天 文 新 知|
波 普 爾 是 二 十 世 紀 一 位 對 科 學 觀 及 科 學 方 法 影 響 深 遠 的 哲 學 家 。 他 對 歸 納 論 証 的 批 評 及 提 出 「 証 偽 」 觀 念 ， 剛 好 是 二 十 世 紀 物 理 學 上 最 重 要 的 幾 個 理 論 的 寫 照 。 牛 頓 力 學 及 重 力 定 律 的 成 功 ， 讓 人 類 在 數 百 年 來 驚 嘆 自 己 的 成 就 及 感 覺 自 身 在 宇 宙 中 的 偉 大 。 無 數 的 實 驗 及 生 活 經 驗 ， 從 傳 說 中 的 蘋 果 落 地 到 月 亮 繞 地 球 運 行 ， 從 旋 轉 木 馬 到 宇 航 ， 無 一 不 在 印 證 牛 頓 的 勝 利 。 但 歷 史 告 訴 我 們 ， 很 多 偉 大 理 論 的 發 現 不 是 因 為 現 有 理 論 的 一 帆 風 順 ， 而 是 發 現 現 有 理 論 有 不 可 彌 補 的 破 綻 ( 例 如 跟 其 他 理 論 不 相 容 ) 。 我 們 可 以 透 過 光 速 和 時 空 兩 個 例 子 去 簡 略 看 看 狹 義 相 對 論 、 廣 義 相 對 論 、 量 子 力 學 、 超 弦 理 論 及 統 一 理 論 間 千 絲 萬 縷 的 關 係 。 光 的 速 度 當 然 是 很 快 ， 這 也 是 伽 里 略 當 年 測 量 實 驗 失 敗 的 主 因 ， 也 說 明 人 類 第 一 次 的 成 功 測 量 為 何 要 借 用 星 體 ( 木 星 和 木 衛 ) 。 你 有 沒 有 想 過 只 要 自 己 速 度 比 光 還 要 快 的 時 候 ， 便 可 以 把 光 ( 或 光 子 ) 拿 到 手 上 ！ 跟 據 牛 頓 運 動 定 律 ， 這 是 絕 對 可 行 。 但 這 結 論 卻 跟 麥 克 斯 維 的 電 磁 理 論 不 相 容 。 這 個 問 題 的 解 決 者 正 是 愛 恩 斯 坦 ， 解 決 方 法 就 是 狹 義 相 對 論 。 而 光 速 有 一 固 定 值 而 不 隨 運 動 源 改 變 的 觀 念 成 為 二 十 世 紀 初 期 驚 天 動 地 的 一 筆 ， 沒 有 任 何 帶 有 訊 息 的 東 西 可 以 超 越 光 速 。 可 是 這 一 劃 時 代 的 發 現 卻 帶 來 另 一 項 矛 盾 ： 它 和 牛 頓 重 力 學 暗 含 的 「 瞬 時 」 重 力 影 響 大 相 逕 庭 。 解 決 方 法 ？ 解 鈴 還 須 繫 鈴 人 ！ 就 是 愛 恩 斯 坦 的 廣 義 相 對 論 。 透 過 重 力 幾 何 化 ， 利 用 時 空 彎 曲 的 觀 念 ， 愛 恩 斯 坦 完 滿 地 處 理 了 這 個 問 題 而 同 時 革 命 性 地 改 變 人 類 對 時 空 的 看 法 。 量 子 力 學 被 形 容 為 人 類 眾 多 科 學 成 就 中 最 為 精 準 的 理 論 。 縱 使 量 子 力 學 的 解 釋 仍 是 懸 而 未 決 ， 但 它 的 結 果 及 預 測 等 等 的 精 確 實 在 是 毋 庸 致 疑 ， 我 們 只 要 環 顧 四 周 生 活 上 的 形 形 色 色 電 子 科 技 便 知 所 言 不 虛 。 可 是 廣 義 相 對 論 及 量 子 力 學 這 兩 門 二 十 世 紀 人 類 輝 煌 的 成 就 ， 卻 水 火 不 容 ！ 一 個 可 以 描 述 最 大 的 宇 宙 結 構 及 一 個 可 以 描 述 最 小 的 物 質 結 構 竟 互 不 相 容 ， 而 且 按 照 它 們 目 前 被 陳 構 的 模 式 ， 決 不 可 能 兩 者 都 正 確 。 打 從 愛 恩 斯 坦 下 半 生 所 致 力 的 統 一 場 論 ， 到 今 天 科 學 家 繼 成 道 統 不 斷 尋 找 的 萬 有 理 論 ， 是 否 已 走 入 死 胡 同 ？ 超 弦 理 論 的 提 出 正 好 為 這 死 結 展 露 一 線 曙 光 。 超 弦 理 論 不 單 消 弭 廣 義 相 對 論 及 量 子 力 學 的 不 相 容 性 ， 而 且 使 這 兩 大 理 論 互 相 依 存 ， 缺 一 不 可 。 此 外 超 弦 理 論 也 再 次 為 我 們 的 時 空 觀 起 了 翻 天 覆 地 的 革 命 。 但 這 超 玄 的 超 弦 ， 到 底 是 一 件 21 世 紀 的 產 品 ， 不 小 心 掉 進 20 世 紀 ， 還 是 如 楊 振 寧 所 相 信 的 ， 它 不 是 「 真 正 的 貨 色 」 。 在 天 文 學 及 物 理 學 的 範 疇 ， 跟 超 弦 的 「 超 玄 」 性 質 相 似 的 還 有 不 少 例 子 ， 暗 黑 能 量 就 是 近 幾 年 的 新 主 角 。 香 港 大 學 物 理 系 鄭 廣 生 教 授 及 他 的 同 僚 在 太 空 館 通 訊 ( 2005 年 4 - 6 月 ) 的 「 天 文 新 知 — 甚 麼 是 黑 暗 能 量 ？ 」 曾 對 這 題 目 作 過 精 闢 的 簡 介 。 經 過 這 幾 年 翻 閱 及 細 讀 天 文 及 科 學 期 刊 及 有 關 網 頁 ， 筆 者 對 暗 黑 能 量 的 感 想 ， 就 如 同 費 曼 對 他 在 加 州 理 工 的 同 事 嘗 試 解 釋 為 何 玻 色 子 自 旋 為 整 數 的 粒 子 而 費 米 子 自 旋 為 半 整 數 的 粒 子 時 一 樣 。 費 曼 最 後 的 結 論 是 ： 原 來 我 們 還 是 不 知 道 這 到 底 是 甚 麼 一 回 事 ！
自 然 界 就 是 如 此 神 秘 及 有 趣 ， 對 我 們 這 些 熱 愛
思 考 及 對 宇 宙 有 濃 厚 感 情 的 人 來 說 ， 天 文 學 確
實 給 了 我 們 不 少 啟 示 ， 其 中 最 重 要 的 就 是 教 我
們 知 道 自 身 的 渺 小 但 絕 不 自 卑 ， 知 道 人 類 的 偉
大 但 卻 懂 得 謙 虛 。
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