有限無邊宇宙的未來
一、希臘哲學對宇宙的說法
在古希臘哲學家柏拉圖(Plato，公元前428/427-348/347年)在他的《Timaeus》提出了一個自然哲學與宇宙的模型，他設想宇宙是工匠神德米奧吉(Demiurge)的製作品，德米奧吉將「智能」放入「魂」
(soul)中，然後把「魂」放入一個原始物質的球體中，祂製造了「火」、「土」、「空氣」、「水」為四種基本元素，「火」是四面體(三角錐體tetrahedron)，「土」是立方體(cube，正方體)，「氣」是八面體(octahedron)，「水」是二十面體(icosahedron)，以這四元素來塑造物質，然後把「宇宙」做成十二面體(dodecahedron，圓球形)，接下來祂在宇宙生物創造了四種生物，在天界的諸神(希臘諸神)、在大氣中的鳥類、在水中的水族、以及在地上步行動物。[1] (圖1和圖2) 我們從柏拉圖描述的「土」元素是立方體，而宇宙是正十二面體 (圓球形)
來看，這似乎是「天圓地方」說的遺緒，宇宙有具體的形狀也暗示著有限宇宙論的看法。
二、希伯來聖經對宇宙的說法
猶大國的先知以賽亞(Isaiah，公元前741-前680年)是約阿施(Joash)王的孫子，烏西雅(Uzziah)王的表兄弟，他擔任猶大國四任國王的先知，這四個國王分別為烏西雅、約坦(Jotham)、亞哈斯(Ahaz)、希西家(Hezekiah)、瑪拿西(Manasseh)。在希西家當政期間(公元前715-前642年)在先知以賽亞的輔佐下，打敗了非利士人和亞述的攻擊。他如此稱呼形容上帝：「誰做成這事，從起初宣召歷代呢？就是我－耶和華！我是首先的(Rishon)，也與末後的(Acharonim)同在。」(《以賽亞書》41章4節)；「耶和華－以色列的君王，以色列的救贖主－萬軍之耶和華如此說：「我是首先的(Rishon)，也是末後的(Acharon)；除我以外再沒有上帝。」(《以賽亞書》44章6節)；「雅各－我所選召的以色列啊，當聽從我：我是耶和華，我是首先的(Rishon)，也是末後的(Acharon)。」(《以賽亞書》48章12節)。以賽亞在《以賽亞書》中他使用了「首先的」(Rishon)、「末後的」(Acharon)作為上帝的自稱。
《以賽亞書》提到了「新天新地」：「看哪，我造新天新地！從前的事不再被記念，也不被人放在心上；當因我所造的歡喜快樂，直到永遠；看哪，因為我造耶路撒冷為人所喜，造其中的居民為人所樂。我必因耶路撒冷歡喜，因我的百姓快樂，那裏不再聽見哭泣和哀號的聲音。那裏沒有數日夭折的嬰孩，也沒有壽數不滿的老人；因為百歲死的仍算孩童，未達百歲而亡的算是被詛咒的。他們建造房屋，居住其中，栽葡萄園，吃園中的果子；並非造了給別人居住，也非栽種給別人享用；因為我百姓的日子必長久如樹木，我的選民必享受親手勞碌得來的。他們必不徒然勞碌，所生產的，也不遭災害，因為他們和他們的子孫都是蒙耶和華賜福的後裔。他們尚未求告，我就應允；正說話的時候，我就垂聽。野狼必與羔羊同食，獅子必吃草，與牛一樣，蛇必以塵土為食物；在我聖山的遍處，牠們都不傷人，也不害物；這是耶和華說的。」(《以賽亞書》65章17-25節; 圖3)
公元前609-前606/605年，猶大國淪為埃及的籓屬國，公元前606/605-前586年，猶大國又淪為巴比倫的籓屬國，公元前586-前539年淪為巴比倫的一省，後來巴比倫被波斯所滅，猶大又成為波斯的一省(公元前539-前336年)，公元前538年，波斯王居魯士二世下令讓猶太人歸回耶路撒冷，由所羅巴伯(Zerubbabel)帶領第一批猶太人歸回、重建聖殿，第二批的猶太人由猶太大祭司以斯拉(Ezra，公元前480-前440年)帶領歸回，公元前467年時以斯拉將《希伯來聖經》中除了《瑪拉基書》以外的書卷集結成書[2]。第三批猶太人由尼希米(Nehimah，公元前444-前423年)領導歸回。《詩篇》102篇就是由以斯拉和尼希米所編寫的：「你起初立了地的根基，天也是你手所造的。天地都會消滅，你卻長存；天地都會像外衣漸漸舊了。你要將天地如內衣更換，天地就都改變了。惟有你永不改變，你的年數沒有窮盡。」(《詩篇》102篇25-27節 ) ，我們可以看出《希伯來聖經》編輯完成以前，猶太人的認識就是有始有終的宇宙與「新天新地」。
三、《新約聖經》的說法
《啟示錄》是耶穌的使徒約翰在羅馬皇帝圖密善 (Domitianus；或譯：多米田，在位期間公元81-96年)所寫。[3] 這個書卷被歸類為啟示文學，是從父神、耶穌、聖靈、天使傳給約翰，是公元96年所寫的。想必他應該也看過《以賽亞書》，他也稱上帝為「首先的」(希臘文ho arche)、「末後的」(ho
telos)，他更使用了希臘文第一個字母A(alpha)與最後一個字母ω(omega)來形容上帝。「主上帝說：『我是阿拉法(to Alpha)，我是俄梅戛(to Omega) ，是今在(ho On)、昔在(ho En)、以後永在(ho Erchomenos)的全能者(ho Pantocrator)。』」(《啟示錄》1章8節)；「成了！我是阿拉法(to Alpha)，我是俄梅戛(to Omega)；我是開始(he Arche)，我是終結(to Telos)。我要把生命的泉水白白賜給那口渴的人喝。得勝的要承受這些為業；我要作他的上帝，他要作我的兒子。」(《啟示錄》21章6-7節)；「看哪，我必快來！賞罰在我，要照每個人所行的報應他。我是阿拉法(to Alpha)，我是俄梅戛(to Omega)；我是首先的(ho protos)，我是末後的(ho eschatos)；我是開始(Arche)，我是終結(Telos)。」(《啟示錄》22章12-13節)。
《啟示錄》在一次描述了《以賽亞書》所提到的「新天新地」：「我又看見一個新天新地，因為先前的天和先前的地已經過去了，海也不再有了。我又看見聖城，新耶路撒冷由上帝那裏，從天而降，預備好了，就如新娘打扮整齊，等候丈夫。我聽見有大聲音從寶座出來，說：『看哪，上帝的帳幕在人間！他要和他們同住，他們要作他的子民。上帝要親自與他們同在。上帝要擦去他們一切的眼淚；不再有死亡，也不再有悲哀、哭號、痛苦，因為先前的事都過去了。」那位坐在寶座上的說：『看哪，我把一切都更新了！』」(《啟示錄》21章1-5節) 這裡預言有一天宇宙將要被毀滅，上帝將進行第二次的創造，讓聖民迎接一個「新天新地」的未來。
四、尼可拉的說法
尼可拉．馬勒布朗雪(Nicolas Malebranche，公元1638-1715年; 圖4)神父採信了《以賽亞書》和《啟示錄》中所說上帝是「首先的」又是「末後的」的說法，這個「首先的」和「末後的」的說法非得要與「宇宙」的概念相互聯繫方能被理解，關於空間，尼可拉似乎是將基督教聖經中上帝的「首先的」、「末後的」對應到宇宙的「時間」，而將這個時間上的「首先的」和「末後的」與空間上的「宇宙的中心」和「宇宙的周界」相互對應：「世界的中心同樣也不在地球內部；因為地球與任何其他天球都沒有中心；博愛的上帝是世界的中心，祂是地球與一切天球的中心，是世界上一切事物的中心，祂同時也是一切的無限周界。」他說宇宙時說：「世界的中心(centrum)和其周界(circumference)相同。它不是物理的中心，而是不屬於世界的形上學中心。這個同於周界的中心，也就是開端和終結、基礎和極限、『包含』世界的『場所』，其實就是絕對的存有者。」他說上帝「既是宇宙的中心(centrum)又是其周界」。
尼可拉提出了大膽的「不受限定宇宙」(indefinite universe)，他認為：「宇宙不是有限，也不是無限(infinitum)，因為宇宙是上帝的創造物，只有上帝才能是無限的」。他只把「無限」這個詞用在上帝身上，上帝是無限的，世界只是「不受限定的」(indetermined)。[4] 世界沒有周界就意味著它是「無邊界的(boundless)」，同時構成世界的成分也是無法終結的(terminated)，但它又不能是無限的，所以世界只能被視為「不受限定的(indetermined)」。照這樣的主張我們也可以稱之為宇宙的「有限無邊論(finite and boundless
universe)」。[5]
在《基督徒的沉思》(Christian Meditations)中，尼可拉神父區分了兩種展延，一種是理智的，另一則是物質的，他安排了基督本人為對話者；根據他，他稱幾何學家的空間為「理智的展延」(intelligible extension)—「是永恆、巨大、必然的。它就是神的廣大無邊，能被有形的造物無限地分享，是一個巨大之物的呈現；簡而言之，它是可能世界的可理解的觀念。它是當你思考無限的時候，你的心智所觀照的對象。正式透過可理解的展延，你才知道了可感世界。」「另一種展延則是被創造的；正是有了這種物質，世界才得以建立….這個世界有始有終，它不可避免有些侷限性..….。可理解的展延以永恆的、必然的和無限的方式向你顯現；相信你所看到的，但切莫相信世界是有恆的，或者組成世界的物質是永恆、必然的、永恆的。不要把只適於歸給造物主的屬性，歸給受造物，不要混淆了我(基督)的實體和我的工作，前者是上帝因其存有的必然性而形成的；後者是我和聖父、聖靈以其自由的操作而創造的。」[6]
五、科學的研究
1. 愛因斯坦設想宇宙是有限無邊的，他又設想宇宙是靜態的，加上對稱性的限制(要求三維空間均勻個同向性)，要維持靜態宇宙必須吸引效應和排斥效應相互平衡才行，於是他用廣義相對論場方程式，計算出一個靜態的、均勻各向同性的、有限無邊的宇宙。
2. 俄國的科學家佛利德曼(Jerome Friedman，公元1888-1925年)應用不加排斥項的愛因斯坦方程式，得到一個非靜態的宇宙，這個宇宙模型分三種狀況: 第一種狀況，三維空間的曲率是負的，這是一個馬鞍形表面，開放的宇宙(open universe) 、無限無邊的(infinite boundless)宇宙，第二種狀況，三維空間的曲率是0，這是一個平坦的宇宙(flat universe)，無限無邊(infinite boundless)的宇宙，也就是三維空間是平直的，前兩種狀況，宇宙是膨脹的。第三種狀況，三維空間的曲率是正的，球面，封閉的宇宙(closed universe)，時空一個有限無邊的(finite and boundless)、脈動的宇宙。宇宙先膨脹，達到極大值之後再收縮，再膨脹……脈動的宇宙(圖5; 圖6)。
3. 美國人Smoot和Davidson在他們所撰寫的《Wrinkles in time》一書中說：「如果宇宙中物質的密度剛好或落在毀滅和持續膨脹之間的平衡點上的話，那麼哈伯膨脹的現象就會慢下來，甚或逐漸趨於停止而永遠不會反轉過來變成收縮。這種圓滿的狀態叫做臨界密度(critical density)，科學家估計臨界密度約等於每立方公分的空間中就有5×10-30分之一公克的物質。宇宙中的質量的真正密度對臨界密度的比以希臘字母的最後一個Ω(omega)來代表。如果omega小於一就表示宇宙是開的(大寒)，如果omega大於一就表示宇宙是閉的(大碎裂)。如果omega正好是一的話宇宙就是平直的。」[7] 從這個敘述我們可以得知他將「開放宇宙」的命運歸向於「大寒」(big freeze，或譯為「大凍結」)，也就是所謂的「熱寂」(heat death)，而「封閉宇宙」(closed universe)的命運則歸向於「大碎裂」(big rip)。
4. 美國宇宙學家L. M. Krauss在他所撰寫的《A universe from nothing》一書中說：「廣義相對論告訴我們：主導『封閉宇宙』(closed universe)能量密度的因素是恆星和星系等物質，以及為數更多的『暗物質』(dark matter)，這類物質終有一天必然再次塌縮，那種歷程就像逆向的大霹靂，你也可以稱之為『大崩墜』(big crunch)。開放宇宙(open universe)會繼續以有限速度繼續永遠膨脹下去。平坦宇宙(flat universe)則恰好位於分界線上，膨脹會逐漸減緩，卻永遠不會真正停止。」[8] 這裡只有提到「封閉宇宙」的終極命運指向於大崩墜(big crunch)。
5. 然而日本人高雄柳一說：「但如果是平坦的話，或許遙遠的未來，宇宙將變成「熱寂」(heat death)的狀態，所謂熱寂是指宇宙的「熵」(entropy)達到最大值後所有物質將化為次原子分散各處，所有場所的溫度將達到一致，進入無變化的狀態。」[9] 這裡說平坦的宇宙趨向於「熱寂」。
綜合上述學者們的意見，我們可以歸納出宇宙的終極命運，端賴於宇宙的形狀和類型，「開放宇宙」趨向於「熱寂」或稱「大凍結」，「平坦宇宙」趨向於「熱寂」，封閉宇宙則趨向於「大坍縮」(表1)。
表1: 宇宙的可能類型、形狀和其命運
宇宙的類型
|
空間曲率
|
omega
|
宇宙形狀
|
宇宙尺度
|
宇宙時空
|
宇宙命運
|
開放的(open universe)
|
負的(<0)
|
小於一(<1)
|
馬鞍形
|
無限無邊
|
有始無終
|
熱寂(heat death)或稱大凍結(big freeze)
|
平坦的(flat universe)
|
零(=0)
|
等於一(=1)
|
平坦的
|
無限無邊
|
無始無終
|
熱寂(Heat death)
|
封閉的(closed universe)
|
正的(>0)
|
大於一(>1)
|
球面的
|
有限無邊
|
有始有終
|
大碎裂(big rip)或大坍縮(big crunch)，循環宇宙論
|
3. 然而，依據2003年10月出版的《自然》(Nature) 期刊報導，美國紐約數學家傑佛瑞．威克斯(Jeffrey Weeks)領導的科學研究團隊對威爾金生微波各向異性探測器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe，WMAP)衛星觀測140億年前宇宙大爆炸後所遺留下來的宇宙微波輻射進行研究，從微波標度在極限範圍內的溫度變化，推翻了宇宙是平坦、無限大的舊觀點，認為宇宙可能是足球狀，且可能是有限大的。在宇宙38萬歲時，宇宙空間充滿了大爆炸(Big bang)所產生的輻射(宇宙微波)。當時宇宙微波環境中存在著起伏的波動， 就像是大海中的波浪，這些波浪是早期宇宙中小結塊的殘留物，讓宇宙出現了恒星和星系。 但是資料也顯示，整個宇宙的大尺度波動比在一個無限宇宙中應出現的波動弱了許多。按照他們提出的數學模型，宇宙是一個12面體，外表是由12個五邊形的曲面構成，就像是足球的球面一般。[10](圖7)
六、聖經的預言以及科學研究的共同結論
在量子力學的理論，認為時間可以被空間改變[11]。換言之，空間和時間是相關係的。如果宇宙是封閉的宇宙(closed universe)。這意味著我們的世界是一個「有限無邊的宇宙」（finite and boundless universe），有一個循環型宇宙的命運。...
中國作家鄭文光曾經在他寫的《中國天文學源流》一書中說：「要是認為，整個宇宙是從一個『原始原子』或『奇點』經歷一場大爆炸而迅速膨脹開來的，那麼宇宙必然是有限的；它既有空間上的疆界，又有時間上的起點。無論提出這個理論的科學家主觀上願意不願意，它實質上總是要回到《舊約，創世紀》去。」[12]發出重要的聲明：「在人類歷史的早期，宇宙無限和宇宙有限早已是一對尖銳的矛盾。宇宙有限總是導致承認宇宙之外是超自然的神仙佛祖藏身之所；而宇宙無限論則是物質第一性基本概念的外延。」[13] 他說「神仙佛祖」固然忽略了佛教的教義主張宇宙無限論，但卻指出了一個有限的宇宙必然導向有神論。
「封閉宇宙」論指向這世界上有一個造物主上帝，宇宙終有一天會毀滅．．．一個無邊的宇宙必然導向一個「新天新地」的未來！
在《新約聖經》：「親愛的，有一件事你們不可忘記，就是：主看一日如千年，千年如一日。主沒有遲延他的應許，就如有人以為他是遲延，其實他是寬容你們，不願一人沉淪，而是人人都來悔改。但主的日子要像賊一樣來到；那日，天必在轟然一聲中消失，天體都要被烈火熔化，地和地上的萬物都要燒盡。既然這一切都要如此消失，你們處世為人必須聖潔敬虔，等候並催促神的日子來到。因為在那日，天要被火燒而消滅，天體都要被烈火熔化。但照他的應許，我們等候新天新地，其中有正義常住。」(《彼得後書》3章8-13節) 這一段經文提示了一個宇宙大坍縮(big crunch)的未來，上帝似乎不太需要額外創造一個地獄? 一個毀滅的宇宙已經具有地獄的景象了！
[7] [美] Smoot, G.、K. Davidson著作：Wrinkles in time，石廉者 翻譯：《時間皺紋》(台北市：時報文化出版企業有限公司，1995年4月出版)，第160-163頁。
[10]
Luminet,
J.-P., Weeks, J. R., Riazuelo, A., Lehoucq, R. and Uzan, J. P. 2003. Dodecahedral space topology as an
explanation for weak wide-angle temperature correlations in the cosmic
microwave background. Nature. 425(6958): 593‐595. doi:10.1038/nature01944
[11] [美] Ariel A. Roth著：Origins: Linking Science
and Scripture，鄧婷、郭慧、毛文傑編譯：《起源，宇宙究竟是誰的創造?》(台北市：時兆出版社，2014年8月出版)，第294頁。
 | ||
圖1: 柏拉圖的五種多面體 (取自網路https://images.app.goo.gl/QmdqTpSLka7955S26)
|
 |
| 圖3: 《以賽亞書》記載的新天新地景象中野狼和獅子都吃草(取自網路https://www.biblepoint.net/isa.htm) |
 | |
| 圖4: 尼可拉的肖像(取自網路Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=302567) |
 |
| 圖5: 宇宙的三種可能的形狀 (取自網路https://phys.org/news/2015-05-universe.html) |
 |
| 圖6: 三種形狀的宇宙可能的最終命運(取自網路 https://wmap.gsfc.nasa.gov/media/990350/990350b.jpg) |
 |
| 圖7: 2003年10月9日的Nature期刊封面(上)及類12面體的宇宙形狀(下) |