[智悲翻译]现代宇宙学和佛教

佛教与科学:现代宇宙学和佛教

Modern Cosmology and Buddhism

 

作者:Shuichi Yamamoto and

 

Victor S. Kuwahara

山本修一

维克多•桑原

文章选自:东方哲学研究机构的刊物(研究佛教和世界信仰的非营利性机构)

y20140123-29

作者简介:生物过程工程实验室,工程学院和医学研究生学院,山口大学

关键词:现代宇宙学,佛教宇宙观,劫。

 

引言

从古代开始,人类就经常询问关于生命、行星地球和宇宙本身的哲学问题。什么是生命?人类是特殊的生命形式吗?夜晚璀璨的星星到底是什么?什么是宇宙?宇宙有多大,它的起点和终点又是什么?这些仅仅是其中的几个问题。然而,这些问题到目前为止都很难回答,因为即使在当今的科学时代,生命、地球和宇宙仍旧具有很多的奥秘。在这篇文章里,我们将会探讨关于宇宙的话题,并且比较现代宇宙学和佛教的宇宙观。

暴涨大爆炸理论

暴涨大爆炸理论是当今最被接受的宇宙理论。这个关于宇宙是如何诞生的理论被宇宙的膨胀和宇宙的背景辐射这两个具体的观测所支持。

在大爆炸理论中,宇宙的膨胀被认为是最重要的观测。这个观测也就是著名的哈勃定律。哈勃在1929年发现红移(redshift)和地球到星系之间的距离有一个特殊比率。换句话说,星系发出的光子其波长增长的越大越趋向光谱的红端,星系相对我们的退行速度也就越大。这也可以被理解成星系到地球的距离越大,星系也就越快的远离地球。总之,这个现象描述了宇宙正在膨胀。

A. Penzias and R. W. Wilson 在1965年发现了背景辐射(微波)。这种电磁辐射存在于宇宙的所有方向上,并且在电磁辐射谱中1-2毫米波长处,辐射强度出现一个峰值。因为其充满了整个宇宙和整个的空间背景,所以有时它被称为宇宙微波背景辐射。背景辐射具有两个重要的特征:1.背景辐射在宇宙中的分布极其均匀并且各向同性,2.它解释了现在宇宙的平均温度是2.7K或者-270摄氏度。

大爆炸理论是一个还原宇宙历史的方法,通过反推回到现在正在膨胀的宇宙的起点。此外,WMAP卫星最近的观测清楚地表明:1.宇宙的历史大约是137亿年;2.宇宙以指数膨胀的方式诞生后大概38万年,背景辐射遗留了下来,3.宇宙是几何平坦的(下面会解释);4.大约在宇宙诞生两亿年后,第一代恒星和星系开始形成。WMAP卫星最有趣的发现是宇宙和星系被重子物质和很难被观测到的未知的物质(暗物质)及其神秘的能量(暗能量)所组成。观测结果推测出宇宙中4%的物质是重子物质,23%是暗物质,73%是暗能量。不幸地是,占宇宙主要组成部分的暗物质和暗能量实际上很难被观测到。

 

恒稳的宇宙学

除了大爆炸理论外,还存在着另外一个理论,被称为恒稳理论,由Fred Hoyle,Thomas Gold和Hellman Bondi于1948年提出。该宇宙学理论与大爆炸理论不同,它认为实质上迄今为止宇宙一直保持未变。这种宇宙学的特点是宇宙没有始点和终点。在这种情形下,宇宙正在自然地膨胀。每当新生成的恒星膨胀并且充满整个宇宙,从总体上看宇宙是相同的。因此在空间物质和能量之间总是存在一个不变的平衡。

这个恒稳宇宙学已经演化成准恒稳的宇宙学来解释以前不能解释的现象。准恒稳的宇宙学断言有很多小尺度的小爆炸随着时间的推移连续地发生。因为类似于大爆炸理论其表现为从真空中产生出物质和能量,准恒稳理论其实是一个小暴涨的观念。观测到的背景辐射被解释为存在于星系之间无数微小的铁或者碳的尘埃物质所发出的低温度的光子。

 

现代宇宙学的问题

目前在这两种宇宙学中,大爆炸理论获得压倒性地支持。然而,此两种宇宙学都有各自的问题需要被解决。

对于大爆炸理论,宇宙由两种相互竞争的能量源所构成。一种能量来源于早期的宇宙大爆炸(译者注:其实就是早期大爆炸后物质的惯性能量,这里还没涉及到暗能量),也就是驱动此爆炸膨胀的能量,另一种能量是膨胀之中的引力,比如星系之间的万有引力,也就是一种产生收缩的能量(译者注:因万有引力总是吸引物质聚集)。如果在膨胀中这两种能量达到一种平衡态(译者注:即物质总密度等于临界密度),宇宙就会是几何平坦的(译者注:宇宙的曲率是零,即空间几何是平直的)。在无限长的时间后膨胀将会被认为停止(译者注:这是在假设没有暗能量的前提下得出的)。另一方面,如果膨胀的能量大于引力的能量(译者注:物质总密度小于临界密度),宇宙就是几何开放的(译者注: 宇宙的曲率为负,空间几何像开放的马鞍形,无界无边)。宇宙就会永远膨胀下去。相反,如果引力能量大于膨胀能量(译者注:物质总密度大于临界密度),宇宙就会是闭合的(译者注:宇宙的曲率为正,空间像封闭的球面,有界无边)。在这种情况下,宇宙将会收缩并且最终坍塌成一个点。这被称之为大挤压。目前的观测结果支持宇宙是被膨胀和收缩的能量所平衡导致的几何平坦的观点。在暴涨大爆炸和准恒稳态的宇宙学理论中,宇宙都是正在膨胀的。这两种理论的问题在于对星系红移的解释。两种理论都假设红移现象是宇宙膨胀运动的结果。然而,还存在一些其它的解释比如光子的自然消亡(能量的损失)或者红移来源于收缩。

此外,这里还存在另外的问题。对于这两种宇宙学最大的问题是物质是从真空的空间中简单的创造出来。暴涨大爆炸理论认为在137亿年前整个的宇宙都是从一无所有的真空中被创造出来。同时准恒稳态宇宙学认为物质是从真空态中被稳定的生出。简单地说,这两种理论都认为物质是从一无所有的真空中被创造出来。

暴涨宇宙学最大的问题是暗物质和暗能量的存在。暗物质和暗能量并不是必须和准恒稳态理论有联系,因为在准恒稳态理论中宇宙并没有随着时间而变化。然而,关于宇宙质量平衡的计算表明星系的质量(引力)小于膨胀能量的质量。这个反常在物理里是不可能发生的。因此,大部分天体物理学家把此偏差归功于暗能量和暗物质的质量的贡献。换句话说,我们必须假设暗物质和暗能量补偿了为达到平衡态所要求的偏差。因此,基于这些差异,这两种宇宙学很难统一。

宇宙学和人择原理

除了科学的宇宙学以外,我们还有哲学的宇宙学,它们包括宇宙学原理和人择原理。

在宇宙学原理中,宇宙中并不存在一个特殊的地方,也就是说宇宙是均匀的,各向同性的。在这种情况下,人类仅仅是宇宙历史的一个产物。另一方面,对于人类在目前的宇宙时期的存在,人择原理①要求了一个原因。在此情况下,宇宙是适合人类存在的。如果宇宙不适合人类生存,那么人择原理在逻辑上的演绎就是人类不可能观测此宇宙或者宇宙是不可观测的。

在1957年Robert H.Dicke提出宇宙目前的年龄是137亿年。这个计算和人类已有的科学经验存在部分相关。换句话说,基于人类的经验这个年龄应该在100亿年左右的范围。因为如果宇宙过于年轻,重的元素比如碳就不可能被生成。另外,如果宇宙的年龄太老,稳定的行星系统就不可能存在。然而,当考虑到宇宙年龄的时候,我们必须考虑人类存在的差异或者特殊的条件。在1974年Brandon Carter推进了Dick的主张,并建议如果智能的生物比如人类并不存在,那么宇宙就不会轻易地被观测,也就不存在。这个观念就是人择原理。该原理认为宇宙的存在是由于其观察者存在于一个特定的时期,而且宇宙必须具有一个结构以便智慧生物(人类)能存在。

基于人择原理的观点,宇宙处于奇迹般地完美平衡态。这个平衡是基于许多的科学观测和科学理论。比如,如果自然界的物理常数(无量纲的物理常数)是一个空间和时间的变量,那么行星上的生命就不能存在,甚至一个恒星也不能存在。比如自然界中的物理常数,其在宇宙中的可能性并不均匀从而空间就不可能是三维的。然而,为什么此宇宙具有恰当的结构能产生出高度复杂的生命体(智能)? Steven W. Hawking (霍金) 建议宇宙既不是开放的也不是闭合的,但是在时空上是无边界地存在。他讨论了即使我们能够想象各种可能的宇宙,膨胀的宇宙仍旧是被奇迹般地平衡着。如果宇宙膨胀的太快或者太剧烈,那么生命体和星系就不可能进化。如果宇宙膨胀的太慢或太微弱,那么生命体和星系也不会存在。从这个推论唯一可以确定地是此宇宙被存在的生命和行星系统很好的平衡。

佛教宇宙观

在自洽②的古代印度佛教宇宙观中最有意思的方面是对浩瀚的空间、难以领悟的时间和生命存在的思考。在大量的佛教经典中佛教宇宙观被详细地描述,在公元5世纪伐蘇畔度(世亲)写的《阿毗达磨俱舍论》 中解释了所有世间的现象。广袤的宇宙被譬喻性地描述为由坐落在七个环状山脉和大海的中间的苏秘鲁山(须弥山)所构成。那里还有四个大陆围绕着此山脉和大海。人类居住在其中一个四边形的被称之为南瞻部洲的大陆上。世界的地狱垂直地位于南瞻部洲的地下,同时天界和禅天垂直地处在其上方。日月围绕着此单位世界旋转。

在佛教中这个譬喻性的单位世界系统从须弥山的中心一直延伸到一千三百万由旬或者是九千万公里远,这和地球到太阳的距离大致相同(译者注:日地距离大约是1.4亿公里)。这和太阳系的概念及现实非常的一致。另外,一千个单位世界构成了一个小千世界,一千个小千世界组成了一个中千世界,一千个中千世界被称为一个大千世界。三千个大千世界即等价于十亿小世界!包含太阳系的银河系大约有2千亿颗恒星。银河系里大概有几亿个行星系统(译者注:现在的科学研究推断大约有千亿颗行星)。在此意义上,银河系对应于一个佛教里的中千世界,而一个大千世界也许对应于整个宇宙(译者注:也许三千大千世界对应于一个星系比较恰当)。还没有任何其它的古代宇宙观在自然科学知识匮乏的时候能够像佛教那样理解宇宙的广袤浩瀚性。考虑到其它的古代宇宙观,即古代的巴比伦、埃及、希腊和中国,我们发现这些文化仅仅能够理解行星地球上有限的单位世界。相比较而言,佛教宇宙观在对天文的认识上更加正确。

在佛教中还有一些关于其它世界和宇宙的概念。比如,譬喻的阿閦佛(不动佛)生活在地球东方一千个佛刹土远的妙喜世界,阿弥陀佛居住在距地球西方10万亿佛土之遥的极乐世界,同时药师琉璃光如来居住在据此东方十恒河沙佛土远的琉璃世界。这里,恒河沙佛土的数量大概是10^52,其等价于恒河中沙子颗粒的数目。现代宇宙学认为宇宙有大概两千亿个星系,每个星系大概有2千亿颗恒星。因此,宇宙总共有4×10^22颗恒星。总之,整个佛土的概念暗示了佛教了解的世界远远大于现代科学所描述的。现代宇宙学中有一个关于包含很多宇宙的多重宇宙的概念。因此,佛教宇宙观可以被认为和此多重宇宙高度相似。

佛教也讨论了时间连续性的问题,认为一个星球、星系和宇宙从产生到毁灭都经历成劫、住劫、坏劫、空劫四个时期。成劫是产生时期,住劫是处于稳定状态的存续期,坏劫是坏灭的时期,空劫是转变到空无一物的时期。此每一个时期都包含20个中劫。劫在佛教文字中意味着很长的时间(译者注:佛学辞典说根据人寿计算,中劫大概3亿年),而在印度教中它意味着43.2亿年。以此,每一个劫期大约是800亿年(译者注:佛教是60亿年),整个一个循环是3200亿年(译者注:佛教是240亿年),这是一个非常长的时间。此四个劫构成一个循环,并且无始无终的循环下去,佛教描述了从产生到毁灭的整个历史。因此,在佛教中宇宙从创造到毁灭大约是137亿年(译者注:应是240亿年,而据佛经记载,在住劫的第九劫期间,有佛名释迦牟尼来到娑婆世界成佛度化众生,故推出现在的宇宙年龄大约为132亿年),这符合现代宇宙学的观测。

这里重要地是要注意到一些关于生命和四个劫期关系的有趣观点。在成劫时期,由微风吹动而产生了一个以须弥山为中心的单位世界系统。这个微风由有情众生的业力所产生。一旦此单位世界产生,有情众生就开始于六道中沉浮,轮回生死,例如从天界或者空劫时期。当所有的有情众生从上一个坏劫和空劫转世,成劫就完成了。在佛教中,微风表现为正在增长的业力,有情众生的共业创造出众生自己的环境,比如行星、恒星、星系和宇宙。另外,生命体是由五蕴所构成(也就是身体、思想和有情的行为)。在佛教中,生命中的身体和思想是暂时和合在一起的。

结论

现代宇宙学中的暴涨宇宙学理论依附于一个直观的概念,因为开放或者平坦的宇宙在理论中一定有一个起点。另一方面,闭合的宇宙将存在一种永远反复膨胀和收缩的震荡的循环行为;宇宙将会重新创生在一个大坍塌后的原点。然而,基于最近的观测结果,闭合的宇宙好像并不可能发生。连续保持在一个常态的准稳态宇宙学类似于无始无终的佛教宇宙观。由于四大劫重复地发生在星际之间,佛教宇宙观具有圆周性。因此,佛教宇宙观也许类似于准恒稳态宇宙学(译者注:即使是平坦或开放的宇宙,一些特殊的暗能量演化模型也会导致宇宙在很远的未来出现大坍塌,所以其实很难说佛教宇宙观更符合哪一个理论,而且准稳态宇宙学基本已被观测排除)。无论这个观点是否正确,询问为什么古代的印度人能够发觉这个膨胀的宇宙世界和难以了知的时间无限性都是有趣的。也许古代印度人并没有在物理上认识它们,但是通过精神世界和外在宇宙中的关联,他们能够觉察这个难以理解的世界。

现代的宇宙学和佛教有很大的不同。科学关注物质的功能和起源,而佛教的视角则聚焦在以生命为中心。生命在佛教里并不仅仅意味着一个活的实体,而是刻画了生命力是作为一个本源的能量或者原理。现代的科学通过观察宇宙中物质的演化来研究所有的现象。这就是宇宙学的原则。这实际上有一个巨大的鸿沟在物质和生命之间,而且科学到目前并没有解决如何联系起这个鸿沟。换句话说,科学仅仅从物质演化的角度解决普遍性的大问题。人择原理直截了当地评估人类或者智能发生的可能性。这个原理的观点和佛教是不同的,因为其仅仅评估智能和人类本身,而佛教观点则是以生命为中心。

佛教把生命放在所有万物的中心位置,这是佛教的宇宙观。在佛教中,因为宇宙和地球相对于有感知的生命来说只是环境,它们被众生自己的业力所创造。“大地作为盖亚(译者注:大地母神的意思)”的类似于佛教的理论被Lovelock在1979年所提出。在盖亚的假设下,地球上的生命掌控环境并且在行星上创造了一种适合的环境。在佛教中,生命的活动不仅被科学所认识的物质所控制,而且单独的各业也限制了生命活动,并且各业也从环境里聚集的物质中创造出生命本身。因此,业力的概念在宇宙的运行中持续地起着关键性的作用。佛教深刻地解释了生命和环境的功能性和重要性,并且不违背现有的科学证据。因此,现代科学对宇宙的认识也许需要一个观念性的转变。

注释①:人择宇宙学原理(简称人择原理)由鲍罗和泰伯拉提出。这条原理很复杂,但简而言之,即谓正是人类的存在,才能解释我们这个宇宙的种种特性,包括各个基本自然常数。因为宇宙若不是这个样子,就不会有我们这样的智慧生命来谈论他。–百度百科

注释②:逻辑上而言,一致性(consistency)、相容性、或自洽性,是指其中不蕴涵矛盾。所谓的矛盾有二种解读方式:语义上:当一个命题S是由许多命题组成时,如果所有命题可同时为真,则S是一致的,否则S是不一致的。语法上:公理系统不能推导出两个相反的结果。亦即不存在命题P,使得P→Q和P→~Q同时成立。–维基百科

来源:http://www.iop.or.jp/0818/yamamoto_kuwahara2.pdf

智悲翻译中心

译者:小侍者

校对:圆恳 圆思

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