越弱越暗越美麗
「越弱越暗越美麗」
李淼是一席第七十七位講者
2013.05.18北京
我希望在我演講完了以後，我的演講就自動解釋了這個題目的意思。
我想先給大家講一個故事。1999年我回國，然後在這前一年，人類攤上了一件大事兒。什麼大事兒呢，就是美國的兩組天文學家利用哈勃天文望遠鏡，發現了宇宙正在加速膨脹。
我不知道這兒有多少人了解宇宙在膨脹這件事實。這是上世紀30年代天文學家發現的，然後到了上世紀60年代，天文學家肯定了宇宙在膨脹。由於宇宙在膨脹，那麼宇宙在之前一定要比現在小很多，在138億年前，宇宙確實起源於一場大爆炸。
這場大爆炸不是說像炸藥包一樣，從一個點向空間所有點爆炸，而是空間的每一個點都在爆炸，每一個點都在膨脹。這是我們宇宙膨脹的一個學說，現在看來應當是正確的。這張圖最底下演示了宇宙是從一場大爆炸開始，然後最上面，就是到了我們現在。
為什麼到了上面越來越平呢，是因為宇宙在加速膨脹。這件事讓物理學家感到非常痛苦，不是說因為宇宙變得太大了而痛苦，而是說為什麼會這樣？
因為在牛頓萬有引力和愛因斯坦的廣義相對論裡面，引力永遠是引力，如果宇宙一開始因為我們不知道的原因爆炸了，而且速度非常快，那麼在萬有引力之下，它應當越來越慢。
這就像我們向上拋蘋果。比如說地球上的人一起喊一聲，大家向上拋，然後你會看到一個蘋果陣向上膨脹，可是這個蘋果陣向上膨脹是會越來越慢的，然後到最後它會停止，然後降落。
換句話說，根據我們過去對宇宙學的了解，宇宙會膨脹，但是到了某一天，也許在50億年以後或者100億年以後，宇宙會停止膨脹然後開始坍縮，然後再變得非常小，然後再重新爆炸。
這是大概在1998年之前宇宙學家的想法，可是到了1998年，宇宙不僅僅在膨脹，而且還在加速膨脹這個新的發現完全改變了我們的觀點。
這是非常非常稀罕的事，接下來所有的物理學家開始思考這個大問題。這是一件大事兒，我到最後會講為什麼是一件大事兒，不光是我們人類的大事，而且是整個宇宙的大事兒。
我們知道愛因斯坦是最最天才的一個物理學家，上個世紀，他發現了廣義相對論，他認為萬有引力的本質是時空的本質，就是說所有的引力是因為時空的彎曲所造成的，可是在他研究宇宙學的時候發現，他的宇宙學跟牛頓的宇宙學一樣不穩定。
就是說假定我們的宇宙，太陽，行星，然後更遠地方的恆星，更遠的地方是銀河系，甚至更遠的地方是銀河系之外的銀河系，宇宙非常非常之大，但是為什麼宇宙看起來是靜態的，不坍縮呢？因為萬有引力之下它會坍縮。
然後愛因斯坦就引進了一個所謂的「宇宙學常數」，這個常數唯一的用處就是讓宇宙保持平衡。所以你想想，如果所有的東西都有引力的話，那麼讓宇宙保持平衡的一定是個斥力，正好他引進一個「宇宙學常數」，調節到一個非常非常精確的地方，讓萬有斥力和萬有引力保持平衡。
可是在上個世紀30年代，哈勃望遠鏡發現宇宙是膨脹的，並沒有靜止，所以愛因斯坦就拋棄了他的靜態宇宙，同時他認為「宇宙學常數」是不存在的，宇宙應當是在膨脹，並且在萬有引力之下做減速膨脹。
到了1998年，既然我們發現了宇宙在加速膨脹，那麼物理學家就把愛因斯坦80年以前的一個理論重新撿回來了，就是說也許宇宙裡面有一個萬有斥力。
但是愛因斯坦理論只是所有理論之一，還有其他的理論。比如像右上角這張圖，也可能有其他在我們三維空間外面，有額外的維度我們的眼睛看不見，非常非常複雜，這是一種可能。
下面這張圖更加有趣，這是另外一個理論。它認為我們的宇宙只是在一個更大的宇宙裡面的一張板，但這張板不是兩維的是三維的，假如說空間是四維的或者更高維，然後我們把三維想像成四維里的一張板，跟我們這張板平行還有其他的板。你看那裡面有些結構，有些銀河系，有些恆星，那是我們這個宇宙，然後對面還有一個宇宙，這個理論也可以解釋宇宙加速膨脹。
就是說，物理學家到最後經過15年的努力，現在已經有上百種理論了，但是我們不知道哪個理論是對的，這是很奇怪的一件事兒。
接著講我的故事。到了2004年，我就有了我的理論了。我喜歡開玩笑，我說，解釋暗能量的理論和宇宙學家一樣多，就是每個人都有一個理論。那麼我的理論是怎麼產生的呢？
那是2004年，我在中國科技大學做客座教授，訪問一個月，我把我所有的學生都帶過去了，這是中國的傳統，每個人都得聽老闆的，愛去不去他非得去，我把他們都帶去了。
這時我突然就想到，我們物理界有一個流行的看法認為，宇宙看起來是三維的，但是它本質上是兩維的，就像我們在電影院看立體電影一樣，3D電影或者是IMAX，形象呈展出來是三維的，但是它呈展的方式是兩維的，它只是一個銀幕，那麼我們的宇宙看來也應當是這樣的，只不過我們不知道這張銀幕在哪兒。
因為我們是三維人，你知道我們生活在三維，當然我不知道我兩維的影像在什麼地方，但是有這種理論，所以下面這張圖展示的就是那個理論。
基於這一理論，我在2004年就提出了一個理論：不管宇宙是怎麼樣的，也許它是有限的，比如說我們現在看到最遠的地方是138億年前的光發出來的，那麼宇宙的半徑大概應該有400多億光年。
有人就會問，光不是跑138億年嗎，那麼為什麼宇宙是400多億光年呢？這是很多人都問的問題，其實你想一想，當光走的時候宇宙也在膨脹對吧，就像說光從這一點發出的時候，它到達我這兒，宇宙已經到那兒了對吧，所以宇宙實際上是比光走的路還要大。
四百多億光年，也許宇宙只有四百多億光年那麼大，半徑啊不是直徑，直徑大概是再乘二，也可能是無限的，也可能在宇宙之外還有更多的宇宙我們不知道。
但是不管怎麼樣，我就大膽地假設了一個理論，就是說也許宇宙是有限的，也許是無限的，可是在400多億光年的那個地方，有一塊我們看不見的、非常大的屏幕，它正在放著IMAX，你看到所有的這一切，你今天談戀愛了，你今天早上吃了一個麵包了，或者是宇航員升天了，所有這一切實際上是在那個大屏幕上在展示出來，但是你不知道而已。
理論物理學是敢於想像的對吧？什麼都敢想。假定如此的話，我立刻就可以構造一個理論來解釋宇宙為什麼是加速膨脹的。當然我今天就不解釋了為什麼會這樣，因為這是很技術的一個話題。
從2004年到今年，已經9年了，我一直在研究這個理論。每年都有一些新的天文觀測出來，比如說2009年，歐洲航天局有一個叫「普朗克」的衛星上天了，2013年的3月21號第一次發布數據，我們趕緊把它拿來再做研究，這篇文章正壓在我的手裡面，是一幫我的博士後和學生跟我一起做的，發現還是我的理論能最好地擬合最新的觀測數據。
這兒展示了一張圖，去年英國《每日郵報》展示的這張圖是地球大撕裂的最後幾天，非常恐怖。這張圖片後面提到中國科技大學，以及我所在的中國科學院理論物理所等等，一幫中國科學家討論大撕裂理論最恐怖的可能場景。
為什麼會發生這樣的景象呢，就是在我的理論裡面，我們發現擬合所有的天文學觀測數據，一個最好的結果是不光宇宙在加速膨脹，宇宙還在加加速膨脹，就是說加速度還有加速度，這是什麼原因呢？
這是因為有一種暗能量，就是宇宙無所不在的一種看不見摸不著的能量，這跟我標題中的「越暗」有關，「越弱」是萬有引力和萬有斥力，雖然它們很弱，在宇宙尺度上就變得非常強大，這個暗能量的密度會越來越大，到最後會撕毀整個宇宙。
比如說有可能，我不確定，有可能在200億年或者是300億年，這跟我們的觀測數據有多精確有關，我們今天不能敲死這個數目，是200億年，還是300億年，也可能是400億年。但一旦比如再過10年和20年，我們得到更加精確的數據，也許我會告訴你，宇宙會終結在哪一天。
比如說大約200億年後，突然這個暗能量變得無限大了，那麼在200億年前一年，有可能我們就看不到最鄰近的恆星了，比如說三體星，最鄰近的離我們大概4光年遠，就是半人馬座，這是著名的劉慈欣的《三體》所談論的那個故事，我們可能就看不到了。
然後再過半年呢，我們有可能看不到太陽了，然後再過三個月我們可能看不到月亮了，然後再過兩月，我們又看不到美國了，然後再過一天，你就看不到你的太太了，然後再過幾小時，你的左手看不到右手了，然後你的身體的每一個分子和原子都被撕裂。
聽上去是非常恐怖的事情啊，但是我不覺得，因為我們離200億年還很遠，也許過了不要200億年而是2萬年，我們人類就把自己給毀滅了。
這都不重要，因為宇宙是生生不息的，當然這是佛家的理論，也可能是暗合，因為佛家說總是在循環，我們要鳳凰涅槃，涅槃以後再產生，也有可能在宇宙大爆炸。我們這場138億年前發生的大爆炸之前，就有過大撕裂，天知道，對吧，然後200億年再發生大撕裂，我們可能會得到更新的宇宙。
這就是我提到的2013年3月21號「普朗克衛星」。這個衛星離我們大概有150萬公里，相當遠，我們知道月亮與我們的平均距離是38萬公里，這個是月亮離我們距離的4倍左右。
它在地球的後面，就是說如果我們把太陽看作正面的話，它可以跟著地球一起繞著太陽動，就是說我們不會把它丟了，一直跟著太陽動，同時它不會受到太陽光和太陽其他的電磁輻射太大的影響。
所以它可以看到宇宙裡面最精細的東西，它可以看到宇宙裡面大概十萬分之一，實際上是百萬分之一的變動，因為它精度達到百萬分之一的漲落，非常非常精確。
這是歐公署花了7億歐元的這麼一個東西，還是告訴我們宇宙會大撕裂。我的論文還在修改，我也不知道是不是肯定的，因為大家的理論都在競爭，數據每年都在更新，我們不知道最後結果會怎麼樣。
高更有一個著名的油畫叫做《我們從哪裡來我們上何處去我們是誰》。我今天沒有跟大家討論我們是誰，但我跟大家討論了我們從哪裡來，我們向何處去。當然我也不確切地知道我們向何處去，我想用下面六七分鐘講一下，我們從哪裡來。
科學、藝術這些事情我想得比較多，因為我現在處於享老的時代，想這些事情比較多，會每天反思自己，反省自己，反思科學是哪裡來的。
科學不是說文藝復興時代就有的，它最原初的種子是在原始宗教裡面。在人類剛剛有文明的時候就有了，網上有一個BBC的關於藝術和科學的紀錄片，它談了一件很有趣的事兒，就是原始宗教裡面的一些畫到底是什麼意思，過去我們一直認為是寫實，或者是人類最初的像三四歲的小孩兒剛剛突然開竅了，我可以把東西記錄下來了，其實不是那麼簡單。
這兒有張岩畫，是一幫人類學家在非洲的一個岩洞裡面發現。最早的人畫了一些畫，你看這些牛身上有一些斑點，它不是寫實的，人類學家就想到底怎麼回事兒，後來他就走訪了一些還保留著原始宗教的一些部族，如果大家知道人類是從非洲走出的，就知道我們實際上都從那兒來的，大概十萬年以前。
所以那邊的原始宗教一定是人類最原始的東西，他發現他們在做儀式的時候也有類似的東西，所以它不是一個寫實的東西，它跟宗教有關，跟人類想理解這個宇宙有關，所以原始宗教裡面包含了最原始的科學起源，包含了最原始的藝術起源。
柏拉圖提出了一個非常有趣的穴居人理想實驗。他說假定有一幫人，他們不光在洞穴裡面，而且被鐵鏈綁在洞穴裡面，他們沒辦法走出洞穴。
每天太陽和月亮交替升起，把外邊的世界照進牆壁上，他們只能對著牆壁看，只能看見牆壁上的影子，然後他以為世界就是這個樣子，然後他開始推測，世界是不是這個樣子。其中最聰明的可能說，世界其實不是這個樣子，因為有太陽的存在，這只是打進來一個影子。
而我們實際上也是這樣，我們在地球上，當然我們比其他動物好一點，因為我們有最優秀的兩個長處，第一個是語言能力，第二個是邏輯推理能力，這兩個能力產生了文化、藝術和科學。
人類的文明在推進，推進到古希臘的時代就有了真正的理性的思考，就是最早的理性科學。當然那個時候大家談的談哲學更多，因為實證的辦法還是比較少，因為那時候我們缺乏儀器。
這是著名的拉斐爾油畫《雅典學院》，裡面有柏拉圖，有蘇格拉底，有柏拉圖的弟子亞里士多德，歐幾里得都在裡邊，這是真正人類達到理性高峰的時代。第二個高峰就是文藝復興之後。
但我還是最崇拜古希臘。有一位著名的英語詩人說過古希臘的人才是最文明的人，為什麼？就像前面幾個演講者展示的，他們不光會告訴你哲學是什麼，天體是怎麼運行的，地上的東西是怎麼運行的，人類的思維是怎麼回事兒，而且他們每個人都是運動家，每個人都是詩人，每個人都是藝術家，而我們現在並不是。
到最後，我就說到一個科學態度的問題。我前面說到了我自己的成長，從研究超弦理論，1998年人類攤上大事了，我就開始研究這個宇宙。我現在開始覺得自己變老了，我開始學點藝術，然後就問什麼是真正的科學態度，因為科學實際是從原始宗教來的，是從藝術裡面，它們是雙胞胎。
那麼我們現在怎麼樣對待我們不了解的事物？比如說中醫，很多人說中醫不是科學，所以中醫全是錯的，你想找死請你看中醫去，都這麼講。但是我覺得我的態度不一樣，因為科學是一個不斷生長的過程，它是一個不斷膨脹的領域，它在慢慢覆蓋一些我們未知領域。
我們過去誰知道宇宙是從一場大爆炸來的，如果誰告訴你，當時的科學主義者一定告訴你，你這是偽科學，肯定會這樣，同樣現在我們對待很多不知道的事情，也是這樣一個態度我覺得是不對的，至少說有一些人在實踐一件事，它哪怕不是10%，也有5%是合理的。
最後，我以我的一首詩來結束這次演講，詩的題目叫《巴黎》。因為正好是整整一年前的5月份，我訪問巴黎參加引力波探測空間站大會（LISA）回來之後寫的。
巴黎
某年某月
一隻鳥穿過你的大半個市區
像撞過明亮的房間
一條河與河邊棲息的人一樣不真實
這條尋常的河曾三次
掛在我的胸前如飄帶
而我的聲音
滑過飄帶
如陌生的水滴
麻雀之上煽動的懶散與彩筆一樣粗壯
那些奧賽收藏的筆觸在眼前展開
懶散之下不安和渴望的靈魂
哦Notre Dame
這些詩句中負重的鴿子
Notre Dame
一次凝視已經足夠
我的某個部分留在巴黎
如同我的護照。
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