第三節：現有宇宙模型未必正確

霍金在他的新書《大設計》裏用魚缸裏的金魚為例，對人類解釋宇宙終極思想的模型進行了說明，並針對宇宙大爆炸學說，指出宇宙大爆炸學說隻是恰當的解釋了很多現象，雖然很多人懷疑宇宙大爆炸學說，但是沒有也無法找到更好的模型來解釋所發現的現象，而用新的模型來解釋宇宙，隻要合理就完全是可以的。

霍金在《大設計》一書中指出：“對於同一物理的運動，如果人類與魚缸裏的金魚本身屬於兩個參考係統，金魚的實在圖像和人類觀察的不同，但金魚仍然可以表述製約它們觀察到的在魚缸外麵物體運動的科學定律。例如，由於變形，我們觀察到的在一根直線運動的一個自由物體會被金魚觀察成是沿著一根曲線運動。盡管如此，金魚可以從它們變形的參考係中表述科學定律，這些定律總是成立，而且使它們能預言魚缸外的物體的未來運動。

它們的定律會比我們參考係中的定律更為複雜，但簡單性隻不過是口味而已。如果一條金魚表述了這樣的一個理論，我們就隻好承認金魚的風景是實在的一個正確的圖像。”如果存在兩個都和觀測相符的模型，正如金魚（眼中）的圖像和我們（眼中）的圖像，那麽人們不能就因此確定這一個比另一個更真實。在所考慮的情形下，哪個更方便就用哪個。

而人類的思維與對所處環境的觀察，主要來自人本身的反映，並不一定是宇宙世界的所有。人類對於宇宙的認識，必然受限於自己觀察的工具、介質與本身的感觀能力。當然光進入人的視線也是經過一個透鏡效應的，通過視網膜的接收而進行對外觀測，感受一束光然後讓人有所反映，對該束光產生一種認識。

霍金書裏說道“在某種情形下，單獨的物體甚至並沒有獨立的存在，而僅作為眾多係統的部分而存在。如果一種稱為全息原理的理論被證明是正確的，我們以及我們的四維世界可能是一個更大的五維時空在邊界上的影子。

在那種情形下，我們在宇宙中的狀況就類似於金魚的狀況了。

徹底的現實主義者經常論證說科學理論描繪實在的證明在於它們的成功，但不同理論可以通過全異的概念框架成功地描述同樣的現象。事實上，許多已被證明成功的理論後來被其他基於全新的實在性概念之上的同等成功的理論所取代。

依賴模型的現實主義使現實主義和反現實主義的思想學派之間所有這類爭議變得毫無意義。按照依賴模型的現實主義，去問一個模型是否真實是毫無意義的，隻有是否與觀測相符才有意義。如果存在兩個都和觀測相符的模型，正如金魚的圖像和我們的圖像，那麽人們不能想當然的認為這一個比另一個更真實。在所考慮的情形下，哪個更方便就用哪個。例如，如果一個人處於金魚缸內那麽金魚圖像會是有用的，但對外界的人們而言，在地球魚缸的參照係裏去描述從遠處星係來的事件就會非常地笨拙，尤其是因為魚缸隨著地球圍繞太陽公轉並圍繞著自己的軸自轉而在運動。”

霍金書裏繼續說道：“我們永遠觀察不到誇克。它們永遠以三個一組（質子和中子）或者以誇克反誇克對（π介子）存在，並且它們正像由橡皮帶連接在一起似的。

自誇克模型首次提出之後的年代裏，人們一直在爭議著“如果永遠不能分離出一個誇克，那麽認為誇克真的存在是否有意義”的問題。一些次核粒子的不同結合構成了某些粒子的思想，提供了一種編組原理，由此對其性質給予簡單而引人的解釋。但是，盡管物理學家已習慣於接受那些粒子，它們也隻從有關其他粒子散射的數據統計中推斷其存在。對許多科學家而言，將實在性賦予一個在原則上也許不能被觀測到的粒子太過分了。

然而，這麽多年來隨著誇克模型導出愈加正確的預言，反對的聲音也隨之消退。某種擁有十七隻手臂、紅外眼以及習慣從耳朵吹出濃縮奶油的外星生物會進行與我們相同的實驗觀察，但不用誇克描述之，這是完全可能的。

盡管如此，根據依賴模型的現實主義，誇克存在於一個和我們對次核子粒子如何行為的觀察一致的模型中。”

依賴模型的現實主義能夠為討論諸如以下問題提供框架：如果世界是在有限的過去創生的，那麽在那之前發生了什麽？一位早期的基督教哲學家聖·奧古斯丁（354-430）認為其答案不是上帝正為問此類問題的人們準備地獄，而是時間是上帝創造的世界的一個性質，時間在創生之前不存在，他還相信創生發生於過去不那麽久的時刻。

這是一個可能的模型，盡管在世界上存在化石和其他證據使之顯得古老得多（它們被放在那裏是用來愚弄我們的嗎？），那些堅持《創世紀》中的敘述確實是真的人很喜歡這個模型。”

何時需要新的模型

霍金在《大設計》裏認為一個好的模型需要滿足如下條件：首先，它是優雅的，優雅是指理論的形式，但它與缺少可調整元素緊密相關，由於一個充滿了修補的因素的理論不很優雅。引述愛因斯坦的話，一個理論應該盡可能簡單，但不能更簡單了。優雅就不是容易測量的某種東西，但科學家們非常珍視它，因為自然定律是意味著把許多特殊情況經濟地壓縮成一個簡單公式。其次，它包含很少任意或者可調整的元素。再次，它和全部已有的觀測一致並能解釋之。最後，它對將來的這種觀測做了詳細的預言，如果這些預言不成立，觀測就能證偽這個模型。關於這一點，當新的令人震驚的預言被證明正確時，總給科學家留下深刻的印象，另一方麵，當一個模型發現做不到這一點，一種普遍反應是說實驗錯了。如果證明不是那種情形，人們經常仍然不拋棄這個模型，而試圖通過修正來挽救它。盡管物理學家執著地努力拯救他們讚美的理論，隨著改動變得做作而且繁瑣，理論因此而變得“不優雅”，人們修正理論的熱情也就消退了。

霍金繼續提問何時需要新的模型，許多已被證明成功的理論後來被其他全新的理論取代，十九世紀的時候很多人因為看不見原子而拒絕接受。如果容納新的觀測所需的修正過分雕琢，這就標誌著我們需要新模型，穩態宇宙的觀念是老模型迫於新觀測而撤退的一個例子。十九世紀二十年代，多數科學家相信宇宙是靜止的，或者在尺度上不變，後來埃德溫·哈勃於1929年發表了他的觀測顯示宇宙正在膨脹。哈勃觀察到由星係發射出的光，但並未直接觀察到宇宙在膨脹，那些光攜帶特征記號或於每個星係成分的光譜，如果星係相對於我們運動，光譜就會改變一個已知的量。因此，哈勃由分析遠處星係的光譜能夠確定它們的速度，他原先預料會找到離開我們運動的星係數目與靠近我們運動的星係一樣多。相反，他發現幾乎所有的星係都離開我們運動，而且處在越遠的地方，它們就越快地運動。哈勃得出結論，宇宙正在膨脹。

但其他人堅持早先的模型，試圖在穩態宇宙的框架中解釋他們的觀測。

例如，加州理工學院的物理學家弗裏茨·茲威基建議，也許因某些還未知的原因當光線穿越巨大距離時慢慢地損失能量，這種能量減小會對應於光譜的改變。茲威基提議的這種改變能夠模擬哈勃的觀測。在哈勃之後的幾十年間，許多科學家繼續堅持穩態理論，但最自然的模型是哈勃的膨脹宇宙模型，而它已被接受。

我們的宇宙模型正確嗎？

根據現代物理學、弦理論和現代物理觀測等，有證據證明我們的宇宙不是唯一的，在我們宇宙之外，還有很多與我們宇宙一樣的宇宙，物理學家稱之為平行宇宙。那麽我們的宇宙在眾多宇宙中應該是什麽樣子的呢？宇宙之外的世界是如何誕生的呢？

假如我們突然有了神通，我們自己無限的變大、變大，最後這個我們所在的137億光年的宇宙在我們這些巨人手中，就像一個雞蛋一樣大小，被我們審視、觀測，那我們會發現什麽？放在我們手中的宇宙，將是什麽樣子的呢？

第一，我們的宇宙應該是旋轉的！——在多宇宙狀態中，我們的宇宙必然是旋轉的。如果我們的宇宙是靜止的那麽將違背萬物皆有運動的真理。因為無論是誇克、原子核、光子、電子、還是分子、地球、太陽、銀河係還是星團都在自我旋轉，如果我們的宇宙擁有其他夥伴宇宙，那麽我們的宇宙應該擁有一定的自我旋轉速度，至於證據我會在後麵章節裏提到。我們將會發現，我們手中的宇宙必然是一體的，如果這個宇宙是鬆散的，那麽宇宙將無法保持穩定。無論是地球，還是原子、電子，還是太陽係、銀河係，它們都有自己的結構，無論對於任何獨立宇宙構成單元來說，就是在外部必然有一個某種形式的外殼，以區分內部與外部的關係。

第二，當前流行的宇宙大爆炸也必然受到置疑。在這個旋轉的宇宙體中，當物質隻占不到4%、暗物質占有23%、暗能量占73%時，宇宙大爆炸還是正確的嗎？因為萬有引力在目前宇宙理論中太重要了，但是事實是真正決定宇宙的更像是暗物質與暗能量，所以我們必須存在疑問，宇宙是大爆炸形成的嗎？萬物的生長，比如大樹有一個小的種子，通過太陽的照射，不斷獲取外麵的能量、水分、營養才能長大，而人們難以想象我們137億光年的宇宙是有無限小的點爆炸而變成的，並且缺乏合理的邏輯。雖然有不少科學界公認的側麵證據證明了宇宙大爆炸，但是一個聚合的宇宙完全也可以解釋這些證據，關於這一點在我們後麵的章節中也會講到。當然我們也可以認為推動宇宙膨脹的那些力量，本身就是宇宙的旋轉能量，甚至有一部分屬於多宇宙狀態外來的能量。

第三，光速度真的不可超越嗎？量子糾纏被愛因斯坦認為是鬼魅般的現象，有證據證明，量子糾纏傳播速度最少達到光速的萬倍以上。而我們的宇宙是像氣球一樣不斷膨脹的、擁有外殼的宇宙，那麽我們將麵臨著如下問題。在這個137億光年的宇宙中，如果萬有引力是決定宇宙的最後力量，在當前萬有引力傳播速度為光速的前提下，在一個多平行宇宙模型中，我們必然要麵臨一個問題，就是喪失結構性，它必然支離破碎。一個破碎的宇宙很難是平穩的，也就很難呈現出宇宙的穩定性，破碎的宇宙不是我們目前宇宙的實際情況。那麽很明顯，我們宇宙還存在一個結構，這個結構足夠維持宇宙137億光年的秩序，很顯然這個結構的整體傳播約束力與速度隻有滿足可以大大超過光速才能束縛並保持我們的宇宙形成結構。我們的宇宙除了萬有引力之外，還應該有其他力參與。在沒有確實證據的時候，我們可以假設暗能量與暗物質的一部分屬於超光速微粒子。