Astronomy 版 (精华区)

　　宇宙起源的问题有点像这个古老的问题：是先有鸡呢，还是先有蛋。换句话说
，就是何物创生宇宙，又是何物创生该物呢？也许宇宙，或者创生它的东西已经存
在了无限久的时间，并不需要被创生。直到不久之前，科学家们还一直试图回避这
样的问题，觉得它们与其说是属于科学，不如说是属于形而上学或宗教的问题，然
而，人们在过去几年发现，科学定律甚至在宇宙的开端也是成立的。在那种情形下
，宇宙可以是自足的，并由科学定律所完全确定。

　　关于宇宙是否并如何启始的争论贯穿了整个记载的历史。基本上存在两个思想
学派。许多早期的传统，以及犹太教、基督教和伊斯兰教认为宇宙是相当近的过去
创生的。（十七世纪时邬谢尔主教算出宇宙诞生的日期是公元前4004年，这个数目
是由把在旧约圣经中人物的年龄加起来而得到的。）承认人类在文化和技术上的明
显进化，是近代出现的支持上述思想的一个事实。我们记得那种业绩的首创者或者
这种技术的发展者。可以如此这般地进行论证，即我们不可能存在了那许久；因为
否则的话，我们应比目前更加先进才对。事实上，圣经的创世日期和上次冰河期结
束相差不多，而这似乎正是现代人类首次出现的时候。

　　另一方面，还有诸如希腊哲学家亚里斯多德的一些人，他们不喜欢宇宙有个开
端的思想。他们觉得这意味着神意的干涉。他们宁愿相信宇宙已经存在了并将继续
存在无限久。某种不朽的东西比某种必须被创生的东西更加完美。他们对上述有关
人类进步的诘难的回答是：周期性洪水或者其他自然灾难重复地使人类回到起始状
态。

　　两种学派都认为，宇宙在根本上随时间不变。它要么以现在形式创生，要么以
今天的样子维持了无限久。这是一种自然的信念，由于人类生命──整个有记载的
历史是如此之短暂，宇宙在此期间从未显著地改变过。在一个稳定不变的宇宙的框
架中，它是否已经存在了无限久或者是在有限久的过去诞生的问题，实在是一种形
而上学或宗教的问题：任何一种理论都对此作解释。1781年哲学家伊曼努尔·康德
写了一部里程碑式的，也是非常模糊的著作《纯粹理性批判》。他在这部著作中得
出结论，存在同样有效的论证分别用以支持宇宙有一个开端或者宇宙没有开端的信
仰。正如他的书名所提示的，他是简单地基于推理得出结论，换句话说，就是根本
不管宇宙的观测。毕竟也是，在一个不变的宇宙中，有什么可供观测的呢？

　　然而在十九世纪，证据开始逐渐积累起来，它表明地球戏及宇宙拭其他部分事
实上是随时间而变化的。地学家们意识到岩石以及其中的化石的形成需要花费几亿
甚至几十亿年的时间。这比创生论者计算的地球年龄长得太多了。由德国物理学家
路德维希·破尔兹曼提出的所谓热力学第二定律还提供了进一步的证据，宇宙中的
无序度的总量（它是由称为熵的量所测量的）总是随时间而增加，正如有关人类进
步的论证，它暗示只能运行了有限的时间，否则的话，它现在应已退化到一种完全
无序的状态，在这种状态下万物都牌相同的温度下。

　　稳恒宇宙思想所遭遇到的另外困难是，根据牛顿的引力定律，宇宙中的每一颗
恒星必须相互吸引。如果是这样的话，它们怎么能维持相互间恒定距离，并且静止
地停在那里呢？

　　牛顿晓得这个问题。在一封致当时一位主要哲学家里查德·本特里的信中，他
同意这样的观点，即有限的一群恒星不可能静止不动，它们全部会落某个中心点。
然而，他论断道，一个无限的恒星集合不会落到一起，由于不存在任何可供它们落
去的中心点。这种论证是人们在谈论无限系统时会遭遇到的陷阱的一个例子。用不
同的方法将从宇宙的其余的无限数目的恒星作用到每颗恒星的力加起来，会对恒星
是否维持恒常距离给出不同的答案。我们现在知道，其正确的步骤是考虑恒星的有
限区域，然后加上在该区域之外大致均匀分布的更多恒星。恒星的有限区域会落到
一起，而按照牛顿定律，在该区域外加上更多的恒星不能阻止其坍缩。这样，一个
恒星的无限集合不能处于静止不动的状态。如果它们在某一时刻不在作相对运动，
它们之间的吸引力会引起它们开始朝相互方向落去。另一种情形是，它们可能正在
相互离开，而引力使这种退行速度降低。

　　尽管恒定不变的宇宙的观念具有这些困难，十七、十八、十九甚至至二十世纪
初斯都没有人提出过，宇宙也许是随时间演化的，不管是牛顿还是爱因期坦都失去
了预言宇宙不是在收缩便是在膨胀的机会。因为牛顿生活在观测发现宇宙膨胀以前
的二百五十年，所以人们实在不能责备他。但是爱因斯坦应该知道得更好。他在
1915年提出的广义相对论预言正在膨胀。但是他对稳恒宇宙是如此之执迷不悟，以
至于要在理论中加上一个使之和牛顿理论相调和并用于抗衡引力的因素。

　　1929年埃德温·哈勃的宇宙膨胀的发现完全改观了有关其起源的讨论。如果你
把星系现在的运动往时间的过去方向例溯，它们在一百亿和二百亿年前之间的某一
时刻似乎应该重叠在一起，在这个称为大爆炸奇点的时刻，宇宙的密度和时空的曲
率应为无穷大。所有的已知的科学定律在这种条件下都失效了。这对科学是一桩灾
难。科学所能告诉我们的一切是：宇宙现状之所以如此是因为它是过去是处于那种
形态。但是科学不能解释为何它在大爆炸后的那一瞬间是那个样子的。

　　这样，许多科学家对此结论感到不悦就毫不足怪了。为了避免存在大爆炸奇点
以及由此引起的时间具有开端的结论，人们进行了若干尝试。其中一种称为稳恒态
理论。它的思想是，随着星不互相分离而去，由连续产生的物质在星系之间的空间
中形成新的星系。这样宇宙就多多少少以今日这样的状态不但已经存在了，而且还
将继续存在无限长时间。