「今日的世界已逐漸進入沒有時間和空間的時代,也就是另外一種『超級空間』的宇宙。超級空間存在於宇宙中某一部份,既無質量,亦無時間。人類如何突破它呢?」
所有科學小說忽略相對論,例如,有些小說講到銀河帝國的政治陰謀,一個皇帝宮殿建在某一星球上,靠近銀河的中心,從那兒他發命令及收消息,統治周圍遙遠的領土,作者以各種方法企圖逃避特殊相對論的規則。一訊息以光速傳送必須經過五萬光年才能從銀河中心達到邊區,而且回覆的訊息也要經五萬光年才收得到——這段時間內帝王與所有他的基業早已消失不見,這些困難常被忽略,我們僅曉得皇帝發出一訊息的第二天便接到回覆。更可驚奇的是掠過帝國的銀河的旅程。一本小說有段奇怪的話:「我們飛得比光還快,從艙側窗往外望可看到星星噓噓地掠過。」這想像實不亞於旱鴨子作者寫海的故事:「大帆被風漲滿,船以全速航過平靜的大海。」甭論其他困難,如太空人以超光速飛行,他絕見不到星星「噓噓地掠過」。他能見到東西,真不可思議,因為他飛快地經過,使星星發出的光沒辦法射到他。
但有位小說家所講的星際旅行使我們可以置信。
艾沙克.艾西莫夫,本身是科學家,在其他科學小說被擱置一旁時,他的有關銀河帝國的小說卻暢銷幾百萬冊,這可能是因為艾西莫夫瞭解相對論,對猜測超光問題最後如何被克服,有其特具的感覺。看看以下這段從他那令人戰慄的「星塵」中摘出的文字,看來似乎是預言。旅行者坐上太空輪船,離開地球航向遙遠的一顆星:
「『我是船長,我們就要做第一次躍進,暫時離開時空結構進入鮮為人知的超空間領域,那兒時間和空間沒有意義,有點像我們經過地峽從一洋到另一洋,而不是繞行大陸邊緣走。會有極輕微的不舒適,請保持鎮靜……。』
一陣顛簸好像搖晃澈骨,幾分之一秒內側窗外的星星完全不同,銀河中心更接近了,星群似乎更厚,船已航過一百光年,而接近它們。」
艾西莫夫寫這書並不知道那些今日的許多宇宙學家都相信的超空間存在,這聽來奇異的區城可能是在宇宙旁沿或就在我們宇宙之內。科學上稱之為超級空間,這名詞在一篇一九六二年惠勒教授的重要論文討論它後即很通用,惠勒教授是參與氫彈的發明家,他比大部份數學物理學家更深思廣義相對論中十個場方程式的背後意義。對超級空間我們所知有限,但它有些特性。它是浩瀚無邊,充滿於所知和可見宇宙的每一部份,出口及入口相信存在於每一地方,在銀河間的太空,在星球間,甚至在我們太陽系的邊緣。惠勒認為,宇宙真正形狀很可能像甜甜圈——或像任何形狀似環的固體。我們所能見著的星球和銀河都在甜甜圈的彎曲堅硬部份,中間的空間就是神秘的超級空間區。一信號或太空船沿傳統路徑旅行越過甜甜圈的彎曲面要很久才能完成旅程,因為宇宙大得很。可是在中空的超級空間區,旅程將快速無比,因那兒會改變普通的物理定律。
目前我們有堅強的證據證明超級空間的存在。這些證據是雙重滿足的,能對宇宙歷史的兩大主要學說同樣支持。何里長久支持的「穩定說」,認為宇宙整體是永恆不變的,每當有星星或銀河死滅,便會有新的星星或銀河取代原位置,這學說滿足數種想法;但除非我們接受超級空間的存在否則沒什麼效用。何里熱烈地傳播的這理論——雖然它原由赫曼.龐狄及湯瑪斯.高德提出的——描述宇宙是處於「繼續產生」的狀態。星亡,有其他星取代,這過程生生不息。銀河中的巨大量氫可形成新星,但卻不夠。當然,何里和其同事只需要低增加率的氫氣,但雖然這些氫的繼續供應需要量很小,氫總不能無中生有呀!由於沒有東西能無中生有,我們只能說它來自超級空間。
最近令人驚奇的是有關宇宙歷史的另一派學說「霹靂說」或膨脹宇宙論,若沒有超級空間也無法產生效用。這著名的學說認為,整個宇宙在約一百二十億年前是濃縮為密度很大的單一「太古原子」,體積約等於現存的太陽系。一位出生蘇俄物理學家葛茂幫助提出這學說,將這物質稱為ylem(發音成「依蓮」,古希臘字原始物體的意思)。依葛茂和許多今日接受這學說的宇宙學家所說,「依蓮」突然爆裂成碎片,它必像超新星從一顆星完全爆炸成碎片,但激烈程度千千萬萬倍。大碎片四處飛離,有些幾乎是光速飛行,一百二十億年後,宇宙仍在膨脹中之。離我們愈遠的銀河飛離我們愈快,但加州理工學院的天文學家們藉最精密的派洛瑪山上望遠鏡計算出,宇宙的膨脹已漸漸慢下來,在大約七百億年的時間便會停止膨脹;銀河便開始再回縮,可能形成另一「依蓮」。
奇怪的是,為何膨脹開始緩慢下來。宇宙中大的質量顯然產生一重力場造成遠處銀河的緩慢。但那些大質量呢?不可逃避的事實是,所知宇宙中所含的物質質量達不到煞住膨脹所須質量的十分之一。像惠勒所稱,以真正偵探故事口吻,這是「失蹤物質的案例」。失蹤的物質存在飄浮於銀河間大量的氣團裏的解釋早被駁倒;所需的質量不在那兒。惠勒和一些人得到唯一的結論:失蹤的物質藏在超級空間內。
若考慮所有觀測事實,宇宙學少不了超級空間。沒有另外的領域供給超級空間的宇宙,就像演員沒有舞台。在惠勒的宇宙學中,超級空間是永恆的,它是經歷我們宇宙和過去、未來所有宇宙「依蓮」到「依蓮」的循環而世代長存的物理背景,一切的宇宙都被超級空間圍繞及充滿。
超級空間的本質是很棘手的題目,僅僅思考它就會像在泥海中游泳一樣。「就像追趕妖怪,」惠勒說,「這時候它是兔子,下一瞬間變成了羚羊,而且你正要碰到它時,又變成一隻狐或一隻光采奪目的鳥在你肩頭飛,它會使計算機冒出煙來,因為古典的時空律都無效。」他繼續解釋,超級空間區中所有的星球和銀河最終都消失,在空間中渦漩成「時光隧道」,像水從浴缸裏汨汨流出。在其中,時間靜止,幾十億年的事件被壓縮成瞬間發生。對超級空間的描述聽來幾乎是神妙無比的,但我們確知其存在確實是戰後基本物理上最偉大的進展,超級空間,超宇宙,解決了宇宙學所有的問題,排斥它的宇宙學說遲早會碰到相同的困難:許多東西都需要有比傳統天文學所提供的更多物質。排斥超級空間的學說必是說光線在任何地方以直線進行,這就全然違反相對論,也意味否定了核能的存在,如此的學說沒有多大價值。
直到一九七○年,超級空間的存在也止於理論而已。其理論似乎無可爭議,但沒有人有辦法用實驗證明其存在。一九七○年二月,一份非凡的報告出現了,物理評論讀者來信刊載普林斯頓高級研究所的偉柏一篇題為「重力放射實驗」的報告。偉柏說,將兩個校準過的儀器各置於馬利蘭及芝加哥,相距六百哩,曾測到從銀河中較重部份發出的重力能波掃過,這些波不是穩定的間歇波,不像我們所想到大物體發出的那種波,它們以混亂地爆來,不是固定地方也沒重複,偉相認為這些爆波至少在同一天從銀河的不同部位發來的。當年有些人也馬上做同樣實驗,他的論文震驚了宇宙學家。只有大量混亂的東西才能產生這種波,必定有整個星群消滅,完全從宇宙中消失進入所謂的「黑洞」。
當一顆星把所有的氫轉變為氦,即用盡燃料時,它會膨脹成紅巨星或者爆炸掉,然後它開始崩潰,外層部份開始往中心落,最初緩慢,速度愈來愈大,有三種方式決定其命運,決定於星星的原來質量。如太陽大小的星會轉變成所謂的白矮星,體積似地球,它的密度很大,一顆糖立方體的大小的白矮星上物質約五噸重。然後就停止不變,而存在數十億年。但體積較大的星,原先質量大過大陽百分之五十,在成為白矮星階段時並不停止變化。其重力太強,以致於無法被密度的反擊力所阻,這星上的原子相互破壞,所轉變成的粒子互相撞擊而中和,結果留下的都是中性粒子,稱為中子星,這塊固體質量仍比太陽大百分之五。直徑不再是十哩,其重力強得使光線都難脫離其束縛,但中子星很易發現,因為它們旋轉快速,發出無線電波,我們給它綽號叫「波霎」。從著名的蟹狀星雲中發出的中子星脈波——離地球約四千光年距離——證實它以大於每秒三十三倍的速度在旋轉。
質量是太陽兩倍的崩潰星的命運則更奇妙。它的重力大得連中性粒子都無法存在,重力超過所有的反作用力,直到每一滴的物質都消失,整個星不見了,杳無痕跡。它進入了黑洞,沒有東西留在宇宙中,除了惠勒所測到的純重力能的單一爆波。當核子物理學家歐本海默和他的學生辛德爾在一九三九年首次提出黑洞的存在時,它被認為只是那些部份崩潰的星星。它們被稱為「黑」或不可見,因為它們的重力被認為大得即連光線都射不出來,崩潰的星仍在那裏,但看不見。可是一真正的黑洞,現在被相信不是因光束射不出而看不見,而是因它根本不在那兒。約比地球質量大一百萬倍的星體就是不見了。
惠勒給我們不可能的詭論。如果這些事件真如