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末日之旅

2022-08-08 11:54 作者:Infinityis  | 我要投稿

当航班穿过星际间的茫茫黑暗,我没有望向舷窗外。事实上,那里只有稀疏的星辰散发出微弱的光线,如同一曲挽歌最后的休止符。

宇宙正在逐渐死去,恒星一颗接一颗地熄灭,原因多种多样,但根本规律没有改变:热力学第二定律的箭头一旦射出便无法返回,这对任何孤立系统都是铁律。仅存的人类聚居于黑洞附近,依靠日渐减少的物质和有序能量维生。

我并不是什么救世主,思考这些毫无意义,普通人对过于宏大问题的思考总会被嘲笑为杞人忧天。目光重新聚焦,我开始想搭上这趟末班车的目的地,地球。

一个普通人想看一眼这颗被称为“银河种源”的行星并不奇怪。在难以计数的时间长河中留下的童话里,地球上每一座绿色山丘、每一片湛蓝湖水都有一个可爱的名字,那时的祖先如婴儿一般无知又充满好奇,驾驶着现在看来用破烂拼凑而成的飞船向银河进发。整个宇宙对他们而言同样毫无意义,时间和物质在他们眼中是近乎无限的存在——宇宙怎么会死去呢?

航班已经到达了奥尔特星云中的第谷站,剩下的路得靠自己了。第谷站曾经是整个北天银河重要的交通枢纽,如今只有数万个空荡荡的泊位昭示着旧日的辉煌。荒废已久的站内只有一台多功能机器人负责日常维护和偶尔的接机工作。M181,它的编号,但我更愿意叫它马克,在这种孤寂的环境中,叫编号显得缺少人情味。或许是太久没有见到智慧生命,马克十分健谈。

“往日不再,对吧?这不是我们能决定的,热力学时间箭头告诉我们,一切有序的东西总有分崩离析的一天,这是宇宙的意志。”

我对这个问题不感兴趣,转而向他询问去地球的方式。

“地球,不错的目的地。站里还有不少原来的行星穿梭机,你会驾驶吗?不会?不要紧,站内没什么重要任务,本人愿意效劳。”

对于多一个旅伴我毫不介意,甚至有些高兴,至少旅途中不会无聊到只能睡觉。

 

穿梭机沿黄道面进入内行星轨道,在这个距离上,原本太阳应该已经清晰可见,现在那块位置依旧一片漆黑,原因显而易见:这颗恒星早早消耗完了体内的能量,变成了白矮星。

“要做好心理准备,真正的地球和你在童话里看到的可大不一样。”马克对我不无担心。

确实大不一样。映入眼帘的是一颗灰色的星球,表面和未经改造的荒凉行星一样布满狰狞的形状,这些总是很难和生命来联系在一起,更像是一座墓碑。马克向我介绍着,当年太阳膨胀时,人类为了防止地球被彻底蒸发下了大力气,但其表面仍然难逃高温的炙烤;后来有一个团队来到这里,试图把地球复原,最后只复原了大气层便不了了之……

穿梭机降落在北极,走出舱门,荒凉感扑面而来。我从地上抓起一把沙土,让它从指缝间流过,数百亿年的历史在风中消逝,亦如未来的人类。时间是宇宙的意志,我想。

“运气不错,你碰上了难得一见的奇观。”我抬起头,缤纷的光带正在大气层中蜿蜒舞动,是极光。漆黑的天穹背景下,我和马克的身影被缩至无限小,仿佛置身斑斓的海底,宇宙亘古的潮汐在头顶涌动。我第一次体会到了祖先们面对宇宙时的感受:寄蜉蝣于天地,渺沧海之一粟。

“哪来的极光?太阳都没了。”我突然发现问题。

“不是太阳,是后羿。”

“后羿?”

“我带你去看。”

 

“后羿”原来是一座环日轨道空间站,马克说它在太阳还没毁灭时就在这里,它表面的中子力场装甲抵御了太阳膨胀时的超高温,这也是它现在依旧正常运行的原因。空间站对接口相当古老,与穿梭机根本无法适配,我让马克在机上等我,我穿上宇航服,从外面手动打开了空间站舱门。

空间站内部同样是真空,大部分设施出人意料的完好,控制室、实验室、居住舱都井井有条,似乎一位幽灵依旧在此生活。“其他部分呢?从外面看空间没这么小的。”我发问。

马克答道:“那些是储藏区,存放着实验用的大量反物质,之前的极光就是因为正反物质湮灭产生的粒子流。”

我有些心不在焉,原因是我无意中触发了控制室内的一台终端,在里面找到一个名字:李中华。

“他是一名物理学家,当然离我们的年代十分遥远了。”马克解释,“他通过理论推导,认为热力学第二定律在我们的宇宙是存在边界的,之后他以研究太阳为名建造了这座空间站,之后终其一生没有离开这里。他不断用反物质粒子轰击太阳,没有人知道他想干什么。某一天实验后,他突然打开舱门向太阳飞去,在千分之一秒内被蒸发。”

“你有他实验的数据吗?”我成功被这个故事吸引了,“无论如何,自杀说不过去。”

“抱歉,我的数据库中没有相关内容。”

幸亏终端还可以用,存储器的状况也并不差,根据马克发给我的操作指南,我小心翼翼地点击着并不熟悉的终端,总算调出了显示着数十亿条记录的界面,这大大超乎了我的想象。如果他的实验研究确实是关于热力学第二定律,那么列出相关方程,代入数据并判断是否符合定律关系,以此进行遍历,恐怕调来最快的量子计算机也得算相当长的时间。

 

最初,有人认为正反物质湮灭是不符合热力学第二定律的,理由是“熵”这一概念依赖于物质系统存在,湮灭后物质发生了消灭,因此出现例外。但现在的二年级学生都知道,湮灭伴随着能量产生,而所谓的“消灭”则明显忽视了被能量影响的环境,事实如此:我让马克帮我计算了前几组数据的结果,无一例外,符合铁律。

我有些颓然的坐在椅子上,坚定的科学家挑战宇宙法则的确是一个不错的故事,带着些许《唐吉诃德》的感觉,或许正是自身信念与客观规律的差异导致了他的死亡。

眼前的光不断增强,最后竟变成了光芒四射的太阳,在我反应过来之前,一个黑影挡在了面前,他身材瘦高,短短的黑发像野草般顽强的竖起,由于背对太阳,他面目不清,只能看见双眼闪烁着星星般的光芒。

“李中华?”我试探着询问,他点点头。

“你的这些实验,是为了证明热力学第二定律是有边界的?”

“是的,方向性在物理定律中并不常见,基础定律如宏观低速下的牛顿定律、麦克斯韦方程组、质能转换关系都不存在以时间为转移的变量,或者说他们在时间上是对称的,但热力学第二定律是个例外。按它的观点,宇宙归于热寂,没有人能幸存,而我正试图把这个结果变得不那么冷酷。”

“你做到了吗?”

“没有,但几乎做到了。粒子在微观上的碰撞是可逆的,在宏观上却表现出方向性,这实在是一件非常有趣的事情。许多次试验后,我从量子力学中得到了一些灵感:电子双缝干涉实验中,如果在缝后观察,干涉条纹出现,在缝前观察,则没有干涉条纹。和上面类似,粒子的微观运动本质上是熵增和熵减的叠加态,而我们观察者的存在,会决定宏观上方向性的表现。要完成实验,必须排除观察者的影响,也就是我。”

“这是你自杀的原因吗?”我急切地问道。

他没有回答,舱门在他背后打开,他转过身,大步踏上光辉万丈的大道。

“等等!”我一跃而起,试图拦住他。

 

我猛地惊醒,浑身冷汗,自己是什么时候睡着的?眼前没有太阳,没有李中华,只剩脑中那个无比清晰的梦境,和不停盘旋的“观察者”一词。

我呼叫着马克,让它帮忙找出李中华去世的具体日期,随后扑倒终端面前,筛选出那一天的数据,屏幕上剩下三条记录。我将它们传给马克,前两组数据结果很快出来,符合热力学第二定律,第三组结果却迟迟未出,在经过一段漫长的如坐针毡后,马克告诉我,第三组数据的前后有序度(熵)未发生变化。

从未想过自己可以如此平静的接受这一结果,或许是此前梦境谈话的影响。热力学第二定律的边界被触碰到了,这一重大事件竟然只有一个人和一台机器人见证,显得有些荒谬。我又从之后的记录中随机挑选了几组数据交给马克,计算结果呈现出完全的随机分布,有序度既有增加,也有不变和减少,三者比例几乎是1:1:1,这说明增减的量并非关键,实际上选择的是增加/不变/减少这三个状态。

“量子化。”马克说道,我表示赞同。在我读书时,热力学第二定律给我的感觉是古朴而厚重,量子力学则是飞扬跳脱,我从未想过有一天,这二者能联袂在宇宙舞台上表演一出好戏。

之后,我第一个念头想到的是人类,既然熵减在宇宙中成为可能,那人类也有希望逃脱消亡在宇宙中的命运。但我随即发现漏洞,人类自身就是观察者,已知宇宙完全是基于人类的观察,换言之,只要人类存在,那已知宇宙必然呈现熵增。另外……

“不对,还有问题。一杯糖水从来没有在人不观察的情况下最终变成一块糖和一杯水,至少在我所知的人类历史中没出现过。”我的头脑有些混乱,实验结果是确凿的证据,不被观察的情况下出现熵减几率高达三分之一,从概率学上讲,这不是一个小数字,而这种事件不出现明显是不合常理的。

马克那一头寂静无声,虽然它通晓所有科学定律,但在未知的事物面前做出科学的假设自然超出了它的能力范畴。

我努力回想着上学时学过的量子力学知识,莫名地开始后悔曾经没有好好把这些东西记住,当然,上学时的我也不会想到有一天我会在一颗白矮星旁的空间站里对着屏幕苦思冥想。

一段时间后,屏幕上留下了几条假设:

1、有人观察到过“糖水分化”的结果,但没有提出

2、只有以该实验形式(湮灭)进行的过程是量子化的,其他的不是

3、湮灭和“糖水分化”的性质不同,导致最终结果出现差异

第一条被我迅速排除,太可笑了。

第二条让我稍稍迟疑了一会,但随即想到“正反物质湮灭不符合热力学第二定律”的说法,这条假设本质上并没有走出这种说法的怪圈,于是我也将它排除。

第三条,只剩第三条。我紧锁眉头,盯着那一行短短的文字,“性质不同”,这显而易见,湮灭发生了物质消灭,“糖水分化”则没有,但这和熵变的概率有什么关系呢?

“麦克斯韦妖。”我的大脑像挨了重重一击,灵光乍现。这是一个古老而有趣的假设:一个绝热容器被分为两格,中间有一扇由“妖”控制的小门,“妖”控制着门让较快的分子进入一格,较慢的分子留在另一格,这样两格间就形成了熵值的差异。原来的人们评价这一假设,会说“妖”的判断过程是基于对分子的区分,其中产生的信息熵使体系并非孤立系统,但他们没有想到“妖”的尺度会如此之大,控制着整个宇宙,更不会想到,宇宙根本不是孤立系统!

“马克,我明白了。与我们宇宙并行的有很多个宇宙,麦克斯韦妖控制着宇宙间熵的流动,所有宇宙的熵则保持恒定。麦克斯韦妖是否是一个意识并不重要,关键是,它是一个观察者!”我的语气由于兴奋显得有些颤抖,“我们这个宇宙的规律是熵增的,因此他必须对每个粒子运动的熵进行判断,这种判断只能基于粒子层次,在‘糖水分化’中之所以只出现熵增,是因为它这个观察者始终存在;而李中华的实验中,正反物质粒子反应湮灭,只放出能量,这时它判断基于的粒子层次消失,它无法处于观察状态,如果再没有人类观察者对能量进行观察,其熵变呈现随机结果是必然的。”

兴奋之后,我慢慢冷静下来。明白这些对现在人类的处境毫无帮助,单靠湮灭的概率性事件不过是杯水车薪,依旧难以改变我们宇宙整体的熵增趋势。

“熵依赖于物质系统存在。”马克突然发话,“湮灭发生的区域中,如果熵变无法被观察,那物质同样无法被观察,表现出量子叠加态。”

“这又有什么影响?”

“量子隧穿。”

我猛然一惊,马克说的没错。宇宙间的“墙”和“门”就是势垒,正常情况下完全不可能突破,但处于量子叠加态时,穿过它们是一个概率性事件。简而言之,就是有可能在不同宇宙间打开通道。

“来最后做个实验吧,我们需要一场大爆炸。”

 

后羿空间站中的反物质被全部取出,和漂浮的微尘碰撞着,发着幽幽的光。电磁加速轨道启动了,反物质团前导面上的光芒急剧变强,如同沐浴着一场火雨,向变成白矮星的太阳飞去。随即,后羿空间站的引擎也启动了,追随者反物质团的轨道而去,耀眼的尾焰和反物质团的光芒构成了宇宙背景中的一对括号。

我和马克在穿梭机上,爆炸的安全距离之外等待。首先是一点白色光芒,然后立即扩大,似乎覆盖了整个宇宙,最明亮的恒星与之相比都相形见绌。我闭上眼睛,让自己处于不观察的状态。空间站十分坚固,哪怕湮灭的爆炸将其摧毁,也会留下大量的碎片,而如果无迹可寻,就说明我们的实验成功了。

马克提示我可以睁眼,穿梭机正在对爆炸残骸进行扫描。没有发现任何空间站的痕迹,白矮星在刚刚的爆炸中有不少微粒脱离表面,形成一偏稀疏的星云。

我和马克又一次站在地球的北极,爆炸辐射导致的大气层电离仍然没有结束,不同于极光的温柔,这次的电离狂暴不少,猩红的光芒在翻滚着。同样是漆黑的背景下,我们欣赏着这末日般的风光。

消息已经发送出去了。”马克突然说。

“嗯,未来的一段时间人类可有的忙了,重复实验、修正热力学定律、收集反物质……不过这些与我们无关。”

“我们呢?”

“去旅行,那么多的宇宙,不想去看看吗?你,我,或许还有很多其他人。”

“也许有一个熵减的宇宙,那里有和我们一样的人,为自己发现熵增的宇宙而兴高采烈。”

“是啊,无限的可能,一如从前。”


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