關於宇宙起源和進化的新理論(3 / 3)

這種假說認為,在整個時空範圍內,在宇宙的大規模結構和亞量子場之間存在著一種經常和平衡的相互作用。在每一個循環周期中,新的物質從場中產生,因為在先前的周期中合成的物質產生了能量,進入物質合成過程中的正能量經常精確地補償由存在的物質引起的時空彎曲所產生的負能量。因此,場的總能量總保持在其最低的初始值。

我們獲得了一個產生粒子的永久性工廠,產生的粒子越多,產生並被轉化為正能量以合成更多粒子的負能量也越多。

在存在引力相互作用時,場似乎是不穩定的棗臨界數量的實粒子使其不穩定。這種不穩定性引起真空過渡到標誌著宇宙循環的膨脹狀態。宇宙不是在虛無中產生的,也不是從某個神秘莫測的預先存在的真空中產生的,它是在無定限持續開放的宇宙中先前多次循環的母基內的又一次循環。

其結果是,在霍金所描述的那個著名過程中,從不穩定的“真空”過渡到膨脹和從膨脹過渡到有序的擴張,都由微黑洞(50倍於普朗克質量)的產生和逸散所支配。微黑洞的逸散時間被證明正好是10-37s棗即膨脹理論所要求的所謂普朗克時間。

因此,宇宙循環的起源包括由兩次相變所分開的三個階段。第一個階段是,由來自時空彎曲的負能量反饋所產生的“閔可夫斯基真空”(亞量子場的一個非穩定狀態),不穩定性產生向所謂“德西特宇宙”的膨脹的相變。在膨脹狀態期間,產生於第一次相變的微黑洞逸散,產生超冷效應,這種效應作為第二次相變,驅使德西特宇宙變為空間均勻的、各向同性的和僅僅是幾何膨脹的。由此看到,這種宇宙論用脈動開放宇宙的多次“爆炸”取代了宇宙正統圖景的“大爆炸”觀念。它表明,並非隻有一個宇宙,而是可能有無數的宇宙已經存在,每一個宇宙都在原有的宇宙背景中產生,又引起後來的宇宙的產生。這種宇宙論是自相一致的,它所描述的相變隻直接取決於三個常數的值:光速C、普朗克量子常數h和

萬有引力常數G。同時,如果150億或200億年不足以產生對宇宙進行的航天衛星探測中新近發現的大規模結構,那麼,現在對此也會在某種程度上有一種經驗證實。因為在“我們的爆炸”所產生的星係之外,會有一些產生於導致先前的循環的那個“爆炸”的更古老的星係。

按照習慣,我們可以用一個熟悉的比喻來更好地理解這種概念。這一次,用一個表麵平靜的水塘,觀察一個氣泡浮上水麵的過程作為比喻。這個氣泡產生一個局部的擾動,一組同心波向外傳播,當波陣麵外移時,水麵便恢複平靜。但是逐漸遠去的波對整個水泡產生一種壓力,結果就會有另一個氣泡產生另一個擾動和另一組同心波。同樣,隨著這些波的外移,它們也產生自身的反饋壓力,從而導致第三個氣泡產生棗這種過程周期性地循環往複,以至於無窮棗猶如一個微漪之塘。

四、一種新的宇宙學框架

現在來看一下,關於宇宙的未來以及物質和生命的最終命運,正統的和多周期的圖景能告訴我們一些什麼。

在正統圖景中,宇宙有一個明確的開始,並正在走向一個終結,物質最初產生於並最終毀滅於亞量子場。在此期間,宇宙向增加有序程度的方向發展,直到這種過程顛倒過來,即已獲得的秩序瓦解。如果亞量子場是一種被動的介質,那麼進化就會受機遇的支配,並極有可能缺乏自我一致性。如果這種場是相互作用的,那麼物質的進化就會偏向於觀察到的秩序和同一性水平,但是,這種相互作用的場不能使物質的有序構型免於最終的崩潰和瓦解。

多周期宇宙論這種替代圖景提出了宇宙的另一種命運,初看起來,這種命運與正統宇宙論所描述的命運並無根本的不同。在這些替代圖景中,宇宙在時間上是無限的,而且在開放宇宙模型中,它在空間上也是無限的。但是,在不同周期中被合成的物質不論在空間上還是時間上都仍然是有界限的。當某些粒子組合成原子和分子,當某些原子和分子組合成晶體、細胞、有機體和生態係統時,所有的粒子,不論是構型的還是非構型的,最終都將在開放宇宙的黑洞逸散中瓦解並消亡;而在封閉宇宙中,則部分地消失在黑洞之中,部分地消失在量子密實態的大破滅之中。

如果始基場是一種被動的介質,那麼物質的進化就會是相同地或隨機變異地一次次重複循環的過程。但如果這個場是相互作用的全息場,那麼情況就不是如此,它的高度調諧的結構就不一定在每次循環周期的結尾被抹去。這個結論是從亞量子全息場動力學假說中得出的。在宇宙中,保留物質痕跡的波形圖像瞬時地傳播而遍及時空,因此這些波形圖像目前仍在開放宇宙的範圍之內,而在這個開放宇宙中,臨界不穩定狀態使亞量子場爆炸。在這個範圍內,不會有更進一步的孤波似的變形(量子正在退移的星係中向外傳播),但是原先由變形所產生的波幹涉圖像仍將存在。由場合成的量子與這些波形圖像相遇,而這種相遇作用於量子的狀態並影響其進化的軌線。

如果宇宙由一次周期構成,那麼在這個周期的終結處,場中的信息就會繼續存在,但隻是消極地繼續存在,很像計算機中貯存的檔案丟失了提取密碼。這樣一種有結構的微能量的凍結場也許符合某個永恒的神靈世界的神秘直覺,但它不會構成一個能夠包含我們所知道的物質、生命和思維的世界。另一方麵,如果宇宙是多周期的,那麼場的微結構就會周期性地重新活化,每個周期都將以先前周期帶來的信息為基礎。因為這一周期又會得到先前那個周期的信息,所以每一個周期所得到的信息將是到那個時刻為止所有宇宙周期產生的全部的信息。

在連續的循環周期中,物質的進化不會從零開始,它會以所有先前周期所蘊藏的反饋作為開始。在所有周期中都會有這種蘊藏的反饋,所以物質不但會從當時的周期中,而且會從所有先前的周期中獲得進化構型的信息。

這種數量驚人的信息不會在一次周期中覆蓋物質的進化,正如前麵提到過的,每個量子和每個以量子為基礎的構型隻能得到與自身的狀態或結構相適應的信息。我們可以把這種局限性運用於我們自身在宇宙圖景中的狀況。假定我們生活在宇宙現在這一周期的相對早期階段(自從發生“我們的大爆炸”以來,已有1.5×109或2×109年了,再加上很可能更為漫長的退化反向運動的時代),那麼亞量子場及其對那些比現在這個周期有更多時間使生命和複雜性得以進化的周期的跨周期的記憶,可能包含比現在更加高度進化的生命和意識的信息。但是,在進化達到更高級形式之前,這種信息一直是潛在的。也許偶爾會直覺到某些關於這種信息的東西,但這種信息不會在我們的大腦中轉化成有效的信號。

盡管有(實際上是由於)這種局限性,但每個周期中的進化還是會有效地得到跨周期信息庫發出的提示,這種提示會選擇不僅與這次周期中的進化結構相適應,而且與先前周期中的結構相適應的進化途徑。這樣,在相同的時間裏,每一次後來的循環周期中的進化會在逆轉為退化之前趨向更高層次的有序和複雜性。

我們可以通過詳細描述水塘的形象來說明宇宙的這種記憶過程。可以認為水塘具有永久的記憶,即其中的水能貯存所有從中傳播過的波陣麵的蹤跡。當一個氣泡的波陣麵向外傳播時,水塘的表麵並不完全恢複平靜,而是仍在進行細微的調諧,當下一個波陣麵通過其向外傳播的路徑時,它就與前一個波陣麵遺留下來的波形圖像相互作用。每一個波陣麵都容進幹涉波形圖像之中,並進一步調諧水塘無限持久的表麵。

這種跨周期記憶的曲線會影響宇宙中的所有過程,沒有理由說它不會同樣影響宇宙的常數。宇宙常數的值也會進化:每一個周期都會把這些常數與隨後而來的常數“協調”起來。在一個特定的周期中表現出來的基本上相同的進化動態也會在各個周期中表現出來,這就是說,一種特定的進化結果一旦實現,便會使隨後的過程趨於一致。正如在我們的環境中,生物圈一旦進化,有機的和生態的過程便會微妙地與生物圈的普遍參數相協調。同樣地,不管是多麼隨機、頻繁或原始,一旦在一個周期中出現了各種形式的生命,下一個周期就會更好地適合於產生生命。這裏會有一個逐步產生較高級形式的生命的統計概率,而這些較高級形式的生命的產生又會增加在隨後的周期中進化出更高級形式的生命的可能性。這種往複循環的結果會趨向於產生恰好數量的重子去充塞時空;趨向於使中微子具有質量(可以是零值或正值),恰好使產生於循環中的物質不會在合成後又瓦解;並會趨向於確定膨脹的速度和形式,而這種膨脹導致了適宜於生命和複雜性的宇宙的大規模結構。

被正統宇宙論視為宇宙整個壽命的這種過程,有可能被證明隻不過是多周期宇宙的那些潛在的是無限循環序列中的一個序列。這些循環的結果並不意味著一係列獨立的宇宙,因為這些循環會由亞量子場中所積累起來的信息按宇宙法則聯結起來。這個多周期的宇宙會是一個不能縮小的和不可分割的整體,盡管是猜測,但是這些遠景還是值得認真注意的,它們表明,使宇宙中物質進化有序的聯係也使物質在其中進化的宇宙有序。