|
(穿梭超時空, M. Kaku 原著, for 商周出版社)
交大物理所 高文芳1998/12/21 |
|
對人文的關懷更多於科幻的情節 |
| 在螢幕上頗受歡迎的電視影集┌銀河飛龍（第二代）┘(star
trek - next generation )裡﹐船長匹卡率領企業號太空船所有成員﹐勇敢地深入從無人跡的宇宙邊荒﹐面對不可知的未來﹐探索宇宙造物主可以理解或不可以理解的意圖與心思。
從某個角度來看﹐企業號的任務和多數物理學家所投身的工作﹐有幾多相似雷同之處。企業號經常出入宇宙深空﹐不時要面對諸如黑洞､蟲洞､星際旅行､時光隧道之類的科幻情節﹐處處撼動觀眾一顆顆慾欲神遊宇宙太虛的心緒。 如果你把心思流駐作者的這本著作時﹐你可能會懷疑﹐這本書講的﹐到底是物理還是科幻情節﹖要不然怎麼會通篇首尾﹐處處可見諸如黑洞､蟲洞､星際旅行､時光隧道之類的字眼﹐所差者僅是作者意圖解釋清楚﹐反覆例舉。唯恐說理不清﹐竟然還把這些科幻情節的歷史淵源詳細交代﹐又將歷代大物理學家以及大數學家悉數請出來為他的論述佐證。尤有甚者﹐作者似乎怕讀者無法吸收他所想傳達的教義﹐對單一新鮮事物﹐竟然不惜篇幅﹐從不同角度﹐以作者認為讀者可以理解的圖解或例舉方式﹐反覆陳述。 而且這些角度不同的切入方式﹐看起來都頗有趣味。總而言之﹐要不是有人告訴讀者﹐這本書是不折不扣的科普推廣書籍﹐通篇看起來簡直就活脫是一本煽情的科幻小說﹐更像是科幻影集的導讀或者是科幻名詞的說文解字。 讀者會有這種感覺﹐一點都不意外﹐其原因是理論高能物理非常活躍的一枝﹐近年來的發展﹐連投身其中的諾貝爾物理獎得主（一九七九）溫伯格都曾感言﹕理論物理的研究已經越來越像科幻小說了。其實另外一個原因是﹐科幻小說的情節在熱衷科普教育的物理學者協助下﹐已經越來越接近我們對真實宇宙以及物理理論的認知。 換句話說﹐理論物理學家在研究的宇宙﹐其精彩刺激的內涵﹐只要說理明確﹐已經可以與科幻影片平起平坐了。而任職紐約市立學院（City College of the City University of New York）物理系﹐從事理論物理研究工作的加賀道雄教授﹐就是個中好手。 加賀先生在弦論相關領域的研究工作上﹐有相當的知名度。除了著作等身之外﹐還寫了幾本頗受歡迎的研究所教科書。而且他在紐約市的一個電台﹐主持一個現場扣應形式全美播放的科普教育節目。他的節目相當受到歡迎﹐而他也自承﹐這個節目讓他有機會訪問到物理界及其他領域的學界領袖﹐進而豐富了他好幾本叫好又叫座的科普讀物的可看性。 而且根據他自己的說法﹐他從小就很喜歡看一些科幻小說及節目﹐然而對坊間科幻著作說理不清的失望﹐促使他立志從事理論物理的研究﹐希望深入理解諸如星際旅行､時光隧道之類的理論機制﹐以補當時科幻小說的不足。作者並誓言有生之年﹐一定要寫一些讓一般高中生都能輕鬆就手的科普書籍。從這個角度來看﹐我認為這本超空間的書﹐確是一時之選。 這篇短文雖然名為導讀﹐其實原書敘理甚明﹐而且第一章就把全書的脈落交代清楚﹐讀者只要耐心看完第一章﹐就可以掌握當代物理的精髓。 超空間（hyperspace）指的是比我們可以訴諸直覺與感官加以理解的三維（次元）空間﹐還要高次元的抽象空間。但是由於相對論的成功受到大部分物理學家的支持﹐有時候作者指的超空間是指比四次元時空還要高次元的空間。 大數學家黎曼（Rieman）於一八五四年在哥廷根大學的一場演講﹐首度將人類的思維從三次元的直覺世界帶入色彩繽紛的高次元抽象世界。這一場對人類思維的解放革命﹐對後世所帶來的影響﹐鋪陳了這本著作所要介紹﹐八零年代的物理革命。正如文中所敘﹕ “二千年來﹐沒有人能夠質疑動搖的希臘古典幾何學也為之徹底撼動。........在他演說之後的三十年內﹐┌ 神祕的第四次元┘將會影響歐洲的藝術､哲學﹐與文學的進展。在黎曼演說之後的六十年內﹐愛因斯坦將會使用第四次元的黎曼幾何學﹐來解釋宇宙的起源與演化。在他演講之後的一百三十年﹐物理學家將會試圖以十次元幾何學﹐將所有物理定律予以統整。" 其中┌六十年內┘指的是愛因斯坦於一九一六年分別發表的廣義相對論﹔而┌在他演講之後的一百三十年┘指的是一九八四年敗部復活只能存活於十次元超空間的超弦理論。 由於目前碩果僅存的超弦理論﹐是唯一可以合理統一自然界四大作用力（即重力､電磁力､強作用力及弱作用力）的理論。而且他的合理或自洽（self consistent）必須建立在他只能存活於十次元超空間的基礎上﹐加上弦論超乎尋常的完美特質﹐對物理界及數學界所造成的震撼﹐正是理論高能物理學界正視高次元空間存在的可能性﹐並進而探討他在宇宙演化過程中﹐甚至生命與文明是否能夠永續存活等議題上所扮演的角色。 作者藉著超空間如果存在﹐所可能造成的種種只能現諸科幻小說的奇妙現象為軸﹐詳敘高次元空間這種觀念形成､演變﹐以及如何突破保守世代的壓力﹐進而一統天下（至少對為數頗眾的一大群理論物理學家而言）﹐這期間可歌可泣的物理史詩。 當然﹐正如電視影集┌銀河飛龍┘劇情的重點不是科技的展現﹐而是藉由人類面對前所未有的挑戰與考驗﹐探討人類文明的弱點以及應否﹐甚至如何調適時代的改變﹐使人類文明得以永續存活。同樣的﹐作者字裏行間時時關心地球文明在大宇宙裡演化過程﹐所可能遭遇到的劫數與災難﹐其所流露的殷殷之情﹐和┌銀河飛龍┘一樣﹐對人文的關懷遠遠多於科幻的情節。 作者將人類文明程度依其所能掌控的能源分成三類﹕第一類文明能掌控所在行星的能源﹐第二類文明能掌控所在恆星的能源﹐第三類文明能掌控所在星系的能源。是故人類文明還處於第零類的落後階段。作者更進一步預估﹐人類可能可以在一百年內躍身第一類文明﹐並開始在太陽系殖民。進入第二類文明可能要一千年﹐這時候人類已經可以操控重力場﹐隨意扭曲空間並利用蟲洞進行星際旅行﹐最後人類可能要經過數千年的努力﹐才有能力掌控整個銀河系的能量並隨意操控高次元空間。 作者同時指出﹐生存於地球上﹐有著可以預知及尚無方法預知的種種劫數。比方說﹐地球可能每2500萬年會有一次大滅絕﹔太陽會在50億年之後死亡﹔整個宇宙可能會在千百億年之後﹐不是熱死便是冷死﹔到處流竄的小行星可能不預期地闖入地球﹐太陽鄰近的恆星死亡造成超新星而毀掉整個太陽系﹔銀河系和別的星系發生碰撞而毀掉整個銀河系等等。而處於文明相當落後﹐文化相對野蠻的現代人類﹐由於物質文明遠遠超前文化演化﹐當前正處於核戰危機與生態危機裡﹐隨時有被自己滅絕的危機。作者更相信地球上的文明已經因為核戰或生態危機而滅絕､輪迴了好幾回﹐才輪到人類在這裡為了生存與時間競賽。 如果我們對物理的認知大體上沒有錯誤﹐那麼我們的確是在和時間競賽﹐那麼如何消弭人類彼此間互相猜疑的仇恨﹐及時進入第二類文明﹐以便有足夠的能力應付大部分演化過程可能遇到的危機﹐真的值得人類細細思量。
原導讀至此為止
最後﹐我想針對一般讀者稍微介紹一下如何讀懂這本書的一點小技巧。作者相當用心經營這本書﹐對讀者可能不熟悉但是重要的人､事､物﹐他常採用的方法是﹐先用一句或一段話點出或說明﹐跟隨其後的便是不厭其煩的從各種角度以不同的妙喻切入﹐一方面希望讀者能體會物理本身多采多姿的面貌﹐一方面協助讀者輕鬆地進入狀況。也就是說﹐就像金庸用了無數無與倫比的形容詞描述小龍女或王語嫣﹐不管你是不是全懂那些典故﹐反正就是美得無法形容。同樣的﹐只要讀者看得懂加賀先生舉的一個例子便可以繼續往下看﹐不至於看不懂一兩句話﹐便看不下去了。 也就是說﹐一旦看到新的專有名詞﹐不用擔心﹐繼續看下去﹐解釋就在後頭﹔有一兩個解釋的例子不太理解﹐也不用太費心思﹐繼續往下讀﹐整本讀完再從來一次﹐保證你一次比一次有心得。而且給你一個忠告﹐你一定會越來越懂﹐但是﹐想真懂除了來物理系玩真的﹐別無他法。就像你很容易在圖書館讀懂一些原子彈相關的資料﹐然後你會越來越懂﹐甚至會相信你可以自己做出一顆原子彈﹐實際動手時﹐就會發現自己還差得遠呢。要不然物理學家靠什麼吃飯﹖ 其實也不盡如此﹐正如當代理論高能物理武林盟主維藤（E. Witten）（見第七章加賀對盟主的介紹）的評語﹐"弦論是二十一世紀的物理﹐卻被二十世紀的人類意外地發現。"一旦二十一世紀的數學被理解了﹐我們也許就會發現物理原來是這麼簡單明瞭﹐學起來不費吹灰之力﹐只是我們現在用錯方法了。 |