大相径庭。这还是我们相对熟悉的时间跨度,几十年,几百年,几千年。而对于宇宙时间尺度,预测这类细节就是痴人说梦了。好在就我们将在本书中探讨的大部分内容而言,我们会发现都有较为坚实的立足基础。我的打算是,用丰富的色彩为我们描绘出宇宙的未来,但只会用到最粗的笔触。以这样的粗细程度,我们对描绘出的可能性可以相当有信心。
我们必须认识到,在未来留下痕迹,而那个未来却了无人迹,不会有谁注意到这痕迹,那我们就几乎无法让自己情绪稳定。我们想要展望的未来,即使并没有明说,也是由我们关心的事物组成的未来。演化论当然会推动生命和心灵展现出丰富的形式,而支撑它们的是大量的平台——生物平台、计算机平台、混合平台还有天知道随便什么平台。但不考虑物理组成、环境背景等不可预测的细节,我们大部分人想的都是,在非常遥远的未来会存在某种类型的生命,尤其是智慧生命,而且会思考。
这就带来了一个将在整个旅程中一直伴随着我们的问题:有意识的思维能无限地持续下去吗?还是说会思考的心灵就像袋狼或象牙嘴啄木鸟一样,让人叹为观止,但兴盛一阵后就会灭绝?我关注的不是个体意识,因此这个问题跟人们期待的技术——低温冷冻、数字化等无论什么能保存个人思维的技术——无关。我要问的是,“思维”这种现象,无论支持它的是人脑或智能计算机,还是浮在虚空之中相互纠缠的粒子,乃至任何别的证明有相关性的物理过程,它可不可以在未来想延续多久就多久?
为什么不可以呢?来,想想承载人类思维的肉身吧。我们的肉身随着一组组偶然的环境条件一起出现,而这些条件能解释,比如说为什么我们的思考会发生在这里,而不是在水星和哈雷彗星上。我们会在这里思考,是因为这里的条件对生命和思维来说都很合适,这也是为什么地球气候的恶化会让人忧心忡忡。但有件事一点儿也不明显,就是这种结果紧要但又格局狭小的担忧还有个宇宙学版本。如果把思维看成物理过程(这个假设我们会检验一番)的话,那么就一点儿也不奇怪,思维只有在满足某些严格的环境条件时才会发生,无论是在此时此地的地球上,还是别的什么彼时彼地。因此在考虑宇宙的粗线条演化过程时,我们要确认,在时空中不断演变的环境条件,究竟能不能将智慧生命无限地支持下去。
这项评估将在粒子物理学、天体物理学和宇宙学等研究的见解指导之下进行,这些见解让我们能够预测未来宇宙将如何呈现,其时间跨度将令大爆炸以来的时间都相形见绌。当然也有非常不确定的地方,但跟大部分科学家一样,我有生之年都在盼望着这样一种可能:大自然会狠狠打压下我们的傲慢,展现出我们还无法参透的惊奇真相。但只关注我们已经测量、观察、计算过的,以及我们将要发现的,就像第9、10章将讲述的那些,并不振奋人心。行星、恒星、太阳系、星系乃至黑洞都会转瞬即逝,各自的结局都由其不同的物理过程组合驱动——这些物理过程经广义相对论直到量子力学——最终变成一片粒子薄雾,飘在冷寂的宇宙之中。
在经历着这种嬗变的宇宙中,有意识的思维会如何运行?提出和回答这个问题,还是要用到熵的语汇。跟着熵的轨迹,我们会遇到一种非常现实的可能性:任何地方、任何类型的任何具体实体所进行的思考,都可能会被不可避免的环境废物堆积所阻碍。在遥远的未来,任何会思考的事物都可能被自身的思考所产生的热烧毁。思维本身或许会变得在物理上不再可能。
而认为思维终有尽头的情形会以一系列较为保守的假设为基础,但我们也将考虑另外一些对生命和思维来说会更有利的可能的未来。但最直截了当的解读表明,生命,尤其是智慧生命,是短暂的。反省自身的生命若要存在,必需一些条件,而在宇宙的时间轴上,出现这些条件的时间窗口也许极为狭窄。如果对所有这一切只是匆匆一瞥,你可能会完全错过生命。纳博科夫将人的一生描述为“罅隙里的一束光,两边都是永恒的黑暗” [6] ,用来说生命现象本身也很合适。
我们为自己的转瞬即逝而哀叹,并在象征式的超越性中感到安慰,这是参与了这段旅程后留下来的。你我将来不会在这里,但其他人会;你我的所作所为,我们的创造,我们身后的遗存,都会对未来何物存在及未来的生命如何生活有所贡献。但在一个生命和意识都终将化为乌有的宇宙中,就算是象征性的遗存——原本打算留给我们遥远后代的低语——也会消散在虚空之中。
那么因此,我们将身处怎样的境遇?
我们往往会用理智去理解关于宇宙的种种发现。我们了解到一些关于时间或是统一理论又或是黑洞的新情况。短时间内这会振奋人心,如果新知足够令人印象深刻,还会留在人们心中。科学的抽象本质常常让我们从认知上沉迷于其内容,只有在这种时候,这种理解才有机会强烈地触动我们,但这种触动也是相当少见的。但有时候科学确实能同时召唤出理性和情感,这时候的影响就会非常大。
举个恰当的例子:多年前我开始思考关于宇宙的遥远未来的科学预测时,主要都在如何动脑子上下功夫。我去理解相关材料,把它们当成迷人但也抽象的见解集合,而这些见解都包含在表达自然定律的数学之中。但我仍然发现,如果我强迫自己 真的 去想象所有生命、所有思想、所有奋争和所有成就都不过是一个本无生命的宇宙在时间线上的一瞬偏移,我的理解就会很不一样。我的身体和心灵都能感觉到。我也不介意告诉大家,我头几次往这个方向想时,路上尽是黑暗。在我几十年的学习和科研中,我也经常有兴高采烈、见证奇迹的时刻,但以前在数学和物理领域,还从没有什么结论让我深深感到彻头彻尾的恐惧。
时光流转,我对这些想法的情感投入也愈渐升华。如今思考遥远的未来往往让我感到平静,感到融通,就好像我自己的身份变得无关紧要,因为它已被纳入某种我只能称其为对经验之馈赠的感激之情中。鉴于读者非常可能对我个人并不了解,所以请允许我啰唆几句。我思想开放,情感丰沛,这就让缜密性成为必需。在我出身的世界,你可以用方程和可重复的数据证明你的观点,有效与否由确定无疑的计算确定,所形成的预测能跟实验的每一位数字都对应上,有时候能一直对应到小数点后十好几位。因此当我第一次感受到这样的平静融通的时刻时——我那时刚好在纽约市的一家星巴克里——我深感怀疑。说不定是我的伯爵红茶里混进了些变质豆浆。也说不定是我精神失常了。
细细想来,两者皆非。我们出自一个源远流长的谱系,通过想象我们会留下印记,我们人生在世的不适才有所缓解。印记越是持久,越是不可磨灭,生命似乎就越是重要。用哲学家罗伯特·诺齐克的话来说就是:“死亡抹掉了你……彻底抹除,不留任何痕迹,这会对个人生命的意义造成极大破坏。” [7] 不过这句话也很可能出自乔治·贝利 ‡ 之口。特别是对像我这种没有传统宗教倾向的人来说,强调不要被“抹除”,对持久性一直关注,会影响一切。我的成长,我所受的教育,我的职业生涯,我的经历,全都灌注了这样的思想。在每个阶段,我在前进时都把目光放长远,想获得一些能持久的成就。一点都不用奇怪,为什么我的职业生涯会被对时间、空间和自然定律进行的数学分析牢牢占据,很难想象还会有另一门学科更能让人把每日的所思所想都集中在超越当下的问题上。但科学发现本身就从一个不同的角度塑造成了这番图景。在宇宙的时间脉络中,生命和思维可能只占据了一小片绿洲。宇宙虽然受一批允许各种奇妙物理过程发生的优雅数学定律的支配,但它只会暂时扮演生命和心灵的东主。如果你完全理解了,就请设想一下没有恒星、没有行星也没有会思考的事物的未来,这样你就会对我们这个时代越加推崇。
以上就是我在星巴克里的感受。这种平静和融通的感觉标志着一种转变,从试图把握渺茫的未来,转而去体会活在当下的感受,这当下即便短暂也令人赞叹。千百年来,诗人、哲学家、作家、艺术家、灵性高人和正念导师等等无数人告诉我们,生活就在此时此地。这一事实很简单,又非常难以察觉。但对我来说,推动这个转变的不是上述这些人的教诲,而是宇宙学领域中有同等作用的指导。生活就在此时此地,这个心态很难维持,但很多人的思想都已深受其影响。在艾米莉·狄金森的《永远,由无数此刻组成》 [8] 和梭罗的《每一刻中的永恒》 [9] 两篇作品里,我们都能读到这种思想。我发现,当我们让自己沉浸在完整的时间——从起点到终点——中时,这个看法就变得更容易捉摸了。这种宇宙学背景让我们无比清晰地看到,此时此地实际上有多么独特,又多么稍纵即逝。
本书的目标就是能提供这种清晰的认识。我们将一路穿过时间,从我们对时间起点最精妙的了解,一直走到最前沿的科学能让我们抵达的终点。我们将探索生命和心灵如何从最初的一片混沌中涌现,也将深入思考一批好奇、热情、焦虑、能反省自身又善于创造和怀疑的头脑都做了些什么,尤其是当他们知道自己终有一死之时。我们将研究宗教的兴起,科学的兴盛,对真理的追寻,对创造性表达的热望,以及对永恒的渴求。恒久事物根深蒂固的吸引力,也就是卡夫卡所说的我们对“坚不可摧的事物” [10] 的需求,将推动我们继续向遥远的未来进军,让我们能够去评估,我们所珍视的一切,构成我们所知现实的一切,从行星到恒星,从星系到黑洞,再到生命和心灵,究竟会有怎样的前景。
这一路上,人类那渴望发现的精神之光将一直闪耀。我们是雄心勃勃的探险家,渴望理解广袤的现实。物质的、心灵的和宇宙的黑暗地带,已经为众多个世纪的努力照亮。未来几千年,受到照耀的范围将变得更大更亮。至此,我们的旅程已经清楚表明,现实受数学定律的支配,而无论是行为准则、美的标准、对同伴的需要、对理解的渴盼还是对目的的追寻,都不会对这些数学定律产生影响。然而,通过语言和故事、艺术和神话、宗教和科学,我们已经驯服了这个冷漠无情的宇宙在我们面前机械地展开的一小部分,来表达我们对融贯一致、对价值和意义无所不在的需求。这些贡献虽然精致,但也只是昙花一现。我们穿越时间的艰苦跋涉将表明,生命大概转瞬即逝;我们也几乎可以肯定,因生命出现而产生的所有领悟,都会随着生命结束而消散。没有什么恒常不变,也没有什么是绝对的。因此在寻找价值和目标的过程中,唯一有关的洞见,唯一重要的答案,都要由我们自己获得。最后,我们在阳光下虽只有短暂瞬间,却还肩负着找出自身意义的崇高使命。
那就动身吧。
* 吉哈诺(Alonso Quijano)是堂吉诃德的原名,他在读多了骑士小说后给自己改名为堂吉诃德。——译注(本书此后脚注如无特别说明,均为译注。)
† configuration日常义为“布局、构造、配置”等,在不同细分领域中有不同译法,如(电子)组态、(电子)排布、位形(空间)、(模)结构、构型(熵)等。本书主要选用“组态”译法,作动词时译为“排布”。——编注
‡ 这位贝利(George Bailey)是电影《生活多美好》( It's a Wonderful Life ,1946)的主角,他本是乐天知命、急公好义的金融从业者,后因个人的金融危机试图自杀,但终又迷途知返。——编注
1948年1月28日晚上,在舒伯特A小调四重奏的演奏和一场英国民歌表演之间,英国广播公司(BBC)播出了一场辩论,一方是20世纪的最强大脑之一伯特兰·罗素,另一方则是耶稣会牧师弗雷德里克·科普勒斯顿。 [1] 辩题呢?是上帝是否存在。罗素在哲学和人道主义原则方面的革新性写作将为他赢得1950年的诺贝尔文学奖,而他离经叛道的政治和社会观点也会让他被剑桥大学和纽约城市学院扫地出门。他提出了大量论据来质疑甚至否定造物主的存在。
罗素的立场中有一条思路跟我们这里的探索有关。罗素指出:“目前的科学证据表明,宇宙已经慢慢爬过了几个阶段,在这个地球上带来了有几分可怜的结果,而且还将继续爬过一些更可怜的阶段,达到全宇宙普遍死亡的状态。”对于如此黯淡的前景,罗素总结道:“如果这就是证明目的的证据,那我只能说这个目的对我毫无吸引力。因此,我看不到有什么理由,相信存在任何形式的上帝。” [2] 神学的线索会在后面的章节中呈现,这里我只打算讨论一下罗素援引的证明“普遍死亡”的科学证据。这个证据来自19世纪的一项发现,其来历颇不起眼,但结论意义重大。
19世纪中期,工业革命正如火如荼,大地上磨坊、工厂林立,蒸汽机也已经成为推动生产的主力。然而,尽管实现了从手工劳动到机器劳动的关键飞跃,蒸汽机的效率——所做的有用功与机器消耗的燃料相比——却非常低。燃烧木柴或煤炭产生的热,约有95%都变成废热损失在了环境中。这激发了一些科学家开始深入思考支配蒸汽机的物理学原理,寻求投入更少燃料、得到更多产能的方法。几十年过去了,他们的研究逐渐形成了一个实至名归的标志性成果:“热力学第二定律”。
用(非常)浅白的话来说就是,第二定律声称,产生废热不可避免。让第二定律变得如此重要的是,它虽是因蒸汽机而发现,却放之四海而皆准。第二定律描述了所有物质和能量——不论是什么结构和形式,也不论有无生命——固有的根本特性。这个定律(还是粗疏地说)表明,宇宙间万事万物都有损耗、退化和凋敝的强烈趋势。
用这些通俗语言讲出来,你就能明白罗素的观点是从哪里来的了。未来似乎会一直恶化下去,能带来产出的能量会无休无止地转化为无用的废热,可以说,驱动现实的电池将慢慢耗尽。但对科学有了更准确的理解之后,我们发现,这样总结现实的走向,会掩盖一个丰富而又微妙的发展过程,这个过程自大爆炸起就在不断进行,而且将一直持续到遥远的未来。这个过程能帮助说明我们在宇宙时间轴上的位置,阐明美与秩序如何在退化和衰败的背景下逆势而生,并提供避开罗素设想的黯淡结局的可能方法(虽说也许有点儿奇异)。正是这门涉及诸如熵、信息和能量等等概念的科学,将引导我们走过大半旅程,因此值得我们花点时间,更全面地了解一番。