《霍金作答天问》

第一章  有上帝存在吗？

科学一直在不断回答着原本属于宗教信仰领域里的一些问题。早期的宗教信仰就试图回答我们问的一些问题：人类为什么存在，我们从哪里来？很久以前，答案几乎总是同一个，上帝创造一切。世界是一个可怕的地方，即使那些强悍如维京人的人，也相信是超自然的生命制造了像闪电、风暴或者像日食这样的自然现象。现在，科学给出了更好、更准确的解释，但是人们还是抓住宗教信仰（所提供的答案）不放，因为宗教信仰（的答案）让他们感到舒适，他们不相信或者不能理解科学。

几年前，英国泰晤士报首页刊登了一个标题为，“霍金：上帝并未创造宇宙”。文章插图显示，上帝正看着米开朗基罗展示的雷鸣设计图样，同时也配上一张我的看起来似乎踌躇满志样子的照片。他们把我弄的好像要与上帝决斗似的。但是， 我与上帝无冤无仇。我不想给大家一种印象，我的工作是要证明上帝存在与否。我的工作是，找到理解我们周围宇宙的理性框架。

几个世纪以来，像我这样的残疾人一直被认为是生活在上帝的诅咒之下。好吧，就算是有可能我得罪了天庭，但是我更愿意相信，我们可以用另外的方法，按照自然的法则，来解释世间的一切。如果你像我一样相信科学，你就会相信有一些规律永远是要被遵循的。如果你喜欢，也可以称这些规律是上帝做的功。但是，这仅仅是一种表述，而非一种上帝存在的证明。

在公元前300年左右，一位名叫阿里斯塔克斯的希腊哲学家，对日食，特别是月食十分着迷。 他勇敢地质疑这些是否真的是诸位天神的所作所为。 阿里斯塔克斯是一位真正的科学先驱。他仔细研究了天空，并得出了一个大胆的结论：他意识到月食是地球经过月球时，地球遮挡光线，投在月亮上的阴影，而非什么神秘事件。通过这一发现，他的思想得到了释放。使他能够弄清楚，天穹上真实上演的是什么。并且，绘制出了展示太阳、地球和月球的真实关系图。 由此，他得出了更加明确的结论。他推断出，地球不是所有人相像中的宇宙的中心，而是运行在围绕太阳的轨道上。事实上，当理解这一切之后，所有日食、月食的问题，一切都迎刃而解了。当月亮在地球上投下阴影时，就是日食。 当地球遮蔽月亮时，那就是月食。可是，阿里斯塔克斯又向前迈了一步。他推测那些天空的星星，不是像他同时代的那些人所信奉的，是所谓天堂地板的裂缝，而是与太阳一样的星球，只不过它们十分遥远。这该是一个多么令人称奇的发现。 宇宙是一部按照原理或者规律运行的机器。而这些规律，又是能够被人类理解的。

我相信这些规律的发现是人类最伟大的成就。正是这些我们现在称之为自然规律的东西，将会告诉我们是否需要一个神来解释宇宙。自然规律描述了事物在过去，现在和未来的实际运作方式。在网球比赛中，球总是准确到达他们想要的位置。此外还有许多其他规律在起作用。它们控制着正在发生的一切，从球员肌肉产生、发出的能量，到球员脚下，草的生长速度。 但是，真正重要的是这些不可改变的物理定律，以及这些定律的普遍适用性。它们不仅适用于球的飞行，也适用于行星的运动，以及宇宙中的其他一切。 与人类制定的法律不同，自然法则不能被打破——这就是它们之所以强大的原因。当我们从宗教的角度来看这些时，争议也就在所难免。

如果你像我一样接受自然规律是不可改变的，那么不久就会问：上帝在那里有什么作用？ 这是科学与宗教之间矛盾的重要组成部分，尽管我的观点已成为头条新闻，但实际上这是一场古老的冲突。 人们可以将上帝定义为自然法则的化身。 然而，这并不是大多数人所认为的上帝。他们心目中的上帝，是一个像人一样的存在，是可以与人建立个人关系的存在。 但当你面对浩瀚的宇宙，再想到偶然、微不足道的人类生命时，这些似乎就变得非常难以置信。

我像爱因斯坦一样，在非个人意义上使用“上帝”这个词，来表达自然法则，因此了解上帝的思想，就是了解自然法则。我的预测是，到本世纪末，我们将会了解自然法则——上帝的思想。

现在，宗教的地盘就只剩下宇宙的起源这一块了。但即使在这里，科学正在取得进展，并且很快就会为宇宙的起源提供一个明确的答案。 我出版了一本书，询问上帝是否创造了宇宙，这引起了一场轰动。一些人对科学家在宗教问题上说三道四感到不悦。 我没打算告诉任何人相信什么，但对我来说，问上帝是否存在，是一个有效用的科学问题。 毕竟，很难想象是否还有比像宇宙是什么，或者谁创造了它，并控制着它更重要、更基本的奥秘。

根据科学定律，我认为宇宙是从无到有，自发地创造出来的。 科学的基本假设是科学决定论。 在一定时间，给定状态下的宇宙，科学定律决定了宇宙的演化。这些自然规律可能是，也可能不是上帝颁布的，但是祂不能干涉、违反这些规律，否则就不成其为自然法则了。也许在宇宙的初始阶段，上帝还有自由选择。但是， 即使在那里规律仍然可能存在着。所以，上帝从一开始就没有自由。

尽管宇宙是复杂和多样的，但事实上，制造一个宇宙只需要三种成分。 来让我们想象着开列一份宇宙食谱。那么，我们要“烹制”一个宇宙，都需要哪三种“原料”呢？ 首先是物质，物质有质量。物质就在我们身边，在我们脚下和太空中，如：灰尘，岩石，冰，液体。巨大的气体云、星团，每个都包含着彼此相距及其遥远的数十亿个太阳。

第二种你需要的是能量。即使你从未想过能量，但我们都知道它是什么。 我们每天都会碰到它。当你抬头，面对太阳时，你的脸可以感受到它——一个九千三百万英里外的恒星所发出的能量。能量遍布在宇宙中，它是宇宙变化过程的驱动力，使得宇宙在动态中，无止无休地变化着。

我们有了物质和能量之后，构建宇宙所需的第三件东西是空间，很大的空间。你可以用许多不同言辞来描述宇宙，无与伦比、美轮美奂、狂暴等等，但是你不可以用狭窄来形容它。无论我们身处何处，我们看到的太空总是无边无际，向各个方向伸展着。这些足以使你的脑洞渐开，那么，所有这些物质、能量和空间都是从哪里来的？直到二十世纪我们才有了答案。

这个答案源于一个人的真知灼见。可以说，他是人类有史以来，最杰出的科学家。 他的名字叫阿尔伯特爱因斯坦。不幸的是，我没有机会见过他，因为他去世时，我只有十三岁。 爱因斯坦有一给神奇的发现：原来制造宇宙所需的两种“原料”，质量和能量原来是一回事。你也可以把它们看成是一枚硬币的两个面。他著名公式是 E = mc²（E - 能量，m - 质量， c - 光速），简单地说，质量可以被认为是一种能量，反之亦然。因此，开始我们说，需要三种“原料”制造宇宙。现在，我们可以说只要两种，能量和空间就够了。那么，所有这些能量和空间从何而来呢？ 答案是在科学家们经历数十年的工作之后，找到的。空间和能量，是在我们现在称之为“大爆炸”的事件中产生的。

在宇宙大爆炸的那一刻，整个宇宙就产生了，并伴随着空间。 宇宙，它膨胀，就像气球被吹大、膨胀一样。 所有这些能量和空间从何而来？ 充满能量的整个宇宙，巨大的空间，以及空间中所孕育的一切，就像这样的从无到有的吗？

对于某些人来说，又会把这一切都归功于上帝，是上帝创造了能量和空间。“大爆炸”就是上帝创造宇宙的过程。 但是，科学对此有不同的解释。 冒着会得罪一些人的风险，我想我们可以更多地了解，那些曾经让维京人感到惧怕的自然现象。我们甚至可以超越爱因斯坦的发现，那个关于能量和物质的精美对称（E = mc²）。我们可以利用自然法则，来阐释宇宙的起源，进而发现是否上帝的存在是解释它的唯一方法。

在第二次世界大战后，我在英国长大，这是一段困难时期。 我们被教导没有付出就没有所得。但是现在，经过我一生的努力，我发现，实际上你不需要做任何事，你却可以拥有整个宇宙。

宇宙大爆炸核心的、最大的谜团就是如何解释一个完整的，拥有巨大的空间和能量的宇宙，是如何能够实现从无到有的。 秘密在于宇宙的一个最奇怪的事实——按照物理定律的推断，应该存在一种被称为“负能量”的东西。

为了帮助您了解这个奇怪但至关重要的概念，让我借鉴一个简单的类比。 想象一下，一个男人想在平坦的土地上堆起一座小山。 小山将代表宇宙。 为了建造这座小山，他在地上挖了一个坑，然后利用坑里挖出来的土，堆积成小山。 当然，他不只是在堆积一座小山，他同时也在挖坑。实际上，这个坑是一个具有负值的小山。 坑里的东西现在变成了山丘，所以这一切都完美地平衡了。 这就是宇宙开始如何产生的原理。

当大爆炸产生大量正能量时，它同时产生相同数量的负能量。按照这种方式，正与负面总和，加起来总为零。 这是另一个自然法则。

那么今天这些负能量在哪里呢？ 它就存在于，我们开始说的制造宇宙的第三个“原料”——空间之中。这可能听起来很奇怪，但根据重力和运动相关的自然定律，空间本身是一巨大的负能量贮藏室。 足以保证，所有正、负物质的总和为零。

我承认，除非你对数学有一定的了解，否则很难理解这些，但这却是真的。 数十亿个，无边无际的星系，网络在一起，他们彼此间靠重力相互拉扯，就像一个巨大的存储设备。 宇宙就像一个储存负能量的巨大电池。它为我们提供了，今天我们所能认识到的，像山丘一样的所谓正能量，即：质量和能量。 以及与之相对应的“坑”——遍布整个宇宙空间的负能量。

那么，我们所做的探寻上帝是否存在的过程，又意味着什么呢？这意味着，如果宇宙中的所有正负物质加起来等于零，那么你就不需要上帝来创造它。 宇宙像是一份终极免费午餐。

既然我们知道了，宇宙中所有正负物质的和为零。那么，我们现在需要做的就是弄清楚是什么，或者大胆地说是谁，从最开始首先触发了整个过程。什么可能导致宇宙的自发出现？起初，这似乎是一个令人困惑的问题。毕竟，在我们的日常生活中，不会有无中生有的意外事件出现。当你想要一杯咖啡时，你只要动一下手指，它自己就来了。你必须用咖啡豆，水和其他一些原料如：牛奶和糖，来制作它。但是，当你通过牛奶的分子，进入到原子、次原子，这一微观魔幻世界时，一些不可思议的、从无到有的事，就会发生了。至少，在这个微观尺度上，如：质子等粒子的行为，在瞬间符合我们称之为量子力学的自然规律。他们真的可以随机出现，存在一段时间后，然后消失，之后重新出现在其他地方。

既然我们知道宇宙本身曾经非常小，也许比质子还要小。这具有非常了不起的意义。这意味着浩瀚、复杂的宇宙，可以简单地、在不违反已知自然规律的情况下，瞬间产生。 从那一刻开始，大量的能量被释放出来，一个不断扩展的空间也随之产生——一个存储所有负能量的地方。当然，一个关键问题被再次提出：上帝是否创造了让大爆炸发生的量子定律？简而言之，我们是否需要上帝来设置大爆炸的开始？ 我不想冒犯任何人的信仰，但我认为科学可以提供比神的创造，更令人信服的解释。

我们的日常经验使我们认为，每件事的发生，必然有起因。这使得我们自然认为是某种什么，或许是上帝，引发了宇宙的产生。但是，当我们谈论整个宇宙时，并不一定如此。让我解释一下。想象一条从山上流下的河流。是什么形成了河流？好吧，也许是早先在山上，落下来的雨。但是，是什么导致下雨？答案是太阳，它照在海洋上，将水蒸气提升到天空，形成云层。那么是什么导致了太阳照耀？好吧，如果我们窥测太阳内部，我们会看到所谓热核聚变的过程，其中氢原子聚合形成氦，在此过程中释放出大量的能量。到目前为止，一切顺利。接下来，氢从哪里来？答：大爆炸。但这是至关重要的一点。自然定律本身告诉我们，就像质子不需要能量一样，不仅宇宙的产生也不需要任何帮助，“大爆炸”的产生也同样如此。

这种解释是依据爱因斯坦的理论，以及他对宇宙中的空间和时间，如何从根本上交织在一起的见解。 大爆炸的瞬间，发生了一件非常精彩的事情——时间就此开始了。

要理解这个令人难以置信的想法，可以想象一下空间中的黑洞。 一个典型的黑洞是一颗巨大的恒星，它本身已经坍塌了。 它太大了，甚至光都不能逃逸它的重力，这就是为什么它几乎完全是黑暗的。 它的引力是如此强大，它不仅会使光线弯曲，还会扭曲时间。 要想知道如何，想象一下时钟被吸入其中的情况。 随着时钟越来越接近黑洞，它开始越来越慢。 时间本身开始减速。 现在想象一下，一个进入黑洞时的时钟。当然，假设它可以承受极端的重力。实际上，它会停止。 它停止不是因为它被巨大的重力压碎，而是因为在黑洞内部，时间本身就不存在。 这正是宇宙开始时的情况。

在过去的一百年里，我们在对宇宙的理解方面，取得了惊人的进步。除了一些极端情况，如：宇宙的开始阶段，或者是黑洞情况，我们现在知道了掌管宇宙的规律。我认为，在回答宇宙无需创造者，并揭示宇宙是如何自我产生的问题上，宇宙开始时的时间，起了至关重要的作用。

当我们朝着宇宙大爆炸的那一刻，沿着时间往回走的过程中，宇宙就会变得越来越小，直到它最终达到这样一个点。在这个点上，整个宇宙空间变得无穷小，而宇宙的密度变得无穷大，成为一个黑洞。 就像在太空中移动的现代黑洞一样，自然定律决定了一些非常特别的东西。 他们告诉我们，时间本身也必须停止。 你不可能在宇宙大爆炸之前得到一段时间，因为在大爆炸之前没有时间存在。 我们终于找到了一些没有原因的东西，因为没有时间让原因存在。对我而言，这意味着创造者不可能存在，因为没有创造者存在的时间。

人们在寻求对于这样一些天问的答案，比如：为什么我们存在与这个世界上？他们知道，这些问题的答案并不简单，他们为此做好了苦斗的准备。当人们问我上帝是否创造了宇宙时，我告诉他们这个问题本身就毫无意义。 大爆炸之前不存在时间，所以上帝没有时间制造宇宙。这就像问地球边缘的方向在哪里一样。因为地球是一个没有边缘的球体，所以寻找地球的边缘完全是徒劳的。

我有信仰吗？ 我们每个人，都可以自由地相信我们愿意相信的，我认为最简单的解释是没有上帝。 没有谁创造宇宙，没有谁掌控我们的命运。这让我进一步认识到：也许没有天堂的存在，也没有肉体死亡后的灵魂生命。我认为人们对死后灵魂生命的寄托，不过是人们一厢情愿罢了。据我们所知，这些是没有科学依据的。我认为，人死后归于尘埃。 但是，在我们的生命中有一种信息，通过我们的基因，传递给我们的后裔，并影响他们。我们有此一生，来欣赏宇宙的宏伟设计，为此我内心充满了感激、喜悦之情。

你如何看待，在宇宙开始和结束时，上帝的作用？ 如果上帝存在并且你有机会见到他，你会问他什么？

问题是，“是因为我们无法理解的原因，上帝创造了宇宙？还是宇宙是由科学定律决定的？”我相信第二个。 如果你愿意，你可以称科学定律为“上帝”，但是祂不是一个具有人格意义的，你可以向祂提出问题的上帝。 退一步讲，万一如果有这样的上帝存在，我想问祂是否考虑过，像在11维中，M-理论这样复杂的问题。