“霍金”宇宙学家托马斯·赫托格：与霍金共同探索宇宙起源，为宇宙诞生提供新视角

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来源：DeepTech深科技

谈到宇宙，我们不可能绕开史蒂芬·霍金（Stephen Hawking），他曾说过：“我们观察到的宇宙似乎是被设计好的。为什么宇宙是这个样子的？我们为什么会在这里？”简单的几个问题，却让无数物理学家绞尽脑汁，同时也创造出令人惊奇的宇宙描述理论，例如弦理论、多元宇宙等等。

假设我们现存的宇宙中，任何关键参数发生一些细微的改变，例如空间的维度、相互作用力的强弱，甚至是基本粒子的质量，宇宙可能都不会出现生命，更不用说人类试图探索宇宙深处的奥秘。

宇宙是如何创造出如此完美的适宜生命生存的环境的？这是物理学家霍金终其一生都在试图回答的问题，同时也是他多年的合作者、世界著名宇宙学家、比利时鲁汶大学理论物理学教授托马斯·赫托格（Thomas Hertog）的新书《时间起源》中所探讨的主要问题。

图丨托马斯·赫托格（Thomas Hertog）（左）与史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）（右）（来源：资料图）

赫托格团队的主要研究方向是在弦论的基础上，探索引力波和黑洞的物理本质。霍金生前最后一篇关于多元宇宙的论文，就是他和霍金联合发表的。《时间起源》也是在此基础上写作而成，代表了霍金科研生涯最后的成果。

赫托格说：“1998 年，我在剑桥大学第一次见到霍金。他收我为博士生，研究宇宙大爆炸的量子理论。在他的指导下，最初的博士项目演变成了紧张的合作，直到五年前 2018 年 3 月 14 日霍金去世才结束。”

而这本书讲述了霍金和赫托格的合作故事，以及他们在宇宙起源方面的发现。在《时间起源》中，赫托格提供了一个关于宇宙诞生的全新视角，它将深刻改变我们思考在宇宙秩序中的位置的方式，并可能最终被证明是霍金最伟大的科学遗产。

该书讨论的是我们最深层的起源。它讲述了一个我们都会问的古老问题：我们从哪里来？我们如何归属于环境、星球和银河系？宇宙学是在最广阔的范围内研究这个问题的科学领域，即在整个宇宙演化的背景下研究这个问题。

在霍金生命的最后阶段，霍金和赫托格凝视着宇宙全息图，探寻其中的量子力学秘密，惊讶地发现了一个更深层次的进化。在这个进化中，物理定律变得更简单，粒子、力甚至时间本身都消失了。这使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”。该理论针对宇宙的起源提出了一种激进的新达尔文主义观点，这也是本书中最重要的观点。

但是，赫托格提到物理定律的进化特性只有在宇宙进化的最初阶段才会显现出来。一旦宇宙开始膨胀，物理定律就被凝固住了，就像生物学中的定律一样，地球上的所有生命都是以 DNA 为基础的。因此，他在书中写到的这一新的进化层次，就深藏在宇宙历史的最初时刻。这也是最初人们没有注意到这种进化的原因，也是倾向于认为物理定律是固定的、永恒的真理的原因。缺乏宇宙历史最早阶段的“化石”，是这一理论难以验证的原因之一。

霍金在《时间简史》中提出了第一个著名的大爆炸真实模型。这是一项不朽的成就，因为它有可能让我们在科学的基础上理解宇宙的起源。但霍金在《时间简史》中提出的大爆炸理论并不完全奏效。该理论预言了一个空洞的宇宙，没有星系和生命。于是，霍金和赫托格开始研究一种更好的理论，能够解释宇宙中的非凡条件，使宇宙成为生命的乐园。

赫托格对一些物理理论和模型做出了解释，其中就包括平行宇宙。平行宇宙的一种说法是多重宇宙理论。这种观点认为，我们生活在一个巨大的膨胀空间中，里面充满了各种各样的泡泡宇宙。这些宇宙有的适合居住，有的则不适合居住。

他说：“霍金和我尝试了很长时间来理解多元宇宙假说。最后我们放弃了这个想法，因为事实证明这不是一个可检验的理论，它不是正确的科学。这不仅是因为我们显然无法观测到其他宇宙中发生的事情，还因为多元宇宙理论甚至无法明确预测我们在自己的宇宙中应该发现什么。这是因为该理论没有说明我们应该在哪个宇宙中。”

在赫托格与霍金共同提出的新宇宙学理论中，大爆炸是一个真正的起源。它不是发生在一个已经存在的巨大空间里的某种爆炸。在宇宙之外，可能存在、也可能不存在多元宇宙，但其他宇宙在其理论中不起作用。这有点像其他星球上的生命，其它地方可能存在生命，但这对这个星球上的达尔文进化论不起任何作用。

当谈论到宇宙物理中的唯心主义时，赫托格表示，如今很少有物理学家援引造物主来解释大爆炸产生的宇宙的神秘生物属性。尽管如此，物理学中普遍存在着一种唯心主义，认为我们可以根据某种先验存在的固定定律来解释宇宙的设计细节，爱因斯坦以及（曾经的）霍金都是这样看待物理定律的。也正是本着这种精神，霍金在《时间简史》中把物理定律比作上帝的思想。

“但是，我不是这样看问题的。”赫托格说，在《时间起源》中，他解释了为什么在其合作过程中，后来的霍金完全改变了他对物理定律深层本质的看法。“我们形成的观点相当于某种本体论的重置，如果你愿意的话，这是一种对于存在论的轻微调整，我相信这最终会影响我们的世界观。”

根据赫托格与霍金的理论，大爆炸不仅是时间的起源，而且在其最初阶段就包含了物理定律的谱系。因此，他们对物理学的理解从根本上说是类似进化论的。他们认为，物理学本身消失于大爆炸之中。在这样的理论中，最重要的不是定律本身，而是它们的进化能力。这一富有创造力的观点，可以让我们对宇宙学和科学的最终含义产生全新的认识。

当被问到我们是否有机会完全理解宇宙的起源之谜，他说：“我不认为会有这么一天。我认为，揭示大自然的运作机制仍将是一个循序渐进的过程。”

排版：朵克斯

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