彼岸之“0”(1)

詹克明

“0”是所有数字之中最具神秘色彩、最具宗教哲学内涵的一个数字。

“0”又是数字王国至高无上的女王。它“君权神授”,具有绝对的权威与复杂的性格。它有时暴戾恣睢,有时极端平等,有时又展示出包容一切的博大胸襟。

暴戾时,简直像个喜怒无常的残虐君主,想灭谁就灭谁。只要它与谁相并相乘,谁就会被它灭得干干净净,丝毫不剩。它要是想捧谁,只消为其垫脚(做这个数的分母),不论此数多么微不足道,一旦被它撑起,都会膨胀到无穷大。反之,它要是想贬谁,不论你多么宏伟显赫,只要它把你拉来垫脚(做其分母),自会被它贬得踪迹全无。

有时它又极其“平等”,让普天之下,万数齐一,等价同值。办法是为其做幂数。任何数,不论大小,其“0次幂”全都归于一。世上还真没有哪种力量能让任何相差悬殊之物,仅仅经过如此简单处理,就差异全消,归于同一数值——“1”。

有时它又能海涵一切,具有极大的包容性。“0∕0”可以是从正无穷大到负无穷大之间的任何一个数,这就使它成为一个能够涵盖两大无穷所有实数的巨大集合。

“0”是有“性别”的,古希腊伟大的哲学家、数学家毕达哥拉斯“将偶数指代为女性,用奇数指代男性”。而“0”是偶数,这是千真万确的,它作为万数之“母”,自然会有容纳一切的母性襟怀了。

凝意于这海涵一切的“0∕0”,让我联想到“真空”的某些特质。真空是有结构的,而且还具有“真空质量密度”。按照理论物理学家的说法:“真空不空,它里面真是要什么有什么。”任何一种基本粒子与它的反粒子相遇都会湮灭于真空之中,不复存在。(如一个电子与一个正电子相遇,放出一对方向相反的光子之后就会消失在真空背景之中。)反之,只要给予足够的能量,任何粒子也都可以魔术般地从真空中“取”出来,那里面真是应有尽有,内藏无限。与此相似的是,这“0”看似真空般地“空无”,怎么被另一个“0”来除,就会变成要什么数有什么数,内涵无穷的“实有”了呢?

“0∕0”究竟是如何做到“无中生有”的,它牵动了我的好奇之心,随即设计了一个小小的虚拟操作——通过让一个以“0”为分子的分数渐次逼近“0∕0”来观察“有”将如何产生。首先选用一个尽可能小的实数,用它去除“0”,其分数值自然是“0”。然后让这个小的实数缩小1亿亿倍,该分数值显然还是“0”。可以想象,任凭这种使分母“缩减亿亿倍”的操作重复千百万次,其分数值依然是“0”。它永远也达不到能够产生“任意有”的“0∕0”状态。其根本原因就在于此分数的分母无论怎么趋向于无穷小,它也不可能真正达到“0”,它也仍旧属于此岸的“有”,而那个空无的“0”却是在永远不可抵达的“彼岸”。这个结论强烈地震撼了我,让我从这么简单的一个数学虚幻游戏中就体验到了彼岸之“0”的存在。你休想通过令分母逼近“0”的途径来实现这个分数值的“从无到有”。此路不通,因为此“0”永不可达!

彼岸之“0”让我一下子联想起许多重大的科学成果。首先倏然跳入我脑中的就是“热力学第三定律”,它有一个简洁明快的科学表达——“绝对零度不可达!”

继之又让我想到了宇宙大爆炸的“0”点问题。二十几年前看到过一本美国著名物理学家、诺贝尔奖得主史蒂文·温伯格写的小册子《宇宙最初三分钟》(这是一本颇具权威性而又通俗易懂的科普名著,它是作者以他在哈佛大学的讲演稿为基础,于1977年写成的)。书中简要地概括了宇宙大爆炸最初三分钟里所发生的状况。值得注意的是,这种描述只从大爆炸开始后的百分之一秒时讲起,并不包括宇宙大爆炸的“0”点。如书中所述,在0.01秒时,宇宙温度大约为1000亿度,如此高温使得许多重基本粒子(如质子、中子)难以形成,占绝大多数的都是些较轻的基本粒子,如电子、正电子、中微子、光子等。近二十年后的1995年,美国著名科普记者兼作家卡洛琳·皮特森女士与天体物理学教授约翰·布兰特合著了一本《从哈勃看宇宙》。书中对宇宙大爆炸的描述更接近原点——从大爆炸后10~43秒讲起。理论计算表明“宇宙经过一个已知膨胀非常快速的阶段,历时大约10~34到10~30秒”,这正是宇宙“爆胀”理论的根据。显然,无论宇宙学今后如何发展,对大爆炸的描述也只能是越来越接近它的原点,但绝不是描述“原点”。

在“0∕0”问题中,我们不可能通过让一个分母趋于“0”的办法来达到分数值的“无中生有”;热力学第三定律又表明“绝对零度不可达”。在对大爆炸理论研究的终极逼近上,我们是否也可作出类似的推断——宇宙大爆炸的“0”点不可达呢?

绝对“0”度,宇宙大爆炸“0”点,以及“0∕0”的“无中生有”都涉及对极限之“0”的逼问,这是否意味着它们所共同面对的终极之“0”已经超出了“科学”的范畴,属于“不可达”、“不可知”、“不可问”的“彼岸”了呢?如果说,当年人们从方圆之中得到与π这两个“无理数”时,就已对造物主的信手之作产生敬畏了,那么如今这个“0”却是造物主对我们下达的一道庄严禁令,让我们望“0”止步!

然而,人类中偏偏有一些最执拗、最虔诚、最具探究精神的人,他们全然不顾造物主的禁令,依然竭尽全力向绝对零度奋进,向理论上的大爆炸“0”点进军。他们将“0”之“大限”化作科学之“无限”,把它作为自己永无止境的探索征程,辄有新睹,乐在其中。在向绝对零度的进军中,目前科学家们已达到0.5纳开的水平(1纳开=10-9nK),仅比绝对零度高出百亿分之五度(0.0000000005nK)。这些科学家在向“0”点的冲击当中也发现了一些前所未知的新现象、新物性,并从中感受到极大的快乐。例如在接近绝对零度时发现了超导状态、“玻色—爱因斯坦凝聚”状态,以及超流体态等,而且这些新物态还有可能在芯片技术、精密测量技术,以及更高精度的原子钟技术等方面显示出诱人的应用前景。在逼近大爆炸“0”点10~43秒的高温、高密状态也会发现一些意想不到的物态构成与异乎寻常的时空特征(例如有人曾推测时间、空间可能会出现量子化)。我敬佩这些奋勇向“0”进军的科学家。虽然我没有机会与他们共同工作在这些科学前沿,但在对“0∕0”闲来无事的诘问中,也不经意地瞥见了彼岸之“0”的掠影,彼此之心自会以“0”相通。

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