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霍金大会堂的报告——《宇宙的起源》

来源：作者：发布时间：2007-04-02

　　根据中非Boshongo人的传说，世界太初只有黑暗、水和伟大的Bumba上帝。一天，
Bumba胃痛发作，呕吐出太阳。太阳灼干了一些水，留下土地。他仍然胃痛不止，又吐出了
月亮和星辰，然后吐出一些动物，豹、鳄鱼、乌龟、最后是人。

　　这个创世纪的神话，和其它许多神话一样，试图回答我们大家都想诘问的问题：为何我
们在此？我们从何而来？一般的答案是，人类的起源是发生在比较近期的事。人类正在知识
上和技术上不断地取得进步。这样，它不可能存在那么久，否则的话，它应该取得更大的进
步。这一点甚至在更早的时候就应该很清楚了。

　　例如，按照Usher主教《创世纪》把世界的创生定于公元前4004年10月23日上午9时。另
一方面，诸如山岳和河流的自然环境，在人的生命周期里改变甚微。所以人们通常把它们当
作不变的背景。要么作为空洞的风景已经存在了无限久，要么是和人类在相同的时刻被创生
出来。

　　但是并非所有人都喜欢宇宙有个开端的思想。例如，希腊最著名的哲学家亚里士多德，
相信宇宙已经存在了无限久的时间。某种永恒的东西比某种创生的东西更完美。他提出我们
之所以看到发展处于这个情形，那是因为洪水或者其它自然灾害，不断重复地让文明回复到
萌芽阶段。信仰永恒宇宙的动机是想避免求助于神意的干涉，以创生宇宙并启始运行。相反
地，那些相信宇宙具有开端的人，将开端当作上帝存在的论据，把上帝当作宇宙的第一原因
或者原动力。

　　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。

　　根据实证主义方法，人们可以比较宇宙的两个模型。第一个模型，宇宙是去年创生的，
而另一个是宇宙已经存在了远为长久的时间。一对孪生子在比一年前更早的时刻诞生，已经
存在了久于一年的宇宙的模型能够解释像孪生子这样的事物。

　　另一方面，宇宙去年创生的模型不能解释这类事件，因此第二个模型更好。人们不能诘
问宇宙是否在一年前确实存在过，或者仅仅显得是那样。在实证主义的方法中，它们没有区
别。

　　在一个不变的宇宙中，不存在一个自然的起始之点。然而，20世纪20年代当埃德温.哈
勃在威尔逊山上开始利用100英寸的望远镜进行观测时，情形发生了根本的改变。哈勃发现
，恒星并非均匀地分布于整个空间，而是大量地聚集在称为星系的集团之中。

　　哈勃测量来自星系的光，进而能够确定它们的速度。他预料向我们飞来的星系和离我们
飞去的星系一样多。这是在一个随时间不变的宇宙中应有的。但是令哈勃惊讶的是，他发现
几乎所有的星系都飞离我们而去。此外，星系离开我们越远，则飞离得越快。宇宙不随时间
不变，不像原先所有人以为的那样。它正在膨胀。星系之间的距离随时间而增大。

　　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。因为这似乎意味着物理学崩溃了。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，随着星系离开，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.莱尔领导下
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。

　　稳恒态理论预言了源的数目对应于源强度的图的形状。但是观测表明，微弱的源比预言
的更多，这表明在过去源的密度较高。这就和稳恒态理论的任何东西在时间中都是不变的基

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