永不下车

    规模越大，偏离平均分布的情形，越会罕见到根本不可能出现。

     




第一〇六章 奇点
    讨论宇宙的命运，交谈中，自然会涉及到相关的概念。

    方然所说的“宇宙大爆炸”，是关于宇宙起源的一种近似猜测的理论，认为现今的宇宙，发源于密度无穷大奇点的爆发；称其为“猜测”，并不是说这理论很脆弱，而是人类目前还没有办法确切的知道，宇宙的起源究竟如何。

    为什么没办法知道，按一般共识，是因为人类认识手段的限制。

    宇宙的起源……要讨论它，必须得接受一个前提假设，就是“宇宙并非自有永有，而是有确切的开端”，这本身就是一个无法证实、也无法证伪的假设，如果不在这上面纠缠不清，直接讨论宇宙起源，那么，按大爆炸理论的说法，甚至连时间、空间这样的客观存在，也缘起于大爆炸。

    那么可想而知，倘若在宇宙开端之前，甚至连时间、空间都不存在，人类的认识手段也就到此为止，而无法再追溯向前。

    窥测宇宙的手段，在人类，根本上只有物理这柄利剑。

    然而物理本身就是建立在时间、空间，或曰时空一体概念上的体系；

    倘若在某阶段，甚至时间和空间都不再有意义，脱离了人类能摹想的概念，那么，不管那阶段是否真的客观存在，都不是人类能探知、甚至加以研究的。

    宇宙诞生之前的凡此种种，站在追寻永生的立场，方然并不感兴趣。

    但讨论宇宙的命运，从大爆炸理论开始，却是一个还算不错的出发点，在这方面，理查德费曼显然也认可主流的观点，毕竟如果认为宇宙起源于大爆发，那么，今天人类对宇宙的观察，很多现象，就可以有比较自洽的解释。

    由此出发，涉及宇宙命运的一个关键现象，就是宇宙的膨胀。

    和莫须有的“宇宙大爆炸”不同，宇宙在膨胀，膨胀速度还是难以想象的快，这是科学观测已经确认的事实。

    所谓“宇宙大爆炸”，终究还只是一种猜测、而非确证了的事实，为什么呢，且不说大爆炸之前的认知虚空，即便在大爆炸理论中，从爆炸0时、到爆炸后10-33秒的过程，也完全超脱了人类的既有认知。

    大爆炸的极端条件下，任何现有的物理定律完全失效，即便时空已经存在，对人类而言，关于那短暂的10-33秒之内究竟发生了什么，仍然是一无所知。

    但是“宇宙膨胀”，观测和分析就简单得多，从光谱红移就能发现一些端倪，结合大爆炸理论来稍加分析，就不难猜到宇宙正在膨胀，而且这种膨胀，并非通常理解的“天体互相远离”，而是宇宙空间本身的膨胀，是时空在不可知存在中的持续扩张，天体的互相远离，正如膨胀气球上的一个个点，只是这种扩张的外在表现。

    但即便宇宙在膨胀，这和热力学、和宇宙的命运，又有什么关联呢。

    这方面，费曼教授先简单评论了一下现有的宇宙演化假说，让方然暗自松了口气。

    坐在物理系的某间办公室里，他的担心，首先来自于和大爆炸理论对应的“大挤压”，按照这种猜想，宇宙的膨胀只是暂时的，或迟或早，总有一天这膨胀会被引力所终止，继而，开始反演，从浩瀚无垠的存在一步步收缩，最终回归大爆炸初始的奇点状态。

    大挤压理论，毋庸置疑，在方然眼中是极其恐怖的存在。

    想一想也知道，倘若这种理论真的被证实，那么，不论经过多么漫长的时间，宇宙终将步入收缩，直到



第一〇七章 膨胀
    年龄一百四十亿年的宇宙，却有四百六十亿光年的半径，这的确很奇怪。

    如果宇宙的年龄仅有一百四十亿年，按大爆炸理论的说法，宇宙又是诞生自密度无穷大的奇点，那么，今天的宇宙怎可能有四百六十亿年的半径，难道说，宇宙非但在持续膨胀，这膨胀的速度，还会快过宇宙中公认最快的物理现象——光，这可能吗。

    按一般意义的理解，物质要超过光速，就是笑谈，但宇宙膨胀的速度恰恰就是如此。

    超光速膨胀，为什么宇宙膨胀的速度可以超越每秒299792公里，方然倒有一些认识，这是因为宇宙的膨胀，并非通常意义上的天体互相远离——也就是天体自身的运动，而是这些天体所处的时空本身在扩张。

    时空的扩张，或者说，运动，显然和一切客观存在的物质不同；

    不受光速上限的约束，也不奇怪。

    从宇宙大爆炸一直到今天，一百四十亿年来，宇宙本身始终在以超越光速的速度向外扩张，这种事，哪怕物理专业的学生都不太容易摹想，而时常会发出“宇宙在哪里扩张，宇宙之外是什么”的怪异诘问。

    这些问题，教师们的解答千篇一律，方然也没空去深究。

    他只知道，所谓“宇宙之外”，

    本身就是一种毫无意义的表述。

    不管这所谓的“宇宙之外”到底想表达什么意思，那种存在，显然已超越了人类的观测和分析手段，是穷尽任何构想也绝对无法接触的，事实上根本就不存在的东西。

    某种意义上，正与“针尖上的天使”大致仿佛，不管围绕这定义如何思考，辩论，本质上都是在假想风车，然后对着空气挥动矛枪。

    总而言之，宇宙，目前呈现一种减速膨胀，持续扩张的面貌，这就够了。

    跟随理查德费曼的思路，让方然确信，至少按目前的科学观测来看，宇宙步入“大挤压”的可能性几乎不存在。

    即便这样的表述，对一个意在永不下车的人来讲，是否足够保险，还不好说，但和莫须有的回归奇点相比，另外一种结局:热寂，出现的概率却大得多，于是他用插话的方式提醒费曼，他们正讨论的并非天文，而是热力学定律描绘的宇宙图景。

    “啊，关于‘热寂’，这是热力学定律的直接推论；

    但很遗憾，关于宇宙终将变为一片死寂，熵增加到最大、再也无法提升的设想，是片面的。”

    注意到方然的表情变化，教授略感疑惑。

    说起来，这学生为什么对宇宙、热寂这些概念如此关注，甚至还“如释重负”呢。

    格外专注的眼神，在很多物理系的学生眼中都见不到，莫非他是一个业余物理爱好者不成，最好别，那种人可真是难缠得很:

    “用热力学定律，推导出宇宙的暗淡结局，这可一点也不有趣。

    问题在于，正如我们刚刚还在讨论的，分析宇宙的演化，就不能忽略一个非常关键的事实:

    宇宙膨胀。

    热力学定律，哦，这里主要是指第二定律，本身是很简单:

    ‘在孤立系统中，热量只能从高温物体转移到低温物体，而无法自发的逆向转移’，表现在系统的熵值上，只能增大，而绝对无法自行减小；

    道理是这样没错，但，年轻人；

    你还记得物理课本上‘孤立系统’的定义吗。”

    “孤立系统……”

    和孤立系统有什么关系呢，方然随口便答，这些基础概念他很扎实:

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第一〇八章 困难
    对一个永远在膨胀、没有终末态的宇宙，热力学定律依然正确，这，毋庸置疑。

    然而主宰一切的热力学第定律，却仿佛杀手，在无限长的路径上追击目标，永远跟在宇宙的身后，永远也无法得手。

    膨胀，如何让宇宙避免热寂的宿命，一经点拨，方然很快就思路贯通。

    即便孤立系统，如果允许系统占据的空间发生变化，譬如说，气缸容积变大一倍，那么，即便原本缸内的气体已达到参数的绝对均匀分布、处于熵最大的态势，也可以藉由向新增空间的扩散，来进一步提升熵值。

    熵值有提升的空间，在热力学，也就意味着有做功的可能；

    进而，就有被智慧生物所利用，借以维持新陈代谢之类精妙活动的可能性。

    宇宙的膨胀，一种建立在科学观测上的假说，居然有这样的效力，面对热寂，坚若磐石的统计物理成果，时空持续膨胀的宇宙虽然无法彻底摆脱热寂的阴影，却始终可以快出一步，这种图景，让方然感到久违的放松。

    面对无限膨胀的宇宙，曾被认为面目狰狞的热力学第二定律，原来……

    也有它无法终结掉的存在，是这样吗。

    坐在椅子上，脑海中冥想着那遥远到不可思议的未来，意识到那想象中的“叹息之墙”也许并不存在，一开始，方然几乎要表露出罕有的欣喜，理智却在提醒他，寻常人绝不可能因为这种事而高兴，这样泄露情绪，正该是身为永生的追寻者所竭力避免的，才勉强控制住表情。

    不过，和默默体验心情的年轻人不一样，被话题引起了兴趣，理查德费曼还在滔滔不绝，言谈间，又让方然有了新的忧虑:

    “正因如此，‘热寂’这种假说，如今并没多少人会当真。

    即便按相关理论的预测，根据不同的初始条件，关于宇宙何时会彻底进入热平衡态，分歧也很大，预期从1010年到101600年不等；

    就我个人而言，一种理论如果会导致如此悬殊的预测数据，本身就说明这理论‘不太靠谱’，呵呵。

    不过，即便我们否决了‘热寂’理论，宇宙的长远景象，恐怕……”

    “恐怕什么”

    面对眼神略显恐慌的方然，费曼教授的话，很突兀:

    “你看，现在已经五点半了；

    如果不想忍受餐厅的伙食，我们就叫一些外卖来吃，记在我的账上，怎么样。”

    ……

    “坦率的讲，方，——你的名字是方然，对吧；

    如今像你这样关心宇宙命运的人，即便在大学里，也真是越来越不常见喽。”

    傍晚时分，理查德费曼请了方然一顿挺丰盛的大餐，既是感谢他常来帮忙，同时，也有些志趣相投的意思。

    教授话里的一丝落寞，不难听出来，方然则讪讪的劝慰着:

    “可是，至少在伯克利的物理系，愿意探究宇宙奥秘的学生，还是很多啊。”

    “哦，是这样。

    搞物理的人，什么时候都不会少，要说这里面大部分人都是出于对物理的热爱、至少是兴趣，这一点我并不反对。

    只不过，以实用主义的动机来学习自然科学，或者，以造福人类的志向来学习，总之大概是这些吧，难免令人失望；十个物理系的学生，得有**个都是持类似的动机，他们钻研物理，无非是想凭借这么一种手段，去改变人类世界，仅此而已。

    这样做，当然不能说没意义；

    但纯粹受求知欲的驱使，想要知道浩瀚宇宙的过去和未来，持这种动机的人



第一〇九章 效率
    未来，终究有一天，当宇宙的物质密度，也就是潜在的低熵源之密度，跌落到某极限之下，仅仅维持身体的新陈代谢，所需的能量，就要富集银河系那样大的空间，利用其中的物质扩散过程才能得到。

    那系统，将会多么庞大，效率又将如何低下，恐怕会超出人类的想象。

    藉由持续的膨胀，宇宙，可以逃脱热力学定律笼罩下的热寂，置身其中的生命，获取能量的手段却无法永远维持下去，作为一个在宇宙面前如此渺小的人类，面对这种前景，方然禁不住心生恐慌。

    因为这会意味着，生命的存活，无法像宇宙那样一直延续。

    即便宇宙的熵上限永远在提高，对生命来讲，当从外界获取能量、维持低熵的难度突破了极限，实践上无法再行得通，那么，这生命形态也就将被迫迎来终结，掉落到时间的列车之外，堕入虚无。

    生命的寿限，甚至，文明的寿限，终究无法和宇宙一样长久……

    即便宇宙有无限长的寿命，也无法让置身其中的生命形态，随之永生，永远待在时间的列车上。

    费曼教授的话，让方然陷入了长久的沉默。

    他没想到，一次偶然的请教，居然会引出这样的结论，原本担心的宇宙热寂只是一场虚惊，从未预料到的困难，与热力学第二定律般令人绝望的困境，却藉由宇宙的膨胀而冒了出来。

    这种困境，即便还在遥远到无法想象的未来，或许，会在一百亿年，一千亿年，乃至一万亿年以后。

    但任何技术上的手段，总有其极限，这也就意味着，必须维持新陈代谢、生命活动才能存活的人，迟早有一天，将再没有任何获得能量的手段，只能面对物质愈加稀薄，愈加寒冷的宇宙，默默的死去。

    默默的死去……

    死亡，凡人眼里的避讳，在方然脑海中只会更狰狞，他不由得打了一个寒颤。

    “那么……

    教授，根据这样的分析……

    即便宇宙能拥有无限长的寿命，始终不会进入热寂，其中的生命，也会在永恒到来之前消亡，是这样么。”

    年轻人的嗓音有些沙哑，费曼教授看着他，皱了皱眉。

    “理论上，是这样没错的。

    但你为何如此关心宇宙的命运，或者，宇宙中生命的命运呢，是在担忧人类吗”

    我没有在担心人类，我担心的是我自己，方然默想到。

    但费曼教授的思路，显然和执念于永生的学生不一样，他试图纠正方然的想法:

    “根据现有的规则，推导遥远的未来，这本来就不一定靠得住。

    且不说，人类目前掌握的物理规律，是否足够准确，是否适用于宇宙的分析；单说人类文明，哦，或者宇宙中存在的其他文明，生死存亡的危机，又何止是遥不可及的物质弥散

    你想必知道，盖亚围绕着的恒星，至多五十亿年后就会变为红巨星，对盖亚表面的生命来讲，这才是一场真正的灭绝危机；

    即便不考虑恒星的演化，三十亿年后，银河系将与仙女系碰撞、合并，盖亚的命运，也随之而充满了不确定；

    眼光再放近些，盖亚本身的地质活动，环境变迁，也会导致生命形态的大灭绝，人类文明，正在接近第五纪冰期，目前却还没有可靠的手段来应对极端气候的冲击。