作者：張開基

2004年6月25日

自從史蒂芬．霍金( Stephen Hawking)繼斯里佛（Vesto Slipher） 及哈伯(Edwin Hubble)等幾位前輩發現「擴張的宇宙」之後，在大 作「時間簡史」中正式提出「宇宙起源於大霹靂」的理論，一時之 間變成了解釋宇宙起源的當紅顯學，大多數天文學家或者物理學家 都接受或至少認同這個理論，但是，在沒有非常明確的證據之下， 其實「宇宙起源於大霹靂」這個概念還只能算是推論而已。 而且事實上，霍金這個推論並不正確，至少在邏輯上犯了嚴重的大 錯； １、必也正名乎；什麼叫做「宇宙」？或者「宇宙」是什麼？根據 中國人古老的觀點；「宇」是指上下四方的「空間」，「宙」是指 往古來今的「時間」，所以「宇宙」指的是我們可以認知的一個「 時空」，但是，依據這個觀點，那麼基本上；宇宙在空間上是無限 大的，在時間上是永恆的；空間上的無限大必然是「其大無外」的 ，所以不會產生「宇宙」的外面是什麼的問題，更不會發生「宇宙 的外面」算不算是宇宙的尷尬問題。而時間也是「無始無終」的， 所以也不會產生「有時間」之前已經有多久了，同樣也不會發生「 有時間」之前的那一大段空白算不算是時間的尷尬問題。 ２、或許，我們可以同意霍金說的「大霹靂」（big bang）為真， 但是，應該解釋成「宇宙中曾經發生過大霹靂」或「大霹靂產生了 我們現在正生存其中的『本全星系』」，簡單的說；宇宙是原本已 經存在的，是無限和永恆的，結果因為發生了大霹靂，所以形成了 我們現在正生存其中的『本全星系』，霍金所說的「宇宙」其實只 是我說的『本全星系』，因為宇宙的無限和永恆本來就是人類所無 法觀察和形容的，勉強比擬；假設宇宙是個看起來無邊無際的海洋 ，那麼霍金所說的「大霹靂」只是海水中的一個瞬間形成又瞬間破 滅的小泡泡罷了。（註：『本全星系』指的是目前人類可以觀察到 的星系星體；再加上確實存在卻尚未觀察到的所有星系星體的總稱 ，因為我們人類也同時生存其中，所以，我將之稱為『本全星系』 。） ３、有人推論「宇宙」的年齡大約已經有１５０億年，大小是１５ ６０億光年；我實在很難接受這樣的推算，不過即便我們人類目前 所能觀測到最古老的星體約有１５０億年的歷史，那也無法證明霍 金所說的「大霹靂」就確定是發生在距現今的１５０億年前。即使 就算因此能證明霍金所說的「大霹靂」是發生在距現今的１５０億 年前，也不能據此就證明「宇宙是１５０億歲」，而且１５０億年 對平均壽命只有七十幾歲的人類而言，或許是難以想像的久遠歲月 ，但是對永恆的宇宙而言，那真的只是瞬間而已。 ４、關於霍金根據「廣義相對論」的提示，認為「宇宙大霹靂」是 起源自一個體積非常小，密度和質量非常大，溫度非常高的「奇點 」（或譯為「奇異點」singularity），這個「奇點」在距現今的１ ５０億年前突然發生大爆炸，而形成了宇宙，我認為這個說法本身 也一樣是不合邏輯的； 因為，假設我沒頭沒腦的突然跟任何人說：「有一個點。」，他一 定會反問：「什麼點？在那裡？」，所以一個沒有相對關係來指示 其空間位置和存在時間；單純的一個「點」是完全沒有意義，也根 本不可能存在的。而霍金自己說１５０億年前有個「奇點」，那麼 事實上他已經自己先陷入錯誤的邏輯中，因為既然給了「奇點」時 間，其一，這個「奇點」１５０億年前是在何處？它總要有一個存 在的空間吧？其二，這個「奇點」在１５０億年前發生大爆炸之前 ，已經存在多久了？難道是在沒有時間空間的條件下，突然出現一 個「奇點」，而且是在出現的同時就隨即大爆炸，沒有瞬間的遲滯 ，或者說「奇點」和大爆炸是同時發生的，如果是這樣，霍金又如 何能知道或假設「奇點」的存在呢？如果「奇點」突然出現後，並 不是立即爆炸，那麼在出現到爆炸這段時間算不算是「時間」呢？ 不論之間是○點一秒或者一千億年，算不算是「時間」呢？如果不 算，那又是什麼呢？如果算是時間，那麼霍金所謂的「宇宙誕生」 就不能從大霹靂開始計算起了。 ５、其實，霍金所說的「大霹靂」並不是「宇宙的誕生」，而只不 過是『本全星系』的誕生，而且也極有可能『本全星系』誕生過程 並不是宇宙之中第一次發生的大霹靂，宇宙間也許已經發生了許多 次甚至無數次這樣的大霹靂了。（如果，霍金先生以及其他贊同「 宇宙起源於大霹靂」的學者們能夠找機會用心去看一場高空焰火秀 ，注意那些最單純的球狀焰火連續爆炸的場面，或許會更明白我的 意思，因為在黑色的背景中，各種顏色的球狀焰火連續爆炸時，每 顆球狀焰火星火四散迸裂開來，射向四周的那種壯觀的景象正如同 一次微型的「大霹靂」，尤其我們可以將射入高空而尚未爆炸之前 那顆焰火的原型火藥彈丸比擬成「奇點」，然後焰火也許是一顆接 著一顆有略微間隔的爆炸，也許會前後重疊，但是，「宇宙中的大 霹靂」確實也是如此，不過和整個夜空相比，每顆球狀焰火爆炸的 規模範圍實在是微不足道的，所以一顆球狀焰火爆炸不是夜空的全 部，夜空的起源也不是因為球狀焰火的爆炸，同樣的，宇宙的起源 也不是單一次「微不足道」的大霹靂，時間也不是從大霹靂開始的 ，正如同整個夜晚不是從第一顆球狀焰火爆炸開始的。） ６、但，也正如霍金先生自己說的「人本原理」(anthropic principle)：「如果有人會問到：宇宙為什麼會是現在這個模樣？ 我會回答：正因為宇宙是現在這個模樣，才會有我們人類，如果宇 宙不是現在這個模樣，就不會有我們，就不會有人問宇宙為什麼是 現在這個模樣的問題了。」我認為霍金說的至少有一部份是對的； 如果在宇宙中以往曾經發生過許多次的大霹靂，形成過無數次的其 他「全星系」，其中是否產生過類似目前人類這樣的智性生物，曾 經去認知過自身所處的環境甚至試圖去解釋過宇宙，這點並不是很 重要。重要的是我們人類目前所身處的『本全星系』從大霹靂之後 經過了１５０億年的時間變成現在這模樣，以至才會有人類的產生 ，才能去試圖認知，否則，如果『本全星系』不是現在這個模樣， 就不會有人類去認知了。 只不過，將「『本全星系』誕生於大霹靂」誤解成「宇宙誕生於大 霹靂」當然是錯誤的，就如同數百年之前，人類認為甚至堅信地球 是宇宙中心，所有星體都是圍繞著地球旋轉一樣的主觀和眼光短淺 。把地球視為宇宙中心，或者把太陽系視為宇宙中心都是眼光太短 淺了，就算把『本全星系』視為宇宙中心同樣也是眼光太短淺了， 宇宙何止是這樣的呢？何止只有１５０億年的歷史，其大小又何止 只有１５６０光年的直徑而已？ ７、問題又回到「宇宙」究竟是有限還是無限的？如果宇宙是有限 的，那麼有限宇宙的外面又是什麼？即便是空無一物，那還是個空 間吧？那個空間算不算是宇宙的範疇之中呢？如果宇宙是無限的， 那麼宇宙又怎麼會有中心呢？而且，如果宇宙是無限的，霍金所謂 的「奇點」當然也就不是宇宙的中心，如果一定要認定「奇點」就 是宇宙的中心或宇宙的起始，那跟幾百年前的人們把地球當成宇宙 中心一樣，不過是五十步笑百步而已。 其實，我們並不知道宇宙真正的中心何在？我們甚至也不知道自身 所處的地球在宇宙中的確定位置？一個不確定被觀察物何在？又不 知道觀察者自身何在的情況下，如何能得出正確的結果呢？我們豈 能因為目前所觀察到的最遠星系有多遠，就據之推算宇宙的大小和 年齡呢？那麼對一隻井底之蛙而言，宇宙的直徑大概是一公尺左右 ，因為那是牠所能觀察到最遠的距離，所以這隻青蛙並沒有說錯。 ８、關於「宇宙的形狀」；雖然有人認為是球體的、馬鞍狀、或者 是一個無限的平面，但是，我認為我們實在還不適宜去試圖認定「 宇宙的形狀」，我倒是認為我們不妨先來探討一下被霍金誤以為是 「宇宙」的『本全星系』吧； 如果，『本全星系』是起源於大霹靂的理論沒有錯，那麼，所謂的 「奇點」，不論密度和質量有多大，溫度有多高，畢竟是有限的， 既然「奇點」的『材料』是有限的，那麼在大霹靂之後，所形成的 『本全星系』應該是空心的球體，因為，球體是自然界重力，壓力 ，張力等等都是最均衡的形體，就如同小孩子吹出的肥皂泡，因為 作為材料的肥皂水既然是有限的，在沒有外力的干預之下，內外壓 力達到均衡，張力支撐住肥皂水的薄膜；就會自然形成空心的球體 。 又或者，我們來假設另一種狀態，就是在沒有模型限制的自然空間 中吹玻璃，從鉗鍋中用空心金屬棒挖取一團火紅高溫、黏稠的玻璃 原料，一面旋轉一面吹氣的話，同樣會形成一個空心的玻璃球體。 ９、依據第８點的理論，我們把這個空心的玻璃球體比擬成『本全 星系』的話，假設把比例縮小到直徑５０公分，厚度３公分來形容 ，那麼各種大大小小的星系（如銀河系、仙女座星雲等等）以及各 種星體，應該是佈滿在這個空心的玻璃球體的內外兩面的表面和厚 度之中，因此我們所處的地球不論是在這個空心的玻璃球體的任何 位置，我們人類將會觀察到（如果我們的能力許可的話）；第１、 和我們平行或上下左右的鄰近星系。第２、如果地球的位置是在最 外表，穿過３公分的厚度，我們可以觀察到內面稍遠的星系。第３ 、不論我們是在外表或內面，我們可以觀察到穿過球體內部４４公 分直徑的空心部份，到達另一面的玻璃厚度的內外星系，當然這是 指經過中心點最遠的直線距離。如果不經過中心點，斜線較短的距 離同樣也可以觀察到其他部份厚度中內外面的星系。 因此，如果這個空心的玻璃球體目前仍然繼續在膨脹的話，所有的 星系不論位置何在，應該都是在飛快的離我們遠去，產生所謂的「 紅位移」現象(red shift)，但是，我們現在所觀察到的究竟是第１ 部份鄰近星系的「紅位移」現象？還是第２部份的「紅位移」現象 ？ 或者我們已經能觀察到第３部份的「紅位移」現象？而且如果地球 的位置是在最外表部份，所觀察到的第２和第３部份將會重疊。 那麼有沒有可能其實我們只觀察到第１和第２部份，就誤以為是「 宇宙」的全部，而推論出錯誤的宇宙形狀和年齡？如果是這樣，我 們所以為的宇宙將會類似平面或者馬鞍狀，年齡和大小當然也不準 確，而尚未觀察到的第３部份會不會正是被我們認為的「黑暗物質 」，其實卻跟我們一樣是大同小異的其他星系？ １０、而且，即便如此，第９點所比擬的空心的玻璃球體也只不過 是我所謂的『本全星系』而已，不是真正的「宇宙」，甚至和真正 的宇宙相比，那只是汪洋大海中的一個小泡泡；或者只是整個夜空 中一個爆炸中的球狀焰火罷了。輕率的以為那就是「宇宙」，我覺 得真的是太低估了「宇宙」，也太高估了自己的能耐，當然也就無 法正確的認知真正的「宇宙」為何了。