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Newton-科学世界

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从神话到科学宇宙观  

2008-09-01 15:01:36|  分类: 精选文章 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                         从神话到科学宇宙观 - kxsj - Newton-科学世界   

   每当我们仰望群星灿烂的夜空,总会涌起对宇宙奥秘求知的渴望。无论在我国还是西方,众多神话(以及宗教)的产生,都来源于古代先民对壮丽、既有规律又变幻多端的天象的赞美、恐惧、折服与崇拜,并由此诞生了人类最原始的宇宙观。这些原始宇宙观中有的蕴涵了深刻的智慧和哲理,如《老子》中说的“天下万物生于有,有生于无”,至今仍被国际学术界许多学者奉为经典。但不幸的是,在西方,建立在神话基础上的宇宙观长期成为宗教神学的理论支柱,到中世纪竟沦入了经院神学的深渊。
   时至今日,人类的宇宙观已发生了翻天覆地的变化。宇宙起源于一次大爆炸,时间有开端、空间在膨胀等观念,已经从学术界的象牙塔中普及出来,逐渐成为公众的常识。从1543年哥白尼的不朽巨著《天体运行论》的问世算起,也只不过才短短的400多年。
   回顾人类宇宙观从神话到科学的历程,我们从中至少可以得到以下几点启示:
   首先,是传统观念的不断被打破。这里所说的传统观念,不是简单地指宗教神学,而是人类直觉和经验所造成的固有观念。例如,宇宙在时间和空间上都是无限的;宇宙没有诞生,也没有死亡;宇宙的整体结构静态不变,等等。为了与这些传统观念相一致,爱因斯坦1917年得到了宇宙的动态解之后,又额外加上了一项宇宙学常数项,以使宇宙保持为静态。直到哈勃1929年发现了河外星系的普遍退行,爱因斯坦才把宇宙学常数看作是他“一生中所犯的最大错误”,并认为理论物理学因此错过了能够作出的最伟大预言——膨胀宇宙。再如宇宙热大爆炸理论,自伽莫夫等1948年首先提出这一理论以来,在将近20年的时间里,这个理论一直被认为是愚人节的玩笑。直到1965年发现了宇宙微波背景辐射,热大爆炸理论才重新被人们记起并最终获得承认,现代宇宙学从此掀开了一个新的篇章。
   其次,宇宙学是以观测为基础的科学。正是不断积累的大量观测事实的支持,从爱因斯坦广义相对论中萌生出来的现代宇宙观,才逐步发展成为今天的科学宇宙学。哈勃1929年的发现,以及1965年3K宇宙微波背景辐射的发现,奠定了现代宇宙学的基石。近二三十年来,从地面到太空,从射电、红外、光学直到X射线和g射线,多个波段的观测已经延伸到百亿光年的宇宙深处,接近宇宙诞生的时刻。特别是宇宙背景辐射探测卫星(COBE),它实现了对宇宙微波背景辐射的精确测量,使今天的宇宙学研究步入了精确研究阶段。
   最后,宇宙学与物理学的日益密切交融,是这门学科真正成为科学的根本保证。大爆炸之后,宇宙经历了一系列演化阶段,最终形成我们今天观察到的宇宙结构。宇宙的这些演化阶段相应于物理学的不同领域,例如原子物理、核物理、粒子物理和大统一理论等。至于宇宙诞生时的普朗克时期,则相应于超弦、超对称、超引力等理论。各个演化阶段都还留有相应的历史遗迹。今天,基于对自然界相互作用统一性的认识和探索,物理学和宇宙学日益紧密地走到一起来了。越来越多的物理学家加入了宇宙学的研究队伍,使宇宙学研究建立在深厚的科学理论基础之上。现在,具备各种极端条件(超高温、超高密度、超高能量、超强磁场、超低真空等等)的宇宙,已成为一座巨大的物理实验室,各种物理学理论和宇宙学理论都在其中经受检验并决定其弃取。
   当然,今天的现代宇宙学取得巨大成功的同时,仍然面临着诸多的难题甚至挑战,例如暗物质问题,以及近年来发现宇宙加速膨胀而提出的暗能量问题等。这些问题表明,在浩瀚深邃的宇宙中,仍然还有许多奥秘等待人们去努力探索。但历史使我们坚信,人类最终会从宇宙的纷繁复杂中发现主宰宇宙的基本定律竟然是如此单纯、简洁和壮丽。正如爱因斯坦的一句名言:“宇宙中最不可以理解的是—宇宙是可以被理解的。”

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