太空宇宙科學

        認識佛說宇宙學     馮馮

 

慈忍  謄錄

 

 

(一)從宇宙起源的科學學說認識佛說宇宙



在過去的數百年當中,天文學界對於宇宙源起的研究,是從哲學上的推測趨向於科學觀察與求證,而揚棄了宗教的啟示。甚而引起一般對科學與宗教及哲學都只有一知半解之流走上打倒宗教迷信而濫倡科學新迷信之途。

近來的科學界的研究新方向,卻顯示著鐘擺轉移回到宗教的啟示方向去了,有其是傾向於佛教的觀念去尋求宇宙真理。

十七世紀地科學家埃薩·牛頓(Isaac Newton),觀察蘋果從樹上墜地;因而創立了地心引力與萬有引力學說,但是,他無法解釋宇宙中爲何會有萬有引力,他只好說那是一位上帝在控制著一切,才使到唯一有人類的地球不致於萬有引力所毀滅。牛頓的萬有引力學說,仍經得住今日科學的考驗,但是,他的上帝支持唯一地球之說, 卻早已不受到新科學界的贊同。即使是早在與他差不多同期的偉大天文學家兼物理學家荷蘭人克理斯泰·威根士(Christian Huygens),就已發表過意見,說宇宙中到處有著生靈居住的星球;我們的地球並不是唯一有人類生物的世界。

威氏的學說當然被當時的教廷視爲異端邪說,教會直到今日仍然堅持只有一個地球世界;別無其他的地球,因爲上帝只創造了這唯一的地球給予生靈生長。有些篤信該一宗教的現代科學家,也仍然奉此說爲主 自臬,不過,大多數科學家寧可避開而不談上帝。

牛頓雖然篤信上帝創世,他的機械力學說萬有引力說卻爲他以後的科學界鋪了路,逐漸地,越來越積極地,以無聲的方式否定了上帝創世的神話及與之相似的經不起考驗的論調。科學由是與猶太教基督教的“創世紀”分了家。“創世紀”已經不能滿足現代人的求知欲望。信仰基督教是一件事,接受了“創世紀”神話是另 一回事,很多信仰基督教的科學家,尤其是新一代的,都仍然保持著對耶穌基督的愛心的信仰,但是,揚棄了古代猶太民族神話的“創世紀”。其實,這也並沒有什麼矛盾 。綜觀新約全書,都找不到耶穌肯定舊約的“創世紀”的言論。耶穌是以博愛平等施與等美德立教,並未以承受古老猶太神話創世紀去傳道。耶穌是個很謙虛的偉大先知,自稱“人子”而已,一切其他的神話色彩與銜頭,都是後世教會加上去榮耀衪的。現代科學家,揚棄了古老猶太民族神話的“創世紀”,而仍然信仰基督,並無不妥,可說毋寧是明智的選擇!

 


揚棄了“創世紀”神話的科學家,得以自由研究追尋宇宙真理。於是,在十九世紀末到二十世紀末這一百年左右當中,科學突飛猛進,天文學宇宙學的新發現越來越深入太空宇宙。今日的天文學界已經認識了和陸續不斷地 用科技證實宇宙的複度多元性。

但是,也正如著名的太空科學家,史提芬·威恩柏(Steven Weinberg)在其名著“最初的三分鐘”(The First Three Minutes)一書內所說的:“越知道得多宇宙的情形,就越感到無知。”

科學界已發現宇宙的奧秘,只不過是滄海一粟!已知的發現,往往帶來更多的疑問,也發現奧秘的後面,尚有無窮的奧秘,空間之外,更有無窮的空間,時間之外,還有多元的時間,粒子之下,仍有更微的次粒子,光速之上,還有更快的速度,多元宇宙之外,更有無窮的多元複度宇宙!……

以往的很多宇宙物理理論,在地球上是金科玉律,可是不能適用於外太空深處,也不能解釋複度多元宇宙的情形。科學界多年來紛紛努力去尋找可以解釋宇宙變幻無常的理論,同時也有人感到這些新理論都不夠完善完美,於是,又再回到宗教概念上 面去找尋答案。但是,幾乎完全沒有一個科學家可以安躺於猶太民族舊約的“創世紀”搖籃之內,因爲“創世紀”啟示的是一個一元的世界,它甚至於沒有脫出中東以色列 的群山範圍。

近年來,佛教經典大批地被翻譯成西方文字,被介紹給西方學府,這些西方學府的東方哲學系的學者們,大多數只拿佛教佛理當中的哲學部分來研究,甚至於並不尊重它的宗教。但是,西方的科學家們,盡管也並非以信仰爲出發點,卻都注意到佛典內的驚人 的宇宙物理現象記載!他們發現佛典的宇宙的綜合複度 多元性,其中不少已經可以用當前尖端宇宙學發現予以相互印證,其中還有更多的晦澀的奧秘尚待進一步的研究!“佛典熱”成爲當今世界很多先進國家科學界的研究新潮流,這並非說,只要看佛經,不需科學研究,就可窮究宇宙之奧秘。也不是說科學界打算用佛經取代科學實驗與研究。只是說,科學界在感到理論及推論拙窮之餘,走上了參考佛經內複度多元宇宙的啟示,作爲科學研究宇宙的輔佐或導航,尤其是在宇宙的多元時空上面。佛經所載的資料的多元時空,更引起西方尖端科學界的注意。

大方廣佛華嚴經卷九初發心菩薩功德品第十三曰:
“……微細世界即是大世界,知大世界即是微 細世界,知少世界即是多世界,知多世界即是少世界,知廣世界即是狹世界,知狹世界即是廣世界,知一世界即是無量無邊世界,知無量無邊世界即是一世界,知無量無邊世界入一世界,知一世界入無量無邊世界……。”

這些佛知亦爲當前科學所仍未知的。

下文將先簡略討論西方宇宙學的發現,文中將摘要列出佛經內的多元時空記載。

 



(二)從宇宙大爆炸起源認識無限佛刹

 



阿含經內大樓炭經(晉譯本)卷一閻浮利品第一云:
“三千大千世界悉燒成敗,是爲一佛刹

大方廣佛華嚴經(晉譯本)卷三十七性起品第三十二之四云:“十方過八十不可說百千億那由他佛剎微塵世界,各有八十不可說百千億那由他佛剎微塵世界等,如來悉現身!”“十方無量阿僧衹不可思議不可稱不可量不可說法界虛空等一切世界......。”

 


天文學家與太空物理學界,辛勤的用電子顯微鏡,無線電天文望遠鏡,紅內線天文觀測學等等多種儀器觀測宇宙深處,運用高級的數學,計算及推理,再根據這許多資料,推論出宇宙源起論,其中最受大多數科學界認許的一個理論,就是“砰然大爆炸”(Big Bang)理論(詳情請參閱“內明月刊”以前多期所刊拙作多篇,及天華公司一九八七年一月一日出版拙著“太空科學核子物理學與佛理的印證”。此處本文不贅,只是簡述重點。)

“大爆炸學說”認爲宇宙是從一點極高密度的空無突然爆炸擴散而成的大爆炸的時間推算爲大約在距今一百億年至二百億年前(10 to 20 billion years ago),於今擴散仍在進行之中。

“大爆炸學說”認爲我們的宇宙是“同質均勻的”(Homogeneous)及“物理上均等的劃一的”( Isotropic) 。前面一詞的意義,就是說,無論從任何一個角度來觀察,宇宙都是相同的。換言之,我們無論旅行到達宇宙內任何一點,它的狀況都與我們所居地球的周圍相似相同。後面一詞的意義是 說:宇宙中的構成,無論在任何點,任何角度,都是物理上均等的,換言之,我們在宇宙中,就好比在沙漠中的螞蟻,身邊的,遠處的,全都是看來完全相似相等的沙粒。

“大爆炸學說”認爲宇宙內沒有異樣(Irregularities)的成份或情況使我們分別或分辨異同,而且,它認爲一切的物質都是以“絕對劃一”一致方式分佈的。宇宙既是物理上萬全均等劃一的,也是同質均勻的(雖然,一個同質均勻的宇宙,未必就是物理上完全均等劃一的。)

有一點很重要,那就是,從大規模範圍觀察上所發現的宇宙情形是高度的物理上均等劃一的。但是,我們無法旅行到外太空深處去實際接近觀察,因此,很難證實同質均勻性。

在標準的大爆炸學說模型內,認爲是物質的密度(Density of matter) 决定宇宙最後的命運(Ultimate density),倘若物質的密度太大,超過了“臨界密度”(Critical Density)的極限:2x10-29 grams per cubic centimetre, 那麼,吸引力就會終於約束宇宙的膨脹擴散,而使之停止膨脹擴張。隨之而發生的將是宇宙的收縮。這樣的宇宙,稱爲封閉的宇宙(Closed Universe)。

 

 

 

 

 


假若物質的密度小於臨界密度的極限,那麼,宇宙就會繼續不斷地永遠地擴散擴張下去, 假如物質的密度,恰如臨界密度,那麼,宇宙就是作有極限的擴張,即是說,它們會永遠擴散而擴張下去,不過,它的擴張率逐漸遞減,直到到達“零”爲止。

 

 

 

宇宙的形態


“大爆炸學說”獲得科學界普遍接受的諸項理由之一,就是,該一學說成功地預報了宇宙中無盡份量的氦(Helium)與 重氫(Deutrium)與及宇宙中的無窮的背景輻射(Background Radiation)。

在極高密度的“虛無”大爆炸之後,最初的三秒鐘內,溫度高達一千億寇溫(1, 000,000,000 Kelvins
──寇溫是英國物理學家寇溫爵士Lord Kelvin 創立的絕對溫度度數,它的零度相當於攝氏零下二百七十三度(-273 degree Celsius)或華氏零下四百五十九點四度(-459.4 degree Fahrenheit)。

在那麼的高溫情况下,中子(Neutrons )就與質子(Protons 又名正子)結合,形成了重氫核子(Deuterium Nuclei),這些又旋即結合而形成的氦核子(Helium Nuclei),這些全部形成過程,只需時間幾分鐘即可完成。

 



形成多少份量的這兩種核子,端視初期的宇宙中心密度而定。密度愈大,形成的氦核與重氫核愈多,這是“大爆炸學說”的要點之一,已經獲得天文學觀察的證實其理論符合現象。

在一九四零年末期,勞夫·敖佛(Ralph Alpher)與羅拔·赫曼(Robert Herman)兩氏,首先宣佈發現微波輻射(Microwave Radiation) 彌漫於宇宙各處,兩氏是在研究“宇宙大爆炸”的元素形成,發現大爆炸所產生的微波輻射,至今仍可察見於宇宙各處。

 

 

宇宙微波背景輻射



一九六五年,美國貝爾實驗所(Bell Laboratory)的兩位科學家,阿模·潘齊亞(Amo Penzias)與羅拔·威爾遜(Robert Wilson)在追查來自外太空無線電波干擾;發現了宇宙微波輻射的微弱回音(詳見拙著“太空科學核子物理學與佛理的印證”一書,此處不贅),證實了前述兩氏的大爆炸餘波彌漫之說。

“宇宙大爆炸學說”雖經多方的科學家證實合理,但是,也並非毫無缺點。它的最大的疑問,就是在於宇宙大爆炸一刹那之時的“獨一存在”(Existence of a Singularity at the instant of Big Bang) 階段的“物理性質”(Physical Nature)究屬如何?該階段的物質密度,壓力與溫度,都是無限大的(Infinite),沒有一種已知的物理學定律可以適用於解釋它!而這一階段,正是時空發生的開始,也是物理發生之始。

而且,大爆炸學說模型,認爲宇宙從大爆炸開始,就即以物理均等的方式擴展,而形成各處皆一致的物質。這一點,在形而上哲學來看,也是不無疑問的。

另外也還有一些次要的疑問,一九八一年,美國著名“麻省工學院”(Massachusettes Institute of Technology)的青年物理學家阿倫·古斯(Alan Guth)就創立了“宇宙膨脹泡泡學說”來推論宇宙在形成初期發生短暫的奇特泡泡形成現象(詳見上文所提拙著)。

 

 

 

宇宙「大爆炸學說」與「膨脹學說」的比較圖解    馮馮繪

網註:古斯的「膨脹學說」另譯為「暴脹學說」

 

 

阿倫·古斯  Alan Guth



古斯博士提出了第一個謎團,就是有關所謂:“扁平問題”(Flat Problem),該一理論,是在過去十年普林斯頓大學(Princeton University)的兩位物理學教授羅拔·狄克(Robert Dicke)及詹·皮保斯(Jim Peebles)所倡言的。

所謂“扁平問題”就是:根據天文觀測的發現:被觀測的宇宙之內,物質密度是大約在“臨界密度”的十分之一以下,一般的觀測研究與理論研究,數學研究指出,在宇宙內的霸子(音譯 Baryons,有時譯爲卑子,這是一種次原子微粒,透過“核子強力”而反應,);其密度是臨界密度的百分之四至百分之十之間。在原則上來說,物質的密度是那麼稀薄,它接近臨界密度的機會是很微的。

從這樣的觀測計算,那麼我們的宇宙就是幾乎扁平形的了。物理學家仍然致力於追尋根底。到底它是否扁平形的。這個“扁平問題”,是當前天文宇宙學家,數學家與物理學家都非常關切的問題。

假若我們的宇宙的宇宙現况是密度在百分之十以下,而又呈扁平形,那麼,又有更多的疑問產生了!在大爆炸後一秒鐘,宇宙的一部份在105秒,及在10-31秒之際,可能是扁平的,這一段時間,是公認的“總統一階段”“Grand Unified Epoch”,其時,核子強力,核子弱力,電磁力等都還結合在一起,而宇宙的一部份又可能在1050秒之際是扁平的。物理學界對於這些扁平現象及時間,尚未找到滿意的解釋。

另外有些科學家指出,宇宙在大爆炸的開始刹那,就是扁平形的,因此,倘若它在1050秒乃至10-35秒都呈現扁平,也不足爲異。

“扁平問題”,如果以現階段的物理學去看,那是走不通的。科學家們很多因此在找尋新理論,也有很多人從事於鑽研佛經佛典去尋找靈感或答案。

另一個疑問謎題,就是所謂“地平線問題”(Horizon problem),這是物理學家窩富剛·賴德勒(Wolfgang Rindler)在一九五六年提出的。

要了解這一個所謂“地平線問題”,我們首先得再檢驗一下大爆炸學說的標準模型之中最不普爲人知的特色:那就是
──宇宙有兩個大小(體積)。第一個體積是宇宙的年齡(以英文字母t代表之)乘光速(以英文字母c代表之)的乘積,寫成方程式就是:h = c x t這是根據光速最快最大的理論 而推論出來的。

我們無法旅行超光速的速度,因此無法直接獲得超越地平線以外的任何資料。換言之,我們無法看到地平線後面的宇宙情况,地平線是我們可觀測宇宙(Observable universe)的邊緣。

今日的新科學已發現宇宙內,光速並非絕對最大的速度。此一話題,暫不在本文討論之列,因爲勢非詳論難以說明,尚容另文討論。

但是即使以最新的“光速非最快”發現而言,上述的“地平線問題”依然存在,因爲我們連光速都追不上,何況超光速?而且,就是再新式的天文觀測儀器,包括了電子及無線電波天文觀測儀在內,亦很難在地球表面上越過地平線的障礙,除非把觀測儀裝設在深入太空的衛星 或太空探險船上。但是,它雖可超越地球表面的地平線,卻仍然難以超越宇宙的地平線,因爲宇宙的形狀,無論是扁,是圓,也都有一個極終的邊緣,若無超光速航行,很難窺見它的遙遠地平線後面的景色。

 

 

宇宙地平線問題   馮馮繪



在大爆炸學說 的標準宇宙模型,有一個很重要的宇宙規模因子,以英文字母R代表之,在“封閉的宇宙”(即是有極限的之意),R是宇宙的半徑(見圖),可以圓形半徑比擬之。但是在無極限的擴散宇宙(又稱開放宇宙),因爲宇宙既是無限大,R也是無限大,不可測量。

 



當代的科學界,顯然較爲安於有限的“封閉宇宙”觀念,因爲天文觀測站收到從宇宙各方向射來的無線電波,最遙遠的各距離,都相近或相等,他們推論顯然是因爲宇宙像是氣球一般也有極限的邊緣面,將無綫電波反射回來,像回力球給牆彈回來一般(詳見上述拙著)。採信“封閉宇宙”觀念,問題就簡單得多。

不過,科學界雖暫時安於“封閉宇宙”觀念 ,眼睛卻仍然在找尋開放的無極限的宇宙。佛經所載的宇宙,是複度多元的,無極限的宇宙,這些記載,對於科學界,非常具有吸引力,佛經內古老的智慧與智識,在這一方面,不可否認地,是領先於科學的,不幸地,佛經佛典,經過數千年來地佚失湮沒毀滅,已經殘缺不全,尤其是很多沒有科學觀念的佛教人士,不知珍惜佛籍,矯枉過正的任意刪除了很多有關宇宙與超自然部分,只保留哲學思想,使到仍存在的佛經已不完整,更損失了大部分有關宇宙的經文。

話說回頭,我們姑且盡量攝取當代科學界對於有極限的“封閉宇宙”的智識與推論,作爲研究。

在“封閉宇宙”之內,光子“Photons”的數量,並不因宇宙的擴張或收縮而致於有所增減,這一點我們首先必須知道。

假使宇宙的半徑減短了兩個係數(Factor of 2),那麼,在光子與另一光子之間的平均距離,也隨之而減少了兩個係數,於是,全部光子就是給關置於縮小了八個係數(Factor of 2)的容量之內,(容量volume的比例
這R3)。

當宇宙擴張之時,“地平線距離”(h)的增加,遠比宇宙半徑(R) 快。反過來說,時間倒回去,則“地平線距離”縮短亦快於宇宙半徑。

當前科學估計,我們的宇宙內的光子數量大約有1078個之多,倘若全部1087個光子都可以觀測得到,那麼,地平線的大小必然等於宇宙半徑(h = R)。

倘若我們從“現在”倒回去宇宙中心大爆炸的時期,我們所能看見的光子數量就比現在少,越時光倒流,能見的就越少,因爲只能看見在我們地平線以內的光子。

根據這一簡單原理,我們可以計算出來,在“大爆炸”後的第一秒鐘之時,“宇宙地平線距離是10 = 9R,其時只有1060個光子可讓我們看見,跟1087比,是少很多了。

再倒回去看時間,在大爆炸後 1035 秒之時,h大約是:1027 k,那時候,只有大約 一百萬個光子可給我們看見於地平線之內。

再倒回去看時間,回到大爆炸後10-43 sec秒之時,則在地平線內,全無光子可見!

 


這樣推算下去,回到“大爆炸”的伊始,彼時的初期宇宙全部的光子都在地平線距離後面外面,根據物理學法則,在地平線以外,質點(Particles)與第一質點不能交換資料,換言之,就是,在“大爆炸”伊始的宇宙,所有的質點均是不能互相溝通的(incommunicado)。而且,無法彼此修正“不規則現象”(irregularities),再換言之,即是早期的宇宙並不可能是物理上一致均等的(Isotropic)
──這一點,對於我們讀佛經的人,非常重要,留到後文再說。

現在很多宇宙學家都因此而認爲:宇宙開始之時,不可能是絕對物理上均等一致的。毋寧說應該是很混亂不規則不一致的情況,是到後來才漸漸一致化。

持這種看法的科學家們,演創了“最大或然率原則”(Principle of Greater Probability) ,來解釋宇宙初期。不過,此一學說走進了死巷。因爲,宇宙並未途徑在形成之後來劃一化物理。理由是,質點與質點之間距離若大於“地平線距離”。就無可能彼此產生相互作用(interaction)。在“大爆炸”刹那之後,不可能彼此感應而修正不規則現象。

可是,我們觀察到的宇宙,就觀察所及的部份而言,它是物理上均等一致的,這就令人費解了!這個“地平線問題”,引起了新的疑問:“爲什麼宇宙現在不混亂?”

蘇聯的著名太空物理科學家雅可夫·焦多維茨(Yakov B. Zeldovich)博士對此問題提供的答案是:“宇宙從一開始就是物理上均等劃一的”。

假若我們採信焦氏的推論,那麼一切的問題就簡單,甚至不發生問題了,連這個所謂“地平線問題”也不能成立了。

照焦氏一派科學家的看法,在“大爆炸”發生刹那,質點是尚未能互相作用的。互相作用是使到宇宙物質在物理上均等劃一的。這種作用要到宇宙大爆炸後膨脹擴張才因接觸而發生 ,把物質劃一化。

可是,這個荅案顯然並無說服性。大多數科學家都對之表示存疑。

很多科學家認爲宇宙從開始就不是物理上均等一致的。他們認爲“地平線問題”與“扁平問題”都是難以解釋的謎團,當前的物理學理論與法則都難以圓滿解答。因此,有些人人爲這是個“行而上”的問題。這些需要向佛經佛藏去找尋解答的靈感。

就已知尚存的佛經內有關宇宙的記載,很顯然是認爲宇宙之內,各宇宙之間的物質並不是均等劃一的(後文另行引述)。這可反證佛經所載的宇宙,並非單一宇宙,而是多元宇宙,佛經的宇宙知識,實在已經伸張到宇宙的地平線後面,而且,佛經啟示的宇宙是無限大的開放的宇宙,並非有限的封閉宇宙,這些都須在後文再引述討論。

在進一步討論之先,我們必須先了解當前尖端科學的困惑謎團,上面提到兩大太空物理難題,就是爲此。

現在,我們的討論一下“宇宙膨脹問題”。當今科學界重視的“宇宙膨脹學說”,既有美國麻省工學院物理學家
古斯於一九八二年提出的“膨脹學說”,科學界通稱之爲“老膨脹學說”,又有蘇聯蘇維埃科學院(Soviet Academy of Science)太空物理學家林德(A. Linde)於一九八三年提出的“膨脹學說”,科學界通稱之爲“新膨脹學說”。另外,還有美國賓夕凡尼亞州立大學(University of Pennsylvania)的物理學家安迪·阿布力(Andy Albrecht)與保羅·史丹哈特(Paul J. Steinhardt)兩氏最近提出的“超級等稱結構”(Supersymmetric) 原始初發(Primordial)宇宙膨脹學說。(詳見上提拙著各文)。

現在,在熱帶旅遊海灘上,很流行玩一種巨大的:“月波”(Moon Ball),那是一隻巨大的氣球,大約有十多英尺的半徑,青年人喜歡在海灘上推動這隻“月波”奔跑,或在海水中推玩它。當你身體貼爬在巨大的“月波”上,你感覺到這支巨型氣球的“球面”是圓的弧形的。溫哥華的小山公園頂上,有一座球狀的全部玻璃溫室,內植熱帶花草,你若攀登球頂,也仍感到球面的圓形,但是,不會像“月波”的球面那麼顯著。溫哥華八六年世界博覽會的標志,是一座巨大的圓球玻璃建築,你若攀登頂上, 也仍感到球面的圓形,但是,不會像“月波”的球面那麼顯著。

溫哥華八六年世界博覽會的標誌,是一座巨大的圓球玻璃建築,你若攀到頂上,會不大感到它是球面,只覺到有微微的弧形,如果你是一隻小螞蟻,爬到那頂上,你會完全感覺不到它是球面,你會感覺到它的表面是平坦的。倘若你把這座圓球放大或膨脹了幾千幾萬倍,你會認爲它的面是平坦的,倘若將它膨脹係數增大到爲1040以上,你在它的圓面上所見,就是一望無際的大平原,地平線的邊緣,是那麼遙遠,你窮極目力,也看不到它了,也看不到它後面的情景了。

 

 

宇宙扁平問題圖解

 


了解這一點以後,我們就可以接受古斯博士所提出的“宇宙膨脹學說”,他認爲宇宙是一個大泡泡或是大氣球形狀,越膨脹得大,球面越呈現扁平
──當然,這 是就我們渺小的人類尺度觀點而論。若以超級巨大的眼光看它,也仍是球面的。

古斯認爲,宇宙大爆炸後10-35秒,就開始膨脹,直到1030秒爲止,膨脹越大,球面越扁平。

宇宙在未膨脹之前,他的物質密度,且不去管它。但是,在膨脹之後,密度必定增大,宇宙膨脹到球面呈扁平之時,密度就增到極大的“臨界密度”(Critical Density)。

在標準的舊大爆炸學說模型,大爆炸後的10-35sec 秒鐘,地平綫不大,大約小於宇宙當前的規模係數(Scrle Factor)的1027倍,所以,質點沒有可能發生相互作用。反過來說,倘使“地平線”是大了1027倍,或是規模係數小了1027倍,那麼就不會有上述的“地平線問題”出現了。古斯的“
膨脹學說”, 與“膨脹學說”不同之處,是新學說認爲“規模係數”比“地平綫”爲小,因而所有的質點都可以相互溝通而改進,成爲一致化。新學說的優點,就是一舉而消除了上述的“地平線問題”與“扁平問題”兩大疑團,爲宇宙物質的物理結構上一致化提供了一種勉強的解釋。

不過,這解釋是否令人滿意呢? 當然不是。

新舊膨脹學說都無法解釋,質點之間是如何相互作用的。 這仍是物理學至今的一個難解的謎。將來是否會出現新的學說來提供較爲合理的解答,也尚在未知之數。當前很多物理學家,一面在努力研究,一面也在向佛經找尋靈感。

我從對佛經的認識中找到的答案:那就是“識”!是“識力”促成在我們居住的這個色界(物質)宇宙內的質點互相作用與一致化
──再另外其他 的宇宙內,或在超級爆炸眾多空間內,一切作用均是由“識”所支配,產生一切作用的。我相信終會有一天,世界科學界會逐漸從佛經中找到這個答案,而予以發揚。

 

 

 

()從宇宙構成不均等認識佛說旋世界轉世界的多姿

 

 

 

大方廣佛華嚴經卷五十五入法界品第三十四之十三云……我悉了知﹐如此娑婆世界﹐知十方世界﹐世界性、世界海、世界輪、世界圓滿、世界分別、世界旋、世界轉、……”

卷八盧舍那佛第二之一諸世界海有種種形﹐或方或圓……”

華嚴經卷五十九入法界品三十四之十六有云﹐善財童子菩薩見﹕諸如來及其眷屬諸大菩薩聲聞緣覺淨世界、不淨世界、雜世界﹐或世界有佛﹐或世界無佛﹐或上中下世界﹐或有世界如因陀羅網﹐或有翻覆仰伏世界﹐有復覩平正世界﹐卷四十五入法界品第三十四之一說﹕種種色香須彌山雲充滿一切法界

 

 

佛經像這樣開示多種宇宙的形狀﹐我們可以從天文望遠鏡就看到上中下方的星雲漩系﹐像網一般分佈﹐有些是斜的﹐有些是仰的﹐有些是平正的﹐有些是伏的﹐有些是歪的。許多大宇宙的形狀﹐現代很多科學家推測亦類似地有多種形式。有網狀﹐有斜形﹐有扁圓形﹐有直立形﹐有平坦的﹐或者也有長方的﹐卷層的(須彌山雲就是星雲漩系)

古斯在他的宇宙膨脹學說內稱﹕宇宙的物質形成﹐曾經過一個過渡階段﹐有些相似於物質經歷氣體、液體至固體的過程。

我們不妨一看類此的情形﹕假若我們將一批煮沸的水蒸氣慢慢地冷卻。它的溫度就會慢慢地降低到冷凝點”(攝氏一百度)以下﹐但是它並無水汽冷凝發生。這樣溫度以下的水蒸氣﹐是被認為超冷(super cooled)的。它的狀態極不穩定﹐只消有一滴極小的水滴進這團蒸汽之內﹐蒸汽就立刻在水滴的週圍冷凝﹐漸而全部化為液態的水。

古斯推論稱﹕當宇宙大爆炸後﹐發生膨脹擴張之時﹐它的時空內的光子、電子、霸子、微中子、粒子、夸克……等等能的質點﹐也在逐漸冷卻下來(宇宙時空內﹐並非絕對真空﹐所謂﹐並非虛無﹐這一點是當今尖端科學所公認的﹐與佛經內所說的的空中不空符合)。冷卻的結果﹐是形成很多種元素的原子(佛經說空生萬法﹐正是此一寫照)。宇宙的的密度也隨之起了變化﹐在大爆炸後的10-35秒之時﹐宇宙時空也變為超冷情況。

根據愛因斯坦的相對論﹐宇宙的擴張率(Expansion Rate)﹐決定於它所含的能量密度”(Energy Density)

根據宇宙膨脹學說標準模型(舊說)﹐宇宙擴張越大﹐則其時空內的質點能量密度越減少﹐密度減少就會使宇宙擴張率減低。

古斯的宇宙膨脹說﹐認為宇宙在膨脹冷卻過程中﹐有一段超冷的懸止階段於一個較高的常數值”(constant value)以允許宇宙膨脹得更大﹐(比舊說更大的常數值膨脹)﹐這個大膨脹時代中﹐倘若時空真空內的能量保持一個常數很長久﹐養精蓄銳般地﹐那麼宇宙就可以膨脹擴張到10301040那麼大的係數﹐在這個超冷階段﹐不知何時﹐不知怎樣﹐有一粒極小的液態水點侵入了它﹐於是﹐真空內的能量很快就枯毀﹐於是膨脹就終止了。

古斯對這段推論﹐尚未提出數學計算來予以演繹論證。不過﹐科學界認為這是很值得研究的推論。

膨脹學說不是毫無缺點。像上述的不知何時及如何會有小水滴侵入﹐這就迄無任何可被人接受的解釋。既然宇宙形成伊始﹐液態的水尚未形成﹐從何而來的水滴呢﹖除非是它來自另外一個宇宙﹐如果確屬如此﹐那麼﹐就反證確有其他的宇宙﹐乃至於超級大宇宙﹐即是佛經所說的無窮盡的世界與界。

古斯認為宇宙真空的能量的衰變朽滅(Decay)是可能不止發生一次的﹐它可能在不同的時空中發生多次﹐由於宇宙不斷地在擴張﹐真空能量的朽滅率必須追得上擴張率﹔才可使冷凝作用完成於各處。古斯認為這種可能性不太大﹐因此﹐宇宙中的物質的形成是有不同次第的﹐物理上結構是不均勻不一致的。

我個人同意古斯的這個推論。我也認為即使在我們這一個宇宙之內﹐物質的物理結構也不是完全均勻一致的﹐也不是一次形成的﹐也必有先有後﹐溫度不同、壓力不同、時間不同、物理構造也就有不同。我的觀點﹐來自佛經。

不過﹐我不是物理學家﹐我也沒有數學方程式可以作為論證。我的看法﹐一方面來自佛經的宇宙觀念﹐一方面是我的直覺。

但是﹐由於科學界公認﹐可觀察到宇宙部份﹐物質的構成是物理學上均勻一致的﹐因此﹐他們推翻了古斯宇宙膨脹學說內的這一環。

蘇聯太空物理學家林德(A. Linde),美國太空物理學家史泰因赫爾特(Steinhardt)﹐與阿爾布烈特(Albrecht)(見前文﹐及上述拙著──三氏曾指出宇宙的膨脹會停止),三氏分別提出了新的解答。三氏各別的宇宙膨脹新學說﹐相當複雜。這裡我只是摘要略提﹐不予詳述。

三氏的新學說﹐有一個共同點﹐那就是﹐本來就有真空的能(Vacuum energy)存在﹐而且其數量不少﹐足以促成宇宙膨脹。這一點學說﹐幾接近宇宙真相﹐即是佛經所說的本來就是空有並存無源。

三氏的新學說﹐認為是很小很小的一點的的泡泡﹐亦能膨脹成為一個完整的已知的宇宙。三氏的發現﹐亦近於佛經所言芥子之中藏須彌

三氏新說認為﹐原來就存在的﹐瀰漫於宇宙內外﹐它們把不劃一不規則的質點﹐推倒地平線以外﹐因此我們觀察不到。

三氏新說還有一個特別的優點﹐就是解答了單極問題”(Monopoles)──就是只有南極和僅有北極磁場問題。此一問題是宇宙大爆炸學說舊說的大統一理論(Grand Unified Theory)所提出的。該理論將原子弱力、強力與電磁力三者結合為一﹐因而預言宇宙在理論上應該充滿“單極磁場”﹐但是﹐事實上﹐迄今仍未曾觀察到有單極情形。

三氏新說認為﹕初期宇宙的單極質點是密度很大的﹐不過由於宇宙不斷膨脹而致淡薄了。宇宙膨脹已大到這種程度﹐恐怕﹐在我們可觀察到的宇宙範疇內﹐頂多只可看到一個單極──事實上﹐我們連這一個單極也尚未見到。

三氏的新說﹐也有其缺點﹐其一﹕宇宙膨脹的情況──它的真空朽化為現狀宇宙的﹐並不均勻。這一點﹐並不符合已知的物理。新說的此一缺點﹐與舊說同病﹐亦不能解釋。

其二﹕新說預言﹐在宇宙膨脹階段終結之時﹐物質的密度將會有起落的變化。新說甚至於預言這些密度變化的大小。各個星雲漩系﹐顯然就是宇宙物質密度變化的表現。在星雲漩系以內的物質密度﹐比在外面的為大。有些理論物理學家認為﹕在宇宙大爆炸之後的10-30秒鐘之時﹐物質密度的變化就開始了﹐以形成星雲漩系。但是﹐膨脹新說所計算的這些密度變化的規模﹐竟大於各星雲漩系十萬倍﹐也比宇宙內的微波背景輻射(Microwaves Background Radiation)大了十萬倍﹐均與現階段觀察不符合。

由於新說有上述兩點缺點﹐因此﹐很多宇宙學家認為三氏的膨脹新說亦難以令人滿意﹐必須另尋新的理論及解釋。

照古斯的理論來說﹐不管初期宇宙的密度是什麼情形﹐當前的密度也該是臨界密度。有些理論物理學家表示不同意。

這就不得不再一提平坦問題地平線問題。這些謎團﹐並不像分析氦氣光譜那麼容易肯定。到底我們還是太渺小﹐無法超越宇宙或到宇宙外面去觀察﹐誰也不能肯定這一個宇宙到底是平坦的或圓弧形的﹔是怎樣作用行為的。很不幸地﹐我們迄今只能在我們的宇宙之內的一角觀察得到的只是宇宙的極小的一部分﹐我們只能在理論上予以推論。好比小螞蟻爬到喜馬拉雅山上﹐從一角的沙石去觀望山峰﹐又好比海水的小小微生物﹐從週圍水波去觀察海洋。我們以當前的科學如此發達﹐也還連我們居住的這一宇宙都還摸不清楚﹐遑論其他更多的三千大千世界的宇宙﹗可是﹐科學家們是大多數推斷在我們的宇宙之外﹐還有無數的宇宙時空的﹐因此﹐很多科學家對於佛經內所載的三千大千世界的複度多元時空感到驚奇與有興趣。倘使佛經只是像某些人所誣指為落後的印度古代人迷信想象觀念﹐那麼﹐迷信又落後的想象力﹐怎麼會竟然領先於二十一世紀即將來臨的新科學﹖難道新科學竟會開倒車走向迷信”嗎﹖科學家們卻並不認為佛經是落後或迷信﹐他們認為佛經有神秘的宇宙知識﹐是超越時代科學的﹐超越人生哲學與人類經驗的。

佛經所知道的多元無數宇宙﹐使現代科學界在初窺宇宙奧秘之際﹐感到驚訝與興奮﹐也同樣感到無法用已知的物理去解釋。在我們的地球上﹐一切物理﹐都可以用牛頓的力學與運動定律來計算﹔預知它的動向﹐在我們的宇宙內﹐至少在太陽系內的行星運動﹐也能依照牛頓的學說定律來計算及解釋。但是﹐在超越感覺的極微世界與浩瀚的宇宙深處的質點世界﹐牛頓的一切定律都不適用。而佛經所講的宇宙眾多﹐時空複雜﹐界境繁密﹐極大亦極微﹐這都是超越當代科學物理所知的﹐好像有一點形而上哲學的表面意味﹐實際上﹐這些真知﹐正是新科學正在前進探討的方向﹐佛陀說法﹐倘若只是一個凡人﹐怎會得知那麼多宇宙奧秘﹖若非真有佛眼的極大智慧怎會知道﹖若非諸佛已存在於眾多宇宙之間之中﹐親自經歷感覺或親見﹐又怎能如此詳細述說多元宇宙於各經藉﹖

談及古斯等科學家的宇宙膨脹新舊學說﹐反對者指稱他們的學說有漏洞﹐但是﹐反對者大多數光會批評﹐自己卻提不出甚麼獨特的學說來﹐或許將來會有比他們的學說更完美的理論,但就當前而言,我認為古斯與上述三氏的學說﹐仍然是領導地位﹐帶領科學走向認識宇宙之路﹐不過﹐對於多元無數宇宙的認識﹐則剛在初窺試探的起步。

批評者謂﹐古斯等學者的宇宙膨脹學說﹐若係正確﹐理應可以正確計算及預言我們宇宙的未來發展﹐亦應可確實溯推宇宙的過去情況。量子力學也應能計算出宇宙膨脹之前的情形。但是﹐他們的計算﹐人言人殊﹐叫人莫知所從。數字差別巨大﹐令人懷疑﹐這些理論可能都不正確﹐要不然就是宇宙學越來越走上玄之又玄的佛經形而上哲學之途去了。

這些反對者的論調﹐我認為似是而非﹐反對者並不懂得宇宙無時不在瞬息萬變﹐更不懂得佛經所說的無常。我認為反對者的論調頗有刻舟求劍的愚昧無知﹗不過﹐他們認為宇宙學走上形而上哲學﹐倒還有一些見地。不過如果他們知道佛經內的多種宇宙敘述﹐就不會武斷至認為是單純的形而上問題。他們可能以為佛經的形而上哲學是抽象的概念問題。這是他們很不幸的巨大錯誤及損失。

現在的宇宙物理學界有些人﹐對於宇宙資料的計算﹐仍然以物理結構上均勻一致的模式為計算基礎﹐而不承認宇宙內存在有不一致與不同等的物質物理。這是因為在可觀察到的宇宙部份﹐觀察不到不一致及不同等的質點﹐在治學態度上來看﹐他們是够謹慎的。但是﹐未免有些過份保守的因噎廢食。

很明白的一件事就是﹐上文我們已經說明了﹐用物理均勻一致的宇宙觀是無法解答宇宙地平線謎題的﹐因為根本就沒有問題﹗單以此一端﹐就已可反證用物理均勻一致觀念去計算及推論此一宇宙是此路不通的了﹐更遑論進入其他的眾多宇宙去探討。

基於此點認識﹐很多思想前進的前衛宇宙學家﹐就已開始雙管並進地﹐既採用物理均勻一致觀點﹐亦採用物理結構不均勻一致不等同的觀念去計算及推論我們的宇宙﹐計算所得彙集資料﹐顯示著宇宙極可能以物理不均勻”“不同等的方式發展及膨脹﹐也極可能有很多的宇宙﹐在我們的宇宙外面﹐以不均勻不規則、不同等的方式爆炸膨脹﹗形成各樣各式不同的宇宙時空﹗此生彼滅﹐此滅彼生﹐一時生﹐一時滅﹐正如佛經所言﹗

我們也發現﹐很多反對宇宙膨脹新舊學說者的理論﹐都經不住考驗。反對者一般抨擊最烈的﹐就是針對膨脹新學說所預言﹕宇宙大爆炸後的10-30秒鐘就開始波動(Fluctuation)形成星雲漩系﹐這是與其他學說所預言的互相衝突的。各家學說對於何時形成及如何形成星雲漩系﹐各有不同的意見﹐但是﹐可說亦仍無一家的意見擁有堅強的物理學法則基礎,也都不過是各推各的論而已。又如何有足夠的理由去推翻宇宙膨脹學說新舊兩說﹖此外﹐由於宇宙微波回聲的測得﹐並且據估計它是在宇宙大爆炸後的十萬年之內所產生的。因此﹐這一點也引起了膨脹學說的上述預言的疑問。反對者以此為堅強的反對鐵證﹐但是﹐反對者亦提不出他們認為較為合理的時間數字來。

那麼﹐到底有沒有實驗證據來支持宇宙膨脹學說呢﹖答案是尚未有。宇宙膨脹學說新舊學說的主要基礎建立在大統一學說”(Grand Unified Theories)之上。該一理論模型﹐預言了光子在大約1032年的年齡之時﹐會朽滅成為較輕的質點﹐但是﹐迄今為止﹐還沒有任何物理實驗找到這種光子朽滅化為更微的實例﹐反對者因此認為﹕連大統一學說亦不可靠﹐若要推翻宇宙膨脹學說﹐首先只要推翻大統一學說。這些爭論﹐在我看來﹐是有限宇宙觀念與無限宇宙觀念之爭的另一回合。佛經有說過極微再分為極極微。那麼﹐自然連光子亦不能例外﹐這是我的個人心得。

 

 

() 從宇宙的臨界價值

     認識佛說宇宙微塵數虛空無量

 

 

大方廣佛華嚴經卷四十一離世品三十三之五云﹕虛空界無量﹐法界無量﹐眾生無量。

同經卷四十六法界品三十四之二云﹕不可說不可說佛剎微塵等世界。

阿含經內起世經卷一閻浮州品第一﹐佛曰﹕此千世界﹐猶如周羅﹐名小千世界﹐……周羅一千世界﹐是名第二中千世界……如此第二中千世界﹐以為一數﹐復滿千界﹐是名三千大千世界……同時成立﹐同時成已而復散壞﹐同時壞已而復還立﹐同時立已而得安住﹐周遍燒已,名為散壞,周遍起已,名為成立,周遍住已,名為安住,是為無畏一佛剎土﹐眾生所居……”

佛早已開示宇宙是多元多度微塵數的無量無限﹐現代太空科學家也陸續發現宇宙並不只一個﹐我們的宇宙並不是唯一的宇宙。不過﹐也仍有不少科學家在爭論只有一個宇宙世界。

當然﹐宇宙膨脹學說新舊兩說﹐也還有其他缺點﹐例如﹕它認為宇宙的密度﹐應該恰巧準確地伸張到臨界密度為止。這一預言﹐顯然不大正確。在實際的觀察上﹐如上文多次所提﹐觀察得知的宇宙當前密度是遠較臨界密度為小。現在瀰漫於我們宇宙內的氦氣﹐份量如此多﹐多到充斥於宇宙各處﹐無限無盡﹐就已知物理法則而言﹐它只有在霸子質點(Baryonic matter particles)的密度不超過臨界價值”(critical value)的百分之五情況之下﹐才會產生這麼多的氦氣。但是﹐觀察及研究﹐認為星雲漩系多系的運動﹐可能將之退到百分之十了。那麼失蹤的物質到哪兒去了呢﹖那百分之九十的霸子質點何在﹖怎麼密度與學說預言相差這樣大﹖

這只有兩個可能性﹐其一是宇宙膨脹學說預言不准確﹐應予以廢棄。其二就是﹕失踪的百分之九十﹐可能另有緣故。(可能是轉入到另外的宇宙去了。)

宇宙學家們大多數認為第二個可能性較大。一九八零年﹐物理學界發現了微中子”(Neutrinos)﹐有人認為微中子(詳見上文所提拙著)﹐微中子的體積是虛的﹐但是他們的數量遠比質子與中子多出很多﹐比例大約是十億(1 billion)比一。假如說﹐微中子的體積﹐只及得電子的五萬分之一﹐那麼﹐微中子總數體積﹐也足夠填滿在現時觀察所見的觀察密度”(observed density)臨界密度”(critical density)之間的差距空隙了。微中子是一些虛無物體的波狀非物質﹐電子是波狀的物質的能質點﹐也是無形的。如果都以我們的有限眼識來看﹐那就是啥都看不見﹐都不存在﹐但是它們是充滿於宇宙內的。華嚴經常說先成虛空﹐這句名言是不可以忽視的。

很令人失望地﹐就是從一九八零年至今﹐仍無物理新實驗找到微中子存在於我們的世界的證據﹐因此﹐仍有人對其存在性抱疑。

大統一學說新說(Susy-GUT)提出了新的主張﹐它認為當今物理界所未發現到的質點﹐可能存在於宇宙大爆炸後的10-35秒之時﹐後來它們朽滅﹐化為更輕更微的質點﹐例如微中子﹐或者更虛無的極微。我個人同意此說﹐我發現它接近佛經的極微微塵觀念。

大爆炸學說估計宇宙在過去的一個遙遠時間發生﹐宇宙的確實年齡端視宇宙擴張率而定。宇宙擴張率又決定於宇宙的物質密度大小﹐與及宇宙含有的霸子微粒或輻射之多寡而定。(“霸子是一種極微的元質點﹐其行為相似於光子﹐其旅行速度與光速相近。)

倘若宇宙膨脹學說是正確的﹐依其學說﹐則宇宙內充滿了無數的霸子微粒﹐很容易地就可計算出宇宙的年齡是t(2/3)H-1(這裡的方程式內的英文字母H﹐代表赫伯常數”(Hubble constant)﹐那就是一個星雲漩系與其後退(Recession)初速的距離關係的常數。)

關於赫伯常數的價值﹐科學界爭論頗多。這是一個必須以實驗來記錄測量始可獲得的數字。通常是以公里//)(Km/sec/Megaparsec)的單位作為記錄──公里與兆秒都是距離單位﹐彼此可以互相抵銷。所以﹐實在不懂為什麼當初赫伯博士要用這麼麻煩的方法來寫一個最簡單的一秒種”( 1 second)。不過﹐大家相沿使用下來﹐就習以為常了──美國德薩斯州立大學的天文學家居拉·狄·范谷勒(Gerard Vancoulurs)的實驗觀測﹐錄得的赫伯常數”多次,都是高於100Km/Sec/Mpc,不過,其他一般天文學家認為“赫伯常數”是50Km/Sec/Mpc左右。還沒有人發現這常數在45Km/Sec/Mpc以下的﹐近十年來﹐尚無人公佈新的估計數字。

一個赫伯常數50Km/Sec/Mpc相當於5x10-11years-1年﹐如此推算﹐H-1大約等於兩百億年(20 billions years)宇宙膨脹學說估計宇宙的年齡是一百四十億年(14 billions years)”

 

 

NGC-6752

 

最近﹐片尼(A.J. Penny)與狄更斯(R.J. Dickens)兩位天文學家觀測編號“NGC-6752”的一團星雲﹐估計它的年齡在一千四百億年至一千八百億年之間﹐比宇宙的上述估計年齡老﹗這一發現等於否定了宇宙膨脹學說的估計數字。若非學說有誤﹐就是在宇宙大爆炸之後﹐到星雲形成階段的時間﹐估計不確或有遺漏未予估出。

美國威爾遜山天文觀察台(Mount Wilson Observatory)的天文學家阿倫·山(Allan Sandage)估計此一段時間約為(1/5)H-1

以此數字計算﹐將NGC-6752星雲列入宇宙膨脹學說模型內﹐則可計得宇宙的年齡(2/3)H-1至少是﹕t=14(1/5)H-1Billion Years,這還須有條件﹐就是赫伯常數 小於33Km/Sec/Mpc才行﹐這年數與近年來的各種估計報告都有衝突不符。

這些天文數學計算的是這個充滿了壓倒性多數的霸子微粒元質點為主的宇宙。但是﹐宇宙大統一學說與新學說(GUT and Susy-GUT)認為宇宙中還有尚未被發現的更微的輻射行為的極微質點之波﹐可能是它們這些極微波引起宇宙擴張得更快──比霸子所影響的擴張快得多。依照此兩學說﹐那麼﹐受到壓倒性大多數的輻射極微波主宰的宇宙﹐其年齡﹐以方程式t(1/2)H-1可計算出來﹐倘若赫伯常數H50Km/Sec/Mpc,則宇宙的年齡只有一百億年(10 billion years)而已。即是說﹐NGC-6752星雲形成的時間﹐尚在宇宙大爆炸之前的四十億年以上﹐顯然這是成為疑問的。倘若要將此一星雲納入宇宙的系統之內﹐那麼﹐赫伯常數勢非小於21Km/Sec/Mpc不可。而此一價值數字﹐卻不符合任何現在已知的學理的。

上面這一段﹐是一些天文學家基於只有一個宇宙的觀念的計算。我認為不無討論的於地。我認為NGC-6752星雲根本不是屬於這一個宇宙之內的﹐它是可以經過這個宇宙透視得見的另外宇宙的物質之一﹐它的年齡﹐若比我們此一宇宙為老﹐它的形成倘在我們宇宙之前﹐有何不可﹖與我同感的人不少﹐此事也促使了很多科學家走向佛經的複度多元無數宇宙觀念的。

倘若接受佛經的多元無數宇宙生滅不同時的觀念﹐那麼上文的許多謎團難題﹐就都不存在。上文所提當代科學家們的困難﹐在我看來﹐純是單元獨一宇宙觀念所引領走進了思路的死巷牛角尖。

在現階段﹐並非每一位科學家都能夠脫出單一宇宙的觀念。這一派仍然在努力用單一宇宙的觀點邏輯來解釋宇宙及可能是外宇宙的現象。他們盡力地將一切矛盾不符的現象予以統一﹐拿這一個宇宙的物理法則來估量一切未知(當然也還有少數人以地球的物理法則去估量宇宙﹐那就更不足了)。有些科學家﹐以其單一宇宙及有限宇宙的觀點﹐認為﹐宇宙膨脹學說已經破綻百出﹐必須設法找什麼學理來予以補救。最佳的而且是唯一的補救﹐就是再採用那早已不吃香的宇宙常數”(Universe constant) ﹐那是愛因斯坦所創立的方程式﹔用來解釋他的宇宙觀的。當愛因斯坦見到後來的宇宙擴張學說之後﹐他就自動撤銷他的宇宙常數﹐並且很謙虛的自認該一方程式是他畢生最大的理論錯誤”(the biggest blunder of my life)

 

愛因斯坦宇宙常數Cosmological Constant

 

 

愛因斯坦的宇宙常數被宇宙學界冷落了多年。不過﹐平心而論﹐它並非那麼毫無用處。假如宇宙內果真有這種宇宙常數﹐縱然微不足道﹐亦能改變宇宙的擴張率及延長宇宙的壽命到若干程度﹐可以減免宇宙膨脹學說的宇宙年齡估計差距。不過﹐宇宙常數﹐就如上文提到的真空能量密度一樣地發生疑問──今日的宇宙﹐其真空能量密度﹐依理論來說是很小但尚未至於等於零。但是﹐此一理論引起了疑問﹐因為尚無證據證明接近零的真空能量確有存在。

 

 

 

從宇宙大統一學說觀點來看﹐在宇宙膨脹末期﹐宇宙的真空朽滅成──這觀點近於佛經所言空生萬法──沒有什麼理由說真空能量會降低到接近零﹐如果不是這麼少﹐又為什麼至今仍未觀察得到它﹖

還有﹐宇宙常數本身也有疑問。根據愛因斯坦的方程式﹐他認為宇宙常數影響時間與空間及宇宙中每一粒質點的行為﹐它既是常數﹐所以沒有任何東西可以對它發生影響。但是﹐這又違反了物理學上的行為與反應基本法則(Concept of Action and Reaction)──根據該法則﹐任何物體能對其他物體發生影響力者亦會在影響之時受到對方的反影響。

愛因斯坦把行為與反應原則放入他的著名的相對論內﹐他指出時間空間並非是絕對的﹐亦不是不變的﹐而是由時空的內涵所決定的﹐而且﹐時空的形態也決定其內涵的物體的運動形態。

此段的英文原文如下﹕

Space-time is not absolute and immutable but shaped by the objects within it. At he same time, the shape of space-time determines how objects move。  ── Einstein

愛因斯坦的方程式指出了物質與宇宙時空之間的相互關係。但是﹐他後來把他棄已久的宇宙常數﹐重新採用作為支持宇宙膨脹擴張學說之用﹐以解決宇宙年齡的歧說紛爭。他的動機是好的﹐不過﹐顯然是有些自相矛盾──宇宙常數在意義上﹐是絕對而非相對的呀──這一點﹐引起科學界相當大的困惑。

其實﹐我認為﹐這種困惑也是沒有必要的﹐科學界倘若不泥守於單元宇宙的出發觀點﹐倘若接受佛經的複度多元宇宙及無常法則﹐那麼﹐上述的許多困惑與迷困﹐就都可迎刃而解了。

愛因斯坦的名言﹕時空不是絕對的也不是不變的﹐正好符合了自古以來佛經內的多元多變無常的時空觀念。

我認為愛因斯坦並無自相矛盾。我認為他的宇宙常數也是有伸縮性的﹐並非永恆不變的﹐問題只是可能別的科學家尚未了解他的真義﹐他們仍未完全放得下唯一單元宇宙的觀念。我認為研究佛經的宇宙時空﹐會大大地有助於宇宙學的新研究。

最近五六年以來﹐物理學界很多人在努力以地研究﹐希望找到新的理論來解答宇宙學膨脹學說的兩大謎團﹐就是前文所述的問題﹐以使膨脹學說圓滿。該學說迄今為止﹐尚嫌缺少充份的觀測證據﹐它的理論﹐可說仍是以數學為主要推論根據的。科學界並不以此為足﹐講求物證的科學界﹐務必要找到百分之百的證據。可是﹐太空宇宙如此浩瀚龐大﹐這種心願想非立時可就的。

據蘇聯於一九八七年一月公佈﹕在三年前(一九八四年發射進入外太空的一座人造衛星上的無線電波天文觀測儀﹐聽收到的宇宙無線電波集﹐拍回地球。它所集的資料﹐顯然略為減少了所謂地平線的障礙﹐從它的資料分析﹐可證我們的宇宙仍在不斷膨脹擴大之中﹐宇宙內的物質密度很大﹐不過已在逐漸冷卻﹐這些研究報告﹐接近於上述的宇宙大爆炸學說宇宙膨脹學說所推論的情形──在大約一百五十億年前﹐在虛無發生大爆炸﹐形成的這個宇宙﹐不斷地膨脹擴大。蘇聯太空物理學界的發現﹐可算是對於這兩大學說提供了相當大的數學物理上的證據。

不過﹐科學界仍然是未滿意的﹐他們無論支持者或反對者﹐都在倍加辛勤地研究下去﹐希望不斷找到更多的發現﹐以揭開宇宙的奧秘。他們的努力﹐顯然地感到實驗與觀測的不足﹐因此﹐都無可避免地經由概念與數學的最高領域去推論﹐漸而進入了更高的形而上境界﹐有些人是不自覺地﹐有一些是立意朝著這方向走──越走越深入了玄妙的最高的佛經的形而上無數繁多的微塵數宇宙﹗

但願宇宙學物理學與佛學的交軌﹐在不久的未來啟開多重宇宙的奧秘﹗

 

 

 

 

載香港《內明》第186期:1987年9月1日

 

 

 

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