宇宙大历史(精)

序 章 站在一堆冰冷的灰烬之上，我们注视着夕阳的余晖逐渐褪去，尝试在脑海中搜寻宇宙诞生时万丈光芒的景象。 加斯纳：亲爱的读者朋友们，你们是否从勒梅特的话中感受到了那份强烈的渴望？正是这份渴望激发了一代又一代人，在天文学和宇宙学中不断钻研。这一切都为了一个*初的愿望：探索我们生活的这个世界。 莱施：没错。一切只为了一个问题：万物是从哪儿来的。针对这一问题，要探究和解释的东西可就多了。*重要的一点在于，我们来到这个世界上，而这个世界是业已存在的。不少人在童年时代就开始探索这个世界。 加斯纳：以大爆炸为首要前提而诞生的宇宙，在经过数十亿年的变化后，从没有生命的微观物质，逐渐演化成充满活力的有机体，这对于善于思考的人类来说绝对是一个令人惊叹的大谜题。 莱施：这就很好地解释了，为什么从远古到古希腊罗马时期，人类要借助诸神及神话来解释宇宙的存在与运作。在那个时候，想对这个复杂世界的方方面面做出解释，需要强烈的意志，并借助一些超越人类的力量。世界何以从无到有、从一片混沌到井然有序，这在过去相当长的时间内，并且至今都是我们没能完全理解透彻的。不善思考的人满足于早期诸神及神话对宇宙的解释，而对于那些具有探究精神的人而言，永恒的宇宙激发了他们进一步探索的欲望。 加斯纳：考古学家发现的内布拉星象盘就是人类早期探索宇宙的证明之一，由我们的祖先在大约公元前2100年至公元前1700年间制作而成，展示了当时人类对宇宙的理解。这个星象盘于1999年在德国萨克森-安哈尔特州（Sachsen-Anhalt）的内布拉市（Nerbra）的一个石室中被发现，此后人们对它做了各种各样的解读。 莱施：自古以来，人类一直渴望着探索宇宙。而在4000年以前，人们还要面临许多不同的问题。 加斯纳：古罗马哲学家塞内加（Seneca）曾说过：“如果地球上只有一个地方能看到星星，那么人们会不遗余力地前往，只为了能够在那儿看到星星。” 从惊奇诧异到真正理解往往只一步之遥。直到近代，伴随着自然科学的发展及经验的不断积累，人类才开始逐渐对宇宙有了真正的了解。而从那个时候开始，人类对宇宙的探索步伐就再也没有停下，对宇宙的认识也越来越清晰。那些认为宇宙是永恒不变的想法也就不复存在了。 莱施：发展到20世纪20年代，对宇宙的观察越来越多，有学者开始提出宇宙膨胀的观点，向之前的永恒宇宙学说发起了挑战。宇宙膨胀的新观点在当时受到科学界不少举足轻重人物的质疑，如弗雷德·霍伊尔、马克斯·玻恩、罗伯特·密立根、路易·德布罗意、瓦尔特·能斯特、埃尔温·弗罗因德利希及弗里茨·兹威基。这些质疑宇宙膨胀观点的学者认为，太阳系年龄已经被证实了，而宇宙年龄按照当时的理论推算要比太阳系更小才对。也有越来越多的人对宇宙学中的时空辩证关系表现出了极大兴趣。 加斯纳：随着时间推移，对宇宙大爆炸的讨论逐渐蔓延至科学家以外的人群。罗马教皇庇护十二世也提出了他对宇宙大爆炸的看法。 莱施：幸好我们的测距技术随着时间发展不断得到改善，对宇宙年龄的测算也因此变得越来越精准。射电天文学的不断发展则直接向我们证明了：如今的星系较之前是在不断膨胀的。 加斯纳：弗雷德·霍伊尔爵士是稳恒态宇宙理论的重要代表之一，他在一次广播节目中很偶然地提出“Big??Bang”，也就是“大爆炸理论”，目的是为了和这一观点划清界限，却反而因此成为大爆炸理论的命名者。如今宇宙大爆炸模型已被世人普遍接受，成为宇宙学广为认可的标准模型。 莱施：这不得不说是一个典型的流派事件。要知道，大爆炸模型在当时还存在很大争议。而你提到的这位霍伊尔爵士可是花了数十年的时间与之对抗。 加斯纳：弗雷德·霍伊尔和他的同人们对大爆炸理论所持的保守态度在当时是完全可以理解的。一个不断膨胀的宇宙，就是昨天比今天小，也比今天热，而在上周还要更小更热。顺着这个思路往回追溯的话，宇宙的温度和密度的数值都在不断增大。而人类必然诞生在一场难以想象的、极其炎热且密度极高的宇宙大爆炸中，人类的历史就此展开。这势必引出一长串影响深远的问题。 莱施：我现在已经能猜到读者们在想什么了。人类势必会提出这个问题。如果我现在宣称：宇宙大爆炸是存在的！那么读者朋友们肯定会立刻提出一个*重要的疑问：“在宇宙大爆炸之前，到底发生了什么？”你们说我猜得对不对？ 加斯纳：这样就无穷无尽了，棘手的问题接踵而来：一个东西怎么可能做到从无到有的呢？更何况是我们如今观察到的浩瀚宇宙呢！那些必要的能量从何而来？宇宙会无休止地扩张吗，还是会在某个瞬间坍缩？*后还有很重要的一点，原子是怎么做到将自己组合成一个个有机生物的？ 莱施：问题一个接着一个，一位理论天体物理学家在与亲朋好友聚会时很可能会被团团围住，连小酌一口红酒的机会都没有。所以我们需要寻找一个回答——一个通俗易懂的、不需要专业背景知识也能理解、普通人就能轻松掌握的答案。 加斯纳：但拜托你在简化答案的同时，也要确保内容的准确性啊。 莱施：放心吧，通俗易懂和内容准确是不冲突的。这对专家学者来说也是一个学习过程。简单而又生动直观地解释复杂问题，为我提供了一个不同的理解事物的方式。 加斯纳：在我们开始向大家讲述*新的宇宙模型之前，我们还要回答一个更高级的问题：我们又是怎么知道这些知识的呢？我们如何对热门的宇宙大爆炸这么了解？毕竟发生大爆炸的时候可是没有任何人在场的。为此我们得先回到20世纪，那儿是一切的开始。 莱施：就在宇宙学的黄金20年代，一个拳击手或者律师都有可能随时成为自然法则的捍卫者。