幾分鐘後,那顆死亡行星已從遠處消失,你又降落到你的小行星上。奇怪了,你意識到,它從來沒有停止吸引你,而且更奇怪的是,你發現你們倆沿著非常相似的軌跡繞過了那個已經不見了的被遺忘的世界。
那個只有你重量四十分之一的花瓶沿著與你相同的軌跡掉落在小行星上雖然有些驚奇,但一座小山那麼大的石頭——小行星,居然也和你一樣飛向行星實在令人難以接受。但這,卻是活生生髮生的事實。看起來所有物體無論質量差別都以同樣的方式掉向行星,或者掉向彼此。雖然聽起來離奇,但太陽與羽毛都會以同樣的方式掉向小行星、行星,或任何東西。之所以如此,因為受引力作用,只是沿著質量或能量在宇宙構造上產生的斜坡滑下而已。
我可以理解,你需要在你的石頭上坐一會兒,讓這種想法變得更實際一些。
你看著外部太空。
頭腦裡一片混沌。
你依然不肯放棄,終於,你的堅持給你帶來回報,突然間,你的頭腦裡浮現出一幅無比美麗的畫面。
你開始看到到處存在的曲線:斜坡和山峰,分佈在石頭、遠處的行星和恆星,甚至星系周圍。從遠處光源射來的明亮光線看上去也一樣沿著這些斜坡滑行,留下短暫的熒光足跡,讓你能夠看見,讓你看到宇宙畫布的真正形狀。你看到與你以前的想法不同,光在太空裡也與物體和你自己一樣,並不一直以直線前行。當它路過星系、恆星、行星,甚至一小塊石頭附近時,光線變彎了。物體密度越大,光線路徑離它越近,彎曲程度就越明顯。當星系、恆星、行星移動時,它們所引起的曲線和斜坡也一併移動,跟著它們一起互相舞動、融合。在我們的宇宙裡,一切都在移動,所有地方,所有事物,包括宇宙構造本身。
你所看到的帶有各種形狀的宇宙構造本身,直到剛才對你一直以來保持著不可見的狀態,而實際上現在顯露真相,看起來就像生命體一樣不停變化。
站在小行星上看著這一切的你,與現在正在讀這本書的你一樣,正沿著某條曲線下滑。在小行星上,那塊石頭產生了它,讀這本書時,地球創造了它。在小行星上,這條曲線很柔和,你不需要太多能量就能飛離;在地球上,這條曲線要陡峭很多。
如果你現在沒有往下掉的感覺,那是因為你的腳下有著地面,或者你坐在椅子上,防止你往下滑落,當然你可能還是能感覺到自己的肩膀在往下掉,一直如此。然而,如果你是坐在一架自由下落的飛機上讀這本書,那麼你就真的沿著地球創造的曲線往下滑落。這種沿著時空構造的斜坡往下掉的運動是宇宙中所有物體自己及周圍所有運動中最自然的運動。
當你第一次推開那隻醜陋的花瓶時,它慢慢地爬上因你的存在而引起的不可見斜坡,然後它又沿著同一個斜坡滑下,就像從地球表面向上丟擲的物體向上移動時速度越來越小,而在向下時又開始加速。
想要離開地球表面進入太空,你向上扔出去的物體速度必須高於每小時40,320公里。慢於這個速度它就會掉回來。永遠如此。
要逃脫你的引力(不是魅力)的束縛,需要有個最低速度,就如同你需要一個最低速度才能將小孩玩的彈珠滾過一個地面的高坎一樣。
那次你沒有將花瓶推得足夠快,所以它又回到你的身邊,因為你也彎曲了宇宙的構造。
後來,當你在飛速掠過行星時利用行星本身的運動加上一點點力後從它的邊上繞道,從另一邊飛速離去的時候,恰好在你自己不知情的情況下用到了宇宙火箭科學家們常用的技術,這一技術能將衛星送到太陽系中遙遠的地方而無需耗費能源:他們讓衛星以合適的角度與距離飛近行星,衛星就會被彈射加速進入到我們太空近鄰的更遠區域。
這些想法在你大腦中奔流,你明白了就是在地球上,一切東西也都沿著我們的星球所產生的斜坡一直下滑。因為這個原因,我們的星球有著不同的層次,從天空之頂到最裡面的地心,最輕的粒子在上面,最緻密的在最深處。其緻密的內部完成整個平衡花了幾十億年時間。
不知道你意識到沒有,你已經完全不再把引力看作一種作用力了。現在,你把它看作是一幅由曲線、高峰和斜坡構成的風景。看起來這就是這次旅行帶給你的收穫。讀到這裡,你發現自己忽然又回到了小屋,躺在床上,面對你的阿姨——她看上去有些不知所措。
「我剛才有沒有給過你花瓶?」她有些迷惑,看著你空空的雙手。
「什麼花瓶?」
「沒什麼,親愛的,沒什麼。」
「但是……你來這裡幹什麼?」你問道。
「你的朋友們給我打電話。他們說你有幻覺。關於引力的。等你到了我這年紀,就會發現這種力真是一個負擔。但你還年輕,沒必要為此操心。現在,看看我給你帶來的花瓶,是不是很可愛?」
「沒有什麼吸引住你的力,只是斜坡。」你有些生氣地說,默默詛咒自己那些討厭的朋友。
「斜坡,是的,我知道。」她心不在焉地回答著,順手開啟那些花瓶的包裝。
讓你吃驚的是,她甚至反駁說,從向下的角度說,「力」還是「斜坡」或其他什麼,從來沒讓她覺得有什麼不同;當人掉落下去時往往喊的是「救命!我掉下去了」,而不是「救命!我被拉下去了」。你多蠢啊!會斤斤計較這些。
然後她就開始用她帶來的十幾只花瓶重新裝飾你那至今為止還算有品位的度假小屋。你靜靜地看著她,思考自己的人生怎麼會變成這樣。
那個晚上,當終於找到一些能夠獨處的時間時,你逃離了相對文明的小屋,一個人來到沙灘散步,仰望星辰。你阿姨關於引力的評論讓你心煩意亂,你想總結一下自己對於引力到底瞭解些什麼。
宇宙構造本身有著斜坡。
所有東西都在任何方向上產生不可見的斜坡,我們稱此為引力。物體越緻密,其產生的斜坡就越陡。如果所有的大傢伙們能讓我們宇宙的構造變彎,光一定也能夠,因為能量就是質量,質量也就是能量,e=mc²。
真的是這樣嗎?
真的一切東西都能讓宇宙彎曲?包括光?那麼宇宙的這種構造到底又是什麼東西呢?
當你在你的小屋裡,或者你曾經到過的所有地方,你感覺到過這種構造嗎?你感覺到過牆面形成的斜坡嗎?沙發呢?天花板?或者天空?或者從燈泡射出的光線?沒有,你從來沒有過。你只感受到我們整個地球形成的斜坡,那個讓你的肌肉與骨骼在每個早晨起床之時與之爭鬥的斜坡。如果你是水,你將會被壓平並平攤在地板上,而非牆上。
事實上,你現在所感受到的引力是你周圍所有東西產生的斜坡之和,包括牆、天花板,甚至某隻從你頭頂高高飛過的小鳥或飛機。
但那些現在位於你下方的東西與你上方的東西相比遠為顯著。你腳下的地球比你頭頂的天空含有更多質量與能量。因此它產生的斜坡最陡。因此你首先會沿著它滑下,並感覺最強。那就是地球的引力。
但宇宙的構造又是怎麼回事?它到底是什麼?被彎曲的是什麼東西?
事實上是愛因斯坦搞明白了這個問題。
通過公式e=mc²,他告訴我們質量與能量的差別只是表面的,質量與能量只是同一樣東西的兩面。那是在一九〇五年。到了一九一五年,愛因斯坦又表示宇宙在任何一個地點的形狀由位於該處的質量與能量決定。在這個過程中,他拋棄了把引力看作一種作用力的觀念。引力只是一種幾何學,是曲線與斜坡,由質量和能量所產生。但究竟是什麼東西的幾何學呢?宇宙中並沒有一個塗了肥皂的被拉緊的橡皮膜讓一切物質在上面運動,這是顯然的。當然,也要記住:我們沒有看見某樣東西,並不是它不存在的理由。
在人類瞭解包圍我們的不可見空氣也是由原子與分子組成之前,所有人都認為那是空的。
這裡我們面對著同樣的鴻溝需要跨越:外太空,雖然看起來是一片虛空,但實際上並不空。同樣,它也並非靜止不變。
讓它成為一個運動和變化著的幾何實體的,正是我至今以來一直稱之為「宇宙構造」的東西。
愛因斯坦發現這個構造是空間與時間的混合,我們在過去的一個世紀中學到,時間與空間這兩個概念,無法彼此分開。
因此「時空」是個更好地形容宇宙構造的名詞,愛因斯坦的廣義相對論告訴我們,時空是如何被其包含的物質所彎曲,以及該效應的反作用。一邊是能量與質量,另一邊是時空的幾何學,對於引力來說這兩者是一樣的概念。
至今,你所經歷的只是空間的彎曲,不包括時間,你這樣想。事實上,時間的彎曲一直存在。它甚至就發生在現在的你身邊,就在你閱讀這句話時。
只是這個效應過於微弱,你的感官無法感知,但很快你就會發現自己會到一個時間彎曲效應非常顯著而令人迷惑的地方。這將在本書第三部分的一架飛機上,以及你在第六部分中最終躍入黑洞時發生。
至於現在,你又回到沙灘上看著星空。夜已很深,但你毫不在意。你看著夜空,確實感覺到自己漂浮在各種奇思妙想之中,它們看上去完全瘋狂,卻又奇蹟般地以極好的方式解釋了我們所在的真實宇宙。
因為我們星球給時空帶來的彎曲,讓它附近的一切物體落向自己的表面,這又隨之進一步加強了時空的彎曲。自從地球從一片星雲中誕生數十億年以來,它已經實現了某種平衡,我們的星球包裹著一層大氣,保護我們免於暴露在太空之中,讓我們能夠呼吸存活,並且有時候給我們提供機會,看向天空。
就在這層大氣外面,地球之外,還存在著我們的月球,繞著地球旋轉,就像在大碗裡轉動的玻璃珠,差別在於,月球本身也在時空中造成彎曲。月亮造成的時空彎曲讓存在於地球表面的水向月球滑去。這就是水面跟隨著圍繞地球旋轉的月亮而產生潮汐的原因。
更遠的地方有著太陽,它那陡峭的時空彎曲讓太陽系所有的行星、彗星和小行星們都順著滑下,以不同速度和高度繞著自己旋轉,就像在一個非常大的大碗中轉動的玻璃珠們。
接下來還有來自我們鄰近恆星們的競爭。
一些距離之外,其他恆星對時空的彎曲效應超過了我們的太陽,那些距離遙遠的彗星在臨近太陽系邊緣時會到達山頂,從一個恆星系的地盤跑到了另一個恆星系,就像一顆玻璃珠轉動時到達了一隻大碗的邊緣後會落入另一隻碗,如果邊上恰好有一隻碗的話。在太空裡,邊上永遠有一隻大碗。
銀河系中所有恆星對時空的彎曲加在一起就成為銀河系對時空的彎曲,與我們鄰近星系的彎曲競爭,然後我們本星系群的彎曲又與其他星系群的總體彎曲競爭,永無止境。而愛因斯坦用一個公式就解釋了這一切。
幹得好,愛因斯坦!
你幾乎希望他現在就能出現在你面前,讓你能夠與他握手,但你感覺應該還有更多東西需要搞明白。甚至一些更深刻的東西。是什麼呢?你不是已經讀到過,早先,愛因斯坦開啟了一扇門,通往我們的宇宙擁有歷史這一想法?我們的宇宙在過去曾經比現在小?
你在沙灘上坐下,閉超眼睛,集中思想,準備想清楚這到底意味著什麼。