引力波—宇宙源自大爆炸還是上帝的創造?

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編者按

一個逆天的大新聞引爆了朋友圈,這東西不僅能夠扭曲時空,還能揭秘宇宙的終極奧秘;沒錯,就是時空的漣漪——引力波。

美國當地時間2月11日上午10點30分(北京時間2月11日23點30分),美國國家科學基金會(NSF)在華盛頓特區國家媒體中心宣布:人類首次直接探測到了引力波。引力波探測的成功,為人類觀察宇宙提供了一個嶄新的窗口。

這一重大發現再度引發爭論:宇宙究竟是源於大爆炸還是上帝的創造?引力波為宇宙大爆炸理論提供了強有力的支持,但同時也蘊含了「時空有始」的神學含義。看似水火不能相容的兩種對於人類起源的解釋因為引力波的發現似乎竟指向了同一個永恆的唯一。

正如美國航空航天局(NASA)天文學家、物理學家Robert Jastrow(加斯特羅)所說:「對一個終生信靠理性力量的科學家來說,這個(指大爆炸的)故事像惡夢一般完結。他業已攀沿無知之山;他即將征服最高山峰;當他翻越最後一塊山石,卻遇見一幫已經在那裡坐候數世紀的神學家。」

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引力波到底是什麼?

人類首次直接探測到了引力波,這是真的!在被預言將近百年、苦苦追尋幾十年之後,首個位於地球之外13億光年的引力波源GW150914被人類直接探測到,這是一個值得紀念的偉大時刻。其重點內容可以被簡單歸納為三點:

(1)引力波終於被探測到了。

(2)引力波產生於兩個恆星量級黑洞的合併(merger)。

(3)引力波是美國的激光干涉引力波天文台(英文簡稱LIGO)發現的。

對於大多數人而言:引力波顯然是一件很複雜的事兒,這裡給大家分享一個簡單易懂的科普,秒懂「引力波」。

100年前,愛因斯坦在他的廣義相對論(GeneralTheoryofRelativity)里首次提到引力波(gravitationalwaves)。

如果把宇宙想像成一個巨大的蹦床(trampoline),這個蹦床的布料材質就是時空(space-time)。引力波就是在這個時空蹦床中泛起的漣漪(ripples)。

把一個保齡球和一個乒乓球分別放在這個蹦床上,哪個會沉得深一些?

而宇宙中也是如此:質量越大的物體產生的時空彎曲就越大。(themoremass,themorespace-timegetsbentanddistorted)。

將一個保齡球放在蹦床上,周圍的時空因其質量而發生了彎曲,這時,一個乒乓球如果要在保齡球周圍運行,就必然圍繞其旋轉,軌道(orbit)就是這麼來的。

所以,按照廣義相對論的思路,「引力」(gravity)只是時空扭曲帶來的必然現象。

當兩個巨大物質朝著彼此高速旋轉時(spiraltowardeachother),它們就會以光速在周圍扭曲的時空中傳播出一波一波的漣漪。(theysendwavesalongthecurvedspace-timearoundthematthespeedoflight)。

質量越大的物體,產生的引力波就越大,也就越容易被科學家探測到。Themoremassivetheobject,thelargerthewaveandtheeasierforscientiststodetect.

通常引力波的產生非常困難。

地球圍繞太陽以每秒30千米的速度前進,發出的引力波功率僅為200瓦,還不如家用電飯煲功率大。

宇宙中大質量天體的加速(accelerate)、碰撞(collide)和合併(coalesce)等事件才可以形成強大的引力波。

比如黑洞的合併(blackholescoalescing)

巨大恆星爆炸(massivestarsexploding)

或者……

138萬億年前導致宇宙產生的大爆炸(BigBang)。

這也就是為什麼發現引力波有如此重大的意義,它也許能揭開著宇宙起源的秘密。

2

引力波的神學省思

OC的基甸老師審慎談到如下內容:「引力波」的發現為大爆炸理論提供了強有力的證據,指向「宇宙的開端」。這不但有科學上的意義,而且(更)有神學上的意義。(作為理科背景的基督徒,我不認為真科學與真神學彼此衝突或必須截然分離。)

其實早在2014年,「引力波被發現」就已經成為過熱點新聞。美國的媒體,比如PBS,當時的報道都特彆強調引力波的發現「揭開了宇宙起始的面紗」。宇宙有起始,時空有起始,這是非常有神學意味的一個事情。聖經的第一句,創世記第一章第一節,就是「起初神創造天地」。如果時空沒有開始,就談不上「起初」。時空有始指向一位宇宙的創造者。時空有始證明宇宙並不像以前一些無神論者認為的是「自有永有」(所謂的「穩定態理論」,steadystate theory)。

CNN博客上(觀點欄目)當時有篇文章,題目是「Does the Big Bang breakthrough offer proof of God?」(「大爆炸研究的突破是否為上帝存在提供了證據?」)。文章說:「(引力波的)新發現對於猶太-基督教傳統也有顯著的意義,它為基於聖經的信仰提供了強有力的支持。」

美國航空航天局(NASA)有一位天文學家、物理學家叫Robert Jastrow(加斯特羅),他講過一句非常有名的話,很多人引用,我在國內的媒體上也多次看到被引用。這句話是這樣講的:

「對一個終生信靠理性力量的科學家來說,這個(指大爆炸的)故事象惡夢一般完結。他業已攀沿無知之山;他即將征服最高山峰;當他翻越最後一塊山石,卻遇見一幫已經在那裡坐候數世紀的神學家。」

但很多無神論者仍然不以為然。無神論者從自然主義的前提預設出發,也會提出他們的解釋。引力波新聞出來那兩天我特別去看了一眼「無神論佈道家」道金斯的推特,他承認這個事情確實讓人有點困惑,但是他接著又說,「宇宙是很奇怪的,比你能夠想像的更奇怪,甚至比你能夠想像的最奇怪還要奇怪。」

我不很確定他這句話是什麼意思,我的感覺是他是在說面對這樣的事情,作為一位無神論者,你要有信心,要堅持「沒有上帝」的信念,在這樣的證據面前你還是要堅信宇宙沒有創造者——雖然科學證據似乎指向相反。很多時候信仰是超越普通的邏輯、理性的,也許越奇怪越可信……(好吧,我可能過度發揮了,但真的給我類似的印象。)

回到無神論者要怎麼解釋這個「時空有始」。我看過一個電視辯論的現場直播,在其中加州理工的無神論者物理教授卡羅爾(Sean Carroll)就否認宇宙有起始。為了否認,他提出一些宇宙模型(雖然我感覺都是一些蠻奇幻的模型,簡直可以說是「天花亂墜」)。他也講到多重宇宙。我特別注意到多重的宇宙要有多少重。他說是有10^500(10的500次方)重!當時我就感嘆不已——如果一個人不相信宇宙有起始、有創造,那他就需要相信在我們能夠感知的這個宇宙以外,還有10的500次方個另外的宇宙!(哪位理科生給大家講講10的500次方是什麼概念?!)

還有一種消解時空有始的理論,是說宇宙可以自我維持、無限循環——一個宇宙坍塌了,另外一個宇宙又產生,往複輪迴,這樣就避免了起始的問題。但是我看到華爾街日報有一個評論特別指出:「引力波的發現是一個很強的證據,這種無限循環的宇宙的理論可以下課了,因為它不再有證據支持。」而且引力波是實打實的可觀測的實證,而多重宇宙等是無法實證(至少今天還不能)的純理論(我覺得幾乎類似於玄想/玄學)。

(今天的物理學、宇宙學,不但講大爆炸,也常常講弦論、十一維空間什麼的。如果真有十一維空間,不需要開太大腦洞,聖經裡面那些神跡也沒有什麼稀奇了吧?很多人寧願相信這些理論,不知道是否也有一個因素,就是它們似乎能消解時空有始及宇宙微調等等的神學含義,幫助人堅固無神論的信仰?也許是不自覺地、在潛意識裡面是這樣?)

用科學來反宗教的科學主義者似乎特別注重科學精神。我也認為搞科學就應該有科學精神。在我看來,科學精神就是要講證據、講實證,所謂「一個好的實證的證據可以抵得過千萬個吹得天花亂墜的理論」。如果我們跟著證據走,「時空有始」應該是有實證的證據的——引力波就是一個很好的證據。然而「跟著證據走」說起來容易做起來難,要求別人容易輪到自己就難。無神論者從自然主義的前設出發,仍然會提出各種解釋來反擊、打消跟自然主義哲學前設(其實也可以說是信仰)不符的觀點。

所以當有些基督徒朋友為引力波/大爆炸證實「起初」的創造而歡欣鼓舞的時候,我會提醒他們,這並不等於我們可以用現代宇宙學來證明上帝的存在。(而且即使有人承認科學證據佐證宇宙有一位創造者或「智慧設計」者,反對基督教信仰的人仍然可以說「這位創造者/智慧設計者也不一定就是你們基督徒相信的上帝」——這個他們也沒說錯。)我也會提醒基督徒,其實科學也是有「範式」(paradigm)的,科學並非像很多人想像的那樣是絕對客觀和中立的。每一個科學家都有他的世界觀和宇宙觀的(哲學/信仰)前設,而這一定會影響他對科學數據的解讀。自然主義似乎已經成為今天科學界默認的「行規」,所謂的「主導範式」(dominant paradigm),甚至連人文科學似乎也一樣。(比如無論什麼現象都是拿進化論來解釋,進化論真地成了無所不能解釋的「萬有理論」,the theory of everything。)

所以相信上帝的存在還是需要信心,要不就不是「信仰」了。當然,你也可以說,相信無神論同樣也需要信心——或許,甚至,需要更大的信心。

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愛因斯坦對宇宙的終極解釋

更有意思的是,引力波理論的提出者愛因斯坦在他寫給女兒Lieserl的信中卻坦陳「當我提出相對論時候,知己甚少,而今天我要傳達的更與這個世界的誤解和偏見格格不入。」並對女兒諄諄告誡:有一種極其強大的力量,在科學界也無法解釋。這是一種統治其他所有的宇宙運行的現象卻不被我們認知的力量。這種偉大的力量叫「愛」。

他在信中說:「當科學家去尋找宇宙的大一統理論,他們卻忘卻了一些無形之力。愛是光明,它點亮了那些給予和獲取的人們。愛是引力,因為它讓人們彼此吸引。愛是能量,它產生最美好的東西,並讓人們不被他們盲目的自私而壓制。愛能綻放,愛能昭示。為了愛我們生存和死亡。愛是上帝,上帝就是愛!

這種力量解釋萬物也給予生命的意義。這個變數我們無視了太久,也許因為我們害怕愛,因為這是宇宙中我們人類唯一至今還無法駕馭的力量!」

愛因斯坦在信中把最有名的公式E=mc2 做了個簡單替代。他的解釋是:如果大家接受這個能量來治癒世界,那麼愛乘以光速的平方,我們就得到這個結論:愛是最偉大的力量,因為它是無限的!

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結語:愛是宇宙存在的終極答案!

「Love is the one thing that transcends time and space.」 - Brand

愛才是超越時間和空間的 (星際迷航中片段,當燃料有限抉擇去哪個星球的時候,Brand說道)《聖經?(哥林多前書)13:8「愛是永不止息。」

愛因斯坦廣義相對論的引力波預言在百年後的今天被實驗驗證,皆源於聖經中的愛,更當因此而敬畏。愛因斯坦當時留言於這個世界:「當科學家去尋找宇宙的大一統理論,他們卻忘卻了一些無形之力。愛是光明,它點亮了那些給予和獲取的人們。愛是引力,因為它讓人們彼此吸引。愛是能量,它產生最美好的東西,並讓人們不被他們盲目的自私而壓制。愛能綻放,愛能昭示。為了愛我們生存和死亡。愛是上帝,上帝就是愛!」

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