喬治的宇宙大爆炸讀書(shū)心得
打開(kāi)科學(xué)之門(mén)
戴維喬治《花》讀后感
浩瀚的宇宙，有許多未知的領(lǐng)域等待我們?nèi)グl(fā)掘探索，科學(xué)家們一步步邁向更遠(yuǎn)處，他們孜孜以求，尋找著真理。
《漢弗萊戴維》就為我們介紹了一位具有傳奇色彩的理論物理學(xué)家。
主人公當(dāng)然是斯蒂芬霍金。
作者克里斯廷拉森將為我們介紹這個(gè)輪椅上的卓越科學(xué)家。
讀完這本書(shū)，我們就會(huì)認(rèn)視到一個(gè)全面而又真實(shí)的霍金。
作者將霍金從出生到老年的經(jīng)歷和成就都寫(xiě)得認(rèn)真仔細(xì)，給我留下了深刻的印象。
1942年1月8日，隨著一陣稚嫩的啼哭，霍金降生在牛津。
后來(lái)的幾年里，他有了兩個(gè)妹妹。
受父親影響，11歲的霍金決定以科學(xué)為業(yè)。
后來(lái)全家去了印度，他卻留在牛津與親戚漢弗萊一家生活。
17歲時(shí)，他以?xún)?yōu)越成績(jī)考入了牛津大學(xué)。
20歲時(shí)，他出現(xiàn)了病癥，這年，他在牛津大學(xué)畢業(yè)，并以?xún)?yōu)的成績(jī)被劍橋大學(xué)錄取。
他開(kāi)始在薩馬指導(dǎo)下讀研，研究宇宙學(xué)和廣義相對(duì)論。
1年后，他被確診患上肌萎縮性側(cè)所硬化癥，預(yù)測(cè)兩年內(nèi)死亡。
這消息無(wú)疑是一個(gè)晴天霹靂，他并未絕望，而是繼續(xù)學(xué)術(shù)研究， 在這本傳記中，我首先讀到了一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)樂(lè)觀的霍金，當(dāng)他得知自己患病后，曾一度絕望，可他看到另一病床的白血病男孩死后，他感到自己的價(jià)值，發(fā)現(xiàn)了自己存在的意義。
從此，他堅(jiān)強(qiáng)地掙出了絕望，并竭盡所能地探索宇宙，他的事業(yè)道路也變得前景輝煌。
作為一名科學(xué)家，我卻讀到了幽默感，這本不屬于這一類(lèi)人的詞竟出現(xiàn)在霍金的身上，在學(xué)術(shù)界內(nèi)應(yīng)是十分難得的，他曾與索恩在1974年關(guān)于天鵝X-1是否是黑洞打了傳奇式的一個(gè)賭，還立下字據(jù)，這冷嘲式的幽默感也讓人驚奇。
《飛向人馬座》、《森林報(bào)》、《喬治開(kāi)啟宇宙秘密鑰匙》、《地心游記》分別寫(xiě)一篇1000字的讀書(shū)筆記。
阿斯頓
與霍金一起了解宇宙 觀后感
霍金先生講到了要以四維的角度看時(shí)間。
所有的物體都是三維的，包括你和你坐的椅子，任何事物都有長(zhǎng)度、寬度和高度。
但是還存在一種維度，即時(shí)間維度。
而所有的事物在時(shí)間上都有長(zhǎng)度，人的壽命80余年，石頭可以延續(xù)數(shù)千年，太陽(yáng)系則能長(zhǎng)達(dá)數(shù)十億年。
接著以臺(tái)球桌為例，說(shuō)明任何事物其實(shí)都有小洞和細(xì)縫（那為什么不以玻璃為例呢，這樣更有說(shuō)服力），相信這些在三維空間里最基本的物理原理同樣適用于四維空間，即在時(shí)間的空間里蟲(chóng)洞無(wú)處不在。
但是蟲(chóng)洞非常微小，是比原子分子還微小的量子泡沫，在量子的世界里，穿越時(shí)空的微小隧道或捷徑，不斷形成、消失、再形成，它們連接了兩個(gè)獨(dú)立的區(qū)域和兩處不同的時(shí)間。
不幸的是這種真實(shí)存在的時(shí)間隧道只有10 -33 厘米大小，人類(lèi)或者宇宙飛船想要穿越其中的話(huà)只能通過(guò)把蟲(chóng)洞放大數(shù)萬(wàn)億倍。
此外，蟲(chóng)洞還面臨另外兩大致命問(wèn)題，悖論和反饋。
悖論。
一個(gè)科學(xué)家拿著槍?zhuān)b好子彈，然后穿越到了1分鐘之前（雖然只是短短的1min，也足夠說(shuō)明問(wèn)題），面對(duì)1分鐘前還正在裝子彈的這個(gè)自己開(kāi)槍?zhuān)^(guò)去的自己死亡了，那開(kāi)槍的這個(gè)人又是誰(shuí)
這便是個(gè)悖論，這完全說(shuō)不通，這種情形是宇宙學(xué)家的惡夢(mèng)。
這樣的時(shí)間機(jī)器會(huì)違背主宰宇宙的基本法則，使因果關(guān)系顛倒，倘若這樣的事情發(fā)生，整個(gè)宇宙將不可避免地陷入混亂。
因此霍金先生認(rèn)為終究會(huì)有狀況發(fā)生，從而避免悖論的出現(xiàn)，也總會(huì)有某種原因避免那位科學(xué)家處在射殺自己的困境中，既然如此，蟲(chóng)洞本身就是問(wèn)題所在。
至此，霍金先生認(rèn)為，這樣的蟲(chóng)洞根本不會(huì)存在，其原因就是反饋。
反饋。
以音箱為例，聲音進(jìn)入麥克風(fēng)，經(jīng)過(guò)電纜傳送，再由擴(kuò)音器放大，最終由音箱發(fā)出。
但倘若有太多的聲音由音箱返回麥克風(fēng)，聲音便會(huì)在此回路中不斷折返，并被逐次放大，如不加阻止，反饋信號(hào)將毀壞音箱系統(tǒng)。
霍金先生認(rèn)為這同樣適用于蟲(chóng)洞，只是蟲(chóng)洞傳播的是輻射而不是聲音，蟲(chóng)洞一旦張開(kāi)，自然輻射是巨大的，進(jìn)入其中并終結(jié)于回路，反饋會(huì)變得無(wú)比巨大以至于將蟲(chóng)洞摧毀。
因此，盡管微型蟲(chóng)洞的確存在，但其生命之短暫則無(wú)法被用作時(shí)間機(jī)器。
事實(shí)上，霍金先生基本不相信可以利用蟲(chóng)洞，或者其他可能手段重返過(guò)去，否則會(huì)導(dǎo)致悖論（我在想影片回到未來(lái)三部曲中主角回到過(guò)去面對(duì)自己和正被殺的博士，也是悖論，但影片中的穿越方式不一樣），因此回到從前似乎永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生，但對(duì)于歷史學(xué)界卻是一種解脫。
這并不意味著所有時(shí)間旅行都不可行，霍金先生對(duì)時(shí)間旅行深信不疑，相信人嗎能夠跨入未來(lái)。
第二種方式，環(huán)繞巨型黑洞。
眾所周知，如同流水一樣，時(shí)間在不同的地點(diǎn)流逝的速度并不一樣。
在太空中負(fù)責(zé)全球定位系統(tǒng)（GPS）的31顆衛(wèi)星，上面配備的計(jì)時(shí)系統(tǒng)已十分準(zhǔn)確，但每天都會(huì)走快大約十億分之一秒的三分之一，系統(tǒng)必須更正這些偏差，否則這一細(xì)微的偏差會(huì)導(dǎo)致地球上所有的GPS設(shè)備每天出現(xiàn)約6英里的誤差。
問(wèn)題并不在于時(shí)鐘，時(shí)鐘走得快是因?yàn)樵谔炜罩袝r(shí)間本身就比在地球上快，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是地球巨大的質(zhì)量。
愛(ài)因斯坦意識(shí)到，物質(zhì)滯延時(shí)間，物體越重滯延時(shí)間越長(zhǎng)。
這一驚人的事實(shí)，打開(kāi)了一扇穿越未來(lái)的希望之門(mén)。
恰好有一個(gè)符合條件的物體，銀河系中心的特大質(zhì)量黑洞，距離我們26000光年，是整個(gè)銀河系中質(zhì)量最大的物體，質(zhì)量相當(dāng)于400萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)。
黑洞隱藏在大片氣體和星體中，直徑為1500萬(wàn)英里的黑暗球體區(qū)域，在自身重力作用下擠壓成一個(gè)點(diǎn)，離黑洞越近引力作用越強(qiáng)。
這使之成為一個(gè)天然的時(shí)間機(jī)器，未來(lái)宇宙飛船可以挑戰(zhàn)利用這一奇觀。
它首先必須避免被吸入其中，關(guān)鍵要準(zhǔn)確無(wú)誤地沿切線(xiàn)駛過(guò)，處于完全正確的軌道并達(dá)到精準(zhǔn)的速度，如果一切正常 宇宙飛船就會(huì)進(jìn)入一個(gè)直徑為3000萬(wàn)英里的巨型圓軌道，在這里它就安全了，它的速度足以避免其墜入黑洞。
如果某航天局從地球或其他任何遠(yuǎn)離該黑洞的地方遠(yuǎn)程操控該任務(wù)，會(huì)發(fā)現(xiàn)飛船沿軌道運(yùn)行一周需16分鐘，但是對(duì)于飛船上的宇航員時(shí)間會(huì)減慢一半，每16分鐘的軌道運(yùn)行，他們實(shí)際只需用8分鐘時(shí)間。
試想當(dāng)宇航員繞著黑洞轉(zhuǎn)了5年返回地球（地球上已經(jīng)過(guò)了10年），發(fā)現(xiàn)地球上所有人的年齡都比他們多增長(zhǎng)5歲，宇航員們回到的是未來(lái)的地球，他們應(yīng)該經(jīng)歷了一段空間更是時(shí)間的旅行。
它優(yōu)于蟲(chóng)洞的地方是不會(huì)產(chǎn)生悖論，并且不會(huì)在反饋瞬間摧毀自身，但它仍然非常危險(xiǎn),行路迢迢,而且也不能將我們帶入非常久遠(yuǎn)的未來(lái)。
第三種方式，趨近于光速旅行。
一個(gè)奇妙的宇宙事實(shí)是，世界上存在宇宙速度極限速度（光速 186000英里\\\/秒），這是世間最快的速度，也是最具權(quán)威的科學(xué)定理之一，以接近光速的速度移動(dòng)你就能穿越至未來(lái)。
試想有一條緊繞地球的極速列車(chē)專(zhuān)用軌道，假定這列虛幻列車(chē)無(wú)限接近光速，列車(chē)上的乘客手持通向未來(lái)的單程票。
列車(chē)一圈又一圈繞地球行駛不斷加速 ，無(wú)限接近光速意味著達(dá)到每秒7圈。
但無(wú)論列車(chē)有多大動(dòng)力，物理法則的限定使它永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)光速，但我們假定它無(wú)限趨近于光速，僅略微慢一些。
相對(duì)于列車(chē)外 ，列車(chē)內(nèi)的時(shí)間逐漸減慢，就如同黑洞周?chē)那樾?，不過(guò)更慢，列車(chē)上的一切動(dòng)作都緩慢下來(lái)。
試想一個(gè)孩子沿列車(chē)運(yùn)行方向奔跑，她的速度與列車(chē)速度相加，那她豈不是無(wú)意間就打破速度極限了嗎，答案是否定的。
自然法則通過(guò)減慢列車(chē)內(nèi)的時(shí)間來(lái)防止這一可能的發(fā)生，這樣她就不可能突破速度極限，時(shí)間總是能夠減慢，足以保護(hù)極限速度不被突破，基于此便產(chǎn)生了通過(guò)時(shí)間旅行穿梭至久遠(yuǎn)未來(lái)的無(wú)限可能。
假設(shè)列車(chē)2050年1月1日從站臺(tái)出發(fā)，周而復(fù)始地環(huán)繞地球100年，最后在2150年元旦停下來(lái)，此時(shí)列車(chē)上的旅客僅度過(guò)了1周，當(dāng)他們走出列車(chē)，會(huì)發(fā)現(xiàn)世界發(fā)生了天翻地覆的變化，一周內(nèi)，他們穿越到了未來(lái)100年 。
人類(lèi)已經(jīng)制造出了類(lèi)似的儀器，瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核子研究所坐落著世界上最大的粒子加速器。
地下深處長(zhǎng)達(dá)16英里的環(huán)形管道內(nèi)，有一道萬(wàn)億顆細(xì)小微粒所組成的粒子束，機(jī)器啟動(dòng)的瞬間它們能從靜止加速到6萬(wàn)英里的時(shí)速。
增加動(dòng)力這些粒子便能不斷加速，直到粒子流能以每秒1.1萬(wàn)圈的速度飛繞管道， 這一速度已極近光速但正如虛擬的列車(chē)一樣，它們永遠(yuǎn)不能達(dá)到光速，只能達(dá)到光速的99.99%。
一旦達(dá)到這一速度，它們也能進(jìn)行時(shí)間旅行。
在一種壽命極短的π介子上觀察到了時(shí)間旅行的過(guò)程，通常情況下它們會(huì)在250億分之一秒后衰變，但當(dāng)其加速到接近光速時(shí)壽命變成了原來(lái)的30倍，這些粒子 是活生生的時(shí)間旅行者。
其實(shí)就是這么簡(jiǎn)單，如果想去未來(lái)旅行，我們只需跑快點(diǎn)。
全三集看完了。
霍金對(duì)宇宙起點(diǎn)更感興趣，對(duì)發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)和暗能量的實(shí)驗(yàn)更關(guān)注（這個(gè)實(shí)驗(yàn)好像是丁肇中領(lǐng)導(dǎo)的），也許因?yàn)樗麄兪抢碚撐锢韺W(xué)家。
我想，如果可以達(dá)到就像第二集中提到的“接近光速的速度旅行”，那么時(shí)間會(huì)變慢，從而以“更短的”“時(shí)間”達(dá)到Glises。
這樣就可以在Glises看到不同的宇宙，從而對(duì)宇宙有更深刻的認(rèn)識(shí)。
（我是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，惡呵呵~） 最后面，霍金說(shuō)第二個(gè)重要的問(wèn)題是錢(qián)，我覺(jué)得也是這樣，相對(duì)于有固定規(guī)律的宇宙來(lái)說(shuō)，人類(lèi)的行為卻很少遵從規(guī)律，與其擔(dān)心小行星撞地球，不如擔(dān)心金胖子放核彈。
還有一個(gè)畫(huà)面印象挺深刻的，也是第三集最后部分，說(shuō)的是探索系外文明的宇宙飛船是可以合體和分體的，MVO里說(shuō)那樣人類(lèi)才開(kāi)始的真正的意義上的生命傳播，看著那么多宇宙飛船分體，我低俗地聯(lián)想到了精子游泳的畫(huà)面，心想那才是真正意義上的生命傳播，呵呵。
宏觀和微觀總是相通的啊。
我一直認(rèn)為，擁有最高智慧的科學(xué)腦袋，某種程度上一定是非常感性的。
所以，人類(lèi)的科學(xué)發(fā)展其實(shí)一直是被那些極富想象力和征服欲的聰明腦袋帶動(dòng)的。
霍金說(shuō)：雖然我行動(dòng)不便，還必須通過(guò)電腦說(shuō)話(huà)，但在我的意識(shí)中，我無(wú)比自由。
他想象著各種外星生物生存的有趣畫(huà)面；他期待乘時(shí)空機(jī)器去一睹年輕的瑪麗蓮夢(mèng)露；他天天琢磨著那個(gè)叫宇宙的大玩意兒，就像他說(shuō)的那樣，他其實(shí)是個(gè)夢(mèng)想家。
困頓的身體沒(méi)有困住這個(gè)有趣的腦袋，思維敏捷，天馬行空，鐘愛(ài)美女，向往未知，迷戀侵略…… 必須得說(shuō)，霍金教授在意識(shí)里是個(gè)十分健全的男人，比很多肢體健全的男人還要健全。
最后，感謝Discovery，你還是個(gè)很給力的頻道。
想到霍金就忽然感到很幸福。
也許在幾百年之后，孩子們就會(huì)在教科書(shū)里讀到他：那個(gè)身陷輪椅，但是腦子中裝下整個(gè)宇宙整個(gè)時(shí)間的夢(mèng)想家，或者，到那個(gè)時(shí)候，預(yù)言家。
可以聽(tīng)到霍金給我講解他腦中的宇宙，他夢(mèng)中的人類(lèi)的未來(lái)，我感到非常，非常幸福。
在這個(gè)被戰(zhàn)火，磨難，創(chuàng)傷彌漫的人類(lèi)歷史中，有霍金，愛(ài)因斯坦，喬治奧威爾，亞歷山大索爾仁尼琴等等作為人類(lèi)智慧與良心的見(jiàn)證，讓我感覺(jué)就此悲觀的話(huà)還是太早了。
我能看到希望。
Discovery真是個(gè)偉大的頻道，霍金真是個(gè)偉大的科學(xué)家
本片共分三集，第一第二集都是四十五分鐘左右，最后一集比較長(zhǎng)，80多分鐘。
三部的內(nèi)容分別是，外星人，時(shí)間旅行，一切的故事。
本人最喜歡的是最后一集，因?yàn)樗粌H像前兩集一樣有意思，而且在此之外還可以給我們很多啟示。
外星人存在，我完全完全不質(zhì)疑這個(gè)事實(shí)。
Such a enormous universe，怎么可能沒(méi)有其他生命形式的存在
霍金列舉了幾種他認(rèn)為可能存在的生命形式，感興趣的話(huà)可以自己去看，我就不劇透了。
時(shí)間旅行可以進(jìn)行，我也不是特別懷疑。
畢竟，我們高中政治書(shū)不是教過(guò)我們嗎，人類(lèi)的認(rèn)識(shí)是沒(méi)有界限的。
只要能逃過(guò)2012，以及它之后千千萬(wàn)萬(wàn)次可能毀滅人類(lèi)的劫難，我堅(jiān)信我們一定可以時(shí)間旅行，“這個(gè)沒(méi)有問(wèn)題，你要注意”……霍金在此也列舉了幾種實(shí)現(xiàn)時(shí)間旅行的方式，我擦，簡(jiǎn)直是大開(kāi)眼界我完全被折服了，拜倒在霍金的輪椅下
我實(shí)在是很想說(shuō)一下有哪些方式，但是還是留給感興趣的自己看吧，我真的很想劇透
在介紹這些主題的同時(shí)，霍金還會(huì)講解諸如黑洞，蟲(chóng)洞這樣浩瀚的概念，讓人覺(jué)得科學(xué)家都是神
最后一集，一切的故事。
霍金從our whole universe is in a hot dense state開(kāi)始，講到了it all starts with a big bang（哈哈哈哈，我愛(ài)Sheldon）以來(lái)宇宙的變化過(guò)程。
在一切還沒(méi)有開(kāi)始的時(shí)候，宇宙是沒(méi)有時(shí)間和空間這兩個(gè)我們take it for granted的概念的——這種狀態(tài)真的很難想象。
大爆炸把引擎打開(kāi)了，一切開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。
在宇宙的維度上來(lái)看，時(shí)間和空間被揮霍地很夸張，動(dòng)輒幾十億年，或者幾十億光年。
在幾個(gè)最基本的物理法則的指導(dǎo)下，宇宙經(jīng)過(guò)無(wú)法想象的漫長(zhǎng)歲月之后形成了今天這個(gè)模樣。
我映像比較深刻的，是一個(gè)叫supernova的概念，中文叫超新星，指的是正在爆炸的、光芒比從前亮許多許多許多的恒星。
（我還很喜歡一首歌，oasis的champagne supernova，Van推薦的。
）總之，恒星和人一樣，都會(huì)有壽終正寢的一天。
我不大能說(shuō)清楚它死去的完整過(guò)程，總之就是某些物質(zhì)在核里翻滾煎熬。
我想說(shuō)的重點(diǎn)是，某些金屬就是在一顆偉大的恒星爆炸的瞬間形成的，比如，金，鉑。
也就是說(shuō)，如果追溯起一枚金戒指的淵源，那就是多少多少億年前的一場(chǎng)supernova
我頓時(shí)對(duì)金肅然起敬
過(guò)去不該一味褒鉆貶金，覺(jué)得鉆石純潔金子俗氣。
我以后一定要認(rèn)真買(mǎi)一件黃金飾品
又不知過(guò)了多少年，人出現(xiàn)了。
一直有一種說(shuō)法，大概是：經(jīng)過(guò)多么多么辛苦的宇宙錘煉，才有了人的出現(xiàn)。
現(xiàn)在覺(jué)得這個(gè)真是可笑。
宇宙如此之大，物質(zhì)的存在形式多得我們這輩子都探究不完。
而且即便物質(zhì)說(shuō)完了，還有反物質(zhì)啊。
所以說(shuō)人就是再普通不過(guò)的一種存在方式了，不只是人，連生命本身也是。
生命對(duì)我們?nèi)藖?lái)說(shuō)，的確是神圣美好。
但是放在整個(gè)宇宙的維度來(lái)說(shuō)，生命就只是一種存在形式，生命用自己的方式存在，正如同行星恒星用自己的方式存在。
人總是覺(jué)得自己很特別，是造物主的寵兒，其實(shí)對(duì)造物主來(lái)說(shuō)，生命這個(gè)東西和其他存在形式，比如黑洞、塵埃，都應(yīng)該是平等的。
這么說(shuō)來(lái)，在這個(gè)宇宙里，生命很特別，但是不應(yīng)該有特權(quán)，人就更不應(yīng)該有特權(quán)了。
許多人還自詡為高級(jí)動(dòng)物，對(duì)那么多的已知和未知不懷敬畏，真是大言不慚。
在討論《世界盡頭和冷酷仙境》的時(shí)候，王美女說(shuō)，只有能量是永恒的。
現(xiàn)在想起來(lái)，覺(jué)得這句話(huà)相當(dāng)有智慧。
我現(xiàn)在能坐在這里打字，追溯起來(lái)，還是因?yàn)橛钪娲蟊ǖ乃查g釋放出來(lái)的能量，流轉(zhuǎn)億萬(wàn)次之后，傳到了這里。
以前想到自己要死，就用“人類(lèi)還是會(huì)繼續(xù)”來(lái)安慰自己；后來(lái)發(fā)現(xiàn)人類(lèi)總會(huì)滅絕，就用“宇宙里還會(huì)有生命”來(lái)安慰自己。
現(xiàn)在倒覺(jué)得這些安慰都沒(méi)有必要了，因?yàn)榧幢闵鼤?huì)停下，能量還是會(huì)繼續(xù)流轉(zhuǎn)。
以前覺(jué)得“生生不息”很讓人欣慰，現(xiàn)在覺(jué)得“能量守恒”才是王道。
但這不代表我冷淡了。
每種存在形式都有自己的“天命”，都有屬于自己的存在方式。
我，作為人類(lèi)的一員，生命概念的一部分，也有我自己應(yīng)該做的事情，讓我存在得有意義。
（不知道“有意義”對(duì)其他存在方式來(lái)說(shuō)會(huì)不會(huì)也是一種目的……
）而且我還是很愛(ài)地球的。
霍金說(shuō)，我們以后可能會(huì)搬到另外的星球上安家，可能會(huì)有一代人一輩子都耗費(fèi)在飛向外太空的飛船上。
當(dāng)時(shí)我腦袋里第一個(gè)想到的，就是在Planet Earth里面看到的那些森林和高山，離開(kāi)地球的人怎么會(huì)舍得它們呢
以前看到過(guò)一個(gè)和“莊子”有關(guān)的故事，不記得是在他寫(xiě)的書(shū)上，還是他經(jīng)歷過(guò)的了。
總之，是說(shuō)，兩個(gè)國(guó)家什么的，哎呀，完全不記得了，面目全非。
。
好吧，總之好像是兩個(gè)人在某個(gè)問(wèn)題上非要爭(zhēng)出勝負(fù)高下來(lái)，莊子就講了一個(gè)故事，說(shuō)在蝸牛的兩個(gè)角上各有一個(gè)國(guó)家，兩個(gè)國(guó)家的君王都在爭(zhēng)誰(shuí)的國(guó)家更厲害，莊子問(wèn)面前的兩個(gè)人，他們這樣爭(zhēng)，有意義嗎。
兩個(gè)人覺(jué)得沒(méi)意義，畢竟蝸牛角算什么，就算贏了又怎樣呢。
莊子又說(shuō)，我們和整個(gè)宇宙比起來(lái)，可能連這個(gè)蝸牛角都不如，那還有什么必要爭(zhēng)呢
以前覺(jué)得菲爾普斯肯定是世界之王，沒(méi)有人游泳能夠比過(guò)他。
但是后來(lái)，特別是看了《碧海藍(lán)天》之后，覺(jué)得世界上的高人多得很，而且他們中的大多數(shù)都不會(huì)在一個(gè)每四年舉行一次的比賽中亮相。
當(dāng)菲爾普斯站在領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)上的時(shí)候，說(shuō)不定很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的一片海里，一個(gè)游泳天才正在和海豚比賽叻。
拼搏絕對(duì)是必要的，好勝也不失為一種好品質(zhì)，但是心態(tài)要端正，失敗了不要把自己貶得一文不值，成功了也絕對(duì)不能不可一世，因?yàn)轭^頂?shù)念^頂，天外的天外，還有千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)星系。
甚至，宇宙也不是終點(diǎn)。
霍金說(shuō)，也許還存在其他宇宙，那些宇宙受到完全不同的物理法則的支配。
僅僅是幾個(gè)最基本的原則的不同，如此孕育幾十億年，幾百億年，誕生的也一定會(huì)是一種連霍金也難以理解的世界吧。
關(guān)于宇宙的科學(xué)知識(shí)
愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論本身預(yù)言了：空間—時(shí)間在大爆炸奇點(diǎn)處開(kāi)始，并會(huì)在大擠壓奇點(diǎn)處（如果整個(gè)宇宙坍縮的話(huà)）或在黑洞中的一個(gè)奇點(diǎn)處（如果一個(gè)局部區(qū)域，譬如恒星要坍縮的話(huà)）結(jié)束。
任何拋進(jìn)黑洞的東西都會(huì)在奇點(diǎn)處被毀滅，只有它的質(zhì)量的引力效應(yīng)能繼續(xù)在外面被感覺(jué)得到。
另一方面，當(dāng)計(jì)入量子效應(yīng)時(shí)，物體的質(zhì)量和能量會(huì)最終回到宇宙的其余部分，黑洞和在它當(dāng)中的任何奇點(diǎn)一道被蒸發(fā)掉并最終消失。
量子力學(xué)對(duì)大爆炸和大擠壓奇點(diǎn)也能有同樣戲劇性的效應(yīng)嗎
在宇宙的極早或極晚期，當(dāng)引力場(chǎng)是如此之強(qiáng)，以至于量子效應(yīng)不能不考慮時(shí)，究竟會(huì)發(fā)生什么
宇宙究竟是否有一個(gè)開(kāi)端或終結(jié)
如果有的話(huà)，它們是什么樣子的
整個(gè)70年代我主要在研究黑洞，但在1981年參加在梵蒂岡由耶穌會(huì)組織的宇宙學(xué)會(huì)議時(shí)，我對(duì)于宇宙的起源和命運(yùn)問(wèn)題的興趣重新被喚起。
天主教會(huì)試圖對(duì)科學(xué)的問(wèn)題立法，并宣布太陽(yáng)是繞著地球運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)伽利略犯下了大錯(cuò)誤。
幾個(gè)世紀(jì)后的現(xiàn)在，它決定邀請(qǐng)一些專(zhuān)家就宇宙學(xué)問(wèn)題提出建議。
在會(huì)議的尾聲，所有參加者應(yīng)邀出席教皇的一次演講。
他告訴我們，在大爆炸之后的宇宙演化是可以研究的，但是我們不應(yīng)該去過(guò)問(wèn)大爆炸本身，因?yàn)槟鞘莿?chuàng)生的時(shí)刻，因而是上帝的事務(wù)。
那時(shí)候我心中暗喜，他并不知道，我剛在會(huì)議上作過(guò)的演講的主題——空間—時(shí)間是有限而無(wú)界的可能性，就表明著沒(méi)有開(kāi)端、沒(méi)有創(chuàng)生的時(shí)刻。
我不想去分享伽利略的厄運(yùn)。
我對(duì)伽利略之所以有一種強(qiáng)烈的認(rèn)同感，其部分原因是剛好我出生于他死后的300年
為了解釋我和其他人關(guān)于量子力學(xué)如何影響宇宙的起源和命運(yùn)的思想，必須首先按照“熱大爆炸模型”來(lái)理解為大家所接受的宇宙歷史。
它是假定從早到大爆炸時(shí)刻起宇宙就用弗利德曼模型描述。
在此模型中，人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)宇宙膨脹時(shí)，其中的任何物體或輻射都變得更涼。
（當(dāng)宇宙的尺度大到二倍，它的溫度就降低到一半。
）由于溫度即是粒子的平均能量——或速度的測(cè)度，宇宙的變涼對(duì)于其中的物質(zhì)就會(huì)有較大的效應(yīng)。
在非常高的溫度下，粒子會(huì)運(yùn)動(dòng)得如此之快，以至于能逃脫任何由核力或電磁力將它們吸引一起的作用。
但是可以預(yù)料，當(dāng)它們變冷下來(lái)時(shí)，互相吸引的粒子開(kāi)始結(jié)塊。
更有甚者，連存在于宇宙中的粒子的種類(lèi)也依賴(lài)于溫度。
在足夠高的溫度下，粒子的能量是如此之高，只要它們碰撞就會(huì)產(chǎn)生出來(lái)很多不同的粒子／反粒子對(duì)——并且，雖然其中一些粒子打到反粒子上去時(shí)會(huì)湮滅，但是它們產(chǎn)生得比湮滅得更快。
然而，在更低的溫度下，碰撞粒子具有較小的能量，粒子／反粒子對(duì)產(chǎn)生得不快，而湮滅則變得比產(chǎn)生更快。
就在大爆炸時(shí)，宇宙體積被認(rèn)為是零，所以是無(wú)限熱。
但是，輻射的溫度隨著宇宙的膨脹而降低。
大爆炸后的1秒鐘，溫度降低到約為100億度，這大約是太陽(yáng)中心溫度的1千倍，亦即氫彈爆炸達(dá)到的溫度。
此刻宇宙主要包含光子、電子和中微子（極輕的粒子，它只受弱力和引力的作用）和它們的反粒子，還有一些質(zhì)子和中子。
隨著宇宙的繼續(xù)膨脹，溫度繼續(xù)降低，電子／反電子對(duì)在碰撞中的產(chǎn)生率就落到它們湮滅率之下。
這樣只剩下很少的電子，而大部分電子和反電子相互湮滅，產(chǎn)生出更多的光子。
然而，中微子和反中微子并沒(méi)有互相湮滅掉，因?yàn)檫@些粒子和它們自己以及其他粒子的作用非常微弱，所以直到今天它們應(yīng)該仍然存在。
如果我們能觀測(cè)到它們，就會(huì)為非常熱的早期宇宙階段的圖象提供一個(gè)很好的證據(jù)。
可惜現(xiàn)今它們的能量太低了，以至于我們不能直接地觀察到。
然而，如果中微子不是零質(zhì)量，而是如蘇聯(lián)在1981年進(jìn)行的一次沒(méi)被證實(shí)的實(shí)驗(yàn)所暗示的，自身具有小的質(zhì)量，我們則可能間接地探測(cè)到它們。
正如前面提到的那樣，它們可以是“暗物質(zhì)”的一種形式，具有足夠的引力吸引去遏止宇宙的膨脹，并使之重新坍縮。
在大爆炸后的大約100秒，溫度降到了10億度，也即最熱的恒星內(nèi)部的溫度。
在此溫度下，質(zhì)子和中子不再有足夠的能量逃脫強(qiáng)核力的吸引，所以開(kāi)始結(jié)合產(chǎn)生氘（重氫）的原子核。
氘核包含一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子。
然后，氘核和更多的質(zhì)子中子相結(jié)合形成氦核，它包含二個(gè)質(zhì)子和二個(gè)中子，還產(chǎn)生了少量的兩種更重的元素鋰和鈹。
可以計(jì)算出，在熱大爆炸模型中大約4分之1的質(zhì)子和中子轉(zhuǎn)變了氦核，還有少量的重氫和其他元素。
所余下的中子會(huì)衰變成質(zhì)子，這正是通常氫原子的核。
1948年，科學(xué)家喬治·伽莫夫和他的學(xué)生拉夫·阿爾法在合寫(xiě)的一篇著名的論文中，第一次提出了宇宙的熱的早期階段的圖像。
伽莫夫頗有幽默——他說(shuō)服了核物理學(xué)家漢斯·貝特將他的名字加到這論文上面，使得列名作者為“阿爾法、貝特、伽莫夫”，正如希臘字母的前三個(gè)：阿爾法、貝他、伽瑪，這特別適合于一篇關(guān)于宇宙開(kāi)初的論文
他們?cè)诖苏撐闹凶鞒隽艘粋€(gè)驚人的預(yù)言：宇宙的熱的早期階段的輻射（以光子的形式）今天還應(yīng)在周?chē)嬖?，但是其溫度已被降低到只比絕對(duì)零度（一273℃）高幾度。
這正是彭齊亞斯和威爾遜在1965年發(fā)現(xiàn)的輻射。
在阿爾法、貝特和伽莫夫?qū)懘苏撐臅r(shí)，對(duì)于質(zhì)子和中子的核反應(yīng)了解得不多。
所以對(duì)于早期宇宙不同元素比例所作的預(yù)言相當(dāng)不準(zhǔn)確，但是，在用更好的知識(shí)重新進(jìn)行這些計(jì)算之后，現(xiàn)在已和我們的觀測(cè)符合得非常好。
況且，在解釋宇宙為何應(yīng)該有這么多氦時(shí)，用任何其他方法都是非常困難的。
所以，我們相當(dāng)確信，至少一直回溯到大爆炸后大約一秒鐘為止，這個(gè)圖像是正確無(wú)誤的。
大爆炸后的幾個(gè)鐘頭之內(nèi)，氦和其他元素的產(chǎn)生就停止了。
之后的100萬(wàn)年左右，宇宙僅僅只是繼續(xù)膨脹，沒(méi)有發(fā)生什么事。
最后，一旦溫度降低到幾千度，電子和核子不再有足夠能量去抵抗它們之間的電磁吸引力，它們就開(kāi)始結(jié)合形成原子。
宇宙作為整體，繼續(xù)膨脹變冷，但在一個(gè)略比平均更密集的區(qū)域，膨脹就會(huì)由于額外的引力吸引而慢下來(lái)。
在一些區(qū)域膨脹會(huì)最終停止并開(kāi)始坍縮。
當(dāng)它們坍縮時(shí)，在這些區(qū)域外的物體的引力拉力使它們開(kāi)始很慢地旋轉(zhuǎn)；當(dāng)坍縮的區(qū)域變得更小，它會(huì)自轉(zhuǎn)得更快——正如在冰上自轉(zhuǎn)的滑冰者，縮回手臂時(shí)會(huì)自轉(zhuǎn)得更快；最終，當(dāng)這些區(qū)域變得足夠小，自轉(zhuǎn)的速度就足以平衡引力的吸引，碟狀的旋轉(zhuǎn)星系就以這種方式誕生了。
另外一些區(qū)域剛好沒(méi)有得到旋轉(zhuǎn)，就形成了叫做橢圓星系的橢球狀物體。
這些區(qū)域之所以停止坍縮是因?yàn)樾窍档膫€(gè)別部分穩(wěn)定地繞著它的中心旋轉(zhuǎn)，但星系整體并沒(méi)有旋轉(zhuǎn)。
隨著時(shí)間流逝，星系中的氫和氦氣體被分割成更小的星云，它們?cè)谧陨硪ο绿s。
當(dāng)它們收縮時(shí)，其中的原子相碰撞，氣體溫度升高，直到最后，熱得足以開(kāi)始熱驟變反應(yīng)。
這些反應(yīng)將更多的氫轉(zhuǎn)變成氦，釋放出的熱升高了壓力，因此使星云不再繼續(xù)收縮。
正如同我們的太陽(yáng)一樣，它們將氫燃燒成氦，并將得到的能量以熱和光的形式輻射出來(lái)。
它們會(huì)穩(wěn)定地在這種狀態(tài)下停留一段很長(zhǎng)的時(shí)間。
質(zhì)量更大的恒星需要變得更熱，以去平衡它們更強(qiáng)的引力，使得其核聚變反應(yīng)進(jìn)行得極快，以至于它們?cè)?億年這么短的時(shí)間里將氫用光。
然后，它們會(huì)稍微收縮一點(diǎn)。
當(dāng)它們進(jìn)一步變熱，就開(kāi)始將氦轉(zhuǎn)變成像碳和氧這樣更重的元素。
但是，這一過(guò)程沒(méi)有釋放出太多的能量，所以正如在黑洞那一章 描述的，危機(jī)就會(huì)發(fā)生了。
人們不完全清楚下面還會(huì)發(fā)生什么，但是看來(lái)恒星的中心區(qū)域會(huì)坍縮成一個(gè)非常緊致的狀態(tài)，譬如中子星或黑洞。
恒星的外部區(qū)域有時(shí)會(huì)在叫做超新星的巨大爆發(fā)中吹出來(lái)，這種爆發(fā)會(huì)使星系中的所有恒星相形之下顯得黯淡無(wú)光。
一些恒星接近生命終點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的重元素就拋回到星系里的氣體中去，為下一代恒星提供一些原料。
我們自己的太陽(yáng)包含大約2％這樣的重元素，因?yàn)樗堑诙虻谌阈?，是?0億年前從包含有更早的超新星的碎片的旋轉(zhuǎn)氣體云形成的。
云里的大部分氣體形成了太陽(yáng)或者噴到外面去，但是少量的重元素集聚在一起，形成了像地球這樣的、現(xiàn)在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的物體。
地球原先是非常熱的，并且沒(méi)有大氣。
在時(shí)間的長(zhǎng)河中它冷卻下來(lái)，并從巖石中溢出的氣體里得到了大氣。
這早先的大氣不能使我們存活。
因?yàn)樗话鯕?，但有很多?duì)我們有毒的氣體，如硫化氫（即是使臭雞蛋難聞的氣體）。
然而，存在其他在這條件下能繁衍的生命的原始形式。
人們認(rèn)為，它們可能是作為原子的偶然結(jié)合形成叫做宏觀分子的大結(jié)構(gòu)的結(jié)果而在海洋中發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒑Ｑ笾械钠渌泳奂深?lèi)似的結(jié)構(gòu)。
它們就這樣地復(fù)制了自己并繁殖。
在有些情況下復(fù)制有誤差。
這些誤差多數(shù)使得新的宏觀分子不能復(fù)制自己，并最終被消滅。
然而，有一些誤差會(huì)產(chǎn)生出新的宏觀分子，在復(fù)制它們自己時(shí)會(huì)變得更好。
所以它們具有優(yōu)點(diǎn)，并趨向于取代原先的宏觀分子。
進(jìn)化的過(guò)程就是用這種方式開(kāi)始，它導(dǎo)致了越來(lái)越復(fù)雜的自復(fù)制的組織。
第一種原始的生命形式消化了包括硫化氫在內(nèi)的不同物質(zhì)而放出氧氣。
這樣就逐漸地將大氣改變到今天這樣的成份，允許諸如魚(yú)、爬行動(dòng)物、哺乳動(dòng)物以及最后人類(lèi)等生命的更高形式的發(fā)展。
宇宙從非常熱開(kāi)始并隨膨脹而冷卻的景象，和我們今天所有的觀測(cè)證據(jù)相一致。
盡管如此，還有許多重要問(wèn)題未被回答： （1）為何早期宇宙如此之熱
（2）為何在大尺度上宇宙是如此一致
為何在空間的所有地方和所有方向上它顯得是一樣的
尤其是，當(dāng)我們朝不同方向看時(shí)，為何微波輻射背景的溫度是如此之相同
這有點(diǎn)像問(wèn)許多學(xué)生一個(gè)考試題。
如果所有人都剛好給出相同的回答，你就會(huì)十分肯定，他們互相之間通過(guò)話(huà)。
在上述的模型中，從大爆炸開(kāi)始光還沒(méi)有來(lái)得及從一個(gè)很遠(yuǎn)的區(qū)域傳到另一個(gè)區(qū)域，即使這兩個(gè)區(qū)域在宇宙的早期靠得很近。
按照相對(duì)論，如果連光都不能從一個(gè)區(qū)域走到另一個(gè)區(qū)域，則沒(méi)有任何其他的信息能做到。
所以，除非因?yàn)槟撤N不能解釋的原因，導(dǎo)致早期宇宙中不同的區(qū)域剛好從同樣的溫度開(kāi)始，否則，沒(méi)有一種方法能使它們有互相一樣的溫度。
（3）為何宇宙以這樣接近于區(qū)分坍縮和永遠(yuǎn)膨脹模型的臨界膨脹率的速率開(kāi)始，以至于即使在100億年以后的現(xiàn)在，它仍然幾乎以臨界的速率膨脹
如果在大爆炸后的1秒鐘那一時(shí)刻其膨脹率甚至只要小十億億分之一，那么在它達(dá)到今天這么大的尺度之前宇宙就已坍縮。
（4）盡管在大尺度上宇宙是如此的一致和均勻，它卻包含有局部的無(wú)規(guī)性，諸如恒星和星系。
人們認(rèn)為，這些是從早期宇宙中不同區(qū)域間的密度的很小的差別發(fā)展而來(lái)。
這些密度起伏的起源是什么
廣義相對(duì)論本身不能解釋這些特征或回答這些問(wèn)題，因?yàn)樗A(yù)言，在大爆炸奇點(diǎn)宇宙是從無(wú)限密度開(kāi)始的。
在奇點(diǎn)處，廣義相對(duì)論和所有其他物理定律都失效：人們不能預(yù)言從奇點(diǎn)會(huì)出來(lái)什么。
正如以前解釋的，這表明我們可以從這理論中除去大爆炸奇點(diǎn)和任何先于它的事件，因?yàn)樗鼈儗?duì)我們沒(méi)有任何觀測(cè)效應(yīng)。
空間一時(shí)間就會(huì)有邊界——大爆炸處的開(kāi)端。
看來(lái)科學(xué)揭露了一組定律，在不確定性原理極限內(nèi)，如果我們知道宇宙在任一時(shí)刻的狀態(tài)，這些定律就會(huì)告訴我們，它如何隨時(shí)間發(fā)展。
這些定律也許原先是由上帝頒布的，但是看來(lái)從那以后他就讓宇宙按照這些定律去演化，而不再對(duì)它干涉。
但是，它是如何選擇宇宙的初始狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的
在時(shí)間的開(kāi)端處“邊界條件”是什么
一種可能的回答是，上帝選擇宇宙的這種初始結(jié)構(gòu)是因?yàn)槟承┪覀儫o(wú)望理解的原因。
這肯定是在一個(gè)全能造物主的力量之內(nèi)。
但是如果他使宇宙以這種不可理解的方式開(kāi)始，何以他又選擇讓它按照我們可理解的定律去演化
整部科學(xué)史是對(duì)事件不是以任意方式發(fā)生，而是反映了一定的內(nèi)在秩序的逐步的意識(shí)。
這秩序可以是、也可以不是由神靈主宰的。
只有假定這種秩序不但應(yīng)用于定律，而且應(yīng)用于在空間—時(shí)間邊界處所給定的宇宙初始條件才是自然的。
可以有大量具有不同初始條件的宇宙模型，它們都服從定律。
應(yīng)該存在某種原則去抽取一個(gè)初始狀態(tài)，也就是一個(gè)模型去代表我們的宇宙。
所謂的紊亂邊界條件即是這樣的一種可能性。
這里含蓄地假定，或者宇宙是空間無(wú)限的，或者存在無(wú)限多宇宙。
在紊亂邊界條件下，在剛剛大爆炸之后，尋求任何空間的區(qū)域在任意給定的結(jié)構(gòu)的概率，在某種意義上，和它在任何其他的結(jié)構(gòu)的概率是一樣的：宇宙初始態(tài)的選擇純粹是隨機(jī)的。
這意味著，早期宇宙可能是非常紊亂和無(wú)規(guī)則的。
因?yàn)榕c光滑和有序的宇宙相比，存在著更多得多的紊亂和無(wú)序的宇宙。
（如果每一結(jié)構(gòu)都是等幾率的，多半宇宙是從紊亂無(wú)序態(tài)開(kāi)始，就是因?yàn)檫@種態(tài)多得這么多。
）很難理解，從這樣紊亂的初始條件，如何導(dǎo)致今天我們這個(gè)在大尺度上如此光滑和規(guī)則的宇宙。
人們還預(yù)料，在這樣的模型中，密度起伏導(dǎo)致了比由伽瑪射線(xiàn)背景所限定的多得多的太初黑洞的形成。
如果宇宙確實(shí)是空間無(wú)限的，或者如果存在無(wú)限多宇宙，則就會(huì)存在某些從光滑和一致的形態(tài)開(kāi)始演化的大的區(qū)域。
這有一點(diǎn)像著名的一大群猴子敲打打字機(jī)的故事——它們大部分所寫(xiě)的都是廢話(huà)。
但是純粹由于偶然，它們可能碰巧打出莎士比亞的一首短詩(shī)。
類(lèi)似地，在宇宙的情形，是否我們可能剛好生活在一個(gè)光滑和一致的區(qū)域里呢
初看起來(lái)，這是非常不可能的，因?yàn)檫@樣光滑的區(qū)域比紊亂的無(wú)序的區(qū)域少得多得多。
然而，假定只有在光滑的區(qū)域里星系、恒星才能形成，才能有合適的條件，讓像我們這樣復(fù)雜的、有能力質(zhì)疑為什么宇宙是如此光滑的問(wèn)題、能自然復(fù)制的組織得以存在。
這就是被稱(chēng)為人擇原理的一個(gè)應(yīng)用的例子。
人擇原理可以釋義作：“我們看到的宇宙之所以這個(gè)樣子，乃是因?yàn)槲覀兊拇嬖凇?/p>
” 人擇原理有弱的和強(qiáng)的意義下的兩種版本。
弱人擇原理是講，在一個(gè)大的或具有無(wú)限空間和／或時(shí)間的宇宙里，只有在空間一時(shí)間有限的一定區(qū)域里，才存在智慧生命發(fā)展的必要條件。
在這些區(qū)域中，如果智慧生物觀察到他們?cè)谟钪娴奈恢脻M(mǎn)足那些為他們生存所需的條件，他們不應(yīng)感到驚訝。
這有點(diǎn)像生活在富裕街坊的富人看不到任何貧窮。
應(yīng)用弱人擇原理的一個(gè)例子是“解釋”為何大爆炸發(fā)生于大約100億年之前——智慧生物需要那么長(zhǎng)時(shí)間演化。
正如前面所解釋的，一個(gè)早代的恒星首先必須形成。
這些恒星將一些原先的氫和氦轉(zhuǎn)化成像碳和氧這樣的元素，由這些元素構(gòu)成我們。
然后恒星作為超新星而爆發(fā)，其裂片形成其他恒星和行星，其中就包括我們的太陽(yáng)系，太陽(yáng)系年齡大約是50億年。
地球存在的頭10億或20億年，對(duì)于任何復(fù)雜東西的發(fā)展都嫌太熱。
余下的30億年左右才用于生物進(jìn)化的漫長(zhǎng)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程導(dǎo)致從最簡(jiǎn)單的組織到能夠測(cè)量回溯到大爆炸那一瞬間的生物的形成。
很少人會(huì)對(duì)弱人擇原理的有效性提出異議。
然而，有的人走得更遠(yuǎn)并提出強(qiáng)人擇原理。
按照這個(gè)理論，存在許多不同的宇宙或者一個(gè)單獨(dú)宇宙的許多不同的區(qū)域，每一個(gè)都有自己初始的結(jié)構(gòu)，或許還有自己的一套科學(xué)定律。
在這些大部分宇宙中，不具備復(fù)雜組織發(fā)展的條件；只有很少像我們的宇宙，在那里智慧生命得以發(fā)展并質(zhì)疑：“為何宇宙是我們看到的這種樣子
”這回答很簡(jiǎn)單：如果它不是這個(gè)樣子，我們就不會(huì)在這兒
我們現(xiàn)在知道，科學(xué)定律包含許多基本的數(shù)，如電子電荷的大小以及質(zhì)子和電子的質(zhì)量比。
至少現(xiàn)在，我們不能從理論上預(yù)言這些數(shù)值——我們必須由觀察找到它們。
也許有一天，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)將它們所有都預(yù)言出來(lái)的一個(gè)完整的統(tǒng)一理論，但是還可能它們之中的一些或全部，在不同的宇宙或在一個(gè)宇宙之中是變化的。
令人吃驚的事實(shí)是，這些數(shù)值看來(lái)是被非常細(xì)致地調(diào)整到使得生命的發(fā)展成為可能。
例如，如果電子的電荷只要稍微有點(diǎn)不同，則要么恒星不能夠燃燒氫和氦，要么它們沒(méi)有爆炸過(guò)。
當(dāng)然，也許存在其他形式的、甚至還沒(méi)被科學(xué)幻想作家夢(mèng)想過(guò)的智慧生命。
它并不需要像太陽(yáng)這樣恒星的光，或在恒星中制造出并在它爆炸時(shí)被拋到空間去的更重的化學(xué)元素。
盡管如此，看來(lái)很清楚，允許任何智慧生命形式的發(fā)展的數(shù)值范圍是比較小的。
對(duì)于大部份數(shù)值的集合，宇宙也會(huì)產(chǎn)生，雖然它們可以是非常美的，但不包含任何一個(gè)能為如此美麗而驚訝的人。
人們既可以認(rèn)為這是在創(chuàng)生和科學(xué)定律選擇中的神意的證據(jù)，也可以認(rèn)為是對(duì)強(qiáng)人擇原理的支持。
人們可以提出一系列理由，來(lái)反對(duì)強(qiáng)人擇原理對(duì)宇宙的所觀察到的狀態(tài)的解釋。
首先，在何種意義上可以說(shuō)，所有這些不同的宇宙存在
如果它們確實(shí)互相隔開(kāi)，在其他宇宙發(fā)生的東西，怎么可以在我們自己的宇宙中沒(méi)有可觀測(cè)的后果
所以，我們應(yīng)該用經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，將它們從理論中割除去。
另一方面，它們?nèi)魞H僅是一個(gè)單獨(dú)宇宙的不同區(qū)域，則在每個(gè)區(qū)域里的科學(xué)定律必須是一樣的，因?yàn)榉駝t人們不能從一個(gè)區(qū)域連續(xù)地運(yùn)動(dòng)到另一區(qū)域。
在這種情況下，不同區(qū)域之間的僅有的不同只是它們的初始結(jié)構(gòu)。
這樣，強(qiáng)人擇原理即歸結(jié)為弱人擇原理。
對(duì)強(qiáng)人擇原理的第二個(gè)異議是，它和整個(gè)科學(xué)史的潮流背道而馳。
我們是從托勒密和他的黨人的地心宇宙論發(fā)展而來(lái)，通過(guò)哥白尼和伽利略日心宇宙論，直到現(xiàn)代的圖象，其中地球是一個(gè)中等大小的行星，它繞著一個(gè)尋常的螺旋星系外圈的普通恒星作公轉(zhuǎn)，而這星系本身只是在可觀察到的宇宙中萬(wàn)億個(gè)星系中的一個(gè)。
然而強(qiáng)人擇原理卻宣布，這整個(gè)龐大的構(gòu)造僅僅是為我們的緣故而存在，這是非常難以令人置信的。
我們太陽(yáng)系肯定是我們存在的前提，人們可以將之推廣于我們的星系，使之允許早代的恒星產(chǎn)生重元素。
但是，絲毫看不出存在任何其他星系的必要，在大尺度上也不需要宇宙在每一方向上必須如此一致和類(lèi)似。
如果人們能夠表明，相當(dāng)多的宇宙的不同初始結(jié)構(gòu)會(huì)演化產(chǎn)生像我們今天看到的宇宙，至少在弱的形式上，人們會(huì)對(duì)人擇原理感到更滿(mǎn)意。
如果這樣，則一個(gè)從某些隨機(jī)的初始條件發(fā)展而來(lái)的宇宙，應(yīng)當(dāng)包含許多光滑的、一致的并適合智慧生命演化的區(qū)域。
另一方面，如果宇宙的初始條件必須極端仔細(xì)地選擇，才能導(dǎo)致在我們周?chē)吹降囊磺?，宇宙就不太可能包含任何?huì)出現(xiàn)生命的區(qū)域。
在上述的熱大爆炸模型中，沒(méi)有足夠的方向使熱從一個(gè)區(qū)域流到另一區(qū)域。
這意味著宇宙的初始態(tài)在每一處必須剛好有同樣的溫度，才能說(shuō)明我們?cè)诿恳环较蛏峡吹降奈⒉ū尘拜椛涠加型瑯訙囟?，其初始的膨脹率也要非常精確地選擇，才能使得現(xiàn)在的膨脹率仍然是如此接近于需要用以避免坍縮的臨界速率。
這表明，如果直到時(shí)間的開(kāi)端熱大爆炸模型都是正確的，則必須非常仔細(xì)地選擇宇宙的初始態(tài)。
所以，除非作為上帝有意創(chuàng)造像我們這樣生命的行為，否則要解釋為何宇宙只用這種方式起始是非常困難的。
為了試圖尋找一個(gè)能從許多不同的初始結(jié)構(gòu)演化到象現(xiàn)在這樣的宇宙的宇宙模型，麻省理工學(xué)院的科學(xué)家阿倫·固斯提出，早期宇宙可能存在過(guò)一個(gè)非?？焖倥蛎浀臅r(shí)期。
這種膨脹叫做“暴漲”，意指宇宙在一段時(shí)間里，不像現(xiàn)在這樣以減少的、而是以增加的速率膨脹。
按照固斯理論，在遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1秒的時(shí)間里，宇宙的半徑增大了100萬(wàn)億億億（1后面跟30個(gè)0）倍。
固斯提出，宇宙是以一個(gè)非常熱而且相當(dāng)紊亂的狀態(tài)從大爆炸開(kāi)始的。
這些高溫表明宇宙中的粒子運(yùn)動(dòng)得非?？觳⒕哂懈吣芰?。
正如早先我們討論的，人們預(yù)料在這么高的溫度下，強(qiáng)和弱核力及電磁力都被統(tǒng)一成一個(gè)單獨(dú)的力。
當(dāng)宇宙膨脹時(shí)它會(huì)變冷，粒子能量下降。
最后出現(xiàn)了所謂的相變，并且力之間的對(duì)稱(chēng)性被破壞了：強(qiáng)力變得和弱力以及電磁力不同。
相變的一個(gè)普通的例子是，當(dāng)水降溫時(shí)會(huì)凍結(jié)成冰。
液態(tài)水是對(duì)稱(chēng)的，它在任何一點(diǎn)和任何方向上都是相同的。
然而，當(dāng)冰晶體形成時(shí)，它們有確定的位置，并在某一方向上整齊排列，這就破壞了水的對(duì)稱(chēng)。
處理水的時(shí)候，只要你足夠小心，就能使之“過(guò)冷”，也就是可以將溫度降低到冰點(diǎn)（0℃）以下而不結(jié)冰。
固斯認(rèn)為，宇宙的行為也很相似：宇宙溫度可以低到臨界值以下，而沒(méi)有使不同的力之間的對(duì)稱(chēng)受到破壞。
如果發(fā)生這種情形，宇宙就處于一個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)，其能量比對(duì)稱(chēng)破缺時(shí)更大。
這特殊的額外能量呈現(xiàn)出反引力的效應(yīng)：其作用如同一個(gè)宇宙常數(shù)。
宇宙常數(shù)是當(dāng)愛(ài)因斯坦在試圖建立一個(gè)穩(wěn)定的宇宙模型時(shí)，引進(jìn)廣義相對(duì)論之中去的。
由于宇宙已經(jīng)像大爆炸模型那樣膨脹，所以這宇宙常數(shù)的排斥效應(yīng)使得宇宙以不斷增加的速度膨脹，即使在一些物質(zhì)粒子比平均數(shù)多的區(qū)域，這一有效宇宙常數(shù)的排斥作用超過(guò)了物質(zhì)的引力吸引作用。
這樣，這些區(qū)域也以加速暴漲的形式而膨脹。
當(dāng)它們膨脹時(shí)，物質(zhì)粒子越分越開(kāi)，留下了一個(gè)幾乎不包含任何粒子，并仍然處于過(guò)冷狀態(tài)的膨脹的宇宙。
宇宙中的任何不規(guī)則性都被這膨脹抹平，正如當(dāng)你吹脹氣球時(shí)，它上面的皺紋就被抹平了。
所以，宇宙現(xiàn)在光滑一致的狀態(tài)，可以是從許多不同的非一致的初始狀態(tài)演化而來(lái)。
在這樣一個(gè)其膨脹由宇宙常數(shù)加速、而不由物質(zhì)的引力吸引使之減慢的宇宙中，早期宇宙中的光線(xiàn)就有足夠的時(shí)間從一個(gè)地方傳到另一個(gè)地方。
這就解答了早先提出的，為何在早期宇宙中的不同區(qū)域具有同樣性質(zhì)的問(wèn)題。
不但如此，宇宙的膨脹率也自動(dòng)變得非常接近于由宇宙的能量密度決定的臨界值。
這樣，不必去假設(shè)宇宙初始膨脹率曾被非常仔細(xì)地選擇過(guò)，就能解釋為何現(xiàn)在的膨脹率仍然是如此地接近于臨界值。
暴漲的思想還能解釋為何宇宙存在這么多物質(zhì)。
在我們能觀察到的宇宙里大體有1億億億億億億億億億億（1后面跟80個(gè)0）個(gè)粒子。
它們從何而來(lái)
答案是，在量子理論中，粒子可以從粒子／反粒子對(duì)的形式由能量中創(chuàng)生出來(lái)。
但這只不過(guò)引起了能量從何而來(lái)的問(wèn)題。
答案是，宇宙的總能量剛好是零。
宇宙的物質(zhì)是由正能量構(gòu)成的；然而，所有物質(zhì)都由引力互相吸引。
兩塊互相靠近的物質(zhì)比兩塊分得很開(kāi)的物質(zhì)具有更少的能量，因?yàn)槟惚仨毾哪芰咳タ朔阉鼈兝谝黄鸬囊Χ鴮⑵浞珠_(kāi)。
這樣，在一定意義上，引力場(chǎng)具有負(fù)能量。
在空間上大體一致的宇宙的情形中，人們可以證明，這個(gè)負(fù)的引力能剛好抵消了物質(zhì)所代表的正能量，所以宇宙的總能量為零。
零的兩倍仍為零。
這樣宇宙可以同時(shí)將其正的物質(zhì)能和負(fù)的引力能加倍，而不破壞其能量的守恒。
在宇宙的正常膨脹時(shí)，這并沒(méi)有發(fā)生。
這時(shí)當(dāng)宇宙變大時(shí)，物質(zhì)能量密度下降。
然而，這種情形確實(shí)發(fā)生于暴漲時(shí)期。
因?yàn)橛钪媾蛎洉r(shí)，過(guò)冷態(tài)的能量密度保持不變：當(dāng)宇宙體積加倍時(shí)，正物質(zhì)能和負(fù)引力能都加倍，總能量保持為零。
在暴漲相，宇宙的尺度增大了一個(gè)非常大的倍數(shù)。
這樣，可用以制造粒子的總能量變得非常大。
正如固斯所說(shuō)的：“都說(shuō)沒(méi)有免費(fèi)午餐這件事，但是宇宙是最徹底的免費(fèi)午餐。
” 今天宇宙不是以暴漲的方式膨脹。
這樣，必須有一種機(jī)制，它可以消去這一非常大的有效宇宙常數(shù)，從而使膨脹率從加速的狀態(tài)，改變?yōu)檎缤裉爝@樣由引力減慢下的樣子。
人們可以預(yù)料，在宇宙暴漲時(shí)不同力之間的對(duì)稱(chēng)最終會(huì)被破壞，正如過(guò)冷的水最終會(huì)凝固一樣。
這樣，未破缺的對(duì)稱(chēng)態(tài)的額外能量就會(huì)釋放，并將宇宙重新加熱到剛好低于使不同力對(duì)稱(chēng)的臨界溫度。
以后，宇宙就以標(biāo)準(zhǔn)的大爆炸模式繼續(xù)膨脹并變冷。
但是，現(xiàn)在找到了何以宇宙剛好以臨界速率膨脹，并在不同的區(qū)域具有相同溫度的解釋。
在固斯的原先設(shè)想中，有點(diǎn)像在非常冷的水中出現(xiàn)冰晶體，相變是突然發(fā)生的。
其想法是，正如同沸騰的水圍繞著蒸汽泡，新的對(duì)稱(chēng)破缺相的“泡泡”在原有的對(duì)稱(chēng)相中形成。
泡泡膨脹并互相碰撞，直到整個(gè)宇宙變成新相。
麻煩在于，正如同我和其他幾個(gè)人所指出的，宇宙膨脹得如此之快，甚至即使泡泡以光速漲大，它們也要互相分離，并因此不能合并在一起。
結(jié)果宇宙變成一種非常不一致的狀態(tài)，有些區(qū)域仍具有不同力之間的對(duì)稱(chēng)。
這樣的模型跟我們所觀察到的宇宙并不吻合。
1981年10月，我去莫斯科參加量子引力的會(huì)議。
會(huì)后，我在斯特堡天文研究所做了一個(gè)有關(guān)暴漲模型和它的問(wèn)題的講演。
聽(tīng)眾席中有一年輕的蘇聯(lián)人——莫斯科列別提夫研究所的安德雷·林德——他講，如果泡泡是如此之大，以至于我們宇宙的區(qū)域被整個(gè)地包含在一個(gè)單獨(dú)的泡泡之中，則可以避免泡泡不能合并在一起的困難。
為了使這個(gè)行得通，從對(duì)稱(chēng)相向?qū)ΨQ(chēng)破缺相的改變必須在泡泡中進(jìn)行得非常慢，而按照大統(tǒng)一理論這是相當(dāng)可能的。
林德的緩慢對(duì)稱(chēng)破缺思想是非常好的，但過(guò)后我意識(shí)到，他的泡泡在那一時(shí)刻必須比宇宙的尺度還要大
我指出，那時(shí)對(duì)稱(chēng)不僅僅在泡泡里，而且在所有的地方同時(shí)被破壞。
這會(huì)導(dǎo)致一個(gè)正如我們所觀察到的一致的宇宙。
我被這個(gè)思想弄得非常激動(dòng)，并和我的一個(gè)學(xué)生因·莫斯討論。
然而，當(dāng)我后來(lái)收到一個(gè)科學(xué)雜志社寄來(lái)的林德的論文，征求是否可以發(fā)表時(shí)，作為他的朋友，我感到相當(dāng)難為情。
我回答說(shuō)，這里有一個(gè)關(guān)于泡泡比宇宙還大的瑕疵，但是里面關(guān)于緩慢對(duì)稱(chēng)破缺的基本思想是非常好的。
我建議將此論文照原樣發(fā)表。
因?yàn)榱值乱◣讉€(gè)月時(shí)間去改正它，并且他寄到西方的任
