时间是否有尽头?宇宙是否会有终点?
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时间是绝对的,时间从无限的过去向无限的将来流逝
如果人们相信宇宙有一个开端,那么很明显的问题是,在开端之前发生了甚么?上帝在创造宇宙之前,他在做甚么?他是在为那些诘问这类问题的人准备地狱吗?德国哲学家伊曼努尔．康德十分关心宇宙有无开端的问题.他觉得,不管宇宙有无开端,都会引起逻辑矛盾或者二律背反.如果宇宙有一个开端,为何在它起始之前要等待无限久.他将此称为正题.另一方面,如果宇宙已经存在无限久,为甚么它要花费无限长的时间才达到现在这个阶段.他把此称为反题.无论正题还是反题,都是基于康德的假设,几乎所有人也是这么办的,那就是,时间是绝对的,也就是说,时间从无限的过去向无限的将来流逝.时间独立于宇宙,在这个背景中,宇宙可以存在,也可以不存在.
直至今天,在许多科学家的心中,仍然保持这样的图景.然而, 1915年爱因斯坦提出他的革命性的广义相对论.在该理论中,空间和时间不再是绝对的,不再是事件的固定背景.相反地,它们是动力量,宇宙中的物质和能量确定其形状.它们只有在宇宙之中才能够定义.这样谈论宇宙开端之前的时间是毫无意义的.这有点儿像去寻找比南极还南的一点没有意义一样.它是没有定义的.
如果宇宙随时间本质上不变,正如20世纪20年代之前一般认为的那样,就没有理由阻止在过去任意早的时刻定义时间.人们总可以将历史往更早的时刻延展,在这个意义上,任何所谓的宇宙开端都是人为的.于是,情形可以是这样,这个宇宙是去年创生的,但是所有记忆和物理证据都显得它要古老得多.这就产生了有关存在意义的高深哲学问题.我将采用所谓的实证主义方法来对付这些问题.在这个方法中,其思想是,我们按照我们构造世界的模型来解释自己感官的输入.人们不能询问这个模型是否代表实在,只能问它能否行得通.首先,如果按照一个简单而优雅的模型可以解释大量的观测；其次,如果这个模型作出可能被观察检验,也可能被证伪的明确预言,这个模型即是一个好模型.
宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一
宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一.它转变了宇宙是否有一个开端的争论.如果星系现在正分开运动,那么,它们在过去一定更加靠近.如果它们过去的速度一直不变,则大约150亿年之前,所有星系应该一个落在另一个上.这个时刻是宇宙的开端吗?
许多科学家仍然不喜欢宇宙具有开端.因为这似乎意味著物理学崩溃了.人们就不得不去求助于外界的作用,为方便起见,可以把它称作上帝,去确定宇宙如何起始.因此他们提出一些理论.在这些理论中,宇宙此刻正在膨胀,但是没有开端.其中之一便是邦迪、高尔德和霍伊尔于1948年提出的稳恒态理论.
在稳恒态理论中,其思想是,随著星系离开,由假设中的在整个空间连续创生的物质形成新的星系.宇宙会永远存在,而且在所有时间中都显得一样.这最后的性质从实证主义的观点来看,作为一个可以用观测来检验的明确预言,具有巨大的优点.在马丁．赖尔领导下的剑桥射电观测天文小组,在20世纪60年代早期对弱射电源进行了调查.这些源在天空分布得相当均匀,表明大部分源位于银河系之外.平均而言,较弱的源离得较远.
宇宙最可能的历史像是泡泡的表面.许多小泡泡出现,然后再消失
詹姆．哈特尔和我发展宇宙自发创生的图景有一点像泡泡在沸腾的水中形成.
其思想是,宇宙最可能的历史像是泡泡的表面.许多小泡泡出现,然后再消失.这些对应于微小的宇宙,它们膨胀,但在仍然处于微观尺度时再次坍缩.它们是另外可能的宇宙,由于不能维持足够长的时间,来不及发展星系和恒星,更不用说智慧生命了,所以我们对它们没有多大兴趣.然而,这些小泡泡中的一些会膨胀到一定的尺度,到那时可以安全地逃避坍缩.它们会继续以不断增大的速率膨胀,形成我们看到的泡泡.它们对应于开始以不断增加的速率膨胀的宇宙.这就是所谓的暴胀,正如每年的价格上涨一样.
通货膨胀的世界纪录应归一战以后的德国.在18月期间价格增大了一千万倍.但是,它和早期宇宙中的暴胀相比实在微不足道.宇宙在比一秒还微小得多的时间里膨胀了十的30次方倍.和通货膨胀不同,早期宇宙的暴胀是非常好的事情.它产生了一个非常巨大的均匀的宇宙,正如我们观察到的.然而,它不是完全均匀的.在对历史求和中,稍微具有无规性的历史和完全均匀和规则历史的概率几乎相同.因此,理论预言早期宇宙很可能是稍微不均匀的.这些无规性在从不同方向来的微波背景强度上引起小的变化.利用MAP(微波各向异性)卫星已经观察到微波背景,发现了和预言完全一致的变化.这样,我们知道自己正在正确的道路上前进.
尽管我们已经取得了一些伟大成功,并非一切都已解决.我们观察到,宇宙的膨胀在长期的变缓之后,再次加速.对此理论还不能理解清楚.缺乏这种理解,对宇宙的未来还无法确定.它会继续地无限地膨胀下去吗?暴胀是一个自然定律吗?或者宇宙最终会再次坍缩吗?新的观测结果,理论的进步正迅速涌来.宇宙学是一个非常激动人心和活跃的学科.我们正接近回答这古老的问题：我们为何在此?我们从何而来?
如果人们相信宇宙有一个开端,那么很明显的问题是,在开端之前发生了甚么?上帝在创造宇宙之前,他在做甚么?他是在为那些诘问这类问题的人准备地狱吗?德国哲学家伊曼努尔．康德十分关心宇宙有无开端的问题.他觉得,不管宇宙有无开端,都会引起逻辑矛盾或者二律背反.如果宇宙有一个开端,为何在它起始之前要等待无限久.他将此称为正题.另一方面,如果宇宙已经存在无限久,为甚么它要花费无限长的时间才达到现在这个阶段.他把此称为反题.无论正题还是反题,都是基于康德的假设,几乎所有人也是这么办的,那就是,时间是绝对的,也就是说,时间从无限的过去向无限的将来流逝.时间独立于宇宙,在这个背景中,宇宙可以存在,也可以不存在.
直至今天,在许多科学家的心中,仍然保持这样的图景.然而, 1915年爱因斯坦提出他的革命性的广义相对论.在该理论中,空间和时间不再是绝对的,不再是事件的固定背景.相反地,它们是动力量,宇宙中的物质和能量确定其形状.它们只有在宇宙之中才能够定义.这样谈论宇宙开端之前的时间是毫无意义的.这有点儿像去寻找比南极还南的一点没有意义一样.它是没有定义的.
如果宇宙随时间本质上不变,正如20世纪20年代之前一般认为的那样,就没有理由阻止在过去任意早的时刻定义时间.人们总可以将历史往更早的时刻延展,在这个意义上,任何所谓的宇宙开端都是人为的.于是,情形可以是这样,这个宇宙是去年创生的,但是所有记忆和物理证据都显得它要古老得多.这就产生了有关存在意义的高深哲学问题.我将采用所谓的实证主义方法来对付这些问题.在这个方法中,其思想是,我们按照我们构造世界的模型来解释自己感官的输入.人们不能询问这个模型是否代表实在,只能问它能否行得通.首先,如果按照一个简单而优雅的模型可以解释大量的观测；其次,如果这个模型作出可能被观察检验,也可能被证伪的明确预言,这个模型即是一个好模型.
宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一
宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一.它转变了宇宙是否有一个开端的争论.如果星系现在正分开运动,那么,它们在过去一定更加靠近.如果它们过去的速度一直不变,则大约150亿年之前,所有星系应该一个落在另一个上.这个时刻是宇宙的开端吗?
许多科学家仍然不喜欢宇宙具有开端.因为这似乎意味著物理学崩溃了.人们就不得不去求助于外界的作用,为方便起见,可以把它称作上帝,去确定宇宙如何起始.因此他们提出一些理论.在这些理论中,宇宙此刻正在膨胀,但是没有开端.其中之一便是邦迪、高尔德和霍伊尔于1948年提出的稳恒态理论.
在稳恒态理论中,其思想是,随著星系离开,由假设中的在整个空间连续创生的物质形成新的星系.宇宙会永远存在,而且在所有时间中都显得一样.这最后的性质从实证主义的观点来看,作为一个可以用观测来检验的明确预言,具有巨大的优点.在马丁．赖尔领导下的剑桥射电观测天文小组,在20世纪60年代早期对弱射电源进行了调查.这些源在天空分布得相当均匀,表明大部分源位于银河系之外.平均而言,较弱的源离得较远.
宇宙最可能的历史像是泡泡的表面.许多小泡泡出现,然后再消失
詹姆．哈特尔和我发展宇宙自发创生的图景有一点像泡泡在沸腾的水中形成.
其思想是,宇宙最可能的历史像是泡泡的表面.许多小泡泡出现,然后再消失.这些对应于微小的宇宙,它们膨胀,但在仍然处于微观尺度时再次坍缩.它们是另外可能的宇宙,由于不能维持足够长的时间,来不及发展星系和恒星,更不用说智慧生命了,所以我们对它们没有多大兴趣.然而,这些小泡泡中的一些会膨胀到一定的尺度,到那时可以安全地逃避坍缩.它们会继续以不断增大的速率膨胀,形成我们看到的泡泡.它们对应于开始以不断增加的速率膨胀的宇宙.这就是所谓的暴胀,正如每年的价格上涨一样.
通货膨胀的世界纪录应归一战以后的德国.在18月期间价格增大了一千万倍.但是,它和早期宇宙中的暴胀相比实在微不足道.宇宙在比一秒还微小得多的时间里膨胀了十的30次方倍.和通货膨胀不同,早期宇宙的暴胀是非常好的事情.它产生了一个非常巨大的均匀的宇宙,正如我们观察到的.然而,它不是完全均匀的.在对历史求和中,稍微具有无规性的历史和完全均匀和规则历史的概率几乎相同.因此,理论预言早期宇宙很可能是稍微不均匀的.这些无规性在从不同方向来的微波背景强度上引起小的变化.利用MAP(微波各向异性)卫星已经观察到微波背景,发现了和预言完全一致的变化.这样,我们知道自己正在正确的道路上前进.
尽管我们已经取得了一些伟大成功,并非一切都已解决.我们观察到,宇宙的膨胀在长期的变缓之后,再次加速.对此理论还不能理解清楚.缺乏这种理解,对宇宙的未来还无法确定.它会继续地无限地膨胀下去吗?暴胀是一个自然定律吗?或者宇宙最终会再次坍缩吗?新的观测结果,理论的进步正迅速涌来.宇宙学是一个非常激动人心和活跃的学科.我们正接近回答这古老的问题：我们为何在此?我们从何而来?
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