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科学史与宗教信仰的交汇:物理学能证明上帝的存在吗?

新浪科技讯 北京时间3月5日消息,如果上帝创造了整个宇宙及其所有的物理定律,那上帝是否会遵循他自己制定的规则?换句话说,上帝能否超越自己所创造的定律,比如旅行速度超过光速,从而能够同时出现在两个不同的地方?这个问题的答案或许能帮助证明上帝的存在,或者这就是科学经验主义与宗教信仰的交汇点,而没有真正的答案?当英国开放大学行星与太空科学教授莫妮卡·格雷迪收到这一问题的时候,立刻就被吸引住了,以下便是她对此所作出的解答。

  在新冠疫情的背景下,许多原本信仰坚定的人也开始质疑上帝的存在:如果有一个仁慈的上帝,为什么会发生这样的灾难?另一方面,上帝可能被物理学定律“束缚”的想法也很值得探索,因为这些定律不仅支配着物理学,还支配着化学和生物学,由此也决定了医学的局限性。

  如果上帝不能打破物理定律,那他就不可能像人们想象的那么强大;但如果他能做到,为什么我们没有看到任何表明宇宙中物理定律被打破的证据呢?

  为了解决这个问题,让我们先把它分解一下。首先,上帝能比光更快吗?从数值上,光大约以每秒3×10^5公里的速度传播,即每秒299500公里。我们知道,没有任何东西的速度可以超过光速,但事实真是如此吗?几年前,一群物理学家假想了一种超光速亚原子粒子,称为“快子”(tachyon)。幸运的是,这种粒子真实存在的可能性被认为是极低的。如果它们确实存在,它们将具有一个想象的质量,而空间和时间的结构将被扭曲,从而导致违反因果律(上帝如果存在的话,可能会对此感到头疼)。

  到目前为止,我们还没有观察到任何比光速更快的物体。这本身并不能说明任何关于上帝的观点,只是强化了这样一种认识:光确实传播得很快。

  当我们思考光从一开始传播的距离时,事情就变得更有趣了。想象一个经典的大爆炸宇宙,光速为30万公里/秒,那么可以计算出,在宇宙——更确切地说是可观测宇宙——存在的138亿年里,光大约走了1.3×10^23 公里。

  宇宙膨胀的速度约为70(km/s)/Mpc(Mpc即百万秒差距,1Mpc约为3×10^19公里),因此目前的估计表明,我们到宇宙边缘的距离为460亿光年。随着时间的推移,空间的体积增大,光要经过更长的时间才能到达地球。

  宇宙比我们所能看到的要大得多,而我们看到的最遥远物体是由哈勃太空望远镜观测到的GN-z11星系,距离大约是1.2×10^23公里,或者说134亿光年(光行程),相当于该星系的光需要134亿年才能到达我们这里。然而,当这些光“出发”时,该星系距离银河系只有大约30亿光年。

  我们无法观察或看到大爆炸之后成长起来的整个宇宙,因为光在不到1秒的时间内就到达我们这里。一些人争辩说,我们仍无法确定物理定律是否会在其他宇宙区域被打破——也许这些都只是局部的、偶然的定律。这就将我们引向了比宇宙更大的事物。

  多重宇宙论

  许多宇宙学家认为,宇宙可能是一个更大宇宙的一部分;即在我们的宇宙之外,还共存着许多不同的宇宙,但它们之间不发生相互作用。多重宇宙的观点得到了暴胀理论的支持,后者认为宇宙在诞生10^-32秒之前急剧膨胀。暴胀理论是一个重要的理论,因为它可以解释为什么宇宙具有我们所观察到的形状和结构。

  但是,如果暴胀可以发生一次,为什么不能发生很多次呢?我们从实验中知道,量子涨落可以导致粒子对突然出现,只不过在片刻之后就会消失。如果这种涨落可以产生粒子,为什么不能产生整个原子或宇宙呢?有人认为,在混沌的暴胀时期,一切并不是都以相同的速率发生——暴胀中的量子涨落可能会产生气泡,然后爆炸形成宇宙。

  不过,上帝应该如何融入多元宇宙呢?令宇宙学家头疼的一个事实是,我们的宇宙似乎经过了微调,从而适合生命的存在。在大爆炸中产生的基本粒子都具有适当的属性,使氢和氘的形成变得可能,正是这些物质产生了第一代恒星。

  这些恒星中控制核反应的物理定律产生了构成生命的物质——碳、氮和氧。为什么宇宙中所有的物理定律和参数恰好都具有适当的值,能允许恒星、行星和最终生命的诞生?

  有些人认为这只是一个幸运的巧合。另一些人则认为,我们不应该对看似青睐生命的物理定律感到惊讶——毕竟是它们造就了我们,除此之外我们还能看到别的定律吗?然而,一些有神论者认为,这恰恰表明存在一个创造了有利条件的上帝。

  但上帝并不是一个有效的科学解释。相反,多重宇宙论为这一谜题提供了答案,因为它允许不同的宇宙具有不同的物理定律。因此,我们碰巧身处少数几个可以支持生命存在的宇宙之一也就不足为奇了。当然,你无法反驳上帝可能创造了多重宇宙的观点。 (责任编辑:东莞网)

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