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但是我们依然不知道球空间的半径,当然了,与通常的标准相较,它必然是极其巨大的,根据不十分确实的证据,估计它并不比已知的最远的星云的距离大许多倍。但无边际与大没有任何关联,空间的无边际表现为其凹陷的形状,而非大的广度。“有”是漂泊在“没有”的无限之中的一个外壳,我们将如哈姆雷特一样说:“我能够封闭在胡桃壳里面,把我自己看作无限空间之王。”
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但无限这个梦魇在涉及时间时依然存在,世界封闭在它的球状空间维度里,但在时间维度上两端都是开口的。空间存在一种弯曲使得“东”最终变成“西”,但在时间上不存在使“前”最后变成“后”的弯曲。
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我并不确定自己有逻辑性,但我并不感到无限未来时间的困难有多严重。关于A.D.∞的困难,直至我们到达A.D.∞的时候才会发生。可以推测,为要到达A.D.∞,必须首先已经克服了这个困难,还应该注意,按照热力学第二定律,整个宇宙将在未来某个不是无限远的时间达到热力学平衡。届时,时间之矢将完全消失,向将来前行的全部概念也随之消失。
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但一个无限过去的困难却是令人震惊的,很难想象我们是无限时间的继承人,同样不可想象的是曾经有过一个瞬间,之前没有其他瞬间。
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这个时间开端的困难,如果不是被横在我们与无限过去之间的另一个占优势的困难拒之门外,对我们将会更加麻烦。我们研究过宇宙的坍塌过程(若将宇宙视为时钟则便是发条松弛的过程),如果我们的见解是对的,那么在时间起点与现在之间的某个时刻,我们必须给宇宙拧紧发条。
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返回到过去,我们会发现宇宙越来越有组织性。如果更早没有什么阻碍,我们必然会到达一个时刻,此时宇宙的能量处于完全有组织状态,其中不存在任何随机因素。在现有自然法则体系下,不可能返回过去走得更远。我想“完全组织(有序)”一词没有疑义,我们所讨论的组织性(有序)是有准确定义的,其极限就是变得完美,不存在无限的一级高过一级的一系列组织状态。我想也不存在最终越来越慢地到达的极限状态,完全的组织(有序)与不完全的组织(有序)都同样不能免于组织性的丧失。
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毫无疑问,过去四分之三世纪里所保持的物理学体系假定了一个日期:在这个日期,或者是在高度组织化的状态里创造出宇宙的所有实体,或者以前存在的所有实体被注入这种组织性,此前,它们一直随处游荡着。此外,无可否认,这种组织性(有序)是随机性的否定,不可能偶然发生。
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长期以来,这常被用来反对一种过于攻击性的实利主义,它被引用,作为创造者在某个距离今天不太遥远的时间点介入宇宙的科学证据。但是,我不主张急于从中得到结论,科学家和神学家都同样地不得不把现在每一本热力学教科书里找得到的、朴素的(经过适当修饰的)神学教义,即数十亿年以前上帝给这个物质的宇宙拧上发条并任其随后听天由命,认为有几分粗野。与其把它看作信仰的宣示,不如看作热力学的有用的假设。这是我们不能从中看到逻辑退路的结论之一——它只是忍受着它难以置信的弱点的痛苦。作为一个科学家,我简直不相信事物现在的秩序会从一声巨响中开始,从非科学的方面来说,我感觉同样不愿意接受神性中所暗示的非连续性,然而我又不能提出避免僵局的建议。
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再转到时间的另一端,有一个思想流派认为,世界在逐渐消耗,这是一个令人生厌的观点。这一派思想被各种返老还童的学说所吸引,它的福星便是凤凰,星球变冷并死寂。难道两个死寂的星球不能碰撞,由撞击的能量转变成炽热的气体并从中产生新的太阳——以及星球和生命吗?这种学说在19世纪占据优势,现在天文学家已不再考虑了。有证据表明现存的星球无论如何运动都是扫过原始物质且使之集聚的演化过程的产物,它们并不是由相互之间没有特殊时间关系的偶然碰撞单独形成的,但是凤凰情结至今依然流行。我们相信物质是逐步破坏,物质的能量以辐射形式放出,是否存在反过程,通过它在空间收集辐射并演变成电子和质子,再开始星球的构造呢?这只是单纯的猜测,对其真实性真的不好多说,但我想平心静气地批判那些希望它是真实的心理态度。无论我们把“自然”的小小的浪费消灭多少,也不能通过这些理论使由于组织性丧失、随机因素增加而引起不可阻挡的世界的静止过程停顿。无论是谁,只要他希望宇宙能在运动中无限地延续,就必须领导一支十字军来打破热力学第二定律。物质因辐射而重新形成的可能性并不是关键的问题,所以我们可以默默地等待结论。
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如今,我们看到任何对热力学第二定律的攻击都不成功,我也承认,就个人说来,我对那些能够成功逆转宇宙最终的静止说法,不抱太大期望——我不是凤凰的崇拜者。科学对这一话题缄默不语,一个人所说的一切都是偏见,但由于支持物质与世界再生的永无止境轮回的偏见经常被提起,所以或许我要提议反对这个偏见。宇宙成就某项伟大的进化计划,以及在成就了应该成就之后,陷入回到混乱无变化的状态中去,我对这种说法的感觉,比起宇宙的目的被不断地重复腐化的说法来,要满意得多。我是一个进化论者,不是一个繁殖主义者,不停地重复做同样的事情看起来尤其愚蠢。
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[1]原文为越高——译者注
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[2]如果扩张中的气体用于推动活塞,空间的组织性将转变为活塞运动。
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[3]然而,除了我自己,最近也有其他的人开始怀疑。
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[4]在万花筒里,混合很快就完全了,所有的分布形式都均等类似于随机因素,但在美观方面就差异巨大。
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物理世界的本质 第五章 生成
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熵与生成的联结
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当你自言自语“每一天我都变得更好”时,科学粗声答道——“我看不到任何迹象,我看你如同一条在空间—时间”中伸展的四维蠕虫。虽然严格说来,善良不在我的范围之内,但我要承认你的这一端比另一端要更好。但不管变好变坏,都看我支持你的方向来定。在你的意识内,有一个成长或‘生成’的观念存在,如果它不是幻影的话,就暗示你拥有一张‘此面朝上’的标签。我寻遍物理世界想找到它,也未能发现踪迹,所以我强烈怀疑这个标签在现实世界不存在。”
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这便是包含在基本法则中科学的回答,若考虑辅助法则,回答要略做修改,然而还是一点也不优雅——
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“我又观察了一下,在研究一种叫作熵的性质的过程中,我发现物理世界是由一个可能倾向于指示应该注意的方向的箭矢来标识。沿着箭头方向,我发现你实际上成长得更好,或更精确地说,好的一端是在熵最大的这一部分世界里,不好的一端是在熵最小的那一部分世界里。为什么这种安排比起你的邻居的安排(他的安排是好的一端与坏的一端完全是反方向的)被认为更可行,我不能想象。”
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这里在我们面前就引发了物理的符号世界与日常经验世界的连接的问题。如本书绪论所解释的,连接问题,在严格的物理研究结束时依然存在。我们现在的问题,是要了解在符号世界中提供时间之矢的熵与在日常经验世界中时间之矢,所解释的成长或生成的经验之间的连接问题。我想我们在前章已充分地表明,前者对于后者是唯一的科学对应物。
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但是,在把熵变处理成我们心里所熟悉的时间推移符号表达时,会发生两方面的困难:第一个困难,是那个符号看来不具备合适的性质,它是一个精巧的数学构造,而我们却期待它能是“生成”那样的基本概念,是那些基本的不能定义的量之一——物理学的基础。第二个困难,该符号看来并不完全是所要的东西,我们需要的是很难用普通标度体系的一个符号所能传达的一个意义,即对客观“自然”中运动性质的认识。我们并不仅仅是认识到世界的一端比其他一端随机性更强而“把我们的感觉强加给世界”,我们必须把“生成”的真正的意味而不是把一个人工的符号替代物注入世界。
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熵变与“生成”的连接关系,表明它与平行的科学的世界和日常经验的世界的一切其他问题不同的特色。两者间的普遍化关系可由颜色及其科学等电磁波长的熟知认识来说明。在此,在基本的物理学原因与由它引发的精神感受之间不存在相似性问题。我们所能够要求的颜色符号对应物,是它能够胜任扣动(符号)神经的扳机。生理学家能够追溯到达大脑的神经机制,但最终出现了一个缝隙,没有人敢说能弥补这个裂缝。从符号上来说,我们可以追踪物理世界的影响到达心灵之门,那些影响按按门铃便离开了。
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但是“生成”与熵变的联系不能这样理解,世界的随机因素的变化将在神经末端传导一个脉冲,使得心灵创造出一个关于它在转动电影机转轴的想象以回应这个刺激,这显然是不充分的。除非我们完全误读了我们外部世界的意义——采用进化和进步等术语而不是静态的延展来解释这个意义,我们必须把“生成”的感觉视为(至少在某些方面)决定它的物理条件的真实的精神洞察。不管我们是处理“生成”的体验,或者处理光、声、味等更为典型的感觉体验,非常真确的是,始终必须存在某些点,在物理实体穿着新装出现在我们心灵的地平线之前,我们会在那些点上看不到这些物理实体。但是,如果能够获得这样的体验,即这种精神认识的奥秘能够解释为洞察而非想象的构造,那么,它就应该是“生成”的体验了,因为在这种情形下,精巧的神经机制不会介入。在意识感到正在过去的瞬间时所读出的东西恰巧位于意识之外,然而,即使我们有理由把活生生的颜色印象看作洞察,也洞察不到电磁波,因为这些印象停留在视网膜上,与意识还相隔甚远。
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