著名英国理论物理学家霍金在生前发表的最后一篇论文中提出了“自上而下的新宇宙学”“宇宙全息图”等全新概念,颠覆了他在《时间简史》中提出的关于时间起源的观点。比利时的宇宙学家托马斯·赫托格是霍金的弟子,也是这篇论文的合著者。在这篇发表在《高能物理学杂志》上的文章中,霍金和他提出的观点称,多元宇宙并没有那么多,宇宙的演化在整体上是平滑而有限的。
他们产生了一个革命性的想法:物理定律并不是一成不变的,而是随着它们所统治的宇宙的形成而诞生和共同进化的,即所谓的“自上而下的宇宙学”。
在霍金去世后,赫托格将霍金在生命终点所规划的巨著完成,形成了《时间起源》一书,试图重塑我们对宇宙和生命演化的整体观念。宇宙似乎是为了生命的存在而精心设计的。原子核内的强相互作用若与实际情况有很小的偏差,恒星内部的核聚变将难以产生碳,而碳是生命的基础;另外,空间正好是对生命非常友好的三维;各种物理参数的大小也是恰到好处。
如果有很多个不同的宇宙存在,那么其中有少数几个适合生物生存的宇宙就不足为奇了。
这就是多元宇宙论。霍金对多元宇宙论并不满意,这不难理解。我们知道恒星是由星际尘埃在引力的作用下聚集形成的。尘埃的分布是不均匀的,于是形成了大小不同的恒星以及它们的行星。而相对于恒星与行星的形成,我们对宇宙的了解则非常有限。根据暴胀理论和多世界理论,多元宇宙是可能的,但是我们并不知道多元宇宙中的宇宙是如何形成的,为什么不同的宇宙会有不同的基本相互作用。
霍金认为,宇宙的起点是没有时间的。无论将来量子引力理论的具体形式如何,这结论可能都是对的。在物理学中,已经有类似的现象。宏观物质都有体积,但是组成宏观物质的基本粒子,比如电子、夸克,都没有体积。宏观物质的体积来自原子中电子的波函数,电子的一个量子状态。
托马斯·赫托格的《时间起源》是一部关于宇宙和时间的科普书,记录了霍金在人生最后阶段对这些问题的思考和探索。作者用通俗易懂的语言介绍了与宇宙学相关的各个科学领域,包括量子力学、黑洞、弦理论等,带领读者踏上了一段有趣的科学旅程。对于任何有兴趣思考和探索时间和宇宙的人来说,《时间起源》都是一本非常好的读物。它不仅能让读者了解宇宙的奥秘,还能激发读者对科学的兴趣和热情。