5．上帝不会掷骰子吗

20世纪最著名的科学家之一爱因斯坦有句名言：“上帝绝不会掷骰子，”他坚信世界上万事万物都遵循着一个严格统一的法则，也就是决定论的法则，可是不到半个世纪，这句名言就被非线性的学者们所抛弃，随着非线性科学，特别是计算机技术发展，许多新的学科分支兴起壮大，如分形几何、混沌动力学等，它们大大改变了人们的世界观。今天，可以毫不夸张地讲：“上帝的确是在掷骰子，”只不过，在骰子里预先灌注了一定密度分布的铅。具体来讲骰子掷下去，到底是几点，既有决定论，它由铅的密度分布确定；又有随机论，它由掷骰的初始条件及客观环境噪声所赋予；甚至还有混沌法则在起作用。

图6-4　斯梅儿面团

长期以来，人们有一种偏见，认为科学中严格的规律都是可预言的。其实并不然，随机事件具有偶然性，它在短期内是不可预言的，即使长期、大量的行为可预言，也是一种统计方式的预言，比如掷硬币，掷一次，确定其正反，是无法断定的，但掷一万次，基本上可预言其正、反结果各占一半，虽然不完全精确，但从统计平均而言，答案也是令人相当满意的。混沌现象与随机事件不同，它在短期可精确预言，而长期却无法预言，拓朴学者斯梅尔举过一例（图6-4），将一个面皮擀成正方形，然后依次沿上下方向和水平方向拉长1倍后再折叠碾压还原为正方形，如此交替反复操作，这是一个十分简单的操作法则，如果开始在面皮上按上二颗芝麻A和B，问经过一、二次操作后，AB距离是多少？又问经过1000次操作后，AB距离又为几何？对于近期几次的结果是可以预言的，而千次、万次以后，结果就是不可预言的了。因为每次重做这些操作，同做1000次会有完全不同的结果。原因是，尽管每一步操作误差很小，但重复迭代后会有极大差异，即出现差之毫厘，失之千里的结果。简言之，混沌是一种由确定导致不可预言的混乱现象。

宇宙从其诞生就在实际上受三个法则所支配，即确定论法则、随机论法则和混沌论法则，正是这三个法则支配、协调才创造了我们这个宇宙，创造了宇宙中的万事万物。从这种意义上讲，这三个法则就是“上帝”，“上帝”即支配自然的基本法则。下面，我们从宇宙的创生及演化发展来看这个“上帝”的作用。

图6-5　宇宙时空是个无限生长下去的巨大分形树

首先，宇宙的创生、演化是要受一定规律支配的，如前面我们讨论的能量守恒定律、角动量守恒定律及电荷守恒定律等，这些都是确定论法则，宇宙在演化到完全由标准模型所描述的阶段也可以看成是确定论法则支配的阶段。但确定论法则不是支配宇宙的唯一法则。我们已经知道，按自复制暴涨宇宙模型，宇宙的初始条件并不重要，具有随机性，特别是由真空标量场Ø的量子扰动引起的时空暴涨点，更加具有随机性，为了形象地表示这个模式，我们不妨用生长的树枝来描述时空生长的方式，新的时空生长点分布在何时何处是随机的，即使上帝也未必知道，而整个宇宙时空是一个无限生长下去的巨大分形树（图6-5），它又是一个混沌现象的几何表现。因此，我们人类生活在宇宙中的哪一部分，到底距其大树之根有多遥远就不得而知了。而且也没有任何必要去追溯那个最初始的大爆炸，因为大爆炸不再是实质性的问题，而真空量子起伏与暴涨才是最重要的本质问题。从宇宙的演化，我们看到，上帝确实在掷骰子以确定宇宙的发展。