地球已被逼到绝境。产鱼丰富的海域、河口、草原、森林、湿地等自然资源为地球上的生物提供了水源和空气,保证了营养物质的循环。然而这些资源却被不可挽回地损坏。这个事实无论对于人类本身抑或地球上其它1000万生物来说,都是巨大的风险。人类的活动给地球自然环境造成的压力太大了。“生态系统还能否支持未来人类的生存活动?”这个问题再也没有想当然的肯定答案了。
氧是构成生命的重要元素之一,它以气体形式存在于自然界中的合成物——氧气是地球上大多数生命进行各种活动所必需的物质之一。森林砍伐会导致氧的枯竭。另外,由于化学燃料的大量使用,二氧化碳排放量的增长幅度最大,40多年来已经增长了9倍多。如果长此以往,维系人类生命的氧气有可能就会被耗尽。这种担心不是“杞人忧天”那样毫无根据。在空气中氧气占21%,我们和其他生物呼吸空气中的氧,释放出二氧化碳,即体内废气。一个健康的成人每天大约需吸入600升的氧气,呼出约400升的二氧化碳;除人类外,其他动物也同样吸收氧而释放二氧化碳。通常,大气中的水蒸气和二氧化碳的含量是不变的。一般二氧化碳含量为百万分之三,但是生产的发展使煤、石油、天然气等含碳燃料被大量使用,造成了大气中的二氧化碳逐年增加。美国世界观察研究所公布了一份报告统计,100年前全世界每年进入大气的二氧化碳仅为9600万吨,而目前则达到50亿吨,预计在最近10年将递增到80亿吨,增长速度惊人。早在100多年前,就已有人为二氧化碳的含量增加而担心了。1898年,英国物理学家凯尔文曾指出:随着工业的发展和人口的增多,这种情况十分让人担心。地球上的氧气500年后将全部被消耗光,只剩下日益增多的二氧化碳。那些和凯尔文一样担心氧气将会被耗尽的人们,只看到了问题的一个方面。
事实上,除了绿色植物在消耗二氧化碳外,科学家们还发现在二氧化碳和水的作用下,岩石中所含的碳酸钙会变成酸式碳酸钙,这中形式的碳酸钙可以溶解在水中。据分析,每年由于岩石分化耗掉大约40-70亿吨二氧化碳,这些风化的岩石随着江河流入大海,它再与石灰化合并重新形成石灰石,并一新的岩石的形式沉入海底。当然不必担心氧气会被耗尽的主要理由是,地球上生长着种类丰富、数量众多的绿色植物。世界上大量的绿色植物在光合作用中会吸收大量的二氧化碳,同时派出氧气。据科学家们实验分析,三棵大树每天吸收二氧化碳,相当于一个人每天所呼出的二氧化碳的量。因而一些人乐观地认为,地球不会变成二氧化碳的世界,但二氧化碳的含量也会略有增加。各国科学家积极探索一些新途径,希望能减少二氧化碳的排放量,并且可能的话将其再生利用,但是却没有更好的方法增加氧气的生成。专家们认为,减少森林面积的流失、保护绿色植物就是人类最好的保护氧气的方法。这些大量的绿色植物生产了我们人类赖以生存的氧气。
二氧化碳增多的直接后果是地球的“温室效应”。同时,它还使地球的温度上升,冰川融化。据科学家预测,如果南极大陆的冰川因高温而融化,其增加的水量则可使美国的摩天大楼淹没20层,并淹没掉荷兰等一些地势较低的国家,使它们不复存在,人类将会面临上帝的惩罚,洪水会再一次吞没人类,那时候就看人类能不能造出足够多的诺亚方舟来活命了,即使人人都在方舟上,也许最终的命运就是永远停留在方舟上,直到被活活饿死。那时的陆地面积很可能只占地表面积的5%-10%。在更为狭小的陆地上将生存全世界60-70亿的人口,人类恐怕也逐渐灭绝。
我们可以想象,如果有一天地球上氧气被消耗殆尽的话,将会出现多么恐怖的场景。而地球上的氧气是否真的会耗尽,则取决于人类的努力程度。如果人类不加克制地乱砍乱伐林木,破坏生态平衡,势必会造成氧气生成机制的阻碍,那么我们真的可能会在某一天面临缺乏氧气的危机。反之,若人类能未雨绸缪,尽早地采取相应措施,就有可能避免氧气被耗尽的窘境。一切都取决于我们人类自身的行为。
我们面临着继650万年前恐龙灭绝后最大的一场生物多样性危机。全球至少四分之一的鱼类已经被人类捕杀。最近几年,有90%的金枪鱼、旗鱼和鲨鱼等大型海洋食肉动物死亡。而在下个世纪,超过30%的两栖动物、25%的哺乳动物和12%的鸟类都将面临灭绝的危险。对于幸存的动物来说,全球变暖会令它们的生存越来越艰难。1976年的一天,突然有250条鲸鱼游入浅水中,出现在佛罗里达州的海滩上。当潮水退下时,这些被搁浅在海滩上的鲸鱼无法动弹,由于没有水,鲸鱼很快就会死掉。美国海岸警卫队队员们和数百名自愿救鲸者进入冰冷的海中,企图阻止那些鲸鱼自杀;有点人用消防水管在鲸鱼身上喷水,想以此延续它们的生命;有的人甚至开来起重机,试图把鲸鱼拖回大海,由于鲸鱼重量过大,反而把起重机拖翻了。鲸鱼冲上海滩集体自杀的现象在许多地方都发生过,没有人捕捞,没有人驱赶,鲸鱼为什么要自杀呢?这真是令人费解。对于鲸鱼集体自杀的原因,大多数人认为是由某种原因干扰了鲸鱼对方向的判断,从而使其“误入歧途”。鲸鱼并不是靠它的眼睛辨别方向的,这一点同海豚相似。鲸鱼的眼睛与它的身材是极不相称的,一头巨鲸的眼睛只有一个小西瓜那样大,而且一般只能看到17米以内的物体,视力极度退化。一头巨大的鲸鱼能看到的距离还没有自己的身体那么远。也许你会问,在海洋中鲸鱼是靠什么来测物、觅食和导航呢?原来,鲸鱼具有一种天生的高灵敏度的回声测距本领。它们发射出的超声波频率范围极广,这种超声波遇到障碍后会立即反射回来,形成回声。鲸鱼就根据这种超声波的往返时间来准确地判断自己与障碍物的距离,定位非常准确,误差一般很小。由于鲸鱼具有这个特点,如果非自然原因影响了鲸鱼的回声定位系统,就有可能使鲸鱼找不到方向。学者们对制造鲸鱼自杀惨案的“凶手”进行了追捕,并且找到了几个“嫌疑犯”。1975年7月,在美国佛罗里达州发生了一群鲁莽的逆戟鲸在洛捷赫特基海滩几天搁浅的事件,动物学家发现鲸鱼的内耳中有许多圆形的昆虫。研究人员因此认为,耳内寄生虫破坏了鲸鱼的回声定位系统,可能是使一些鲸鱼搁浅,导致鲸鱼不能正确收听回声。
此外,那些污染海水的化学物质也有可能会扰乱鲸鱼的回声定位系统,所以环境污染也可能是致使鲸鱼搁浅的原因之一。另一些科学家通过解剖数头冲进海滩搁浅的自杀鲸鱼后发现,绝大多数死鲸的气腔两面红肿病变,并因此认为,可能是由于鲸鱼定位系统发生病变使它丧失了定向、定位的能力,导致搁浅海滩。鲸鱼的恋群性特征表明,只要有一只鲸鱼冲进海滩而搁浅,那么其余的就会奋不顾身地跟上去,造成接二连三的搁浅,最终形成集体自杀的惨剧。伦敦大学生物系的西蒙德斯教授和美国拉斯帕尔马斯大学兽医系的胡德拉教授却认为军舰发动机和声纳的噪音以及水下爆炸等才是鲸鱼集体自杀的真正原因。他们在将一系列的鲸鱼集体自杀事件进行分析之后,发现了其中的巧合。这种观点认为,在海洋深处定向、定标的发达的定位系统是每头健康的鲸鱼都拥有的,而那些军舰声纳和回声探测仪所发出的声波及水下爆炸的噪音,把鲸鱼的回声定位系统破坏了,从而导致鲸鱼集体冲上海滩自杀。美国海军曾经进行了一系列实验,实验中产生了巨大的海底噪音,结果24小时之内,有16头鲸在巴哈马群岛集体触礁,似乎非常神秘。哈佛医学院和伍兹霍尔海洋研究所对在该事件中死亡的两只鲸部分取样后进行了分析。鲸类听觉及解剖学专家通过研究发现,鲸的一些对强烈压力都很敏感的部位出现了损伤,如内耳损出血,并伴有大脑、听觉系统和喉部损伤。在其中一具鲸尸中,甚至连接耳鼓鼓膜的韧带都断裂了,这显然是由于受到了强烈的肢体冲撞而造成的。触礁事件之前的10年里,该地区的鲸类科学研究报告中都没有发现有类似受到冲撞的鲸。为此,国际爱护动物基金会的海洋生物学家表示:“我们希望通过不杀害或威胁海洋哺乳动物的奇特方式进行研究,尽管我们很清楚海军所致力的研究对国家安全至关重要。”许多环保组织则对低频活动声纳——海军另一个引起争议的声纳研究项目表示关注。对鲸鱼自杀之谜,科学家们做了种种推测,普遍认为是出于人类社会的某种原因才出现这样的悲剧。但联想到大象有自己的基地以及其他动物群体中一些难解的现象,鲸鱼的集体自杀也许是其“社会”中的一次集体行动。
人类自身的行为,时刻挑战着地球的忍耐力。自1980年至今,35%的红树林被砍伐,20%的珊瑚礁被破坏,另外20%的珊瑚礁已经严重衰退。到2050年,人类将消耗掉地球上的180%到220%的生物生长能力。地球上曾经存在过的至少5000亿个物种中,99%以上已经消亡。地球上平均每1小时就有1个物种灭绝:12%的已知鸟类、22%的已知哺乳动物、28%的爬行动物、70%的植物,30%已知两栖动物、37%的淡水鱼类、35%的无脊椎动物正在遭受灭绝的威胁。消失的物种不仅会使人类失去一种自然资源,还会通过食物链引起其他物种的消失,物种丧失的速度比人类干预以前的自然灭绝速度要快1000倍。
江河中的水量急剧减少。在过去的几年中,非洲的尼罗河以及北美洲的科罗拉多河的河水在入海前就已经干涸了。人类过度使用地下水资源,使用速度已经超过了地下水资源的补给速度。从上世纪80年代起,人类对自然资源的消耗就开始超过资源的再生能力。在2003年人类的“生态足迹”已经超出了地球生态承载力多达25%。
粮食不足是其中一个主要烦恼,专家至今仍想不出一套可行的办法,可以喂饱世界上所有的人。万一农作物欠收,极有可能会引致大规模的饥荒。就算有饭吃,营养不良的人势必大幅增加。可以预见,当人与人之间的利益发生冲突时,国与国或地区与地区之间的矛盾也会加剧,恐怕数十年后,世界上的战争会比现时更加频密,人类将难逃流血之劫。
人类目前正在以空前的速度消耗着大自然的资源,如果按照目前的趋势,到2050年,人类即便有两个地球的自然资源也可能不够花。若想扭转这种状况,必须立即做出重要抉择。正如著名物理学家史蒂芬?霍金所说的,人类基因中携带自私、贪婪的遗传密码,人类对于地球的掠夺日盛,地球资源正在一点点耗尽,地球的危险愈来愈多,如温室效应、核战争、基因改造病毒等,地球将在200年内毁灭,而人类要想继续存活只有一条路:移民火星或其他的星球。
人们一直在讨论各种摆脱世界末日出路的可能性,霍金所说的移民外星球的那些奇特的想法并不是这类可能性的唯一代表,还有更多的“可能性”,比如移民到地下。
影片《2012》中的“世界末日”给很多人留下了深刻的印象,甚至引起了一定程度上的担忧及恐慌。那么“世界末日”究竟会不会发生?以科学的立场上说,这个可能性总是存在的。与其它生物植物一样,任何具有生命的物种都有生命周期,都有从生到死的过程,所以说,地球也不能幸免,虽然可以确定的说这个末日不会是2012年12月21日,但迟早都会有这么一天。我们先不说地球是否毁灭,就是宇宙也有毁灭的那一天。关于宇宙末日,我放到最后再谈这个问题,首先让我们来了解一下“2012世界末日”预言中提到的几个问题。
预言中提到,玛雅文明记载2012年将是第五个“太阳纪”终结日,具体时间是12月21日,这一天的某个时间地球将会不复存在。事实上根据玛雅文化研究专家研究证实,所谓的玛雅历法并没有这个意思。“世界末日”纯属消极悲观者的臆想,而“末日”2012年12月21日正是玛雅历法中重新计时的“零天”,就如我们撕去2010年日历中的12月31日那页纸一样,接下来我们会翻开2011年日历中的1月1日那页纸。科学家解释说:“在玛雅历法中,1872000天算是一个轮回,即 5125.37年。根据“长历法”,到2012年冬至时,就意味着当前时代的时间结束,即完成了5125.37年的一个轮回。长历法于是重新开始从‘零天’计算,又开始一个新的轮回。”
关于世界末日预言中还提到了2012年将要发生的毁灭性灾难——“两极倒转” ,即:地球将会发生两极倒转,地球外壳和表面将会突然分离,地心内部的岩浆将会喷涌而出。分离的大陆会将整个人类填入大海,接着地震、海啸、火山以及其他灾难会一起出现。科学家对此已经做了解释,认为这是无稽之谈,认为即便发生这样的事,人类根本感觉不到这种变化,因为这是一个持续数百万年的缓慢过程。
至于“天体重叠”的预言是来自于一些星象学家的担忧,时间同样指向2012年,称“太阳在天空中的线路将会穿过银河系的最中央”,会让地球处于更为强大的未知宇宙力量的牵引之下加速毁灭。科学家肯定地答复说,这是正常的天体现象。比如每年冬至时,从地球上看太阳,太阳看起来就像是处于银河系的中央。“它不会造成地球引力、太阳辐射、行星轨道等事物的变化,也不会对地球上的生命造成任何影响。没有任何奇怪之处。只有认为世界即将面临末日的人才会把这些普通的天文现象看作是一种威胁。”
还有预言说,一颗神秘的X行星(Nibiru)正在向地球的方向飞来,地球将会因此而消失。而科学家肯定地批驳说:这个天体根本就不存在:“从2003年到现在已经好几年了。如果在太阳系内确实存在这样一颗行星的话,天文学家肯定在过去十年中就已经开始研究它了,我们肉眼也应该能看到了。” 预言中还有一种说法,太阳将会于2012年产生致命的太阳耀斑,将地球烤焦。但是科学家们从来没有说过太阳会释放出强大的太阳风暴足以烤焦整个地球。
这么说来,2012年“世界末日”的预言不过是一个传说罢了,它并会发生。但是,既然人们已经普遍开始关心世界末日,就算这个末日不会提前到来,那么将来总会到来。除了地球将在末日那天毁灭外,就连正个宇宙都有末日那一天,与世界末日一样,宇宙末日也是人们普遍关注和担忧的问题。
美英科学家最近提出了循环宇宙模型。该理论认为,宇宙将永远不会结束,而是处于从生长到消亡的循环过程中。大爆炸既不是宇宙的起点也非终点,而只是宇宙不同阶段的“过渡”。
谈到宇宙末日,大家都知道宇宙“循环模型”(Cycle model)的理论:宇宙膨胀到极大尺度,然后再收缩回去,但它还存在,由于某种原因它又会出现“反弹”,并开始另一轮由膨胀和再收缩组成的循环,就像佛教中所说的生死轮回一样,回经过一个反复轮回的过程,也许会永远进行下去。在这种情况下宇宙就没有真正的开始或终结,不过每一次循环都会有变化,比如说,我们现在的宇宙在经过一次收缩后,现有的宇宙各星系就会浓缩在一起,也就是说包括地球在内的银河系以及其它不计其数的星系都会毁灭,被压缩到一个点上,然后再经过一个特定的时间,这个点会再一次爆炸,膨胀成一个新的宇宙世界。那个时候,也许就没有与现在宇宙同样的星系分布结构了:也许有新的银河系,但它却不在现在这个宇宙方位,也许会有新的地球,但它却不在银河系。“循环模型”的理论反映出创生与灭亡、生与死构成的轮回。
宇宙在一场收缩中把所有星系都毁灭的预言非常恐怖,使人深感沮丧的是,一个宇宙在经历了有限的辉煌活动时期后,然后永恒地堕入荒芜萧瑟的状态。假使这个预言会变成现实,那也是遥远的将来才会发生的事了,不过这样的结局令人感到凄凉。但是,科学上提出的“循环模型”却让我们在绝望中看到了一点希望,那就是它虽然会经历灾难,但不至于彻底毁灭,这个理论让人类获得了稍许安慰,因为这种循环有可能是无止境的,它回避了“彻底毁灭”这个可怕的幽灵,排除了永恒的衰败和消亡的可能性,就如地球上的四季轮回一样,萧条的冬季过去后,就会迎来生机盎然的春天。有关这类理论有一种说法很流行:宇宙每次的新循环就像不死鸟一样,从燃烧的大火中死去,然后在死去的躯壳中再生。宇宙在循环的过程中,从膨胀到收缩,再从收缩到膨胀,演变出一些新的宇宙结构和体系,诞生一个丰富多采的新世界,直到下一次循环时再次把往事一笔勾销。就如人死后经过轮回再次降临人间,然后不记得前世的事情一样。虽然这种理论似乎看上去很乐观,并且颇有吸引力,但是似乎很难成立,从物理学的角度来看,这种事情似乎没有很好的条件支持。处于某种极高密度状态的坍缩的宇宙能出现反弹吗?如果能够的话,这个反弹必须要有某种反引力来支持,使得它正在向内挤压的巨大引力作用相抗衡,在坍缩的最后阶段会增大而把暴缩的动量反转过来。不知道是否存在这样的力。
其实在宇宙大爆炸的暴胀理论中,所假定的也是这样一种威力强大的斥力。不过产生暴胀力的真空激发态(Vacuum excited state)会很快地衰退,它是极不稳定的。虽然可以想象这种简单而微小的新生宇宙应该起源于这种不稳定状态,但是,进行收缩的宇宙从很复杂的宏观条件下恢复到激发真空态,这似乎是不可能的。就如一只尖头朝下倒立的鸡蛋,它立起来的可能性是零。鸡蛋倒下容易,但是要立即将倒下的鸡蛋放回尖头朝下的位置,那是难上加难。除非像那永远也不会倒下的“不倒翁”,其内部具有某中引力来支持它“立于不倒之地”。
假定可以用一种办法克服引力的难题,但是宇宙循环模型的概念依然存在严重的困难,那就是当一些不可逆过程以有限的速度在向前发展时,对于受这种不可逆过程支配的一些系统来说,在经过有限的时间之后就会回到最终状态。正如宇宙热寂的预言——热寂达到绝对零度时,所有分子都会停止运动,宇宙中再也没有任何可以维持生命或运动的能量存在。宇宙循环的引力无法克服这个困难。比如,我们用手将一个自行车轮子比作宇宙,当我们拨转轮子后,最终轮子的转动会不可避免地停下来,除非我们不断地反复地拨转它。但是,有什么办法能够让宇宙轮子不会受到不可逆变化的支配并保持运动呢?
宇宙循环前夕的状态如同刚刚发生大爆炸后的宇宙状态非常相似:正在冷却的背景辐射又重新变热,而复杂的元素则再次分裂成一盘基本粒子豆,正在分散而去的星系被拉回到一起。但是这仅仅是表面对称的一种印象。当宇宙在循环中由膨胀转变成收缩时,宇宙看上去仿佛仍在膨胀,这种表观上的滞后现象是有限光速造成的错觉。
对宇宙收缩的方式有着很重要影响的是,由于物质引力与辐射引力不同,能量从物质完全转化为辐射。这种超额辐射在收缩阶段使宇宙坍缩的速度更快。假如可以使反弹出现的话,那么,每次大爆炸都应该会比上一次更大。结果就是 在每一轮新的循环中宇宙会膨胀到更大的尺度,所以循环逐渐变得时间会更长,尺度也会更大。
根据“热力学第二定律”,宇宙循环的这种不可逆增长也不费解。辐射的累积代表“熵”的增加,从引力上表现出来它越来越大的循环。但是宇宙明显地随时间演化。那些阶梯式地串接在一起循环,它们的起点又混乱既复杂,而未来的循环会无限地扩大,直到它们变得很长很长。其他一些物理过程已被宇宙学家找到,它们同样会破坏每次循环中膨胀和收缩阶段的对称性,如黑洞的形成,宇宙开始时并没有黑洞,因恒星坍缩和其他等过程,随着时间的不断推移便形成了黑洞。黑洞随着星系的演化出现的越来越多,压缩在坍缩的最后阶段会促使更多的黑洞形成,一些黑洞与黑洞彼此会合并而形成较大的黑洞。因此,相比大爆炸刚发生后的情况,宇宙引力结构在接近大灾变时更要复杂,因为黑洞事实上会明显增多。假如宇宙“反弹”,那么下一轮循环开始时会比这一轮循环产生更多的黑洞。
任何一种循环宇宙都无法回避“热力学第二定律”的退化影响,只要它允许物理系统和物理结构的循环接力赛,结局仍然是热寂。避免这种可怕结论的是,假设反弹时的物理条件非常极端,先前所有的物体都被摧毁,全部影响全部消失,实际上宇宙完全从零开始再次诞生,有关前面各轮循环接力赛都不可能进行。
然而,很难看出这种循环模型具有吸引力,在物理性质上如果每轮循环与其他循环是断开的,那么它们代表同一个宇宙以某种方式在延续,或者说这些循环是相互继承的,那就没有什么意义可言了。这些循环实际上不是依次连接而是平行存在的宇宙。这种情况使人想起佛教所说的人可以投胎而得以再生,再生的人对他的前世毫无记忆,这在何种意义上说明他们是同一个人呢?另一种可能性是,由于违背了“热力学第二定律”,结果在反弹时我们又拨转了自行车的轮子。这种第二定律失效所造成的破坏意味着什么?违背热力学第二定律相当于时间的倒流。打个比方:对于一盆泼在地上的水来说,命运的倒退需要有组织的协调作用,使地上的水再回到盆子中去,实际上就如一部倒放的影片,正是“热力学第二定律”使我们清楚了过去和将来之间的区别。
在听到“世界末日”来临的惊人预言时,假定时间倒流以逃避毁灭的灾难,当这个过程变得无比艰难的时候,只是在倒放《2012》这部惊心动魄的科幻影片。对于一个再收缩宇宙来说,时间也许会在收缩阶段中倒流。这种倒流应包括在那段时间内所有生物的大脑功能,收缩阶段的居民不会观察到他们周围的东西在“往回跑”,而因而使他们对时间的主观感觉也倒过来。例如,他们会发觉宇宙不是收缩而在膨胀。在他们看来宇宙正处于收缩阶段,而大脑则是在倒退着处理问题。霍金也曾热衷于时间反演宇宙,他起初相信量子力学用于再收缩宇宙时隐含时间的对称性,但是结果证明在量子力学的标准公式中并不对称。
还有一种“暴胀宇宙”理论。早期宇宙的量子态也许以一种无序的方式逐点变化——那里是中等激发态,这里是低能态,某些地方则是高激发态。处于激发态的地方会出现暴胀,高激发态衰退得最慢,暴胀得最快。对某个具体的空间区域来说,能态激发得越高,宇宙暴胀得就越剧烈。这种情况同达尔文进化或经济学联系起来对应于某个高激发态的一次成功的量子涨落,所产生的结果是那个区域的体积便出现巨大的增长,尽管这意味着它外借了大量的能量。所以那些处于超级暴胀之中、借了许多能量的区域很快便取得了统治地位。
宇宙被分割成一团宇宙泡或者一团微宇宙,某些泡根本不会出现暴胀,而有的则发疯似地暴胀,这是无序暴胀的结果。我们自己的宙版图应该只是无数个高度暴胀宇宙泡中的一个,因而宇宙看上去仍然会是极端无序的。我们这个宇宙泡的延伸距离之远超出了目前可观测宇宙的范围,物质和能量在它的内部大致呈均匀分布,但是还有其他宇宙泡在我们的宇宙泡之外,一些仍在暴胀过程中的区域。
事实上,暴胀在上述模型中永不停息。哪怕另一些宇宙泡在完成它的生命循环后也与死亡没有关系,因为始终有一些新的宇宙泡形成于正发生暴胀的空间区域,生生不息。在这种宇宙中,宇宙泡、希望和生命永恒不息地涌现出来,永远都没有结束的时候,也可能就谈不上什么起点和终点的问题,尽管我们现在对此还存在某些争议。
这也就是说,我们是不是不用再担心宇宙末日了呢?因为宇宙泡能反复循环再生,是不是为我们的后裔提供了生存的希望呢?如霍金先生所说的,当地球资源被消耗殆尽后,人类面临着末日,这样能否移民到另一个更年轻、更长久的星球,以逃避世界末日呢?
如果宇宙能循环生命,那么就意味着生命在暴胀宇宙中将永远不会消失,遗憾的是这个结论不是意味着人们从此后就可以非常乐观地对待自己的未来。如资源不可能循环再生一样,当耗尽以后,人类必须面临一种结局,那就是灭亡。而任何一个可以生存的星球或宇宙泡,随着时间的推移,加之人类对资源贪婪地掠夺,对环境的严重破坏,都会慢慢地变得不适宜人类居住。因此只有一个办法,那就是霍金先生所说的移民外星球。为了生存下去,人类在面临末日时唯一可能的策略就是,不断地寻找新的适合生存的星球,不断地从老星球搬到新星球去。
尽管霍金先生的“移民外星”说就像春天一样生机盎然,令我们充满希望,但是安德列?林德先生所谓的“宇宙暴胀理论”却令人感到泄气。按照暴胀理论中所说的,宇宙泡的尺度将是非常大的。根据林德先生的计算,距离我们最近的宇宙泡可以说是云树遥隔,这段距离要是以光年为单位,那它的后面必须跟上几百万个“0”。当然,即使以光的速度到达另一个宇宙泡,也要花上同样多的年数才有可能办法。如果运气足够好的话,我们可能正好处在我们所在宇宙泡的边缘。霍金先生乐观地认为可以移民外星,但前提条件是人类的科技以及能力以及现有的资源都能够达到。当左右我们的辐射和物质变得无限稀薄时,那么最终可能会决定宇宙膨胀的方式是现在微不足道的物理效应。打个比方,假定某种极其微弱的暴胀力有可能一直存在于宇宙中,它今天被某种物质的引力作用所掩蔽。但是如果人类为躲避末日而逃离我们的宇宙泡,这种微弱的暴胀力最终会在我们漫长的逃离过程被我们察觉到。因为时间的充裕,宇宙应该改会再一次开始暴胀,然而这次暴胀不同于大爆炸的方式,而是非常缓慢,就像是大爆炸的某种孱弱无力的赝品,尽管很微弱但却会永远地持续下去。
虽然宇宙以微小的速率的在增长加速,企望尽快地到达泡的边缘,但暴胀泡边缘会更快地后退,任何幸存下来的生物会埋葬在我们的宇宙泡内。对于人类或我们的后裔来说,这种物理效应在表现出它们的宇宙学意义之前,我们实际上根本无法探测到它们。所以,如何取决于这么微小的物理效应,便成为他们的最终命运。在戈尔德(Gold Thomas)和赫尔曼?邦迪(Herman Bopdi)的原始形式中,稳恒态宇宙学(steady-state cosmology)假定宇宙在大尺度上是保持永远不变的,因此宇宙既没有开端也没有终结。随着宇宙的膨胀,保持总体密度不变的新物质会不断地创生出来以填补空隙,任何一个星系的命运都经历这样一个过程,那就是诞生、演化和死亡。但是,从新创生的物质中一些星系源源不断地形成,而新创生物质的补充是无止境的。因此,在给定的空间范围内,宇宙有着相同数目的星系,它们由各种年龄的星系混合组成。
宇宙最初如何从虚无中诞生,稳恒态宇宙的概念保证宇宙作为一个整体将永葆青春,尽管各别星系会慢慢地死去。由于是新物质,自然就提供了能源,我们的后裔不必因为能源枯竭而到处去发掘可利用的东西。假如老的星系燃料用完了,他们就可以按照霍金先生的办法,移民到比较年轻的星系,而这个过程可以活跃性和多样性、以同等充沛的精力,永无止境地维持。要使这个理论成立还需要某些必要的物理条件。每隔几十亿年宇宙的体积由于膨胀便要增大1倍。这种情况下需要创生出大约10的48次方吨的新物质,才能使密度保持不变。这是一个庞大的数字,平均下来,相当于在机舱那么大的空间内,每100年只出现1个原子。我们不大可能会注意到这种现象。但是有个严重的问题:提供这份额外质量的能量来自何处?这个能量又如何会用之不尽,取之不竭。弗雷德?霍伊尔(Fred Hoyle)和贾扬特?纳里卡(Javant Narlikar)提出用一种新型的场——具有负能的创生场来供应能量,每个质量为N的新物质粒子给创生场贡献一份负能量mc的2次方。
虽然创生这个难题从技术上解决了,但它仍有许多问题悬而未决。六十年代的观测证据开始对“稳恒态宇宙学”提出了挑战。其中发现的宇宙背景热辐射——这种均匀背景很容易用伽莫夫(G.Gamow)所说的热大爆炸的遗迹来作解释,但很难在稳恒态模型中却难以令人信服。除观测上的和物理学的问题外,稳恒态宇宙学还面临一些哲学上的疑难。例如,假如确实有无限的能源和时间任凭我们的后裔支配,也就不会有明显的限制他们的技术发展。他们应该可以在宇宙中自由地进取,从而控制更大的空间体积。也许大部分宇宙在非常遥远的未来都已实现技术化。但宇宙大尺度性质不随时间而变化是我们的前提,所以“稳恒态”这种假定使我们得出如此结论:我们今天所见到的宇宙已经实现了技术化。因为所有的时期总体上对宇宙中的物理条件而言都是相同的,在所有的时期必定都会出现智慧生物。而且,因为这种事态永远存在,在不同的地方某些人类社会应该已生存了任意长的时间,而且他们将会开拓或占领任意大的空间体积并使之技术化,宇宙中我们所在的那部分区域也在他们的占领范围内,即使智慧生物无移民宇宙的意愿,但也无法回避这个结论。这个难题的另一种情况是,,即使它在一个无限宇宙中只有非常小的可能性,任何事件也必定会在某个时候一次又一次无限地出现。以此结论的逻辑,稳恒态学说便预言宇宙的居民与种种过程的技术活动是相同的。事实上某种超级生物或超级生物社会的活动就是大自然,这看上去好像是在已设定的一些物理定律的范围内操纵一切的一个神的某种翻版。
先不说宇宙末日,那些肉眼看不到的宇宙泡沫也许不能引起人们的兴趣。要说“末日”的话,除了地球,太阳就是我们面临的一个也会走向末日的恒星。太阳是我们这个星系赖以生存的能量源泉。太阳是宇宙中离地球最近的恒星。其核心温度高达1500万-2000万K,每秒都有6亿多吨的氢聚变为氦,每四个氢原子核在这一过程中聚变为一个氦原子核,太阳也就因此向外辐射出一小部分的能量。地球植物的生长和光合作用,煤、石油、等矿藏的形成,大气循环、海水蒸发、云雨生成等等,均源于太阳的活动。10亿年来,地球的温度变化很小,不超过20℃。这是太阳稳定活动的证据,这也为生命的孕育、演化打下良好的基础。
太阳上氢聚变反应至今为止已经经历了几十亿年,从不间断。氢持续减少,核不断产生,太阳的未来是怎样的呢?恒星演化理论诠释了“主星序阶段”,即从恒星中心核内的氢开始燃烧直至全部生成氢。恒星在主星序阶段上称为“主序星”。各恒星体根据各自质量在主星序中存在的时间是不同的。天文学家爱丁顿发现星体的质量与它为抗衡万有引力而产生的热量成正比;星体膨胀速度与产生热量成正比。产生的热量越多,星体膨胀速度越快,相应地留在主星序中的时间越短。太阳现在就处于主星序阶段,科学家计算,太阳最多有100亿年左右的时间停留在主星阶段,至今为止它有46亿年处于这一阶段了。大于太阳15倍质量的恒星只能在主星序阶段停留1000万年,相当于1/5太阳质量的恒星则可以存在长达10000亿年之久。恒星漫长的青壮年期——主星序阶段一旦度过,进入老年期就会成为“红巨星”。在这个阶段,恒星将膨胀到大于本来十亿多倍的体积,因此被称为“巨星”;之所以被加上“红”,是由于随着恒星迅速膨胀,其外表面越来越远离中心,温度也随之降低,发出的光也愈发偏红。红巨星尽管温度降低,光度却增大,变得极其明亮。人类肉眼能看到的亮星,就有许多是红巨星。最为我们熟悉的即是猎户星座的“参宿四”,其直径为太阳直径的800倍,达11亿千米。若“参宿四”在太阳的位置发光,红光会遍及整个太阳系。“主序星”到“红巨星”的衰变过程,变化不仅是外在的,内核也发生了巨大的转变——从“氢核”成为“氦核”。氦核逐渐增大,氢燃烧层也不断向外扩展。一旦成为红巨星,它便会发展到恒星演化的下一阶段——“白矮星”。外部区域迅速膨胀,氦核受反作用力向内收缩,其中物质温度增高,内核温度最终将超过1亿度,引发氦聚变。氦核经过几百万年燃烧殆尽,而恒星的外壳混合物仍然以氢为主。这时恒星结构复杂了许多:氢混合物外壳下隐藏着一个氦层,还有一个碳球埋藏在内。这样,恒星体的许多核反应更加复杂,其内部温度上升,最终使其变为其他元素。红巨星外部与此同时也开始急剧地脉动振荡:恒星半径大小不定,稳定的主星序恒星变为多变的大火球。火球内部的核反应更加动荡,忽强忽弱。恒星内部核心的密度增大到每立方厘米10吨左右,此刻一颗白矮星便诞生在红巨星内部。白矮星的特征是体积小、亮度低、质量大、密度高。例如天狼星伴星,体积类似地球,却差不多和太阳一样重!它的密度为每立方米1000万吨左右。由白矮星的半径和质量,算出其表面重力差不多是地球表面重力的1000万-10亿倍。任何物体在这样高的压力下都将毁灭,即使是原子也会被压碎;电子也将脱离原子轨道而自由运动。由于没有热核反应来为单星系统提供能量,白矮星一边发光,温度一边降低。100亿年的漫长岁月过去后,白矮星将停止辐射而死亡。躯体会变成硬过钻石的巨大晶体——“黑矮星”,在宇宙中孤单地漂浮。
一些科学家们认为,几十年后,太阳会在快要灭亡时迅速膨胀,所有太阳系内的星体和星际物质都会被“吞噬”掉。到那时,太阳会剧烈地抖动,大量物质在脉动过程中被抛入星际空间,而太阳会失掉大部分的质量,其余部分则缩微白矮星。银河系中 发现的大量变星表明,恒星死亡过程中脉动和质量的抛失极为普遍,一些变星每年能够抛出等于地球质量的大量物质。为了更好地了解包括太阳在内的恒星如何灭亡,可以研究这种质量的抛失。一些科学家认为,虽然目前还不太清楚恒星的演化过程,但50亿年后,可以基本肯定太阳会成为红巨星。随之地球上的一切生命都会灭亡,地面温度将高于现在两至三倍,北温带夏季最高温度会达到100℃;而地球上的海洋也会蒸发成为一片沙漠。太阳大概会在红巨星阶段停留10亿年,光度会提高到今天的几十倍;体积也将会极大地 膨胀,若从地面观察,会看见整个天空都是太阳。
在任何有关末日的讨论中,要达到什么目的是我们都面临的问题。面对一个走向死亡的宇宙前景,生存最终是徒劳的。这些演化图象能够减轻我们的不安情绪吗?很多人对听到的关于世界末日或宇宙末日的内容表示没有多大的兴趣。他们觉得最没意义的就是永远生活在某种极端平衡状态之中,他们并不希望宇宙是永远循环的,也就是说不希望宇宙长生不死,相反,早死早结束,这要比面临着毫无趣味地永远活下去更好些。索然无味是永恒只是限于永远翻来覆去的老一套经历和思维。如果永恒与人类进步联系在一起,那么可以永无止境地学习或者做某种新的振奋人心的事情,这种永远变化的新颖生活状态可以成为我们的憧憬。但问题在于这又为了什么?另一方面,如果生存本身就是向一个永远达不到目的地的一场永无止境的旅行的话,那么这种生存又有何意义呢?
不过,要是宇宙有一个目标,并且它达到了那个目标,那么宇宙一定会寿终正寝,因为它的继续存在既毫无意义也没有理由。相反,如果宇宙会永远存在下去,那么对宇宙来说根本不会有任何终极目标。这样的话,宇宙的成功是以宇宙的死亡为代价的。我们只希望我们的后裔在宇宙结束的最后那一秒能够认识它的目标。如果我们信仰上帝,那么上帝应该是不死的,因为上帝是宇宙万物的主宰。上帝既然创造了这一切,就设置和规划好了这一切的运行规律,把宇宙比作一座上帝制造的钟,那么上帝必然制造并安排好了能保证钟表运行的设备和零件,必然上好了发条,并安排好了人类无法看到的能源供这座宇宙钟运转,不必担心这座钟会停止,因为上帝也在其中,上帝是不会自绝于宇宙的,是不会自杀的。“世界末日”距现在还很遥远,但因为提前几十亿年了解这样的“大结局”,人们不禁会疑惑:“生命的进化必将是一场悲剧,那其意义究竟为何呢?”
如果世界真的走向了末日,那么只有一种可能,那就是人类弄坏了我们所在星球的某个发条,使之这个星球无法正常运行了。无论如何,一切讨论宇宙是否会有末日,何时走向末日,如何走向末日都是离我们人类非常遥远的事,宇宙的末日似乎并不可怕,可怕的是我们还来不及思考宇宙末日的时候,却要首先面对地球的末日。当2012世界末日预言成为普遍讨论的话题的时候,是否对我们是一种警醒?如果我们不从自身出发寻找问题的答案,如果我们不珍惜当前这个人类赖以生存的星球,也许等不到宇宙末日,地球就先结束了自己的生命,那么,我们还有时间或者还有机会去关心宇宙的末日吗? 之所以在这里讨论关于“2012末日”预言以及“宇宙末日”的话题,只希望通过这些观点来帮助人们走出“末日”的心理阴影。但是,要真正的走出末日阴影,还需要人类的观念和行动并行,不但要有珍惜环境、保护家园的观念,还要有这些方面的具体行动。我们生存的地球已经病了,希望我们能停止一切对地球母亲的过分索取,停止一切对地球母亲的伤害,让地球母亲能在我们的关照和爱护下休养生息,惟愿她能逐渐康复,恢复元气;惟愿她不要遗弃她的孩子们,并在她的养育下健康生活并世代繁衍,直到永远。