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宇宙坍縮——光年尺度下的思考

坍縮將在凌晨 1 時 24 分 17 秒發生。

對坍縮的觀測將在國家天文臺的觀測廳進行。這個觀測廳接收在同步軌道上運行的太空望遠鏡發回的圖像，并把它投射到一塊籃球場大小的巨型屏幕上?，F在，屏幕上還是空白。到場的人并不多，都是理論物理學、天體物理學和宇宙學的。對即將到來的這一時刻，他們是這個世界上少數真正能理解其含義的人。此時他們靜靜地坐著，等著那一時刻，就像剛剛用泥土做成的亞當、夏娃等著上帝那一口生命之氣一樣。只有天文臺的臺長在焦躁地來回踱著步。巨型屏幕出了故障，而負責維修的工程師到現在還沒來。如果她來不了的話，來自太空望遠鏡的圖像就只能在小屏幕上顯示，那這一偉大時刻的氣氛就差多了。

丁儀教授走進了大廳。

科學家們都提前變活了，一齊站了起來。除了半徑為 150 億光年的宇宙，能讓他們感到敬畏的就是這個人了。

丁儀同往常一樣目空一切，沒有同任何人打招呼，也沒有坐到那把為他準備的大而舒適的椅子上去，而是信步走到大廳 的一角，欣賞起放在玻璃柜中的一只大陶土盤來。這只陶土盤是天文臺的鎮臺之寶，是價值連城的西周時代的文物，上面刻著幾千年前已化為塵土的眼睛所看到的夏夜星圖。這只陶土盤經歷了滄海桑田，已到了崩散的邊緣，上面的星圖模糊不清，但大廳外面的星空卻絲毫沒變。

丁儀掏出一個大煙斗，向一只上衣口袋里挖了一下，挖出 了滿滿一斗煙絲，然后旁若無人地點上煙斗抽了起來。大家都 很驚詫，因為他有嚴重的氣管炎，以前是不抽煙的，別人也不敢在他面前抽煙。再說，觀測大廳里嚴禁吸煙，而那個大煙斗產生的煙霧比十支香煙都多。

但丁教授是有資格做任何事情的。他創立了統一場論，實現了愛因斯坦的夢想。他的理論對宇宙大尺度空間所做的一系列預言都得到了實際觀測的證實。后來，使用統一場論的數學模型，上百臺巨型計算機不間斷地運行了三年，得出了令人難以置信的結論：已膨脹了150億年的宇宙將在兩年后轉為坍縮。

現在，這兩年時間只剩不到一個小時了。白色的煙霧在丁儀的頭上聚集盤旋，形成夢幻般的圖案，仿佛是他那不可思議的思想從大腦中飄出……

臺長小心翼翼地走到丁儀身邊，說："丁老，今天省長要來，請到他不容易，請您一定給省長說說，請他給我們多少撥一些錢。本來不該因這些事使您分心的，但臺里的經費狀況已到了山窮水盡的地步，國家今年不可能再給錢，只能向省里要了。 我們是國內主要的宇宙觀測基地，可您看我們到了什么地步，連射電望遠鏡的電費都拿不出來。現在，我們已經開始打它的主意了……"臺長指了指丁儀正欣賞的古老星圖盤，"要不是 有文物法，我們早就賣掉它了！"

這時，省長同兩名隨行人員一起走進了大廳。他們的臉上顯出疲憊的神色，把一縷塵世的氣息帶進這超凡脫俗的地方："對不起。哦，丁老您好，大家好。對不起，來晚了。今天 是連續暴雨后的個晴天，洪水形勢很緊張，長江已接近 1954 年的水位了。"

臺長激動地說了許多歡迎的話，然后把省長領到丁儀面前，"下面，請丁老為您介紹一下宇宙坍縮的概念……"同時他向 丁儀遞了個眼色，"這樣好不好，我先說說自己對這個概念的理解，然后請丁老和各位科學家指正。首先，哈勃發現了宇宙 的紅移現象——是哪一年我記不清了——我們所能觀測到的所有星系的光譜都向紅端移動。根據開普勒效應，這表明所有的星系都在離我們遠去。由此現象我們可以得出結論：宇宙在膨脹。由此又得出結論：宇宙是在 150 億年前的一次大爆炸中誕生的。如果宇宙的總質量小于某一數值，宇宙將永遠膨脹下去；如果總質量大于某一數值，則萬有引力將逐漸使膨脹減速、停 止，之后，宇宙將在引力作用下走向坍縮。以前宇宙中所能觀 測到的物質總量使人們傾向于個結論，但后來發現中微子具有質量，并且在宇宙中發現了大量以前沒有觀測到的暗物質，這使宇宙的總質量大大增加，人們又轉向了后一個結論，認為宇宙的膨脹將逐漸減慢，后轉為坍縮——宇宙中的所有星系將向一個引力中心聚集。這時，同樣由于開普勒效應，在我們眼中，所有星系的光譜將向藍端移動，即藍移。而丁老的統一場論計算出了宇宙由膨脹轉為坍縮的時間。"

"他說得基本正確。"丁儀慢慢地把煙灰磕到干凈的地毯上。

"對，對，如果丁老都這么認為……"臺長高興得眉飛色舞。"正確到足以顯示他的膚淺。"丁儀又從上衣口袋挖出一斗煙絲。

臺長的表情凝固了，科學家那邊傳來了低低的譏笑聲。

省長寬容地笑了笑："我也是學物理的，但畢業后這三十年，我都差不多忘光了。同在場的各位相比，我的物理學和宇宙學知識，怕是連膚淺都達不到。唉，我現在只記得牛頓三定律了。"

"但離理解它還差得很遠。"丁儀點上了新裝的煙絲。臺長哭笑不得地搖搖頭。

"丁老，我們生活在兩個不同的世界里。"省長感慨地說，"我的世界是現實的、無詩意的、煩瑣的，我們整天像螞蟻一樣忙碌，目光也像螞蟻一樣狹窄。有時深夜從辦公室里 出來，抬頭看看星空，已是難得的奢侈了。而您的世界充滿著空靈與玄妙，您的思想跨越上百億光年的空間和上百億年的時間，地球對于您只是宇宙中的一?；覊m，現世對于您只是永恒中短得無法測量的一瞬，整個宇宙似乎都是為了滿足您的好奇 心而存在的。說句真心話，丁老，我真有些嫉妒您。我年輕時也做過那樣的夢，但進入您的世界太難了。"

"但今天晚上并不難。您至少可以在丁老的世界中待一會兒，一起目睹這個宇宙偉大的一瞬間。"臺長說。

"我沒有這么幸運。各位，很對不起，長江大堤已出現多處險情，我得馬上趕到防總去。在走之前，我還有兩個問題想請教丁老，這些問題在您看來可能幼稚可笑，但我苦想了很長時間也沒有弄明白。個問題，坍縮的標志是宇宙由紅移轉為藍移，我們將看到所有星系的光譜同時向藍端移動。但目前能觀測到的遠的星系距我們 100 多億光年，按您的計算，宇宙將在同一時刻坍縮，那樣的話，我們要過 100 多億年才能看到這些星系的藍移出現。即使近的半人馬座，也要在四年之后才能看到它的藍移。"

丁儀緩緩地吐出一口煙霧，那煙霧在空中飄浮，像微縮的旋渦星系："很好，你能想到這一點，有點像一個物理系的學生了，盡管仍是一個膚淺的學生。是的，我們將同時看到宇宙中所有星系光譜的藍移，而不是在從四年到一百億年的時間上依次看到。這源于宇宙大尺度范圍內的量子效應。它的數學模型很復雜，是物理學和宇宙學中難表述的概念。沒指望您能理解。但由此你已得到個啟示，它提醒您，宇宙坍縮產生 的效應遠比人們想象的復雜。你還有問題嗎？哦，你沒有必要馬上走，你要去處理的事情并不像你想象的那樣緊迫。"

"同您的整個宇宙相比，長江的洪水當然微不足道了。但丁老，神秘的宇宙固然令人神往，但現實生活也還是要過的。謝謝丁老的教誨，祝各位今晚看到你們想看的。"

"你不明白我的意思，"丁儀說，"現在長江大堤上一定有很多人在抗洪。"

"但我有我的責任，丁老，我必須回去。"

"你還是不明白我的意思，我是說大堤上的人們一定很累了，你可以讓他們也離開。"

所有的人都驚呆了。

"什么……離開？干什么，看宇宙坍縮嗎？"

"如果他們對此不感興趣，可以回家睡覺。"

"丁老，您真會開玩笑！"

"我是認真的，他們干的事已沒有意義。"

"為什么？"

"因為坍縮。"

沉默了好長時間，省長指了指大廳一角陳列的那只古老星圖盤說："丁老，宇宙一直在膨脹，但從上古時代到今天，我們所看到的宇宙沒有什么變化。坍縮也一樣，人類的時空同宇宙時空相比，渺小到可以忽略不計。除了純理論的意義外，我不認為坍縮會對人類生活產生任何影響。甚至，我們可能在一億年之后都不會觀測到坍縮使星系產生的微小位移——如果那時還有我們的話。"

"15 億年。"丁儀說，"如果用我們目前精密的儀器，15 億年后我們才能觀測到這種位移。"

"而宇宙坍縮要100多億年。所以，人類是宇宙這棵大樹上的一滴小露珠，在它短暫的壽命中，是感覺不到大樹的成長的。您總不至于同意互聯網上那些可笑的謠言，說地球會被坍縮擠扁吧？"

這時，一位年輕姑娘走了進來，臉色蒼白，目光黯淡。她就是負責巨型顯示屏的工程師。

"小張，你也太不像話了！你知道這是什么時候？"臺長 氣急敗壞地沖她喊道。

"我父親剛在醫院里去世……"

臺長的怒氣立刻消失了："真對不起，我不知道，可你看……"

工程師沒再說什么，只是默默地走到大屏幕的控制計算機前，開始埋頭檢查故障。丁儀叼著煙斗慢慢走了過去。

"哦，姑娘，如果你真正了解宇宙坍縮的含義，你父親的死就不會讓你這么悲傷了。"

丁儀的話激怒了在場的所有人。工程師猛地站起來，她蒼白的臉由于憤怒而漲紅，雙眼充滿淚水。

"您不是這個世界上的人！也許，同您的宇宙相比，父親不算什么，但父親對我重要，對我們這些普通人重要！而您的 坍縮，不過是夜空中那弱得不能再弱的光線頻率的一點點變化而已。這變化，甚至那光線，如果不是由精密儀器放大上萬倍， 誰都看不到！坍縮是什么？對普通人來說什么都不是！宇宙膨脹或坍縮，對我們有什么區別？但父親對我們是重要的，您明白嗎？"

當工程師意識到自己是在向誰發火時，她克制住自己，轉身繼續工作。

丁儀嘆息著搖搖頭，對省長說："是的，如你所說，兩個世界。 我們的世界……"他揮手指指物理學家們，"小的尺度是億億分之一毫米，"又指指宇宙學家們，"大的尺度是百億光年，這是一個只能用想象來把握的世界。而你們的世界，有長江的洪水，有緊張的預算，有逝去的和還活著的父親……一個實實在在的世界。但可悲的是，人們總要把這兩個世界分開。"

"可您看到它們是分開的。"省長說。

"不！基本粒子雖小，卻組成了我們；宇宙雖大，我們卻身在其中。微觀和宏觀世界的每一個變化都牽動著我們的一切。"

丁儀說完，突然大笑起來。這笑除了神經質外，還包含著一種神秘的東西，讓人毛骨悚然。

"好吧，物理系的學生，請背誦你所記住的時間空間和物質的關系。"

省長像小學生那樣順從地背了起來："由相對論和量子力學所構成的現代物理學已證明，時間和空間不能離開物質而獨立存在。沒有時空。時間、空間和物質世界是融為一體的。"

"很好，但有誰真正理解了呢？你嗎？"丁儀問省長，然后轉向臺長，"你嗎？"轉向埋頭工作的工程師，"你嗎？"又轉向大廳中的其他技術人員，"你們嗎？"后轉向科學家們，"你們？不，你們都不理解。你們仍按時空來思考宇宙，就像腳踏大地一樣自然。時空就是你們思想的大地，離開它，你們對一切都無從把握。談到宇宙的膨脹和坍縮，你們認為那只是太空中的星系在的時間空間中散開和匯聚。" 他說著，踱到那個玻璃陳列柜前，伸手打開柜門，把那只珍貴的星圖盤拿了出來，放在手上撫摸著，欣賞著。臺長萬分擔心地抬起兩只手在星圖盤下護著。這件寶物放在那兒二十多年，還沒有人敢動一下。臺長焦急地等著丁儀把星圖盤放回原位，但他沒有，而是一抬手，把星圖盤扔了出去！

價值連城的古老珍寶，在地毯上碎成了無數陶土塊。

空氣凝固了，大家呆若木雞，只有丁儀還在悠然地踱著步，成為這僵固的世界中活動的東西，他的話音仍不間斷地響著。

"時空和物質是不可分的，宇宙的膨脹和坍縮包括整個時空。是的，朋友們，包括整個時間和空間！"

又響起了一聲脆響，這是一只玻璃水杯從一名物理學家手中掉下去的聲音。物理學家并不是吃驚于那個星圖盤的摔碎，否則杯子早就掉了。其他物理學家和宇宙學家們陷入震驚之中，引起他們震驚的原因是丁儀話中的含義。

"您是說……"一名宇宙學家死死地盯著丁儀，話卡在喉嚨里說不出來。

"是的。"丁儀點點頭，然后對省長說，"他們明白了。"

"那么，這就是統一場數學模型的計算結果中那個負時間參量的含義？"一名物理學家恍然大悟地說。丁儀點點頭。

"為什么不早些把它公布于世？您太不負責任了！"另一名物理學家憤怒地說。

"有什么用？只能引起全世界范圍的混亂。對時空，我們能做些什么？"

"你們都在說些什么？"省長一頭霧水地問。

"坍縮……"臺長——同時是一名天體物理學家——做夢似的喃喃地說，"宇宙坍縮會對人類產生影響，是嗎？"

"影響？不，它將改變一切。"

"能改變什么呢？"

科學家們都在匆匆整理思緒，沒人回答他。

"你們就告訴我，坍縮時，或宇宙藍移開始時，會發生什么？"省長著急地問。

"時間將反演。"丁儀回答。

"……反演？"省長迷惑地望望臺長，又望望丁儀。

"時光倒流。"臺長簡短地解釋。

巨型屏幕這時修好了，壯麗的宇宙出現在大家面前。為了使坍縮的出現更為直觀，太空望遠鏡發回的圖像由計算機進行了處理，所有的恒星和星系發出的光都呈紅色，象征著目前膨脹中的宇宙的紅移。當坍縮開始時，它們將同時變為藍色，屏幕的一角顯示著藍移出現的：150 秒。

"我們的時間隨宇宙膨脹了一百多億年，但現在，這膨脹的時間只剩不到三分鐘了。之后，時間將隨宇宙坍縮而倒流。" 丁儀走到木然的臺長面前，指指摔碎的星圖盤，"不必為這件古物而痛心，藍移出現后不久，碎片就會重新復原，它會回到陳列柜中去；多少年以后，回到土中深埋；再過更長的時間，它將回到燃燒的窯中，然后作為一團潮泥回到那位上古天文學家的手中……"他走到那位年輕的女工程師身邊，"也不要為你的父親悲傷，他將很快復活，你們很快就會見面。如果父親對你很重要，你應該感到安慰，因為在坍縮的宇宙中，他比你長壽，他將看著你作為嬰兒離開這個世界。是的，我們這些老人都是剛剛踏上人生旅途，而你們年輕人則已近暮年，或是幼年。"他又走到省長面前，"如果長江的洪水過去沒有在你的任期內越出江堤，那未來也永遠不會，因為坍縮宇宙中的未來就是膨脹宇宙中的過去。的險情要到 1954 年才會出現，但那時你的生命已接近幼年，那不是你的責任了。我們所知道的時間只剩下一分鐘了，現在無論做什么，都不會對將來產生后果。大家可以做各自喜歡的事情而不必顧慮將來。在這個時間里，已經沒有將來了。至于我，我現在只是干我喜歡但以前 由于氣管炎而不能干的一件小事。"丁儀又用大煙斗從口袋里挖了一鍋煙絲點上，悠然地抽了起來。

藍移 50 秒。

"這不可能！"省長叫道，"從邏輯上這說不通，時間反演？一切都將反過來進行，難道我們倒著說話嗎？這太難以想象了！"

"你會適應的。"

藍移 40 秒。

"也就是說，以后的一切都是重復？那歷史和人生將變得多么乏味！"

"不會的，你將在另一個時間里。現在的過去將是你的未來，我們現在就在藍移發生時的未來里。你不可能記住未來。藍移開始時，你的未來一片空白。對它，你什么都不記得，什么都不知道。"

藍移 20 秒。

"這不可能！"

"你將會發現，從老年走向幼年、從成熟走向幼稚是多么合理，多么理所當然。如果有人談起時間還有另一個流向，你會認為他是癡人說夢。快了，還有十幾秒。十幾秒后，宇宙將通過一個時間奇點。在那一點，時間不存在。然后，我們將進入坍縮宇宙。"

藍移 8 秒。

"這不可能！真的不可能！""沒關系，6 秒鐘后你就會知道的。" 藍移 5 秒，4，3，2，1，0。

宇宙由使人煩躁的紅色變為空洞的白色……

……時間奇點……

……宇宙變為寧靜美麗的藍色，藍移開始了，坍縮開始了。

……

了始開縮坍，了始開移藍，色藍的麗美靜寧為變宙宇……

……點奇間時……

……色白的洞空為變色紅的躁煩人使由宙宇

0，1，2，3，4，秒 5 時計倒移藍

……