2. 科幻夢囈系列
序言科幻小說和 科學文化其實是不可分割的,有學者甚至認為科幻小說是科學研究的靈感泉源,中國人寫不出科幻小說,不是中國人的數理能力差,可能是近代中國學科學的人太偏 向實用,而且受的是西方訓練,不大懂古文甚至中文,而創意工業從業員的思維還停留在手工藝作業年代,只著重文藝和美工的運用,關於身邊日常生活的內容還 可以應付,但內容專門的便無能為力,到了現在仍有求職的年青人以為讀書不成,只要畫功了得,便能在創意工業大展拳腳,他們不明白圖像背後的內涵才是創作的 靈魂,華麗衣服包裹的如果是臭皮囊,整體來說還是臭皮囊。所以香港的電影除了武打片及警匪片便拍不出歷史片,內地和台灣的導演拍歷史文化的電影沒問題,但 科幻片還是拍不出來。 這個 系列的網誌,不是甚麼嚴謹的科學論述,而是天馬行空,玩科幻交融,只求有趣,不求精準,即香港人所謂的「過癮」,但關於現代科學部份,都屬於有根有據的,古 代經典的內容,則不防大膽作創造性的推測,說不定有寫劇本的因此靈機一觸,深入研究後寫出具中國特色的「古墓迷城」或「奪寶奇兵」也說不定。 無極 PoleZero
-11/1/2009
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2.2 道德經與宇宙論
-14/11/2010
1. 探索宇宙起源 模擬天地初開
好不容易等到歐洲CERN利用大強子撞擊器(the Large Hadron Collider)進行了一次成功的質子撞擊實驗(the Large
Hadron Collision
Experiment),模擬大爆炸學說中有關宇宙源起時那十億份之一秒的情況,然後才動筆寫這篇科學夢囈的《道德經和宇宙論Cosmology
Code》。
根據大爆炸理論(big bang theory),以現時宇宙彭脹的速度倒算,的宇宙起源於一百三十多億年前 (13.73 ±
0.12 billion years )的一剎那,一種不能用現時任何物理定律及狀態來形容說明的超級原子(super
actom),不知道因為什麼隨機因素(random
factor)發生一次大爆炸事件(event),然後產生了包括我們現在所觀察到和處身的宇宙,由那一刻開始,有了時間(time)、空間
(space)、構成現時宇宙各星系物質的基本粒子和它們的一切物理化學規律,當然也衍生了生命。中國文字中的宇宙,原來「宇」即是來空間,「宙」即是時
間,看來中國人的祖先創造宇宙這個詞彙時,科學的概念已經很清晰。
早期的大爆炸理論,還是用當時的時空觀念和物理規律來想像大爆炸前後的宇宙,但近年對時空和基本粒子的探索深入了之後,開始發覺時間和空間也可能是大爆炸 然後才產生的東西,甚至有些理論如弦論(string theory) 便認為大爆炸產生了一個十一個維度(dimension)的超空間(hyper- space),我們的宇宙只具有四個維度,即長、闊、高及時間,是一個時空連續體(time-space continuum),所以十一個維度的超空間可同時包含多個平行宇宙(parallel universes),彼此間的連繫和特性還在探索之中。不少荷理活科幻電影或電視劇已用這些理論做題材,例如最近明珠台播映的Fringe 和世界台的"Dr. Who"。
2. 宇宙起源密碼竟藏於古代經書
如果大家覺得達芬奇的密碼( Davinci Code) 精彩,那麼地道的老子«道德經»內的宇宙密碼更令人嘆為觀止,都是那些教中文的老師宿儒誤事,不懂科學又硬要將道德經當成文科書來教,明明是用科學的角度 來解釋會更合理的部份,卻偏偏要解釋成倫理學,變成不知所謂。更令人驚訝的是從前看似胡思亂想胡言亂語的說話,在新的科學發現和理論發表後,竟變得言之成 理,宇宙論(cosmology)是其中之一。
«道德經.第一章»說:
「道,可道,非常道;名,可名,非常名.無名,天地始;有名,萬物母.常無,欲觀其妙;常有,欲觀其徼.此兩者同出而異名,同謂之玄,玄之又玄,眾妙之門.」
在下就沒有聽過不懂現代物理學的文科人解得通這一段文字,什麼無有同源,什麼玄之又玄,越描就越混賬,但如果用現代的科學語言來說,竟然跟現代物理學的理論不謀而合,下面是在下為原文嘗試作的一個現代語翻譯:
「如果說大自然依據某種規律(dao/law)運行,那絕非我們所理解的一般自然規律(natural
law),如果說大自然是客觀存在的事物(matter),那絕非現時可以看見描述的一般事物,宇宙開始時是一種虛無狀態(vacuity,零維度或能量
狀態),並沒有一切現時可以描述命名的物質存在,然後構成天地物質的元素(基本粒子)出現,產生今天的宇宙,從虛無狀態來想像,可理解變化的奧妙,從物質
狀態想像,可理解事物的規律,虛無狀態及物質狀態其實都是來自同一出處,就是玄(黑質/能,dark
matter),玄就是極黑(無法偵查觀察)的東西,也是一切事物(event)產生的源頭。」
如果沒有相對論(Relativity)、統一場論(Unified Field Theory)、量子論(Quantum
Theory),大爆炸論(Big Bang Theory)、弦論(String Theory)、黑質/能論(dark
matter/energy)、平行宇宙論(Multi-universe Theory)、黑洞(black hole /worm hole)
存在的推論等科學理論及實驗證明出現,即使以上面的演繹,仍然非常費解,例如質能互換,現在小學生也知道是原子彈和核能發電的基本原理,而以上各種理論都
認為基本粒子由不佔空間處於虛無狀態的能量產生,即從無而生有,只是其中的過程和規律還在探索中,但有一些科學家便認為黑質/能(dark
matter)扮演一個重要的角色,黑質/能是有異於現時所知的物質或能量狀態的東西,由於不會發出任輻射(radiation)
或力場效應(field
effect),所以無法偵查觀察,稱為黑質,暫時還屬理論上的東西。由此亦可見中文比外文在表達能力上更強,玄在中文的意思已是比黑色更黑的屬性,並有
深不可測的含義,外文中仍沒有一個對等的詞彙,仍是沿用黑(black)和暗(dark)來形容。
這段文字還有兩個字值得深究,一個是「妙」,另一個是「徼」,平日我們是「徼妙」作一個複詞並用,但少有追索造字者的原意,「妙」由少女合成,一般人最多
理解成青春女性漂亮美麗,不知道少女在太極中代表「少陰」,屬於不穩定而會發生變化的狀態,而且意味著高度的隨機性(randomness),故此妙是虛
無狀態的能量如何變化的原理(principle),與現代量子力學中描述的能量狀態變化相近;「徼」原來字義解作複製(clone/repeat)、途
徑(mechanics)或規限邊界(boundary),有規律(discipline)的含義,跟物質顯示出會依循穩定的物理及化學規律變化而具有可
重覆(repeatable)及可預測(predictable)的屬性吻合。
如果以為這些都不過是二千多年前一個半瘋半癲的老頭子憑空想像瞎扯出來的說話,碰巧可以套入現代的科學理論,那不妨從頭至味讀一遍,反正字數不多,看看還有多少不可思義的內容後,相信會更加震驚。
-17/11/2010
3. 二千年不解文字暗藏黑洞理論
根據牛頓建立的古典力學(classical mechanics) 來看宇宙,大至日月星宿,小至一切物體,都是井井有條,依循一定的自然規律運行,通過觀察量度及計算,更可準確預測事件的發生,就好像時鐘內運行的機械裝 置(clockwork) 一樣,相對論修正了古典物理學過份粗疏而導致的誤差,但愛恩斯坦至死不相信上帝會擲骰子(throwing dice),排斥隨機事件(random event)的可能性,量子力學推翻了古典力學及相對論的宇宙觀,加入了偶然因素,說不定我們身處的宇宙不過是偶發事件,正是道德經第一章所揭示的「道可 道,非常道」的概念。接下來的科學發現及物理學的五大新理論,即「大爆炸論」(Big Bang Theory)、「弦論」(String Theory)、「平行宇宙論」(M-Theory/Mutiuniverse, Parallel Universe Theory)、「黑質/能論」(Dark Matter/Dark Energy Theory) 及「粒子標準模型理論」(Standard Model of Particles Theory),重新塑造人類心目中的宇宙。根據這些理論推算出一些前人未曾想像過的新事物,例如黑洞(black hole),黑質/能,弦、平行宇宙,比質子及電子更基本的粒子等如夸克(quark)等,部份已獲得某種程度的實驗或觀察證明,大強子撞擊器的建造,便 是為了實驗印證其中一些推論。只是這些對現代平常人仍是天荒夜譚的事物,我們竟赫然發現,在二千多年前古人的書籍中,已經提及,不過從前科學的理論和發現 仍未出現相關的概念,所以無從聯想起來吧了。«道德經.六章»便有類似黑洞的描述,下面是原文:
「谷神不死,是謂玄牝.玄牝門,天地根.綿綿若存,用之不勤.」
文史哲的專家,對這段文字肯定是丈八金剛,摸不著頭腦,相信找遍搜神記或封神榜,也找不到谷神和玄牝這神祗神獸,這神 獸又有什麼門竟關係到天地根源,一些好事之徒,解無可解,索性將玄牝解作主男女交合的神獸,玄牝門解作女性生殖器官,但這頂多是子孫根,那裡是天地根。可 是,這段文字密碼,如果用老子之後二千多年的現代天文物理學來理解,便變得條理清晰。一些天文物理學家則認為黑洞不單是物質的源頭及歸宿,而且可能是平行 宇宙間的通道,按推論黑洞是末期星體崩塌(collapse)後,核心的物質因引力關係被極度壓縮(crunched),形成引力場(gravity field)強大至能夠令附近的空間崩塌扭曲,連光也無法逃逸的天文現象,昨天(15/11/2010)美國太空總署NASA便公佈發現及觀察 到M100星雲(星系,galaxy M100 )一個黑洞的誕生,這個距離太陽系五千萬光年的黑洞,誕生過程,在三十年前被發現和持續觀察,非常年青(但因為光和輻射需經五千萬年才抵達地球觀察站,實 質年齡是五千萬零三十年),提供了非常多的寶貴數據供天文物理學家研究分析,故此被視作重大發現,根據廣義相對論的推算,如果光亦無法逃逸,時間亦停頓下 來,黑洞內便有如大爆炸前的混沌狀態,沒有時間和空間,但黑洞是否一個穩定的死寂狀態,似乎仍在探討中,天文學家在觀察星雲M33 X-7(星系,galaxy M33 X-7)內另一個黑洞時,試圖憑圍繞黑洞週圍的星體數目驗證兩個理論模型,一個是遷移模型(migration model),認為黑洞會不斷吞噬週圍星體,是星體的墳墓,如果正確,一些低質量(low mass)的星體應該在足夠遠的外圍環帶(cluster) 生成,數目應過百萬,另一個碟型模型(disk model),認為黑洞引力跟附近星體 Sagittarius A* 及圍繞四週旋轉的濃密星雲(gas cloud)引力互相抵消(offset),星雲和星體不致受巨大引力及離心力造成的潮汐效應(tidal effect)撕裂,保持一個穩定狀態,星雲能慢慢娶合形成星體並慢慢增大,按這理論星體數目應該只有數千,點算結果為一萬顆,碟型模型(disk model)似是正確,黑洞洞口是星體的誕生地。此外,根據霍金Hawking 1974年提出的理論,黑洞最終會發射出強烈輻射線束,仍在搜集證據,但被吞噬進黑洞事界(event horizon)以內的物質究竟最終去了那裡,還未有一個較令人信服的理論,有人估計有如通過蟲洞般在超空間的某一個宇宙中出現。
這是至今為止現代科學對黑洞的理解,用這些概念再看第六章那段文字,谷神其實不應解作神祗,道德經不似莊子,並無借用 鬼神精靈來講道理,神其實可解作屬性或狀態,例如精神、神髓、神韻等中的神,谷是下陷曲面,正是科學家用來解說三維空間崩塌的二維模擬形狀,而牝確是雌性 的意思,但正如電機及電子程中,英文female (母) 代表凹陷裝置如插座(socket ),male (公)代表凸出裝置如插件(plug) ,牝其實跟谷或孔是同義詞,只是為了給那樣事物一個專有名詞,所以不用谷而用牝,糎清幾個關鍵字詞後,原文便可譯成下面的現代文字:
「如山谷般彎曲下陷的空間,並非一片死寂毫無活動的地帶,它稱為黑洞,黑洞的洞口,是天地(天體星系)形成的源頭,源源不斷地誕生,但產生的過程非常緩慢。」
老實說,如果不說道德經是二千多年前的著作,沒有先入為主的成見,認定當時人類不可能曉得這些天文物理現象,按字面解釋,科學版本比文史哲專家的版 本看來更合理,如果十一維度的超空間確實存在,那麼我們現時的時空連續體的單向時間軸觀念便不是那麼肯定,老子原來是其中一個來自未來的科學家嘗試了一次 經過超空間的時空旅程,降落在二千多年前的中國土地上,留下這部莫名其妙的書籍,然後又突然倒騎在牛背上,悄然離開,消失得無影無蹤,繼續他的時空旅程,又或者是來自某個遙遠星系 的文明,打通了一道連接兩個星球的蟲洞,徒步進入我們二千年前的世界,往日不少屬於不可思議的神話,今日都由科學家實現,誰又能否定這個可能性。
-8/12/2010
測不準原理,真的假得了
測不準原理的數學表達公式 |
老子的道德經,由道談到德,道是自然規律,德是人類行為守則,由天理引申到人倫,真是深入淺出的最經典例子,天理部份,看來以現代人的科學知識水 平,道德經的理論,就是用今日的科學知識來衝量,仍未能全部理解或證明真假,只是越來越多的科學發現竟跟老子說的相似,覺得這怪老頭言之成理,叫人大惑不 解,宇宙起源的部份固然好像前文所說的一樣,對微觀世界的描述,竟然亦有今日量子力學(quantum mechanics) 的觀點,怪不得有記載說孔子曾慕名拜訪老子,向他請教,卻碰得一鼻子灰,看來老子必定是在想:「你這個小輩,雖然有一點小聰明,但太愛追求世俗名利權勢, 功夫都放在甚麼治國平天下的學問上,那有了解宇宙大道的基礎知識。」就好像正一心在投機買賣賺大錢的炒家問專門研究黑洞的天文物理學家如何能用科學計算幫忙賺錢一般。以下為十四章文字:
「視之不見,名曰夷;聽之不聞,名曰希;摶之不得,名曰微.此三者不可致詰,故混而為一.其上不曒,在下不昧.繩繩不可名,復歸於無物.是謂無狀之狀,無物之象,是謂忽恍.迎不見其首,隨不見其後.執古之道,以語今之有.以知古始,是謂道已.」
如果捨棄不懂量子力學的文史哲學者的原有白話文譯本,反而不必穿鑿附會,將「夷」、「微」、及「希」硬當成甚麼特別的神秘事物,以下是直譯版本:。
「事物如果太平凡,便難以看見,聲音如果 太希疏便無法聽到,物件如果太微少,便不能感覺到,這三種是無法質疑的事實,其實都是基於同一道理,可以一併解釋,在事物的較高層次(宏觀世界)來看並不 明顯,但在基本的層次(微觀世界)來看便毫不含糊,事物的狀態外觀接連不斷出現無法具體描述的情況,最後甚至回復沒有實質的形態,可以說是既無法確定它的 動態,亦無法確定它的形像,唯有形容為不確定或恍惚,面對著它時不知從何開始,從後追蹤又無法知道那裡是它的終結,掌握這自古以來的自然規律(道)。來解 釋今日的物質世界,明白世界的誕生,是基於自然的規律吧了。」
對量子力學有認識而又明白以上文字的人,一定大為驚詫,老子究竟是什麼人,為什麼二十世紀中後期才陸續被確認的測不準原理(uncertainty principle),已像在他的掌握之中,雖然未至於似是現代黑洞權威霍金(Stephjen Hawking) 向亞瑪遜河中居住的原始民族講解量子力學及基本粒子模型的反差那般大,但就恍似大學物理系的教授向文科生教授通識課的教材一般。
要了解上之的精奧,先講述一些量子力學及測不準原理的發展經過,根據西方的科學方法,觀察,測量及可依推算重覆出現(repeatable) 的相同實驗結果,是確立一個具有普遍性(universal)及客觀性(objective) 理論的必要過程,在研究宏觀宇宙(macroscopic universe) 的物理世界時,這套是行之有效的方法,但當研究微觀宇宙(microscopic universe) 的物理世界時,便出現種種困難,最早期莫過於光的波粒二重性(wave-particle duality),光在不同場合中,有時呈現粒子的性質,如在真空直 線前進,有時卻又呈現波動的性質,例如通過光柵時的繞射現象(interference),後期更發現基本粒子都呈現相似的身份危機,物質和能量的界線, 在微觀宇宙原來非常模糊,更模糊的原來是這些基本粒子的存在,並不像宏觀世界般,可以通過偵測儀器,確定一件物件在某一刻的位置(position)和速 度或動量(momentum=mv (i.e. mass x velocity )),即是它的時空數據,基本粒子卻像不可捉摸的幽靈,科學家無法同時偵測(detect)到它們的位置和動量,還有是偵測位置和動量次序不同亦會得出不 同結果,原因是偵測的過程中,偵測者干預了粒子本身的行為;在偵測宏觀宇宙時,偵測者對被偵測物體所施以的偵測行動,無論是透過物質例如實物探觸 (probe),或能量如電磁波輻射(radiation) (包括光波),相對物體本身的質量都是極為微弱至可以不必理會它對被偵測物體的影響,故量子力學模型(quantum mechanic model) 可以省略(reduced)成古典力學模型(classical model),有如古典力學是相對論在特定狀況下的近似解(approximation)一樣,但在微觀世界,即使是被動式的偵測(passive detection),偵測者的存在亦足以影響了被偵測物體的行為,令被偵測事物的原有客觀狀態無法準確得知,原來客觀的物質世界,看似真實,但看的過程 已加上觀察者的主觀影響,最近城中熱爆金句說真的假不了,原來並不科學,看似真的還是假的。
由上世紀三十年代開始,多位知名當代物理學家,包括馬克斯·普朗克(Max Planck)、尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)、沃納·海森堡(Werner Heisenberg)、薛定諤(Erwin Schrödinger)、沃爾夫岡·包立(Wolfgang Pauli )、德布羅意(Louis de Broglie)、馬克斯·玻恩(Max Born)、恩里科·費米(Enrico Fermi )、保羅·狄拉克(Paul Dirac)等,重新建構了基本粒子模型,以機率(probability) 代替確實的時空數據來描述基本粒子的行徑,這就是著名的測不準原理,愛恩斯坦(Albert Einstein) 當初並不相信量子力學,但後期亦不得不接受量子力學的在解釋微觀物理世界現象的能力。道德經開宗明義說道可道,非常道,便是說自然規律的道容許不確定因 素,所以中國人的哲學及占卜術,實際上既信因果,但不信命定,這兩個似是不相容的矛盾概念,但在今日的量子力學的理論中亦包含相似的哲理,道家是土產貨, 佛家(跟佛教有不同)是舶來貨,但佛家的「因緣」跟道家的「無常」又好像非常相近,因是因果(causualty),緣是巧合或機率(co- incidence),兩套思想都是東方人的思想,相較西方人早期普遍認為宇宙都按既定軌跡運行,命運都是預設的想法,看來更科學和有深度一點。