宇宙起源於虛無 直至今日的萬物

「視角越簡單，結論越深刻。」

1998年，作為這個時代最重要的理論宇宙學家的大熱人選，數學轉行天體物理學的Janna Levin放棄加州大學伯克利分校的職位，為一個久負盛名的職位跨越大西洋來到劍橋。在那裡的一年半中，她有足夠的時間和空間來思考那個終將成為她職業生涯核心的問題——宇宙是否無限？以寄向母親Sandy的一系列信件為起點，Levin的日記集——「被放逐於社會的流亡科學家」 逐漸成書，並最終以《宇宙來自何方？有限時空內的日記（How the Universe Got Its Spots: Diary of a Finite Time in a Finite Space）》為題目發表 – 它是關於有限性悖論最不尋常卻又引人入勝的思考。

「我在給你寫信，因我知道你雖好奇，卻缺乏提問的勇氣。」 Levin在一開始的信中提到。「你」的角色瞬間指代了與母親同等重要的「普通讀者」。由此，她對宇宙擺出的一些最重要問題給出了充滿智慧卻又迷人的解釋——它們是多數人偶爾有心，卻時常無意沉思的問題，只因具有感知力的自我置身於存在的魅力與混沌中。

在1998年9月3日的一篇日記當中，Levin充實了她對於無限的觀點，如Carl Sagan一般精美與敏銳，書寫著科學的詩意：

「很長時間內我一直相信宇宙的無限性，從未質疑過宇宙無限的假設。但倘若我更多關注這個問題，也許我會更早領悟。宇宙，我們所生存的三維空間，淌過錶盤，於我們的凝視中消逝。它是我們的方向，蒼穹與大地，過往與未來。視野不及維度的邊界，而我們也並無對時間盡頭的期許。

巨大的星系團棲息於宇宙，每個星系均由億兆顆星球組成；我們的星系銀河，擁有由數百萬顆星球組成的高密度核心，壯麗的旋臂如同星球組成的骨架般從中心延展。而地球就存在於密度稀疏的旋臂中，與友鄰行星一同環繞著太陽這顆普通恆星而行這，就是我們渺小的太陽系。小小的行星，普通的恆星，巨大的宇宙。但感知力豐富的我們生存著，將努力匯聚，將奧秘薪火相傳，我們將自身從這塊藍綠相間的巨石上升華，將目光投向遠超視野所及之處。

宇宙間充滿了星系與組成它們的恆星。也許存在其它生命形式, 還有點綴在背景上的星光, 甚至空間中的漣漪，或隱或現的物體，如此種種。這些元素向任意方向延展，直至永恆，永不停息。或許你以為看到了終點，但其之後仍有星系存在，往後是無窮無盡的星海。」

Thomas Wright的書An Original Theory中的插畫

在為我們的直覺與信仰創造了如此迷人的背景以後，Levin將詩意升華到了科學的境界，指出無論這些直覺多麼誘人，它們不過是以經驗為基石，缺乏根據的所謂事實：

「從未有人在自然中觀測到無限。科學理論也不能容忍所謂的無限存在，除非我們一直假設宇宙自身的無限性正確——愛因斯坦的理論已經無可置疑地證明了這一點。鑒於不同的觀點於此交匯碰撞，我會不加修飾地逐一道來。

太空並不僅僅只是抽象概念，而是可變且不斷進化的場。它擁有始與終，生與亡。太空是一個彎曲的幾何體，而我們對重力的感受，以及地球的繞日而行，不過是沿著太空中曲線自由落體的結果。從這樣全局的視角來看，人們意識到宇宙一定是正在不斷擴張的。雖然星系自身並沒有發生變化，但它們之間的距離正在不斷擴展。宇宙在不斷成長，衰老。而若其現今處於擴張的狀態，曾經的體積就會更小，甚至小到一切物質是如此緊密，以至於它們相互疊加，基本處於同一坐標；在此之前則是一片虛無。宇宙擁有起源，自虛無而起，直至今日的萬物。

令我更加震驚的是，若超越愛因斯坦理論的終極萬物理論被發現，那麼重力，物質與能量將不過是同種事物的不同表現形式。我們均由本質相同的物質形成，而天幕不過是用同樣的材料連貫編織而成；既然我們的存在是有限的，所謂宇宙，空間和時間的無限理論就更加愚蠢了。」

插畫：Nina Geometrieva

十五年以後，Alan Lightman 將會發表一篇具有同樣詩意的文章:《為何我們要在由不斷變化定義的宇宙當中尋找恆定》。但無論前提有多麼詩意，Levin將數學家的精準帶入她對宇宙的分析 ——「這些原因使你相信宇宙有限，儘管它們並非大眾化的主流觀點」。在十二天後的另一篇日記中，她寫道：

「無限是一種癲狂的概念…

無限是一種限制，而不是正經的數字。無論你能想到的數字有多麼巨大，我可以加上1，使之變得更加巨大。數字的數量是無限的。我永遠無法全部背誦它們，因為生命苦短；但我可以將其想像為一種假想的可能性，一種無盡序列難以避免的局限性。這種局限性也適用於相反方面，若是設想無限小的情形，無論將1分割成多麼小的塊，我依然可以繼續細分下去。我能想像自己不斷重複這個過程，卻無法將其付諸實踐。但我可以抽象地理解永恆，並接受它的本質。」

Levin提到，我們對無限概念的支持或反對，不能只以流行觀點為基礎。她指出，所有科學巨人——包括伽利略，亞里士多德以及康托爾，都曾在某一節點因無限而困惑，「每個人都接觸了無限的觀點 – 但最後都放棄了求索」，十月初，她寫道：

「無限的宇宙應處於無限的第幾層級呢？無盡的宇宙可以承載無限數量的物質和事件，無限個星球，星球上無限數量的人們。無疑，存在一個甚至無數個與地球極其相似的星球– 每一個都擁有不同種類的棲息生物，以及與它們無限相似的無限種生物。另一個你，另一個我，抑或是有一個生命軌跡稍有不同的你存在，擁有不同的父母與兄弟姐妹。但你不覺得這很難讓人信服么？是傲慢，或是邏輯，令我看清這種邏輯的謬誤？你與我都是唯一的存在，而宇宙不可能是無限的。

我歡迎數學中既非荒唐，亦非瘋狂的無限，但若自然中存在無限，我會為此震驚。生活在這溫柔且有限的物理世界中，我並未感覺自己的生命被竊走，內心中依然與數學中的無限可能性相伴而活。」

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