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第一動因 與人類命運

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第一動因 與人類命運. 口述 : 霍金 文字 : 鄭紹遠 - 香港科技大學理學院院長. 1642 年 1 月 8 日 ,伽利略逝世;同一年,牛頓降生。 三百年後的 1942 年,就在伽利略逝世那天,霍金 出生了。 這些偉大天才誕生的日子這麼巧合,在科學和人類發展上,留下了一個讓人充滿想像空間的話題 – 上天為什麼如此安排 ? 霍金是最早用愛因斯坦廣義相對論推演宇宙演變的科學家之一。 他在著作 【 時間簡史 】 中,提出 " 宇宙起源於大爆炸,並將終結於黑洞 " 的斷論,已被科學界所接受。 可以說,時空的歷史與未來,就是霍金的研究對象。. - PowerPoint PPT Presentation

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口述口述 : : 霍金霍金文字文字 : : 鄭紹遠鄭紹遠 --香港科技大學理學院院長香港科技大學理學院院長

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1642 年 1 月 8 日,伽利略逝世;同一年,牛頓降生。三百年後的 1942 年,就在伽利略逝世那天,霍金出生了。這些偉大天才誕生的日子這麼巧合,在科學和人類發展上,留下了一個讓人充滿想像空間的話題 – 上天為什麼如此安排 ?

霍金是最早用愛因斯坦廣義相對論推演宇宙演變的科學家之一。他在著作【時間簡史】中,提出 " 宇宙起源於大爆炸,並將終結於黑洞 " 的斷論,已被科學界所接受。可以說,時空的歷史與未來,就是霍金的研究對象。

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從歷史看,當代宇宙學的誕生,可以天文學家哈勃 (Edwin Hubble) 的觀察和研究作為起點。哈勃於 1929 年在天文觀察中發現,河外星系的光譜,出現了紅移現象,由此推斷,愈遠的星系以愈快的速度離我們而去,這表明整個宇宙是處於膨脹狀態。若將時間倒溯到過去,估計在 100 億到 200 億年前,宇宙從一個極其密緻、極熱的狀態中大爆炸而產生。

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1948 年,俄裔美籍宇宙學家伽莫夫 (George Gamow) 發表了一篇熱大爆炸的文章,他作出了驚人的預言 – 早期大爆炸的輻射,仍殘留在我們周圍。不過,由於宇宙膨脹引起的紅移,其絕對溫度只餘下幾度左右。在這種溫度下,輻射是處於微波的波段。到 1965 年,美國 AT & T 具爾實驗室的彭齊斯 (Amo Penzias) 和威爾遜 (Robert Wilson) 無意中發現到宇宙背景 3K 微波輻射,讓宇宙膨脹理論,得到強大的支持和論證基礎。

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按照廣義相對論,宇宙從大爆炸奇點開始,即是大爆炸的起點。奇點是一個密度無限大、質量無限大、時空曲率無限高、熱量無限高、體積無限小的 " 點 " ,在奇點處,一切科學定律包括相對論本身都失效了,甚至連時空也失效。奇點可以看成空間和時間的邊緣或邊界,只有給定了奇點處的邊界條件,才能由愛因斯坦方程闡釋到宇宙的演化。但邊界條件只能由宇宙外的 "造物主 " 所給定,因此,宇宙的命運和演化,無疑是操縱在造物主手上,這樣一來,我們又回到牛頓時代,一直困擾人類智慧的 "第一動因 " (first cause) 問題 – 宇宙的起源和演化,真的由造物主看不見的手推動 ?

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若果奇點是非物理性的,一切科學理論都失效,這樣一來,就構成宇宙學最大的疑難,廣義相對論也陷入了理論困局。霍金回憶, " 廣義相對論在奇點的崩潰,將破滅我們預言宇宙未來的幻想。 ",故此必須另闢蹊徑去解決這個問題。霍金相信,在宇宙極早期,整個宇宙非常微小,故此必須考慮量子效應,把廣義相對論的思想和量子場結合起來;對於宇宙奇點疑難,也必須用量子引力論才能解決。

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1983 年,霍金和哈特爾 (James B. Hartle) 發表論文 " 宇宙的波函數 " ,正式提出 " 無邊界宇宙 " 的設想,即 " 宇宙的邊界條件就是沒有條件 " 。如果時空沒有邊界,就毋須造物主的第一動因。霍金論證,宇宙的量子態是處於一種基態;空間和時間可看成一有限無邊的四維面。

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既然宇宙是 "自含 " 的、 "自足 " 的,也就是說,宇宙是自己創造自己、自己發展自己。霍金相信宇宙是可以認識的、可以理解的,但他又同時冷靜地認識到,人類不可能窮盡對宇宙的完全認識。可以說,人類對宇宙一切的認識只能是相對真理。正如科學哲學家波普爾 (Karl Popper) 指出,人類在無窮的相對真理的長路中不斷探索、不斷進步、通過 "除錯法 " ,不斷認識真理、逼近絕對真理。人類在認識宇宙的過程中,得到無窮的啟迪;而人類的文明也得以不斷進步。

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這種對科學定律和真理鍥而不捨的探究精神,就是人類文明發展的動力,人類的生命在追尋真理的過程中,顯得無比珍貴。所以,在科大召開的霍金記者招待會上,有記者提問,因病身體不能活動的斌仔 ( 鄧紹斌 ) 要求安樂死,這種做法究竟對不對 ? 霍金首先表示,他有這種選擇自由,肯定人類自己選擇的價值,但他卻隨即指出,生命的可貴,尋死是愚笨的決定,只要活著,就有希望。

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2006 年 6 月 15 日,霍金於在科大的公開講座後,接受提問。有人問他,身體的殘缺並沒有阻擋到他的前進,他憑什麼力量克服困難 ? 霍金很清楚表示,"形體雖殘,精神不廢 " 。這種堅毅不拔的精神,充分肯定了人類在宇宙中存在的價值,也充分顯露了人類生命的價值。也因為有這種堅毅不拔、鍥而不捨的精神,人類才有力量和智慧,在有限無邊的茫茫宇宙中,孤獨地尋找宇宙的起源和自身存在的原因 !

沒有 "第一動因 " ,人類的前途和人類社會的發展,也像宇宙一樣,是自己演化自己,自己發展自己 !