宇宙-第44部分

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中国《淮南子》（大约公元前1世纪）

　　这些神话歌颂了人类的胆识。这些神话与我们关于大爆炸的现代科学神话之间的主要差别在于，科学是自问自答的，我们能进行实验和观察来验证我们的设想。而那些关于创世的故事只值得我们深深地敬佩。

　　人类各种文化都喜欢自然界中的循环现象。但是，有人认为，如果神不授意于它们，那些循环又怎能出现呢？如果在人类漫长的岁月中存在着循环，那么在永恒的神境里就不可以有循环吗？在致力于阐明宇宙本身经历了许多次，实际上无限多次的消亡和再生方面，印度教是世界上惟一享有盛誉的宗教。它是惟一的一种，其时间尺度无疑是偶然地与现代科学宇宙学的时间尺度相一致的宗教。其循环周期是我们平常的一天一夜到婆罗门的一天一夜，86。4亿年，比地球或太阳的年龄还长，大约是大爆炸发生以来的时间的一半，而且还有长久得多的时间尺度。

　　有一种十分引人的深奥信念，说宇宙只不过是一种神的梦境，这神在100个婆罗门年后，自己将消失在无梦的睡眠中。宇宙随着神而消失，直到另一个婆罗门世纪时，他动起来，重整旗鼓又开始做伟大的宇宙梦。同时，别处还有无穷多的其他宇宙，各有自己的神在做着各自的宇宙梦。这些伟大的设想被另一个或许更为伟大的想法所冲淡。据说，人不可能成为神梦的对象，相反，神却能成为人梦的对象。

　　印度有许多神，并且每个神又都有多种表现形式。11世纪铸造的青铜像就铸有主神湿婆的几种不同化身。这些不同化身中最高雅、最尊贵的就是体现每个宇宙周期之始创造宇宙的一种化身，即称为主神湿婆的宇宙之舞。在这个叫做纳塔拉亚，即舞王的化身中，湿婆神有4只手。其右上手中拿着的是一面其声音就是创世音的鼓；其左上手中拿着的是火舌，暗示新近创造的宇宙会在数十亿年后被彻底摧毁。

　　我喜欢把这些深奥而动人的图像想象为现代天文学的前兆。自大爆炸发生以来④，宇宙很可能一直在膨胀，但绝非表明它将长此不懈地膨胀下去。这种膨胀过程可能逐渐减慢，停止下来，然后便自行收缩。如果宇宙中的物质少于某一临界量，退行星系的引力就不足以使膨胀停止下来。这样，宇宙就会永远失去控制。但如果宇宙中的物质比我们所见到的要多，比如说藏在黑洞或藏在星系之间的热而不可见的气体中，那么，宇宙就会因引力作用而保持一体，略带一个印度式的连续周期，膨胀之后出现收缩，宇宙之外还有宇宙，宇宙是无终结的。如果我们生活于其中的是这么一个不断地膨胀、收缩、再膨胀、再收缩的振荡宇宙，那么，大爆炸就不是宇宙的创始，而只是前一个周期的终结，也就是宇宙最新化身的毁灭。

　　上述两种现代宇宙学没有一种能让我们十分喜爱。其中一种认为，宇宙是以某种方式在100亿或200亿年之前被创造出来的，永远不停地膨胀，星系互相远离，直到最后一个星系在我们的宇宙地平线上消失为止。那样一来，星系天文学就无事可干了。恒星冷却并且消亡了，物质本身腐烂了，宇宙则成了一缕冷薄的基本粒子的烟雾。另一种学说。即振荡宇宙学说则认为，宇宙既无始也无终。我们处在宇宙死亡和再生的无限循环之中，没有任何信息流过这种振荡的顶峰。宇宙前一化身中演化了的星系、恒星、行星、生命形式或者文明，无一能够徐徐地进入顶峰，颤悠悠地飘过大爆炸而为我们现今的宇宙所知。两种宇宙学说所论的宇宙命运，似乎有点令人失望，但我们可以在有关的时间表中获得安慰。这些事件的发生需要数百亿年或更多的时间，而人类和我们的子孙后代——无论他们是些什么人——在宇宙消亡前的数百亿年里能够完成许多光辉业绩。

　　如果宇宙确实振荡，那便产生了更奇怪的问题。一些科学家认为，当膨胀之后收缩的时候，当遥远星系的光谱都发生蓝移的时候，因果就会颠倒，效应会先于起因，就好像先有涟漪从水面一点向四处蔓延，而后我才投石于池塘中；也好像先有出现火把熊熊燃烧而后我才点着它。这种因果倒置意味着什么，对此，我们不能不懂装懂。难道人们能在同一时间中从坟墓中诞生，并从母腹中别世吗？时间会倒退吗？提这些问题有什么意义呢？

　　科学家们极想知道的是：从收缩到膨胀的转换过程中，到底振荡着的宇宙在顶峰发生了什么情况？有的认为，那时自然规律任意做了重新安排，管理这个宇宙的物理学和化学只代表范围无穷大的诸多自然法则中的一条法则。不难看出，只有范围有限的几条自然规则与星系以及恒星、行星、生命和智能的实际相一致。如果种种自然规则在顶峰不可预测地进行再分类，那么只有通过最特殊的巧合，宇宙自动售货机才会提供一个与我们相一致的宇宙。⑤

　　我们到底是居住在一个永远膨胀的宇宙之中，还是在有一组无限循环周期的宇宙之中呢？有种种方法可以找到这个答案：既可以通过对这个宇宙中的物质的总量进行精确的普查的办法，也可以通过查看宇宙边缘的方法。

　　射电望远镜能探测到非常模糊而又非常遥远的天体。当我们遥望九霄云外的空间时，同时也就在追溯远古的时间。离我们最近的类星体大概离我们5亿光年远，最远的可能离我们100亿或120亿甚至更多一些光年。如果我们看到120亿光年远的天体，那实际上我们就是看到了它120亿年前的样子，通过遥望九霄云外的空间，我们就是在追溯遥远的过去，追溯到宇宙的地平线，追溯到大爆炸的纪元。

　　正大天线阵（VLA）是在美国新墨西哥州的一个偏远地区上的27个各自独立工作的射电望远镜集合群体。它是一个相控阵，由电子装置把一个个独立工作的望远镜连结起来，就像是一个大小同其最微小的元件一般无二的望远镜，又像是一个几十公里宽的射电望远镜。正大天线阵（VLA）能分辨或识别光谱射电区的细小清晰度，可与地面最大望远镜在电磁波谱中光学区所能做到的相匹敌。

　　有时候，这种射电望远镜与地球另一侧的望远镜连结一起，形成了可与地球直径相比的一个基线，在某种意义上说，就是一架像地球这个行星一样大的望远镜。将来，我们也许会有绕向太阳另一端的地球轨道望远镜，效果上相当于一架与内太阳系一样大的射电望远镜。这种望远镜可以揭示类星体的内部结构和本质。也许将得出类星体的标准烛光，并测定类星体的距离确与它们的红移无关。知道了最遥远的类星体的结构和它们的红移，我们也许就能弄清几十亿年以前宇宙膨胀的速度是否更快些，现在是否正在变慢，宇宙是否会在某一天毁灭。

　　现代射电望远镜灵敏度很高，遥远的类星体如此模糊不清，以致所探测到的辐射大约相当于千万亿分之一瓦特。地球上所有射电望远镜已经收到的来自太阳系外的总能量，要少于一片雪花落地所产生的能量。在探测宇宙背景辐射，计算类星体数、搜索空间智能信号的过程中，射电天文学家们正在研究处理的，只是少得几乎根本不存在的能量。

　　某些物质，特别是恒星中的物质、在可见光中发光，显而易见。其他物质，如星系界外的气体和尘埃，就难以探测到。虽然它好像在发射电波，但它却不发射可见光。正是由于这个原因。我们才需要利用外来仪器以及和我们肉眼敏感的可见光不同的频率，来解释宇宙学之谜。在地球轨道中所进行的观察，已经发现星系间有强X射线辉光。起先认为它是热的星系际氢，以前从未见过如此大量的氢——大概足以闭塞整个宇宙，足以保证使我们陷于振动宇宙的困境。但是吉亚科尼进行的最新观察，已经能够把X射线辉光分辨成许多单个的点，大概是遥远类星体巨群。这也为宇宙提供了前所未知的质量。当宇宙财产目录制成的时候，所有的星系、类星体、黑洞、星系际氢、引力波，还有太空外来居民统统被总结起来时，我便就会知道我们居住在什么样的宇宙之中了。

　　在讨论宇宙的大规模结构时，天文学家总喜欢假定空间是弯曲的，或者说宇宙没有中心。或者宇宙是有限而无边际。他们究竟在谈论什么？让我们来设想我们居住在一个奇怪的国家，那里人人都是平展展的。跟随住在维克多利亚时期的英格兰的一个研究莎士比亚的学者艾勃特，我们来到称为“平面国”的一个地方。我们中有些人是正方形，有些是三角形，有些具有更复杂的外形。我们匆忙进出于我们的平面建筑，从事平面公务，荒唐度日。平面国的每一个人只有宽度和长度，却没有一点高度。我们只知道前后左右，但若没有提示，一点儿也不理解什么是”上和下”——只有平面数学家才知道它。他们说：“听着，这事真是非常容易。想象一下左右方向，想象一下前后方向。这样想象不难吧。呃？现在来想象另一种维度，与其他两边成直角。”而我们则莫名奇妙，问：“你们在说些什么呀？‘与其他两边成直角’，是吗？可世上只有两维。要我们指向的那个第三维，可它在哪儿呢？”这些数学家们一听就泄了气，没精打采地走了。谁也不去理睬什么数学家。

　　平面国上的每一正方形伙计只看到另一正方形的某条线的一段，即只看到离它最近的那一面。稍微走开点它才能看到正方形的另一面，但正方形的内部却永远是个谜，除非某个意外事件或对它进行解剖而打破它的各个面。使其内部状况暴露出来。

　　有一天，一个三维生物——假定外形像个苹果——来到“平面国”’。在其上空盘旋。当它观察到有个特别引人注目并令人赏心说目的正方形正进人它平面房子的时候，这个苹果形的生物便拿定主意要向这个正方形致意——用维际间友好的手势表示问候：“您好！”第三维的访问者说道：“我是来自第三维的访问者。”可怜的正方形环顾了一下它关闭着的房子，什么也没看见。更糟糕的是，在它看来，从上方进来的问候声似乎是从它自身的平面体内发出来的。也许它此刻兴致勃勃细地想到：神经有点错乱正是它这个家族世代相传的通病。

　　苹果的问候竟然被正方形误认为是其本身的一种心灵失常，这大大激怒了这个苹果。于是，它降落到“平面国”上来。在“平面国’”上，三维伙计只能部分存在。只有一个截面能被看到，即那些与平地的乎面所接触的点。一个在平地上蜿蜒滑动的苹果，首先总是作为一点出现的，然后逐渐变大，成为近乎环形的薄片。正方形看到了在它的二维世界的紧闭房间中出现了一个点，这个点慢慢变大，逐渐成了一个圆形。一个不断变化形状的陌生伙计蓦地出现了。

　　由于对这个平展展的愚笨家伙感到失望和不满、苹果便撞了正方形一下，让它腾空而起，飘飘然旋而进入那个神秘的第三维。起先，正方形对正在发生的一切感到莫名其妙，它从未经历过这种事情。但它终于意识到自己正从一个独特的有利角度上观察平面国，即“居高临下”。它可以透视关闭的房间，透