量子物理的奠基人物之一薛定諤寫(xiě)過(guò)一本書(shū),《生命是什么》,昔人已作古,我們無(wú)法揣測(cè)他的動(dòng)機(jī),也無(wú)法再了解他的想法。不過(guò)有一點(diǎn)我們大概會(huì)好奇,這樣一個(gè)大物理學(xué)家,好好的量子物理不研究搞什么生命科學(xué)?
確實(shí),物理學(xué)的烏云隨著量子世界的展開(kāi),越來(lái)越遮天蔽日,弄得好多物理學(xué)家開(kāi)始懷疑人生,甚至改弦更張,另投他派了。
難道薛定諤也一樣,覺(jué)得物理學(xué)已無(wú)出路,轉(zhuǎn)而對(duì)生命科學(xué)起了興趣?
可能嗎?當(dāng)然不可能。
想要弄清原因,我們不妨引用書(shū)名問(wèn)一句,生命是什么?
病毒,細(xì)菌,微生物?動(dòng)物,植物,抑或人?沒(méi)有哪一種生命形態(tài)能真正代表生命。RNA或者DNA都不能。
基因是生命延續(xù)的手段,生物是生命的表現(xiàn)形式,蛋和雞的存在哪怕再爭(zhēng)論一千年仍然不會(huì)有結(jié)果,但是拋開(kāi)這二者的形態(tài),拋開(kāi)所謂的遺傳或進(jìn)化,生命的源動(dòng)力在哪里?
這或許才是薛定諤真正想表達(dá)的意思,又或者說(shuō)生命科學(xué)只是他所研究的量子物理的一個(gè)延伸。
這也是每一個(gè)物理學(xué)家的歸宿。
世界兩大終極謎題,物理學(xué)的大統(tǒng)一模型,生命的起源,這兩者萬(wàn)一融合到一起,那真的太恐怖了。
前面我們假設(shè)過(guò),生命不是偶然,而是必然,它存在于宇宙規(guī)則之內(nèi),以此為前提,進(jìn)而產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題,這個(gè)令它必然產(chǎn)生的宇宙規(guī)則是什么?
很自然的,我們會(huì)懷疑到量子物理上。生命的不確定性與量子不確定性,思想的混沌與量子的未激發(fā)態(tài),甚至雙縫實(shí)驗(yàn)中的觀(guān)察者效應(yīng),太多太多相似的地方。
一個(gè)偶然加上一個(gè)偶然,再加n多個(gè)偶然,是否能得出一個(gè)必然。
很不幸,在這兩個(gè)領(lǐng)域,答案是不能。
科學(xué)無(wú)國(guó)界,其實(shí)應(yīng)該叫科學(xué)無(wú)邊界。很多人相信這一點(diǎn),大家都覺(jué)得科學(xué)是相通的,我們只需要打通關(guān)鍵的任督二脈,一切都會(huì)豁然開(kāi)朗。
世間萬(wàn)物都是由基本粒子構(gòu)成的,大統(tǒng)一模型在質(zhì)子中子這里有一道明顯的分界線(xiàn),質(zhì)子中子以上低能實(shí)驗(yàn)即能證明,而質(zhì)子中子以下則只能靠高能碰撞,然后分析其中的粒子殘骸獲知。
如果只有這一種手段,那么我們的探索之路,還有銀河般遙遠(yuǎn)的距離,或許永遠(yuǎn)也到達(dá)不了彼岸。
弦理論,超弦理論,即便再完美,仍然只是空中樓閣,得不到實(shí)驗(yàn)證實(shí)的理論,永遠(yuǎn)只能停留在紙面上。質(zhì)子中子之下,離最小尺度普朗克尺度仍然相差十多個(gè)數(shù)量級(jí),所謂的大統(tǒng)一模型,只是要將基本作用力與引力統(tǒng)一起來(lái)。
因此我們難免想到,然后呢?大統(tǒng)一模型以后呢?誰(shuí)能將夸克以下的物質(zhì)統(tǒng)一起來(lái)?強(qiáng)力弱力的來(lái)源是什么?引力的來(lái)源是什么?等等此類(lèi)。
總不能全都用粒子碰撞,然后再歸結(jié)于不確定性原理吧?
我們需要一個(gè)確定性原理,來(lái)解釋這個(gè)真實(shí)的宇宙。同樣的,我們需要一個(gè)確定的理由,來(lái)解釋生命的誕生。
因?yàn)闆](méi)有人會(huì)相信,生命是平白無(wú)故毫沒(méi)來(lái)由般出現(xiàn)的。宇宙有奇點(diǎn),生命同樣應(yīng)該有。
在這一個(gè)奇點(diǎn),生命如宇宙一般爆發(fā)。
我們甚至可以這樣猜測(cè),宇宙在前,還是生命在前?
如果宇宙大爆炸是正確的,宇宙誕生于一個(gè)奇點(diǎn),那么奇點(diǎn)之前是什么?答案有且只有一個(gè):宇宙規(guī)則。那么宇宙規(guī)則是誰(shuí)制定的?是某一種不在我們理解范圍之內(nèi)的生命嗎?
既然稱(chēng)之為宇宙規(guī)則,那必然極其極其嚴(yán)密,需要極簡(jiǎn)的數(shù)學(xué)語(yǔ)言,以及極其龐大的運(yùn)算,才能確保宇宙運(yùn)行百億千億年,而不至于突然崩塌毀滅。
如果有人解釋說(shuō)這種規(guī)則就是這么憑空出現(xiàn),自然形成,你信嗎?
是不是馬上就要引出神創(chuàng)論來(lái)了?
這里我們先打住,換一種思路。
如果我們的科技到達(dá)一定的高度,如同科幻小說(shuō)中所說(shuō)的神級(jí)文明,我們會(huì)探索什么?
必然還是兩點(diǎn),宇宙以及生命的起源。宇宙是我們所處的環(huán)境,生命則在于我們自身,這兩種源動(dòng)力是智慧生命永遠(yuǎn)揮之不去的夢(mèng)魘。
然后我們提出各種各樣奇怪的理論,諸如宇宙大爆炸白洞黑洞之類(lèi),因?yàn)槲覀儾豢赡茏寱r(shí)間回到起源之初,不可能找到真正的起因,那怎么辦呢?于是有人說(shuō),那就再造一個(gè)宇宙吧。
多簡(jiǎn)單的事情,再造一個(gè)。以本宇宙的規(guī)則,再造一個(gè)宇宙,我們只需要在旁邊靜靜看著,然后把數(shù)據(jù)記錄下來(lái),只需要等待這個(gè)再造宇宙不崩塌直至生命出現(xiàn),是不是就全都明了了?
確實(shí)挺簡(jiǎn)單的,如此一來(lái),不僅解釋了生命的起源,似乎宇宙起源也有了答案。真正困難的地方在哪里?那就是如何才能通曉乃至掌握本宇宙的規(guī)則。
繞了一大圈,事情似乎又回到了起點(diǎn)。那就讓我們仔細(xì)想一想,何謂宇宙規(guī)則,我們有沒(méi)有可能掌握它。
物質(zhì)由基本粒子構(gòu)成,我們把它們暫時(shí)定義為數(shù)學(xué)語(yǔ)言,即數(shù)字。人類(lèi)文明進(jìn)程中的十六進(jìn)制,十二進(jìn)制,十進(jìn)制以及二進(jìn)制,數(shù)字越精簡(jiǎn),越有利于現(xiàn)代計(jì)算進(jìn)程。
基本粒子組成的數(shù)字有多少?目前為止,發(fā)現(xiàn)了六十多種,不包括理論預(yù)測(cè)未實(shí)驗(yàn)證實(shí)的。也就是說(shuō),我們現(xiàn)在用的,至少是六十進(jìn)位。
六十進(jìn)位的數(shù)學(xué)復(fù)不復(fù)雜,不言自喻。還有更要命的,這只是目前的情況,未來(lái)隨著探索持續(xù)進(jìn)行,又或者說(shuō)哪一天科學(xué)家們忽然找到方法,能將夸克擊碎,再觀(guān)測(cè)到五花八門(mén)的粒子,那么物理世界的數(shù)學(xué)教材又得重新編寫(xiě),八十進(jìn)位,一百進(jìn)位,一千進(jìn)位,不是夢(mèng)。
必須把數(shù)字精簡(jiǎn)掉!這也是標(biāo)準(zhǔn)模型的意義所在,將所有粒子歸類(lèi),塞入模型之中,用費(fèi)米子玻色子來(lái)統(tǒng)一它們。可惜,這個(gè)模型并不穩(wěn)固,隨時(shí)可能被推翻。
數(shù)字都沒(méi)確定,如何運(yùn)算?那便結(jié)繩記事,那便用最原始的手指頭。
是不是很吃驚?科技發(fā)展到今天,我們還在物質(zhì)世界里用著最原始最笨拙的方法?
事實(shí)的確如此,這是底層邏輯決定的。
然后是運(yùn)算的問(wèn)題。四大基本作用力相當(dāng)于物質(zhì)世界的加減乘除。強(qiáng)力弱力電磁力以及及引力,支配著整個(gè)宇宙的運(yùn)轉(zhuǎn)。我們能計(jì)算出行星的軌道恒星的物質(zhì)分布,甚至能預(yù)測(cè)黑洞以及暗物質(zhì)的存在。不過(guò)有一點(diǎn)缺憾就是,引力太過(guò)微弱,至今也未能將它真正統(tǒng)御進(jìn)運(yùn)算規(guī)則之內(nèi)。
而且再深究一層,可能更讓人絕望:四大基本作用力的發(fā)生機(jī)制是什么?
力應(yīng)該有來(lái)源,就好比有人推你一把,你一轉(zhuǎn)身卻什么也沒(méi)看到,難免有些驚悚地想到,這種幽靈般的力量出自哪里?
電磁力的信使粒子光子掌握著可見(jiàn)世界的絕大多數(shù)力量,可即便如此,它們也只是信使,只是負(fù)責(zé)告訴你,你被攻擊了,至于攻擊的人是誰(shuí),為什么攻擊,你猜?
運(yùn)算規(guī)則是需要證明的,就如同數(shù)學(xué)家們要費(fèi)盡心力去證明1+1、1+2一般,物理學(xué)家同樣要去證明電磁力,強(qiáng)力弱力及引力,如果只知其然,不知其所以然,難免會(huì)產(chǎn)生基石不穩(wěn),知識(shí)體系終將崩潰的無(wú)力感。
數(shù)字未知,運(yùn)算規(guī)則未知,似乎已經(jīng)毫無(wú)希望,至少目前似乎看不到任何希望。
如何才能找到突破口?
我們做個(gè)大膽的假設(shè)。
物質(zhì)的最終形態(tài)是能量,這一點(diǎn)已經(jīng)得到證實(shí)。那么反過(guò)來(lái),如果我們用能量再造物質(zhì),哪怕一丁點(diǎn)粒子,比如一個(gè)質(zhì)子,是否就能逆向推理出物質(zhì)的基本形成機(jī)制?
想想其中的可行性。質(zhì)子太大,電子或中微子可不可以?或許吧。
或許真正掌握可控核聚變時(shí),才能用核聚變變這種強(qiáng)悍的能量去硬推?;蛟S真正造出反物質(zhì)時(shí),才能利用正反物質(zhì)湮滅時(shí)的那一點(diǎn)破缺生出粒子。又或許我們真正弄清楚暗物質(zhì)是什么,從而與現(xiàn)有知識(shí)體系融合,構(gòu)建出新的物質(zhì)體系。再或許等到質(zhì)量及慣性的含義被真正理解,我們才能明白物質(zhì)是從何而來(lái)。
需要做的事情太多,有太多難點(diǎn)需要突破,人之壽命短短幾十載,意識(shí)光輝只如螢火閃爍,面對(duì)高山大河般的阻礙,鐵壁合圍般的壓迫,你我還在等待什么?
生命綿延幾十億年,也必然會(huì)再綿延億億萬(wàn)年,不管是觀(guān)察者還是被觀(guān)察者,生命不會(huì)終結(jié),探索也不會(huì)終結(jié),宇宙循環(huán),周而復(fù)始,思考者的出現(xiàn),才是最明亮的光芒,終將照徹整個(gè)宇宙。
你我共勉,同在尋找規(guī)則的路上。
而規(guī)則,早已鐫刻在每一寸空間之內(nèi)。