虚时间中的幻境—谈霍金的《伟大设计》

周方黎

《伟大设计》是一本被热炒的书，由斯蒂芬．霍金和伦纳德．姆勒迪诺合着。由于霍金有相当大的号召力，所以笔者愿意为文指出书中的错误，以免流毒蔓延。

霍金简介

霍金生于1942年，是英国剑桥大学的物理学教授。他年青时就显出卓越的数学和物理学才能。在21岁时，他患了无法治愈的肌肉萎缩脊髓侧索硬化症；起初尚能坐在轮椅上工作，后来病况日益严重，他只能躺卧在病榻上工作了。讲话，看书，写作都需要借助电子设备，并且只有少数长期和他一起工作的人才能和他交通讯息；然而，他坚决和疾病斗争，不断思考问题。在无法进行繁重且严格的物理学研究以后，他就转向科普工作。这种坚强的意志和追求真理的积极人生态度，不禁令人赞佩。

严谨时期

霍金早期在科学上的工作是严谨的，他最重要的物理学成就是关于宇宙中的黑洞不单吸收能量，且能吐出能量。不过这个理论尚无充分的科学实验证实。他在病情转重以后，就转入科普书籍的写作。

1988年他出版了第一本科普书─《时间简史》。这是一本深入浅出、态度严谨的佳作。当今物理学几乎发展到，离开抽象而繁重的现代数学已无法表达它内容的地步。而在书中，霍金竟能不用一个数学公式，便将现代物理学最前沿的多个重要方面都尽情勾勒出来了。这本书荣登畅销书榜几个月之久，且被译成四十多种语文。

这时，他还很尊重物理学的传统成就，也赞同现代的宇宙是从一个极小物质点的大爆炸开始的，既能解释宇宙的发展历史，又有大爆炸时残留的辐射作证的宇宙生成理论。既然大爆炸是宇宙始点，因而宇宙是有限的。这也是牛顿和爱因斯坦的观点，他们的严格数学理论都需要有一个边界条件才能落实。大爆炸就是宇宙的边界。当时霍金对存在一位造物主的看法，至少没有表示反对。他在《时​​间简史》中写道：“然而（科学）定律并没有告诉我们，宇宙的太初像什么样子─它（宇宙）依然要靠上帝去卷紧发条，并选择如何去启动它。只要宇宙有一个开端，我们就可以设想存在一个造物主。”

从大爆炸开始，宇宙从一片混沌之中，逐渐有条不紊地演变出星系、星云、恒星、植物、动物，最后终于出现了人类─智慧高超得能够询问：“在宇宙的演变中，何以有如此之多的巧合？宇宙为何是我们看到的这种样子？”有一个连物理学专家们也赞成的回答是：“如果它不是这个样子，我们就不会在这里！”这就是在剑桥大学一次物理讨论会上提出的“人择原理”，霍金也没有对这个回答表示异议。

科幻混合

在《时间简史》带来的成功以后，2001年，霍金又写了第二本书《果壳中的宇宙》。可能因病情恶化，他也越发难以接触实际了，就渐渐流于空想。他显然要和科学幻想小说家道格拉斯．亚当斯的小说《银河系漫游指南》竞争，这次他使用了伪科学作为工具，去和纯粹幻想媲美，因此他的书就比科幻小说的误导性更大得多了。

这本书的“伪”本质，是将数学上用以辅助逻辑推演的、没有实际性意义的数学概念“虚数”，作为有实际意义的东西。这种伪科学的幻想的不真实是显而易见的。可以通过下面这个明显的例子来说明。

在初等教学中有两次讲到，一条直线和一个圆的相交问题，一次是在平面几何学中，另一次是在解析几何学中；平面几何给出的三种不同情况的图像是：1.直线通过圆有两个交点；2.直线和圆相切，只有一个交点；3.直线在圆之外，没有交点。

在解析几何中，直线和一个一次方程相应，圆和一个二次方程相应，两个方程这个问题和寻求的共同解相应。结果也分三种不同的情形是：1.有两个实根；2.有一个实根；3.有一个对虚数根。这三种结果分别和上面所述平面几何中三种不同的情形相应，特别是虚根是实际上不出现交点的数学表示。

这虽然是一个形象化的特殊实例，但结论是有普遍性的。如果一架飞机的设计方案中含有虚数，那么按此制造的飞机肯定是飞不上去的，实际上根本无法施工。霍金的第二本书就是根据虚数的结论，来谈论和看待世界和人类的现实生活的作品。于是带人进入“虚时间”中的奇幻境界。“虚时间”是一种不像时间又不像空间的怪东西。沿着虚时间，可以存在一种连通时间的现在、过去和未来，以及空间各个部分的管道─“虫洞”，人可以从“虫洞”进入过去。

在《果壳中的宇宙》有一张插图，画着霍金、牛顿、爱因斯坦，和旅行在虫洞中奇怪交通工具的船长，四人在一起玩扑克牌。这本书标志着完全脱离实际的霍金，已经江郎才尽了。写这本书的时候，霍金几乎完全瘫痪了，凡编辑手稿、插图的构思和作图，以及说明文字的撰写，都由别人代劳。这本书受欢迎的程度大不如第一本书了；然而，贪婪的书商还是能够从此书骗到一大笔钱。

虚实结合

虽然霍金健康已经很差了，书商还是没放过他，又由他带头写了第三本书：《伟大设计》。这次似乎无法掩盖实情，只好挂出一个名不见经传的合作者—伦纳德．姆勒迪诺。这本书的理论是没实际意义的“虚时间”的进一步发挥，他们将虚时间和实际的空间结合起来，虚构成一个幻想的宇宙，于是这个宇宙就成了一个没有边界的、无限的宇宙，并且把它作为我们实际的宇宙模式。

这时霍金已经把他从前坚信过的、符合极多实情的，并且有坚实的实验支持的宇宙从大爆炸开始的理论，避开不谈了。他声称宇宙既然没有边界，当然要依靠边界条件的爆炸理论就被他抛弃、推翻了。并且从无限的宇宙出发，认为宇宙的生命是宇宙自己产生的，不需要劳驾上帝。

实际情况

上面所述都是霍金的空话，他又从1992年发现，有一颗太阳系以外的某颗恒星有行星绕着它运转这一观察结果，声称：“地球是特意为人类而造的证据，也远不能令人信服了。”实际情况是：单是银河系就有二千多亿颗恒星，而迄今人类只发现的236颗太阳系外的行星中，没有见过大小和地球类似的行星。太阳系有一个很不平常的特点就是，所有行星的轨道都很近似圆形，而其他恒星系的行星的轨道都是扁的椭圆，这种扁形轨道上的行星在一个周期中，温度变化很大，不适合人类居住。我们的近邻火星，是宇宙中除地球以外最适合人居住的地方；但火星的土壤中有高氯酸盐，生物不能适应，这也仅是不适合生物的条件之一。而人可以存在的条件极为苛刻，宇宙中能出现地球和人真是个奇迹！为物理学界广泛承认的“人择原理”，不是能被一个不可靠的特例推翻得了的。

霍金认为物理学可以解释终极问题。但实际情况是，科学越前进，就发现越难、越多的问题就在物理学面前。知识是发散的，而不是收敛的；有限的科学永远无法解释无限的终极问题。

康德的“二律背反”规律和哥德尔所提出的“在数学中的公理基础上存在即不能证实也不能伪证”的定理，都明确指出了人类理性的极限。极限以外的事情属于信仰的范围。霍金的空想和幻想是犯了最基本的错误，是伪科学。

今日物理学中的大爆炸宇宙生成和演化理论，是人类理性和智慧的最高成就，真科学有力地佐证宇宙有个始点，在这个始点，上帝创造了宇宙。这是实际情况。