無之書

前言

決定一本書的開頭猶如確定宇宙的起源一樣復雜。——麥克拉姆(Robert McCrum)“因為它不存在”——這也許是撰寫一本關于“無”(Nothing)之書的充足理由，如果作者已經(jīng)撰寫了一本關于“萬物”(Everything)的書，那么尤其如此。然而，幸運的是，有比這更好的理由。如果我們察看一下那些特殊問題(它們曾是人類沿著最古老和最執(zhí)著的探究之路前進的主要動力)，就會發(fā)現(xiàn)“無”，它恰當?shù)貍窝b成某種東西，從不遠離事物的核心?！盁o”有著各種各樣的偽裝，幾千年來它一直是一個魅力經(jīng)久不衰的論題。哲學家爭取理解它，而神秘主義者夢想他們能想象它；科學家力求創(chuàng)造它；天文學家徒勞地尋求確定它的位置；邏輯學家對它望而生畏，神學家卻渴望由它召喚出一切；而數(shù)學家達到了目的。與此同時，作家和愛開玩笑的人樂于竭其所能，激起對“無”的無謂的紛擾。沿著所有這些通向真理的小徑，“無”作為某種意料不到的關鍵性事物而出現(xiàn)；基于它，我們有如此多的中心問題得到了仔細考慮。于此，我們將要集中描繪我們關于“無”的概念影響知識增長的某些方式。我們將看到，古代西方人對邏輯學和分析哲學的沉溺，如何阻礙了他們發(fā)展到一個很有成效的圖景：“無”作為某種東西，可以是我們對所見事物所作解釋的一部分。與此相反，東方哲學家則具有這樣一些思維習慣：“無”是某種事物的觀念很容易把握，它在其衍生物中不僅僅是消極的。從這簡單的第一步開始，隨之而來的對人類來說是一個巨大的躍進：通用計數(shù)系統(tǒng)(counting systems)的發(fā)展，它可以向前和向上演進為現(xiàn)代數(shù)學的各個深奧領域?？茖W上，在對實際真空(vacuum)的可能性、需要性和地位進行曲折爭論的一千年當中，我們會看到對制造一個實際真空的某些追求。這些想法塑造了物理學和工程學中許多領域的未來發(fā)展方向，而與此同時，重新組合了哲學上和神學上對真空——物質(zhì)上的“無”——的可能性和需要性的爭論。對神學家來說，這些爭論部分是宇宙必須從一個既是物質(zhì)上的也是精神上的“無”之中被創(chuàng)生出來這一關鍵論點的繼續(xù)?？墒菍τ诖笳軐W家們來說，這些爭論只不過是關于事物最終本質(zhì)所提出的考慮欠周的問題的特例，它們正在逐漸聲名掃地。一開始，關于“無”的意義這樣的問題看上去是困難的，因此它們顯得不可能回答；其后，它們又顯得毫無意義：關于“無”(Nothing)的問題并不是關于任何事物(anything)的問題。然而，對于科學家來說，真空的制造看起來具有物理上的可能性。人們可用真空做實驗，并可將其用于制造機器：這是對它的實在性的一個嚴峻考驗。不久，這種真空似乎不可接受了。出現(xiàn)了這樣一幅圖像：宇宙充滿著一種無處不在的以太流體。不存在空空間(empty space)。萬物通過以太運動；萬物受到以太的作用。以太是萬物漂游其中的海洋，這保證了宇宙的每一角落或縫隙都不是空的。這種幽靈般的以太是持久不變的，需要一個愛因斯坦把它從宇宙中清除掉。但是當一切可清除的東西都清除掉以后，所剩下的仍超過他所意料的。相對論和量子論相結合產(chǎn)生的洞察力揭示了驚人的新可能性，它們把現(xiàn)代天文學中最重大的未解決問題呈現(xiàn)在我們面前。最近20年來，人們逐漸弄清楚，真空原來甚至比愛因斯坦所能想象的更為不同尋常、流動性更大、空虛程度更低、不可捉摸程度更小。它的存在同時在各種自然力作用于其上的那些最小和最大的空問范圍內(nèi)被感知。僅當發(fā)現(xiàn)了真空微妙的量子效應時，我們才能理解，各種不同的自然力在由物質(zhì)的最基本組成部分聚居著的沸騰的微觀世界里是怎樣統(tǒng)一起來的。天文世界同樣屈從于真空的性質(zhì)?，F(xiàn)代宇宙學依據(jù)真空的特殊性質(zhì)構建了關于宇宙的過去、現(xiàn)在和將來的主要圖像。惟有時間將會告訴我們這種構建是否建筑在散沙之上。然而我們也許不必等待很久。現(xiàn)今一系列令人注目的天文觀測，通過宇宙真空對宇宙膨脹的影響，似乎正在揭示它。我們還指望其他實驗能告訴我們，真空是否如我們所猜測的，在幾近150億年前完成了某些有力的動作，把宇宙安置在一個特殊的過程之中，正是此過程導致宇宙成為現(xiàn)在的樣子，并變成它最終將變成的那個樣子。 我希望這個故事將會使你堅信，存在著遠比所見到的多得多的“無”。如果我們要了解我們怎樣來到這里并在這樣做的同時進行思考，那么對“無”的本質(zhì)、它的特征和它既能突然變化又能緩慢變化的傾向有一個正確概念是很重要的。 全書各章開頭從零到九的章數(shù)旁邊所附的雕像圖，是瑪雅人美妙的頭像變形數(shù)字的復制品。它們代表了一系列著名的男女神靈，1500多年前曾被瑪雅人廣泛應用于記錄日期和時間間隔。 我要感謝比恩(Rachel Bean)、博合爾(Malcolm Boshier)、東布羅夫斯基(Mariusz Dabrowski)、金格里奇(Owen Gingerich)、亨斯根(J6rg Hensgen)、海因茲(Ed Hinds)、卡克(Subhash Kak)、林德(Andrei Linde)、洛根(Robert Logan)、馬蓋若(Joao Magueijo)、里斯(Martin Rees)、謝拉德(Paul Shellard)、蘇爾金(Will Sulkin)、特格馬克(Max Tegmark)和維連金(Alex Vilenkin)在不同時期所給予的幫助和討論。謹以本書紀念西阿瑪(Dennis Sciama)，假如沒有他的早期指導，無論是本書還是我最近25年間的一切其他著作，都不可能寫就。 本書在寫作過程中經(jīng)歷了一次搬家和三次辦公室遷移。在面對所有這些真空狀態(tài)的變化時，我要感謝我的妻子伊麗莎白(Elizabeth)，她向我保證：有一點終究比無強；我也要感謝我的兒女戴維(David)、羅杰(Roger)和路易絲(Louise)對整個寫作計劃所提出的無數(shù)疑問。

內(nèi)容概要

“無”是人類思想中一個玄秘深奧、難以捉摸而又不可或缺的重要概念。在哲學家看來，它就是虛空，是萬物的起源；在文學家的手中，它產(chǎn)生了許多語義雙關的俏皮話；而在科學家的世界里，它同樣占據(jù)了顯赫地位。從數(shù)學中的零到空集，從物理學中的以太到量子真空，從宇宙學中的大爆炸到暴脹宇宙，“無”始終是我們無法回避的中心話題。無數(shù)例子證明，“無”是真實存在的。    從古代瑪雅文明到中世紀的文藝復興，從莎士比亞到霍金……本書詳細回顧了“無”這一概念的豐富內(nèi)涵和歷史沿革。

作者簡介

約翰·D·巴羅（1952～），英國天體物理學家、著名科學作家。1977年獲牛津大學天體物理學博士學位。先后任教于牛津大學、加州大學伯克利分校、薩塞克斯大學，現(xiàn)任劍橋大學應用數(shù)學與理論物理系數(shù)學科學研究教授。曾榮獲洛克天文學獎和皇家格拉斯哥哲學學會開爾文獎章。他所創(chuàng)作的《宇宙的起源》等15部科普作品被譯為28種語言，受到讀者的廣泛歡迎。

書籍目錄

序言第零章　無之論：飛往無處　不存在之謎　冒險的無　獲得的無第一章　零：整個的故事　零的起源    　埃及：對“無”的需求　巴比倫：寫在墻上的手跡　無輸入問題和巴比倫的零　瑪雅的零　印度的零　印度人對虛無的概念　流動的零　表示零的詞的演化　最后的說明第二章　無事生非　歡迎來到“無窮大”旅館　有天賦的希臘人　伊斯蘭藝術　圣奧古斯丁　中世紀的迷津　作者和讀者　莎士比亞戲劇中的虛無　失落的悖論第三章　構建“無”  　尋找真空　雙無記　有多少空間是空間？第四章　漸漸趨向以太　牛頓和以太：存在還是不存在？　以太中的黑暗　以太的自然神學　決定性實驗　……第五章　零究竟發(fā)生了什么？第六章　空宇宙第七章　絕對不可能空的盒子第八章　有多少個真空？第九章　真空的開端和終結注釋

章節(jié)摘錄

有關“無”的摘錄很多。它們無非是向我們顯示對于“無”的沉思有相當?shù)纳疃群蛷V度。在接下來的幾章暈，我們將探索一些意料不到的途徑。我們將看到，“無”在思想史里決不是一個離奇的枝節(jié)問題，它從未遠離核心情節(jié)。在我們將探索的每…個領域里，我們將發(fā)現(xiàn)它們都有一個涉及“無”的正確概念和恰當表示的中心論題。人類思想史上一些關鍵思想的哲學綜述總是很重視像“無限”之類的概念，然而對“無”卻不太在意。神學強烈地糾纏著“無”的復雜性，用以確定我們是否由它創(chuàng)生出來以及我們是否在冒險回到它對上帝存在的漠視。宗教儀式能容易地通過人的死亡接觸到“虛無”的實在性。死亡作為個體的消滅，是一種古老的、可達到的“無”，它在藝術表現(xiàn)上具有傳統(tǒng)的作用。它是一個終點站，一個遙遠的地方，使人聯(lián)想起一個最終的前途或者一次最后的審判；而它冷酷的實在性可用來驚嚇聽眾滿足于接受現(xiàn)狀，這是他們最終不可避免會有的想法。我們的目的之一是糾正對“無”的忽視，并說明一點奇怪的情況：在一切偽裝下的“無”都被證實是人類許多探究中的一個關鍵概念，它的正確的概念化開辟了思考世界的新途徑。我們會通過調(diào)查研究數(shù)學家關于零的概念和符號的歷史開始我們對零的嗜好。在此，“無”原來同人們意料的完全一樣。希臘人的邏輯學根本不讓他們具有這種觀念，而我們必須加以留意的正是印度文化，我們發(fā)現(xiàn)那里的思想家與“無”可能是一種事物的觀念相處甚歡。其次，我們將追蹤希臘人趕上來以后所發(fā)生的情況。他們同零的斗爭集中在它表現(xiàn)為一個物理學上的零，即空空間、真空和虛空的零。這場斗爭弄懂了這些概念的意義，使它們加入了宇宙學框架，因而沖擊了關于現(xiàn)實事物的日常經(jīng)驗。它成為經(jīng)久不衰地持續(xù)了近兩千年且變得越來越復雜的一場爭論的起始點。中世紀的科學和神學不斷地設法抓住真空的觀念，試圖解決有關它的物理實在性、邏輯可能性以及神學需要性等問題。關于零的問題，正如關于無窮大的互補概念的問題一樣，部分在于它似乎引起了悖論和混亂的自關聯(lián)。這就是為什么這么多謹慎的思想家對它如此敬而遠之的原因。然而對邏輯學家來說是異端邪說的東西，對作家來說卻是天賜之物。無數(shù)作者通過反復地推翻在各種新的偽裝下“無”的悖論和雙關語避免了它帶來的麻煩，以獲得樂趣和進行冥思。雖然哲學家也許會因膽敢把這樣一個褻瀆的概念當真而面臨神學家批評的壓力，但是試圖告訴其讀者“‘無’實在重要”的幽默作家卻能同默丘里(Freddie Mercury)一樣容易地做到兩全其美。如果其他人不贊同“無”，那么作家的雙關語和悖論恰好提供了更多的彈藥暗中破壞“無”作為一個可感覺得到的概念的前后一致性。但當它回到嚴謹?shù)乃枷爰抑虚g流行起來時，那么作家的文字游戲不就是對“虛無”所表示的深奧難解的哲學概念作深入研究嗎？中世紀里，伴隨著探求“無”和虛空的意義的聯(lián)合行動，興起了一門重要的關于真空的實驗學科。光玩弄詞藻的詭辯不足以判定真空是否能真正存在。另有一條途徑去認識它。考慮一下假如你能制造真空時的情況。逐漸地，神學關于真空實在性的爭論就變得與許多專門為判定是否可能完全抽空一個空間區(qū)域而設計的簡單實驗緊密地聯(lián)系在一起。這一條探究路線最終激勵了托里拆利(EvangelistaTorricelli)、伽利略、帕斯卡(Blaise Pascal)和玻意耳(Robert Boyle)等科學家用泵把空氣從玻璃容器里抽去，并用實例證明我們頭頂上空氣的壓力和重量的實際存在。真空已成為實驗科學的一部分。它還十分有用。然而，物理學家仍懷疑是否可能有絕對的真空。宇宙曾被想象為一個包含以太物質(zhì)的海洋，我們借助以太運動，可是我們無法對它施加任何可辨別得出的影響。18和19世紀的科學抓住這種難以捉摸的流體，企圖利用想象中的它的存在來解釋新近了解的電力和磁力這兩種自然力。只有愛因斯坦深刻的天才和阿爾伯特·邁克耳孫(Albert Michelson)的實驗本領才能排除掉它。他們一起消除了對宇宙的以太的需求及其存在依據(jù)。到1905年，宇宙的真空已再次成為可能。事情不久就發(fā)生變化了。愛因斯坦創(chuàng)造的新的、驚人的引力理論使我們能夠以足夠的數(shù)學精度描述一個既無質(zhì)量又無能量的空間?？盏挠钪婺軌虼嬖凇Ｈ欢愁悥|西在這個非常小的世界里被略去了。量子革命向我們表明為什么把真空看作一只空箱子的老概念是站不住腳的。今后，真空只不過是指箱子里一切能清除的東西都被清除后留下的狀態(tài)。這種狀態(tài)決不是空無一物的。它僅僅是可以得到的最低能量狀態(tài)。任何小擾動或干涉的企圖都會增加它的能量。逐漸地，量子虛無的這種吸引人的新圖景被實驗探測所證實。19世紀末科學家制造的人造虛空的倍增，以真空管、燈泡和X射線的形式為各種各樣有用的、現(xiàn)今為人熟知的新產(chǎn)品鋪平了道路?，F(xiàn)在“空”空間本身開始受到探測了。物理學家發(fā)現(xiàn)他們關于真空的防御性定義，即一切能清除的東西被清除后留下的狀態(tài)，并不像聽起來那么愚蠢?？偸怯袞|西遺留下來：真空的能量滲透進宇宙的每一根纖維。這種無所不在的、不能清除的真空能量已被檢測到，從而證實它具有明確的物理存在性。只是在比較近的時間里，人們才開始意識到它在事物的宇宙圖案中的真正重要性。我們將看到世界可能具有許多不同的真空狀態(tài)。在某些情況下，從一種真空狀態(tài)轉到另一種真空狀態(tài)的變化可能發(fā)生且產(chǎn)生驚人后果。值得注意的是，在我們的宇宙膨脹的初始時刻，要避免這樣一種轉變看來是很困難的。然而更值得注意的是，這樣一種轉變能產(chǎn)生很多良好的結果，向我們表明為什么宇宙具有許多奇特的性質(zhì)；不然的話，它們對我們來說將是不可思議的。

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《無之書:萬物由何而生》為上?？萍冀逃霭嫔绯霭?。

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