Astronomy 版 (精华区)

　　这篇讲演的主题是宇宙的未来，或者不如说，科学家认为将来是什么样子的。
预言将来当然是非常困难的。我曾经起过一个念头，要写一本题为《昨天之明天：
未来历史》的书。它会是一部对未来预言的历史，几乎所有这些预言都是大错特错
的。但是尽管这些失败，科学家仍然认为他们能预言未来。

　　在非常早的时代，预言未来是先知或者女巫的职责。这些通常是被毒药或火山
隙溢出的气体弄得精神恍惚的女人。周围人牧师把她们的咒语翻译出来。而真正的
技巧在于解释。古希腊的德勒菲的著名巫师以模棱两可而臭名昭著。当这些斯巴达
人问道，在波斯人攻击希腊时会发生什么，这巫师回答道：要么斯巴达会被消灭，
要么其国王会被杀害。我想这些牧师盘算，如果这引些最终都没有发生，则斯巴达
就会对阿波罗太阳神如此之感恩戴德，以至忽视其巫师错预言的这个事实。事实上
，国王在捍卫特莫皮拉隘道的一次拯救斯巴达并最终击败波斯人的行动中丧生了。


　　另一次事件，利迪亚的国王克罗修斯，这位世界上最富裕的人有一次问道：如
果他侵略波斯的话会发生什么。其回答是：一个伟大的国王将会崩溃。克罗修斯以
为这是指波斯帝国，殊不知正是他自己的王国要陷落，而他自己的下场是活活地在
柴堆上受火刑。

　　近代的末日预言者为了避免尴尬，不为世界的末日设定日期。这些日期使股票
市场下泻。虽然它使我百里不解，为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱，假定
你在世界末日什么也带不走的话。

　　迄今为止，所有为世界末日设定的日期都无声无息地过去了。但是这些预言家
经常为他们显然的失败找借口解释。例如，第七日回归的创建者威廉·米勒预言，
耶稣的第二次到来会在1843年3月21日至1844年10月22日。当这个日期通过又没有
发生什么事后，又提出了一种新的解释。据说，1844年是第二次回归的开始，但是
数出获救者名单。只有数完了名单，审判日才降临到那些不列在名单上的人。幸运
的是，数人名看来要花很长的时间。

　　当然，科学预言也许并不比那些巫师或预言家的更可靠些。人们只要想到天气
预报就可以了。但是在某些情形下，我们认为可以做可靠的预言。宇宙在非常大的
尺度下的未来，便是其中一个例子。

　　我们在过去的三百年间发现了制约在所有正常情况下物体的科学定律。我们仍
然不知道制约在极端条件下物体的精确的定律。那些定律在理解宇宙如何启始方面
很重要，但是它不影响宇宙的未来演化，除非直到宇宙坍缩成一种高密度的状态。
事实上，我们必须花费大量金钱建造巨大粒子加速器去检验这些高能定律，便是这
些定律对现在宇宙影响是多么微不足道的一个标志。

　　即便我们知道了制约的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来。
这是因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质。这表明方程可能是不稳定的
：在某一时刻对系统作非常微小的改变，系统的未来行为很快变得完全不同。例如
，如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的数字。你在实际上不
可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。

　　在不稳定或混沌的系统中，一般地存在一个时间尺度，初始状态下的小改变在
这个时间尺度将增长到两倍。在地球大的情形下，这个时间尺度是五于的数量极，
大约为空气绕地球吹一圈的时间。人们可以在五天之内作相当准确的天气预报，但
是要做更长远得多的天气预报，就既需要大气现状的准确知识，又需要一种不可逾
越的复杂计算。我们除了给出平均值以外，没有办法对六个月以后作具体的天气预
报。

　　我们还知道制约化学和生物的基本定律，这样在原则上，我们应能确定大脑如
何工作。但是制约大脑的方程几乎肯定具有混沌行为，初始态的非常小的改变会导
致非常不同的结果。这样，尽管我们知道制约人类行为的方程，但在实际上我们不
能预言它。科学不能预言人类社会的未来或者甚至它有没有未来。其危险在于，我
们毁坏或消灭环境的能力的增长比利用这种能力的智慧的增长快得太多了。

　　宇宙的其他地方对于地球上发生的任何事物根本不在乎。绕着太阳公转的行星
的运动似乎最终会变成混沌，尽管其时间尺度很长。这表明随着时间的流逝，任何
预言的误差将越来越大。在一段时间之后，就不可能预言运动的细节。我们相当地
肯定。地球相当长的时间内不会和金星相撞。但是我们不能肯定，在轨道上的微小
扰动会不会积累起来，引起在十几亿年后发生这种碰撞。太阳和其他恒星绕着银河
系的运动，以及银河系绕着其局部星系团的运动也是混沌的。我们观测到，其他星
系正离开我们运动而去，而且它们离开我们越远，就离开得越快。这意味着我们周
围的宇宙正在膨胀：不同星系间的距离随时间而增加。

　　我们观察到的从外空间来的微波辐射背景给出这种膨胀是平滑而非混沌的证据
。你只要把代的电视调到一个空的频道就能实际观测到这个辐射。你在屏幕上看到
的斑点的小部分是由太阳系外的微波引起的。这就是从微波炉得到的同类的辐射，
但是要更微弱得多。它只能把食物加热到绝对温度的2.7度，所以不能用来温热你
的外卖皮萨。人们认为这种辐射是热的早期宇宙的残余。但是它最使人印象深刻的
是，从任何方向来的辐射量几乎完全相同。宇宙背景探索者卫星已经非常精确地测
量了这种辐射。从这些观测绘出的天空图可以显示辐射的不同温度。在不同方向上
这些温度不同，但是差别非常微小，只有十万分之一。因为宇宙不是完全光滑的，
存在诸如恒星、星系和星系团的局部无限性，所以从不同方向来的微波必须有些不
同。但是，要和我们观测到的局部无发规性相协调，微波背景的变化不可能再小了
。微波背景在所有方向上能够相等到100000分之99999。