的熵必须很小——也就是比能有的大小要小得多。(我们在第13章中曾
估算这个值必须小于等于1088,但能达到的最大值是10120。)这就意味
着熵在反冲之前一样小,甚至更小。如果熵很高,我们就没法得到反冲
而只能得到乱糟糟的一团,没有任何希望抵达另一边,也就是我们身在
其中的极为均匀的宇宙。因此我们必须假设,这个共动区域已经收缩了
无限长的时间(从遥远的过去一直到反冲的这一刻),整个过程中熵都
一直在增加,不过成功做到了只增加一点点。这并非完全不可想象,但
就是往轻里说,也已经让我们感到非同寻常了[300]。
要让熵在整个时间中一直都在增加,对微调的要求就会非常非常
高。就算我们允许自己去设想这种可能性,也还是没有充分理由让我们
的宇宙以这种方式运行。迄今对于宇宙为什么必须微调,我们还完全没
给过正当理由,而现在还提出要无限微调。这听着怎么也不像是有所进
步。
中间假说
因此我们就只能考虑图84中右下图的选项了:反冲宇宙的熵在收缩
阶段降低,在反冲点达到最小值,随后开始增长。这样一来说不定能有
点儿收获。这种反冲宇宙有个具体模型是安东尼·阿吉雷(Anthony
Aguirre)和斯蒂芬·格拉顿(Steven Gratton)于2003年提出的。他们以
暴胀理论为基础构建了自己的模型,证明了通过巧妙剪裁、粘贴,我们
可以将在时间中正向膨胀的暴胀宇宙粘在反向膨胀的暴胀宇宙的起点,
从而顺利得到反冲[301]。
这个选项能带来极大好处:宇宙的表现在时间上是对称的。宇宙的
尺寸和熵在反冲点都会达到最小值,在两个方向也都会增加。从概念上
讲,相对于我们考虑过的其他所有模型来说这都是巨大进步。物理定律
基本的时间反演对称性在宇宙的大尺度表现中体现了出来。特别是,我
们避开了时间沙文主义的陷阱——将宇宙的“初始”状态和“最终”状态区
别对待的诱惑。我们希望能避开让我们想到戈尔德宇宙的谬论,尽管该
宇宙模型也是关于时间中的某一刻对称的。但现在我们允许自己去设
想,大爆炸之前的宇宙也是有可能的,这时候解决方案似乎就顺眼多
了:宇宙是对称的,但不是因为熵在时间的两头都很低,而是因为在两
头都很高。
无论如何,这个宇宙很有意思。时间之箭的所有不同表现形式都应
归因于熵的演变,包括我们记住过去的能力以及感觉到我们在经历时
间。在熵反冲情景中,时间之箭在反冲点也反向了。从我们这个可观测
宇宙的角度来看(如图84中各图的右侧所示),过去在时间中是低熵的
方向,指向反冲。但位于反冲另一侧的观测者,也就是我们在图上(从
我们自身的视角出发)标记为“收缩”的那一侧,也会将熵较低的时间方
向定义为“过去”——也还是朝着反冲的方向。从局部观测者的视角来
看,时间之箭总是指向熵增加的方向。无论在反冲的哪一边,时间之箭
都会把宇宙膨胀、变空的那个方向定义为“未来”。对任意一侧的观测者
来说,另一侧的观测者都在经历时间“倒流”。但时间之箭不匹配的问题
完全观测不到——在反冲某一侧的人无法跟另一侧的人交流,就像我们
无法跟过去的什么人交流一样。任何人看到的热力学第二定律都在自己
那部分可观测宇宙中正常运转。
但是,熵反冲宇宙模型不够让我们拍着胸脯宣布,我们解决了本章
开头提出的问题。当然,允许宇宙反冲,宇宙的熵也在反冲点有个最小
值避免了将初始条件和最终条件置于不同境地的哲学困境。但这样做的
代价是一个新的难题:宇宙史的中间为什么熵那么低?
也就是说,关于时间之箭,熵反冲模型本身并没有真正解释任何事
情,反倒是用“中间假说”取代了过去假说。需要的微调还是那么多,我
们仍然要努力解释为什么我们这个共动区域的布局在宇宙反冲点附近的
熵会那么低。这么一看,似乎我们还有一些活儿要干。
婴儿宇宙
我们想试着给早期宇宙的低熵状态提供一个靠得住的动力学解释,
所以我们退几步看看。先把我们对真实宇宙的了解暂时放在一边,回到