末日之旅
當(dāng)航班穿過星際間的茫茫黑暗,我沒有望向舷窗外。事實(shí)上,那里只有稀疏的星辰散發(fā)出微弱的光線,如同一曲挽歌最后的休止符。
宇宙正在逐漸死去,恒星一顆接一顆地熄滅,原因多種多樣,但根本規(guī)律沒有改變:熱力學(xué)第二定律的箭頭一旦射出便無法返回,這對任何孤立系統(tǒng)都是鐵律。僅存的人類聚居于黑洞附近,依靠日漸減少的物質(zhì)和有序能量維生。
我并不是什么救世主,思考這些毫無意義,普通人對過于宏大問題的思考總會被嘲笑為杞人憂天。目光重新聚焦,我開始想搭上這趟末班車的目的地,地球。
一個普通人想看一眼這顆被稱為“銀河種源”的行星并不奇怪。在難以計(jì)數(shù)的時間長河中留下的童話里,地球上每一座綠色山丘、每一片湛藍(lán)湖水都有一個可愛的名字,那時的祖先如嬰兒一般無知又充滿好奇,駕駛著現(xiàn)在看來用破爛拼湊而成的飛船向銀河進(jìn)發(fā)。整個宇宙對他們而言同樣毫無意義,時間和物質(zhì)在他們眼中是近乎無限的存在——宇宙怎么會死去呢?
航班已經(jīng)到達(dá)了奧爾特星云中的第谷站,剩下的路得靠自己了。第谷站曾經(jīng)是整個北天銀河重要的交通樞紐,如今只有數(shù)萬個空蕩蕩的泊位昭示著舊日的輝煌?;膹U已久的站內(nèi)只有一臺多功能機(jī)器人負(fù)責(zé)日常維護(hù)和偶爾的接機(jī)工作。M181,它的編號,但我更愿意叫它馬克,在這種孤寂的環(huán)境中,叫編號顯得缺少人情味?;蛟S是太久沒有見到智慧生命,馬克十分健談。
“往日不再,對吧?這不是我們能決定的,熱力學(xué)時間箭頭告訴我們,一切有序的東西總有分崩離析的一天,這是宇宙的意志?!?/span>
我對這個問題不感興趣,轉(zhuǎn)而向他詢問去地球的方式。
“地球,不錯的目的地。站里還有不少原來的行星穿梭機(jī),你會駕駛嗎?不會?不要緊,站內(nèi)沒什么重要任務(wù),本人愿意效勞。”
對于多一個旅伴我毫不介意,甚至有些高興,至少旅途中不會無聊到只能睡覺。
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穿梭機(jī)沿黃道面進(jìn)入內(nèi)行星軌道,在這個距離上,原本太陽應(yīng)該已經(jīng)清晰可見,現(xiàn)在那塊位置依舊一片漆黑,原因顯而易見:這顆恒星早早消耗完了體內(nèi)的能量,變成了白矮星。
“要做好心理準(zhǔn)備,真正的地球和你在童話里看到的可大不一樣。”馬克對我不無擔(dān)心。
確實(shí)大不一樣。映入眼簾的是一顆灰色的星球,表面和未經(jīng)改造的荒涼行星一樣布滿猙獰的形狀,這些總是很難和生命來聯(lián)系在一起,更像是一座墓碑。馬克向我介紹著,當(dāng)年太陽膨脹時,人類為了防止地球被徹底蒸發(fā)下了大力氣,但其表面仍然難逃高溫的炙烤;后來有一個團(tuán)隊(duì)來到這里,試圖把地球復(fù)原,最后只復(fù)原了大氣層便不了了之……
穿梭機(jī)降落在北極,走出艙門,荒涼感撲面而來。我從地上抓起一把沙土,讓它從指縫間流過,數(shù)百億年的歷史在風(fēng)中消逝,亦如未來的人類。時間是宇宙的意志,我想。
“運(yùn)氣不錯,你碰上了難得一見的奇觀?!蔽姨痤^,繽紛的光帶正在大氣層中蜿蜒舞動,是極光。漆黑的天穹背景下,我和馬克的身影被縮至無限小,仿佛置身斑斕的海底,宇宙亙古的潮汐在頭頂涌動。我第一次體會到了祖先們面對宇宙時的感受:寄蜉蝣于天地,渺滄海之一粟。
“哪來的極光?太陽都沒了。”我突然發(fā)現(xiàn)問題。
“不是太陽,是后羿?!?/span>
“后羿?”
“我?guī)闳タ??!?/span>
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“后羿”原來是一座環(huán)日軌道空間站,馬克說它在太陽還沒毀滅時就在這里,它表面的中子力場裝甲抵御了太陽膨脹時的超高溫,這也是它現(xiàn)在依舊正常運(yùn)行的原因??臻g站對接口相當(dāng)古老,與穿梭機(jī)根本無法適配,我讓馬克在機(jī)上等我,我穿上宇航服,從外面手動打開了空間站艙門。
空間站內(nèi)部同樣是真空,大部分設(shè)施出人意料的完好,控制室、實(shí)驗(yàn)室、居住艙都井井有條,似乎一位幽靈依舊在此生活?!捌渌糠帜兀繌耐饷婵纯臻g沒這么小的?!蔽野l(fā)問。
馬克答道:“那些是儲藏區(qū),存放著實(shí)驗(yàn)用的大量反物質(zhì),之前的極光就是因?yàn)檎次镔|(zhì)湮滅產(chǎn)生的粒子流?!?/span>
我有些心不在焉,原因是我無意中觸發(fā)了控制室內(nèi)的一臺終端,在里面找到一個名字:李中華。
“他是一名物理學(xué)家,當(dāng)然離我們的年代十分遙遠(yuǎn)了?!瘪R克解釋,“他通過理論推導(dǎo),認(rèn)為熱力學(xué)第二定律在我們的宇宙是存在邊界的,之后他以研究太陽為名建造了這座空間站,之后終其一生沒有離開這里。他不斷用反物質(zhì)粒子轟擊太陽,沒有人知道他想干什么。某一天實(shí)驗(yàn)后,他突然打開艙門向太陽飛去,在千分之一秒內(nèi)被蒸發(fā)。”
“你有他實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)嗎?”我成功被這個故事吸引了,“無論如何,自殺說不過去?!?/span>
“抱歉,我的數(shù)據(jù)庫中沒有相關(guān)內(nèi)容?!?/span>
幸虧終端還可以用,存儲器的狀況也并不差,根據(jù)馬克發(fā)給我的操作指南,我小心翼翼地點(diǎn)擊著并不熟悉的終端,總算調(diào)出了顯示著數(shù)十億條記錄的界面,這大大超乎了我的想象。如果他的實(shí)驗(yàn)研究確實(shí)是關(guān)于熱力學(xué)第二定律,那么列出相關(guān)方程,代入數(shù)據(jù)并判斷是否符合定律關(guān)系,以此進(jìn)行遍歷,恐怕調(diào)來最快的量子計(jì)算機(jī)也得算相當(dāng)長的時間。
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最初,有人認(rèn)為正反物質(zhì)湮滅是不符合熱力學(xué)第二定律的,理由是“熵”這一概念依賴于物質(zhì)系統(tǒng)存在,湮滅后物質(zhì)發(fā)生了消滅,因此出現(xiàn)例外。但現(xiàn)在的二年級學(xué)生都知道,湮滅伴隨著能量產(chǎn)生,而所謂的“消滅”則明顯忽視了被能量影響的環(huán)境,事實(shí)如此:我讓馬克幫我計(jì)算了前幾組數(shù)據(jù)的結(jié)果,無一例外,符合鐵律。
我有些頹然的坐在椅子上,堅(jiān)定的科學(xué)家挑戰(zhàn)宇宙法則的確是一個不錯的故事,帶著些許《唐吉訶德》的感覺,或許正是自身信念與客觀規(guī)律的差異導(dǎo)致了他的死亡。
眼前的光不斷增強(qiáng),最后竟變成了光芒四射的太陽,在我反應(yīng)過來之前,一個黑影擋在了面前,他身材瘦高,短短的黑發(fā)像野草般頑強(qiáng)的豎起,由于背對太陽,他面目不清,只能看見雙眼閃爍著星星般的光芒。
“李中華?”我試探著詢問,他點(diǎn)點(diǎn)頭。
“你的這些實(shí)驗(yàn),是為了證明熱力學(xué)第二定律是有邊界的?”
“是的,方向性在物理定律中并不常見,基礎(chǔ)定律如宏觀低速下的牛頓定律、麥克斯韋方程組、質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系都不存在以時間為轉(zhuǎn)移的變量,或者說他們在時間上是對稱的,但熱力學(xué)第二定律是個例外。按它的觀點(diǎn),宇宙歸于熱寂,沒有人能幸存,而我正試圖把這個結(jié)果變得不那么冷酷?!?/span>
“你做到了嗎?”
“沒有,但幾乎做到了。粒子在微觀上的碰撞是可逆的,在宏觀上卻表現(xiàn)出方向性,這實(shí)在是一件非常有趣的事情。許多次試驗(yàn)后,我從量子力學(xué)中得到了一些靈感:電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,如果在縫后觀察,干涉條紋出現(xiàn),在縫前觀察,則沒有干涉條紋。和上面類似,粒子的微觀運(yùn)動本質(zhì)上是熵增和熵減的疊加態(tài),而我們觀察者的存在,會決定宏觀上方向性的表現(xiàn)。要完成實(shí)驗(yàn),必須排除觀察者的影響,也就是我。”
“這是你自殺的原因嗎?”我急切地問道。
他沒有回答,艙門在他背后打開,他轉(zhuǎn)過身,大步踏上光輝萬丈的大道。
“等等!”我一躍而起,試圖攔住他。
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我猛地驚醒,渾身冷汗,自己是什么時候睡著的?眼前沒有太陽,沒有李中華,只剩腦中那個無比清晰的夢境,和不停盤旋的“觀察者”一詞。
我呼叫著馬克,讓它幫忙找出李中華去世的具體日期,隨后撲倒終端面前,篩選出那一天的數(shù)據(jù),屏幕上剩下三條記錄。我將它們傳給馬克,前兩組數(shù)據(jù)結(jié)果很快出來,符合熱力學(xué)第二定律,第三組結(jié)果卻遲遲未出,在經(jīng)過一段漫長的如坐針氈后,馬克告訴我,第三組數(shù)據(jù)的前后有序度(熵)未發(fā)生變化。
從未想過自己可以如此平靜的接受這一結(jié)果,或許是此前夢境談話的影響。熱力學(xué)第二定律的邊界被觸碰到了,這一重大事件竟然只有一個人和一臺機(jī)器人見證,顯得有些荒謬。我又從之后的記錄中隨機(jī)挑選了幾組數(shù)據(jù)交給馬克,計(jì)算結(jié)果呈現(xiàn)出完全的隨機(jī)分布,有序度既有增加,也有不變和減少,三者比例幾乎是1:1:1,這說明增減的量并非關(guān)鍵,實(shí)際上選擇的是增加/不變/減少這三個狀態(tài)。
“量子化?!瘪R克說道,我表示贊同。在我讀書時,熱力學(xué)第二定律給我的感覺是古樸而厚重,量子力學(xué)則是飛揚(yáng)跳脫,我從未想過有一天,這二者能聯(lián)袂在宇宙舞臺上表演一出好戲。
之后,我第一個念頭想到的是人類,既然熵減在宇宙中成為可能,那人類也有希望逃脫消亡在宇宙中的命運(yùn)。但我隨即發(fā)現(xiàn)漏洞,人類自身就是觀察者,已知宇宙完全是基于人類的觀察,換言之,只要人類存在,那已知宇宙必然呈現(xiàn)熵增。另外……
“不對,還有問題。一杯糖水從來沒有在人不觀察的情況下最終變成一塊糖和一杯水,至少在我所知的人類歷史中沒出現(xiàn)過?!蔽业念^腦有些混亂,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是確鑿的證據(jù),不被觀察的情況下出現(xiàn)熵減幾率高達(dá)三分之一,從概率學(xué)上講,這不是一個小數(shù)字,而這種事件不出現(xiàn)明顯是不合常理的。
馬克那一頭寂靜無聲,雖然它通曉所有科學(xué)定律,但在未知的事物面前做出科學(xué)的假設(shè)自然超出了它的能力范疇。
我努力回想著上學(xué)時學(xué)過的量子力學(xué)知識,莫名地開始后悔曾經(jīng)沒有好好把這些東西記住,當(dāng)然,上學(xué)時的我也不會想到有一天我會在一顆白矮星旁的空間站里對著屏幕苦思冥想。
一段時間后,屏幕上留下了幾條假設(shè):
1、有人觀察到過“糖水分化”的結(jié)果,但沒有提出
2、只有以該實(shí)驗(yàn)形式(湮滅)進(jìn)行的過程是量子化的,其他的不是
3、湮滅和“糖水分化”的性質(zhì)不同,導(dǎo)致最終結(jié)果出現(xiàn)差異
第一條被我迅速排除,太可笑了。
第二條讓我稍稍遲疑了一會,但隨即想到“正反物質(zhì)湮滅不符合熱力學(xué)第二定律”的說法,這條假設(shè)本質(zhì)上并沒有走出這種說法的怪圈,于是我也將它排除。
第三條,只剩第三條。我緊鎖眉頭,盯著那一行短短的文字,“性質(zhì)不同”,這顯而易見,湮滅發(fā)生了物質(zhì)消滅,“糖水分化”則沒有,但這和熵變的概率有什么關(guān)系呢?
“麥克斯韋妖。”我的大腦像挨了重重一擊,靈光乍現(xiàn)。這是一個古老而有趣的假設(shè):一個絕熱容器被分為兩格,中間有一扇由“妖”控制的小門,“妖”控制著門讓較快的分子進(jìn)入一格,較慢的分子留在另一格,這樣兩格間就形成了熵值的差異。原來的人們評價這一假設(shè),會說“妖”的判斷過程是基于對分子的區(qū)分,其中產(chǎn)生的信息熵使體系并非孤立系統(tǒng),但他們沒有想到“妖”的尺度會如此之大,控制著整個宇宙,更不會想到,宇宙根本不是孤立系統(tǒng)!
“馬克,我明白了。與我們宇宙并行的有很多個宇宙,麥克斯韋妖控制著宇宙間熵的流動,所有宇宙的熵則保持恒定。麥克斯韋妖是否是一個意識并不重要,關(guān)鍵是,它是一個觀察者!”我的語氣由于興奮顯得有些顫抖,“我們這個宇宙的規(guī)律是熵增的,因此他必須對每個粒子運(yùn)動的熵進(jìn)行判斷,這種判斷只能基于粒子層次,在‘糖水分化’中之所以只出現(xiàn)熵增,是因?yàn)樗@個觀察者始終存在;而李中華的實(shí)驗(yàn)中,正反物質(zhì)粒子反應(yīng)湮滅,只放出能量,這時它判斷基于的粒子層次消失,它無法處于觀察狀態(tài),如果再沒有人類觀察者對能量進(jìn)行觀察,其熵變呈現(xiàn)隨機(jī)結(jié)果是必然的?!?/span>
興奮之后,我慢慢冷靜下來。明白這些對現(xiàn)在人類的處境毫無幫助,單靠湮滅的概率性事件不過是杯水車薪,依舊難以改變我們宇宙整體的熵增趨勢。
“熵依賴于物質(zhì)系統(tǒng)存在?!瘪R克突然發(fā)話,“湮滅發(fā)生的區(qū)域中,如果熵變無法被觀察,那物質(zhì)同樣無法被觀察,表現(xiàn)出量子疊加態(tài)?!?/span>
“這又有什么影響?”
“量子隧穿?!?/span>
我猛然一驚,馬克說的沒錯。宇宙間的“墻”和“門”就是勢壘,正常情況下完全不可能突破,但處于量子疊加態(tài)時,穿過它們是一個概率性事件。簡而言之,就是有可能在不同宇宙間打開通道。
“來最后做個實(shí)驗(yàn)吧,我們需要一場大爆炸。”
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后羿空間站中的反物質(zhì)被全部取出,和漂浮的微塵碰撞著,發(fā)著幽幽的光。電磁加速軌道啟動了,反物質(zhì)團(tuán)前導(dǎo)面上的光芒急劇變強(qiáng),如同沐浴著一場火雨,向變成白矮星的太陽飛去。隨即,后羿空間站的引擎也啟動了,追隨者反物質(zhì)團(tuán)的軌道而去,耀眼的尾焰和反物質(zhì)團(tuán)的光芒構(gòu)成了宇宙背景中的一對括號。
我和馬克在穿梭機(jī)上,爆炸的安全距離之外等待。首先是一點(diǎn)白色光芒,然后立即擴(kuò)大,似乎覆蓋了整個宇宙,最明亮的恒星與之相比都相形見絀。我閉上眼睛,讓自己處于不觀察的狀態(tài)??臻g站十分堅(jiān)固,哪怕湮滅的爆炸將其摧毀,也會留下大量的碎片,而如果無跡可尋,就說明我們的實(shí)驗(yàn)成功了。
馬克提示我可以睜眼,穿梭機(jī)正在對爆炸殘骸進(jìn)行掃描。沒有發(fā)現(xiàn)任何空間站的痕跡,白矮星在剛剛的爆炸中有不少微粒脫離表面,形成一偏稀疏的星云。
我和馬克又一次站在地球的北極,爆炸輻射導(dǎo)致的大氣層電離仍然沒有結(jié)束,不同于極光的溫柔,這次的電離狂暴不少,猩紅的光芒在翻滾著。同樣是漆黑的背景下,我們欣賞著這末日般的風(fēng)光。
“消息已經(jīng)發(fā)送出去了?!瘪R克突然說。
“嗯,未來的一段時間人類可有的忙了,重復(fù)實(shí)驗(yàn)、修正熱力學(xué)定律、收集反物質(zhì)……不過這些與我們無關(guān)?!?/span>
“我們呢?”
“去旅行,那么多的宇宙,不想去看看嗎?你,我,或許還有很多其他人。”
“也許有一個熵減的宇宙,那里有和我們一樣的人,為自己發(fā)現(xiàn)熵增的宇宙而興高采烈?!?/span>
“是啊,無限的可能,一如從前?!?/span>