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第十五章 宇宙的終結

塵世繁華轉眼即逝。

假如宇宙是上帝設計的,它就一定有一個目的。假如這目的永遠也達不到,上帝就會設計失敗。假如目的達到了,宇宙就沒有必要繼續存在下去。至少就我們所知,宇宙將有一個終結。

在宇宙死滅的時間和方式問題上,各種宗教分歧很大。有的宗教警告人們說,宇宙的滅亡就在眼前,到時將有啟示錄上所講的大毀滅,罪人將受到嚴厲的審判。其他的宗教則教導人們,天國即將來臨,我們現在所看到的惡劣而無常的世界將被取代。有些東方宗教則傾向於認為,世界處於輪迴之中,這個世界的終結便是預示著另一個世界的再生。

現代科學對宇宙的終結有何看法呢?

在第二章裡,我們曾說過,熱力學第二定律在無情地削弱宇宙的組織,使宇宙進入混沌。我們在宇宙的每一個角落都能看到,熵在不可逆轉地增大,龐大的宇宙秩序在慢慢地然而也是確實地被消耗。宇宙似乎注定要繼續衰敗下去,走向一種熱力學平衡狀態,即達到最大的無序狀態,然後就再也不會發生什麼令人感興趣的事了。物理學家們把這種令人沮喪的前景稱作「熱死」。100多年來,人們一直在談論熱死。

熱力學第二定律對整個物理學來說是基本的定律,因而沒有多少物理學家對其有效性提出懷疑。我們在第九章裡看到,第二定律使世界帶上了時間不對稱性,使得過去和將來有了分別。違反熱力學第二定律就等於將時間倒轉。

然而,第二定律並沒有講述那些把宇宙驅向最大的無序的終結狀態的災難具有什麼性質。在過去的30年裡,隨著現代天文學的飛速發展,已有可能從一些細節上詳細說明那些最終將要毀滅宇宙的複雜組織的事件了。而且,我們也有可能詳細說明我們周圍的世界的活動了。

就我們所處的宇宙區域而言,地球的命運是與太陽的命運緊密相聯的。地球上的生命以陽光為生,對太陽現狀的任何大的破壞都會造成災難。太陽很可能有什麼變故,一有變故,地球就住不了人了。對太陽恆定的熱輸出的任何改變都能打破地球脆弱的氣候平衡,使我們進入災難性的冰期。與太陽風(即來自太陽表面的穩定的粒子流)相關的太陽系磁場的變化也可能帶來同樣的災難性後果。我們地球附近若有哪個恆星發生了爆炸,便可能使我們陷入致命的輻射之中,某個黑洞穿過太陽系也可能使眾行星的運行軌道發生變化。

但是,假如地球能逃脫所有這一切令人不快的可能性,它顯然也不能永遠維持現狀,「永世長存」。太陽所輻射出來的大量的能量,得要用核燃料來補充,而太陽的燃料儲備最終會用光的。天體物理學家估計,太陽耗盡燃料還得要40~50億年。宇宙現在的年齡是180億年,而太陽的年齡已在45億年,正處在鼎盛的中年。

隨著燃料的減少,太陽會膨大起來,變成天文學家所說的一種紅巨星。太陽的內核在艱難地維持能量生產的同時,會收縮又收縮,直至發生了量子效應才使它穩定下來。在這個階段,太陽可能膨脹得很大,以致太陽附近的行星會被它吞沒,地球的大氣也被剝離,岩石熔化,甚至汽化。以後,太陽會開始進入一個飄忽不定的生涯,現在十分充沛的氫燃料的核反應到時將會為效率不那麼高的氦燃料核反應所取代,氦燃料燒完之後,將會有更重的、再更重的元素燃燒。這些我們已在第十三章裡說過。

當最後所有的燃料耗盡時,太陽就是由鐵一類的較重的元素構成的了。那時,核聚變不會再釋放能量。鐵是原子核的最穩定的形態。根據熱力學第二定律,一切系統都尋求達到其最穩定的狀態。在這一階段,太陽的中心溫度會穩步上升到接近10億度。燃料耗盡之後,太陽內部外向的壓力將減弱下去,引力將佔據支配地位。一蹶不振的太陽將開始在自己的重壓下收縮,使其內部的物質受到劇烈的擠壓,其物質的密度將高達每立方厘米100萬克。燃盡後收縮的太陽將會變得跟地球一樣的大小,然後在多少億年裡半死不活地慢慢暗淡下去,最後冷卻成為一個黑矮星。

在我們的星系以及所有其他的星系之中,到處都會有這同一套模式的重複:恆星先是不穩定,然後是燃料枯竭、恆星崩塌。所有的恆星會一個接一個地燒完自己的核燃料,最後再也支撐不住自身的重量,終於讓無情的引力摧垮。

有些恆星(如超新星)死得頗為壯觀。超新星內核先發生驚心動魄的塌縮,將超新星自身炸成碎片,釋放出巨大的能量。這些突如其來的超新星爆炸之後,其中較輕的將變成一些瀰漫的碎片,環繞在一塊高度壓縮的物質周圍。在這高度壓縮的物質之中,質量相當於太陽的物質能被壓成一個直徑只有幾英里的圓球。這樣的物質重量巨大無比,一調羹這樣的物質就比地球上所有大陸的重量加在一起還重。如此巨大的重力連原子也承受不了。於是,原子被迫向裡崩潰,變成了一些純粹的中子。天文學家們熟悉中子星,因為他們在過去的超新星的爆炸碎片中時常發現中子星。

較重的死星在面對引力巨大無比的情況下,甚至不能夠以變成中子星的方式來穩定自身。它們會加速收縮,最後變成黑洞。

宇宙學家愛德華·哈里森描述了宇宙緩慢衰亡的過程,他的語言很是形象生動:

所有的恆星將會開始像即將燃盡的蠟燭一樣暗淡下去,然後一個一個地熄滅。在空間的深處,那些宏偉的天體城邦,那些星系,將滿載著多少時代的歷史記錄緩緩地死去。在成百億年的歲月裡,宇宙會越來越黑暗。偶爾會有幾點光亮劃破宇宙的夜幕,陣陣短促的天體活動使注定要變為星系墳場的宇宙得以苟延殘喘。1

物理系統在尋求最高熵狀態的過程中探索了一些古怪的途徑。隨著我們所在的星系當中的恆星無情地燃盡,我們星系的組織也會開始瓦解。太陽之類的恆星若要燃盡,得需要幾十億年的時間,而在這段時間裡,新的恆星將會不斷地從星際氣體中產生出來。較小的恆星走向死亡所花的時間,可能要幾千倍於太陽死亡所花的時間,然而,鎖閉在恆星之中的有序的能量最終還是以輻射的形式雜亂無章地散佈到宇宙中去,我們所在的星系將會暗淡、冷卻下去。其他的星系也會遭到類似的命運。

那些業已死亡的恆星仍會有大量的活動,但其活動的時間尺度大大增加了。恆星燃盡之後剩餘的殘骸在星系中漂游,時時會有碰撞發生。黑洞會吞沒任何恆星以及它所遇到的其他物質。而且,假如像某些天文學家所認為的那樣,我們的星系的中心有一個大黑洞,那麼,這個黑洞將會越變越大。黑洞放射出來的引力輻射會使恆星的軌道慢慢地破壞,因為引力輻射是空間的波紋,這些波紋會使一切大質量物體的軌道能量衰竭下去。在極長的時間裡,恆星殘骸會越來越靠近星系中心,最後被那永不知飽的黑洞吞沒。有些死星卻能逃離這一厄運,這是因為它們幸運地撞上了其他的恆星,這些恆星將它們撞出星系,成為星系之間茫茫無涯的空間中的孤獨的漫遊者。

對這樣的死星來說,以及對所有逃脫死於黑洞這一厄運的氣體和塵埃來說,這逃脫只是暫時的。假如大統一論是正確的,那麼,這些宇宙流浪者的核物質就是不穩定的,大約1032年之後,它們的核物質就會蒸發乾淨。中子和質子變成正電子、電子,正電子和電子又進而相互湮滅,並湮沒任何其他再生的電子。一切固體物質就這樣分解了。這種大屠殺的最終結果是什麼,要視宇宙實際膨脹速度而定。假如真是像有人估計的那樣膨脹得較快,那麼,快速膨脹的宇宙就會把電子和正電子扯開,使它們不能相撞,因而也就不會發生完全的湮滅,宇宙當中總是剩下一些粒子。那些湮滅的粒子則產生伽馬輻射,伽馬輻射本身也隨著宇宙的膨脹而緩慢地減弱。除此之外,還有大爆炸殘留下來的中微子和熱輻射。所有這些東兩都會逐漸冷卻下來,溫度跌向絕對零度,但它們彼此間的降溫速度有所不同。物質(電子和正電子)冷卻得比輻射快。因此,儘管物質和輻射都走向絕對零度,它們的溫差也逐漸減小,但是,它們之間總有一定的溫差,而這溫差原則上講是能用作自由能量(負熵)的來源的。因而,儘管這高度衰竭的宇宙的熵已接近其最大值,但從未達到其最大值,所以,在這一限度之內,熱死永遠也不會發生。

假如宇宙膨脹得較慢,電子和正電子的湮滅就會更容易發生。然而,電子和正電子相互毀滅並非是單純的偶然碰撞的結果。電磁力使電子被吸引到正電子那裡,使它們能夠形成一些被稱作電子對的「原子」。計算顯示,在緩慢膨脹的宇宙中,大部分粒子在1071年之後都會成為電子對,但電子對這種原子實在是稀奇古怪,竟有千萬億光年那麼大!這些粒子緩慢地環繞著彼此旋轉,它們運動1厘米要花100萬年的時間。電子對是不穩定的,它們的巨大軌道會因為它們發射的很低能的光子而非常緩慢地損壞下去。10116年之後,大部分電子對將會崩潰,所有的粒子將發生接觸,於是立即會發生湮滅。在電子對的軌道崩壞期間,每個電子對「原子」將放射出不少於l022個光子,使熵大大地增大。

黑洞也並非一直靜止不動。在第十三章裡簡要討論過的量子效應表明,黑洞嚴格地說並不黑,而是藉著熱輻射一直在發著幽暗的光。一個質量跟太陽一樣大的黑洞,其溫度低得可憐,只有熱力學溫度的零上一百億分之一度,而超級黑洞的溫度更低。只要宇宙的背景溫度高於它們的溫度,黑洞就會通過吸熱而非常緩慢地持續增大。當黑洞與其他物體或其他黑洞相撞時,仍然會出現一些活動,隨著黑洞自旋的消耗,黑洞的旋轉會逐漸慢下來。但是,當空間的溫度最後降到黑洞的溫度以下時,便會出現最為激烈的變化。

比其周圍環境熱的黑洞會損失熱量,因而也就損失了能量。能量的損失將會使黑洞收縮。而黑洞收縮又會使溫度稍微增高,使能量輻射加速。於是,黑洞便開始滑向遏制不住的蒸發過程。在極長的時間裡,黑洞的收縮速度一直向上攀升,最後,大約經過10108年之後,那些起初比很多星系加在一起還重的黑洞將會縮得一乾二淨,無影無蹤。

現在,人們都還不知道黑洞會如何死亡,但黑洞似乎有可能縮得極小,變得很熱,於是開始創造物質。但黑洞在這一階段只能存活幾十億年。最後,黑洞很可能爆炸,變成一些伽馬射線,一點往昔存在的殘跡都不留。

上述這些研究顯示,我們現在所看到的這個充滿活動、富麗堂皇的宇宙將會有一個慘淡的下場。儘管宇宙滅亡所需時間長得令人無法想像(請記住,10100是1後面有100個零),然而,看來沒有什麼疑問的是,我們目前所觀察到的一切結構注定要消失,只留下那黑暗、寒冷、近乎空無一物的空間,其中的物質密度越來越低,只有幾個零星的中微子和光子,以及很少的其他東西。很多科學家覺得這個場面很令人沮喪。

然而,宇宙還有另一種下場。之所以得出上述讓人沮喪的結論,是因為假設宇宙會一直膨脹下去。這個假設並不確實。人們已知,宇宙的膨脹速度一直在穩步地降低,因為引力在抑制著星系分離。有些天文學家認為,宇宙的膨脹有一天會停下來。實際情況是否真是這樣,要由宇宙引力的大小來定,而宇宙引力的大小又要由物質的密度來定。因為宇宙物質包括看不見的物質(如中微子和黑洞)以及看不見的能量(如引力波),所以,要想估計總體的物質密度幾乎是不可能的。

假如宇宙的膨脹真的停下來了,宇宙也不會保持靜止。宇宙會開始收縮,其收縮運動是其膨脹階段的時間映像。開始的時候,收縮是緩慢的,但幾百億年之後,收縮的速度就會加快。各星系現在是彼此相離而去,那時就會開始相互靠近,而且靠近的速度越來越快。宇宙的收縮階段會釀成大災難。

當宇宙縮至現有大小的1%時,收縮的效應會使溫度高到水的沸點,地球(假若太陽在做垂死掙扎時地球有幸不死的話)將會變得無法居住了。那時,觀察者也不能分辨一個一個的星系了,因為隨著星系間的空間靠到一起,星系也就開始彼此融合了。宇宙若進一步收縮,溫度還會進一步提高,那時,天空本身也會變成火爐,在這白熱化的空間之中,恆星也會開始沸騰,然後爆炸。

這時,各個事件的進程加快了步伐。所有的結構都會消散,它們的原子也分崩離析。在短短幾千年的時間裡,原子核本身也會在迅速增高的溫度中被擊成碎片。這時,事件的時間尺度將小得不可思議。宇宙先是在幾分鐘的時間裡收縮一些,然後又在幾秒鐘,又在幾微秒鐘裡收縮很多。累加的引力將宇宙的收縮變成了失控的向內爆炸。這,就是所謂的「大崩塌」。

這些可怕的事件引發了詩人諾曼·尼科爾森的靈感,使他寫出了這樣的詩句:

假如宇宙

倒轉並現出

它的本相;

假如可見的光

向內流逝,自天空暴風雪一樣的降下

眾多的星系。

黑夜的透鏡就會燒得

比聚焦的太陽還亮,

人就會失明,

因為他眼中是一片白熱的黑暗。2

這時的宇宙離死亡就只有幾微秒了。大崩塌就像倒轉的大爆炸。核粒子分裂成夸克,在短暫的時間裡,所有的亞核粒子都被創造了出來,但是,整個宇宙一下子就在一瞬間縮得比一個原子還小,於是,時空本身也分解了。

很多物理學家認為,大崩塌就代表了物質宇宙的終結。他們認為,宇宙(一切空間、時間、物質)誕生於大爆炸,他們也同樣認為宇宙消失於大崩塌。消失於大崩塌就是完全的湮滅,什麼也留不下,地點沒有了,時刻沒有了,什麼東西都沒有了。當存在的一切都死於引力的無限的毀滅力量時,就有了最終的「奇性」,然後就再也沒有什麼了。引力曾是宇宙的接生婆,引力也是宇宙的送葬者。

然而,並非所有的科學家都願意相信宇宙真會這麼轟轟烈烈地死去。有些科學家認為,一些未知的物質力將會在宇宙收縮到某一極高的密度時使大崩塌停下來,使宇宙「反彈」回去,進入另一輪膨脹和收縮的過程,如此這般循環往復以至無窮。在第十二章裡我們已經提到過這種振蕩的宇宙。只有在超高能物理上作進一步的研究,才有可能解決這個問題。

儘管科學為宇宙設想的下場多種多樣,五花八門,但所有的下場都涉及我們今天所知的宇宙的死亡。在這一點上,科學所設想的宇宙下場與最具有宗教性的末世學是一致的。然而,宇宙死亡過程的時間尺度大得不可想像,所以不可能把宇宙的死亡同人類的活動聯繫起來。假如有哪種有意識的生物生存在如此遙遠的將來,以至現今的時代在它們看來無法與宇宙創生分別開來,那麼,這種生物不會是人。它們到底是什麼,還是讓千萬億年的演化和技術進步去管吧。

首先,「人工」智能的發展就很可能意味著人類將把自己在智力方面的最高地位轉讓給會思想的機器。實際上,這種情況在一有限的意義上已經發生了。將來的技術革新的時間還很長很長,機器似乎沒有什麼理由不能夠做到,並且是更好地做到人腦所能做出的任何事情。因為這種智能機器沒有尺寸的限制,所以不難想像將來會出現巨大的人工超級腦,這種超級腦的智力是我們現在完全理解不了的。而且,電子裝置能夠直接在彼此間傳輸信息,這也為電腦的綜合開闢了道路。可以想像,有一天宇宙中會出現一個複雜的無線電通訊網絡,把數不清的散在各處的超級腦連接成為一個單一的極大腦。

基因控制方面的進展能使人們對思想機的概念發生新的變化。到目前為止,生物智能的發展一直是聽命於自然的進化力量。但是,隨著我們對決定著我們的肉體和精神特點的分子結構取得了控制權,就有可能修改現存的生物,甚至有可能發明新的生物。雜交和突變誘發已在有限的規模上做到了這一點。現在似乎沒有什麼基本的理由懷疑那一天的到來。到那時,可以通過分子工程按訂單來「培植」大腦。那時,自然智能和人工智能的區別將會消失。這些人類創造的高級腦既可被看作是基因受控的生物體,也可被看作是由有機硬件而不是由固態硬件構成的高級計算機。現在甚至可以設想,人造生物腦和固態硬件能夠共生,即有機腦可「插入」固態電路。或者,未來的超級電路片可以像一種「成套的放大器」一樣插入大腦。同時或許有可能在較為常規的思想機裡用有機的零件來代替某些半導體晶體。當然,現在沒有誰說上述的可能性在可見的將來有任何可行性,但是,難道我們不可以真的相信,再經過100萬年、10億年、1萬億年的科學研究,這些可能性會成為現實嗎?要記住,科學的年齡才僅僅幾百年啊。

一個與宇宙遙遠的將來以及宇宙當中的居住者相關的問題是,智能生物對自然界所能施行的控制是否有一個限度。我們所看到的宇宙是由各種巨大的宇宙力形成的。宇宙力包括強大的核相互作用和引力的遠程作用。但是,我們也看到一些初步的人造環境:河流被改道、被攔截,森林被培植起來又被毀掉,沙漠被馴順,山頭被削平。在地球的表面,沒有任何人類活動留下足跡的區域不多了。隨著技術與科學的發展,我們可以期望我們的後代對更大的、更複雜的物理系統取得控制權。弗裡曼·戴森曾經想到,天外有些技術先進的生物群落大大改變了它們的太陽系的結構,它們為自己的太陽製造了一個球形的物質殼,以最大限度地截留並利用太陽的能量輸出。給行星剝去衣服所需的那一等級的技術,可能看上去永遠是一個幻想,但進行這浩大的工程所必需的東西首先是時間、金錢和資源,而不是技術。

因而,我們如今所面對的就是令人迷惑的前景。在一個擁有幾乎無限的時間進行技術革新的宇宙中,我們能有把握地排除任何與物理定律一致的東西嗎?在過去的短短幾千年裡,人類在技術上就取得了飛躍的進步,從開始時只能製造幾厘米大小的工具,到現在能進行多少英里的浩大工程(橋樑、隧道、城市)。假如這種技術進步的趨勢持續下去的話,那麼,即使以後的進步速度大大減慢,也終究會有一天,整個地球,然後是太陽系,最後是所有的恆星都將被「技術處理」。我們的星系可能被改造得面目一新,一些恆星被從原來的軌道上挪走,可以用氣雲製造新的恆星,也可以用人工製造的不穩定來處理掉一些恆星。人們還可以隨意製造或控制黑洞,使黑洞成為能源,或成為宇宙社會的廢物處理裝置。

假如星系可以這麼人工處理,為什麼整個宇宙不可以?

這樣的推理或許會被斥為荒唐,但它們的確提出了一個重大的哲學問題。假如自然的東西和人工的東西之間、盲目的力量與智能的控制之間有什麼區別的話,這區別是什麼呢?這正是從一個新角度來看待自由意志和決定論之爭。

當某一系統被置於人工智能控制之下時,該系統仍然是與物理定律一致的。目前沒有任何證據顯示,較大的人工建構違反任何物理原理(除了在精神-肉體相互作用的層面之外,但在這一層面上是否真的違反了物理學原理,人們仍是在爭論)。的確,一個鐵路網或一個核電站不會自發地出現,但是,鐵路網和核電站的建造仍是在大自然定律的框架之內進行的。人們進行這些建設所得到的秩序被建造過程中產生的熵所抵消。

我們在第六章裡討論過,大腦的工作要分兩個層面進行描述。一個層面是硬件層面,要用物理規律來描述。另一個層面是軟件層面,是與硬件層面等價的、一致的。這軟件層面要用思想、感覺、決定之類的東西來描述。同樣,說某一系統被「技術處理了」,並不是說物理定律的權威性被否定了,這只是用軟件語言來描述該系統的運行而已。那麼,宇宙既按明確的物理定律運行,同時又在智能控制之中,這二者就沒有什麼矛盾的了。

這是一個發人深思的結論。那些乞靈於上帝來解釋宇宙的組織的人,通常腦子裡想的是一個超自然的行為者以違反自然定律的方式作用於世界。其實,我們在這個宇宙中遇到的很多東西完全有可能是純自然的、在物理定律之內的智能控制的產物。例如,我們的星系就可能是一個強大的智能者製造的。這位智能者精心置放引力物體,控制天體爆炸,使用所有其他各樣空間時代天體工程師的器具,重新安排了原初氣體,從而製造出我們的星系。但是,這個超級智能是上帝嗎?

這個問題非同小可。上帝通常被認為是整個宇宙(包括時間與空間)的創造者,而非僅僅是個星系建築師。顯然,必須在物質宇宙之內只利用早已存在的定律進行工作的那一位,不能被看作是宇宙的創造者。但是,假如這位超級天體工程師能將其能力施展到所有的星系上呢?我們可以設想,他能夠利用引力來使空間和時間彎曲。

然而,假如這超級天體工程師不能真正地創造或毀滅時間和空間,他就不是上帝。可是,新物理學在這裡提出了一個有趣的意見。假如有足夠的能量和資源,那麼,人類也能夠積累起足夠的引力物質,製造出一個黑洞。在這黑洞的中心,在所謂的奇點處,時間和空間被毀滅了。於是,連我們都能毀滅時空。

創造時空要比毀滅時空難。但是,我們真能有把握地確信,創造時空真是不可能的,真是完全為物理定律所不容的嗎?我們不敢說這話。實際上,在第三章裡,我們說過近來有一些理論認為,在大爆炸中空間的「泡」被創造出來。而且,假如宇宙創生於大爆炸這種流行理論不對,空間和時間真是永恆的呢?假如空間和時間一直存在,談論宇宙在時間當中被創造的事就沒有任何意義。上帝在宇宙之內的作用就僅限於形成並組織物質了。而形成並組織物質這種事,上帝或許完全用自然的手段就辦得到(在這裡,我們繞開了某些熱力學的問題)。按照這種觀點來看,上帝可以是宇宙中的永恆的、無限的、最強大的神靈。但他不是全能的,因為他不能不按大自然的定律行事。他可以是我們所看到的一切的創造者。他用先前存在的能量造出了物質,對物質進行適當的組織,創設必要的環境使生命得以發展,他做了諸如此類的很多的事。但是,他不能像基督教教義所說的那樣,可以從無中創造。這樣的上帝是一個自然的上帝,而不是超自然的上帝。

我們有什麼證據能夠證明有這樣一個自然的上帝呢?證明自然的上帝存在的證據要比證明超自然的上帝的存在的證據更強還是更弱呢?

自然界裡有很多未解之謎。這些謎可以通過假設有一個自然的上帝存在而很容易地得到解釋。例如,星系的起源現在沒有令人滿意的解釋。生命的起源是另一個令人頭痛的謎。但是,我們可以認為,星系和生命這兩種系統都是由一個超級智能者在不違反任何物理定律的情況下有意識地製造出來的。然而,這樣的解釋把任何現今的科學所不能理解的東西都歸因於上帝,因而落入了窠臼。(這樣的上帝被譏為「救駕的上帝」。)在付出了代價之後,篤信宗教的人也已明白,最危險的是指著一個現象說「這正是上帝作為的證明」,結果卻發現後來的科學進步給這一現象提供了完全充足的解釋。把上帝推出來對未曾解釋過的東西進行一番總括性的解釋,這只能引來弄虛作假,並使上帝與無知為伍。假如我們想找到上帝,那肯定只能通過我們在這世界上發現的東西來找,而不能通過我們沒能發現的東西來找。

然而,在這一類的爭論中,相對於超自然的上帝而言,自然的上帝更勝一籌。一個自然的上帝在物理定律的範圍裡創造了生命,這樣的假設至少被認為是可能的,是與我們對自然界的科學知識一致的。因為人類在實驗室裡創造出生命都具有明顯的(儘管是遙遠的)可能性。

對生命(或其他任何高度有序的系統)的起源有兩種解釋。一種是生命來自一個超級智能者,或可能是至高的上帝施行自然的智能控制的產物。一種是生命是盲目的自組織過程(如木星大氣中出現的有序的環流花紋)的終端產物。這兩種解釋都有難以說得通的地方。

這個問題的答案必須決定於我們在多大程度上認為精神是宇宙間的一個重要力量。大多數人都願意相信科幻小說所描繪的那種遙遠的未來,那時宇宙當中會有更多的區域被置於智能的控制之下。人們可以設想,再過多少萬億年,我們現在所能觀察到的整個宇宙將被技術加工過。既然如此,設想這位對宇宙進行技術加工的超級智能者不可能先於我們存在,這又有什麼困難的呢?

傳統的觀點認為,經過一個很長系列的變化,逐漸地增加了物質的組織程度之後,智能才會作為變化的終端產物出現。說得簡單些就是,物質第一,精神在後。但是,實際情況真是非這樣不可嗎?精神難道就不可能是那更原始的存在物嗎?

現在在科學家中間,越來越佔上風的意見是,精神和生命都不必僅限於有機物質。物理學家傑拉爾德·費恩伯格和生化學家羅伯特·夏皮羅最近出了一本極具推理性而發人深思的書——《地球之外的生命》。在這本書裡,他們重新探討了地球之外的生命的各種可能性。他們認為,只要有了等離子體、電磁場能、中子星的磁區以及其他一些各種各樣的稀奇的系統,就會有生命存在。現在,意識和智能都是軟件概念。軟件的關鍵只是模式,是組織,而不是其表達媒介。由此得出的一個邏輯結論是,我們可以設想,自宇宙創生以來就有一個超精神,這個超精神包含著大自然的各種基本場,是它承擔下來那個艱巨任務,把無條理的大爆炸轉化成為我們現在所觀察到的複雜而有序的宇宙;它所做的這一切,都是在物理定律的框架之內完成的。這樣的上帝不是用超自然的方式創造一切的上帝,而是一個施行指導、控制的普遍精神,這精神瀰漫於整個宇宙,操作著大自然的各種定律以達到某種特定的目的。對此,我們可以這樣說:大自然是它自己的技術的產品,宇宙是一個精神,是一個自觀察、自組織的系統。我們人的精神可被看作是宇宙精神的海洋中一些局部的意識「孤島」。這種看法令人想起東方的神秘主義的觀念。在東方神秘主義看來,上帝是那個統攝萬物的意識,當人的精神進步到適當的階段時,就會被那統攝萬物的意識所吸收,從而失去其獨立的個性。

還可以往下繼續推理。要記住,至少在某些物理學家看來,精神對量子因素而言具有特殊的地位。假如說,精神能夠「加重量子骰子」從而改變擲骰子的結果,那麼,一個宇宙的精神原則上則能引導每一個電子、每一個光子、每一個質子等等的行為,控制宇宙中所發生的一切。當我們觀察微觀物質,我們注意不到有這樣的組織力量,因為任何一個特定粒子的行為仍然在我們看來似乎是完全隨機的。只有在大量原子的集體行為中,組織才會顯現出來,而我們看不見這樣的集體行為,於是便會說宇宙系統是以未知的方式自組織的。把上帝描繪成這樣一種精神,或許足以讓大多數信上帝的人滿意。

很多早期宗教都是多神論,認為有很多神,這些神按其能力不同而各有等級。這種觀點在現代人對天外智能的思考中也有表現。有些作者設想,智能和技術能力存在著高低不同的等級,在這等級之中,人的級位最低。可以設想一些生物具有很了不起的能力,以至我們沒法把它們的行為同大自然本身區別開來。在這等級次序中有一個至高者,這至高者的能力和智能最高。這位至高者能夠做到很多傳統的上帝所能做到的事。

假如我們相信的確有一個這樣的精神存在(從科學上看,尚沒有任何可能的理論真正地證明這樣的精神存在),那麼,這精神能夠不讓宇宙走向滅亡嗎?

假如這位至高者只能被迫在物理定律的範圍之內活動(儘管量子論容許物理定律可有相當的變通),那麼,就可以肯定地說,這樣的精神不能阻止宇宙的死亡。熱力學第二定律禁止任何人將那無情地上升的熵降下來,不管這人的技術多麼高超,也不管他的知識多麼到家,他就是不能讓熵降低。

人們也許會這麼想:那個能夠在原子水平上操縱物質的神也能夠通過恢復宇宙逐漸鬆弛的組織形式,不斷地給宇宙「重新上弦」。這種想法其實是麥克斯韋在一個世紀以前探討過的,人們通常稱之為麥氏妖的悖論。我們可以考慮一下,有一個密封的箱子被一個帶開閉器的薄膜一分為二。薄膜的兩邊都是溫度和壓力相同的氣體。這箱子是一個系統,目前處於最大熵的熱力平衡狀態,沒有任何可以做功的有用能量。在這個系統中,除了氣體分子的隨機跳躍之外,不會進一步發生什麼有趣的事。

然而,假設在這箱子裡有一個小妖怪能夠操作開閉機關,它注意到分子的運動混沌無序,有各種各樣的速度和方向,有的分子運動得快,有的運動得慢。分子的平均速度是決定氣體溫度的要素。平均速度不會改變,但每個分子每次撞上鄰近的分子或箱壁時,其運動速度和方向都會改變。於是,小妖便採取了下面的策略。當箱子右邊的快速運動的分子接近薄膜時,它就打開開閉器,讓這分子穿過薄膜進入箱子的左邊。反之,當箱子左邊慢速運動的分子接近薄膜時,就讓它進入箱子的右邊。過了一段時間以後,箱子的左半部將滿是快速運動的分子(平均而言),而箱子的右半部將滿是運動速度較慢的分子。箱子的左半部因而要比右半部溫度高。這妖怪就這樣靈活地操縱個別分子,使箱子的兩個部分造出溫差。熱力學平衡將不再佔上風,於是熵也減小了。現在,可以用這溫差來完成某種有用功了(例如開動熱機),直至最後的能量又被消耗掉,熱力學平衡又得到恢復。然後,那妖可以故伎重演,我們也就有了粗具規模的永動機了。一個無所不在的妖可以在宇宙水平上玩弄這套分選把戲,使宇宙不會墜入熱死之中。

可惜的是,精心的觀察證明,麥氏妖幹不了開動永動機的活兒。在20世紀20年代,列奧·斯濟拉得詳細地研究了麥氏妖的工作情況。他發現,那妖若想把事兒幹成,就必須有確切的信息,知道向它接近的分子的運動速度有多大。只有付出一定的代價才能獲得這樣的信息,而付出的代價就是熵的增加。例如,妖可以用強的光流來照亮近前來的分子,並用多普勒效應來測量它的速度,就像警察用雷達給汽車測速一樣。但是,妖在這一步驟上花費有用的能量本來是要分選速度不同的氣體分子以使熵降低的,而實際上則會使氣體的熵增高。很明顯,智能控制在分子水平上不能夠擊敗熱力學第二定律。

假如這些熱力學的理論是正確的,那麼,任何自然的作用,無論是智能的還是非智能的,都不能永久地延緩宇宙末日的到來。我們已經說過,假如宇宙持續膨脹下去,就可能永遠也達不到真正的熱力平衡。然而,我們今天所看到宇宙生機勃勃的組織注定要衰落得面目全非。只有超自然的上帝才能真正地使宇宙再次振興起來。