資料來源：新生網

2002年11月26日

尚萊茵 古人云：“上下四方為宇、往古來今曰宙”。自古以來，宇宙這個 詞彙就被定義為一切時間和空間的總和。世間萬物都在宇宙中，宇 宙即是萬有，它就是一切。“宇宙學”就是研究宇宙本身的學問， 具體說來，是借助天文學、物理學、數學等手段研究宇宙結構與演 化的一門自然科學。人類對宇宙起源和結構的關注可以追溯到人類 文明的開端。 在我國，有一個流傳已久的古老傳說──盤古開天闢地，講的就是 宇宙開始的故事。最初，天地呈混沌狀，像一個雞蛋，只有盤古在 其中生存。過了不知多少年，這團混沌分開了，輕的和透明的部分 就上升形成了天，重的和混濁的部分就下沉形成了地，盤古也屹立 在天地之間。而天一日加高一丈，地一日變厚一丈，盤古也一日長 大一丈。如此又經過了很多很多年，天變得極高，地也變得極厚， 盤古也長得極大…… 生活在４０００年前伊拉克兩河流域的古巴比倫人認為，宇宙是一 個密封的箱子或房間，大地是它的底板。底板中央矗立著冰雪覆蓋 的區域，幼發拉底河就發源於這些區域中間。大地四周有水環繞， 水之外有天和山，以支撐蔚藍色的天穹。不過，古巴比倫星象家已 經認識到地球是一個球體，黃道十二星座也是他們劃分的。 在尼羅河兩岸生活的古埃及人心目中，宇宙大體上和巴比倫人心目 中的宇宙一樣。他們認為，宇宙是一個方盒子，南北的長度較長， 底面略呈凹形，而埃及就處於凹陷的中心。天是一塊平坦或球形的 天花板，四方有四個天柱，即山峰所支撐，星星是用鏈纜懸掛在天 上的燈。在方盒的邊沿上，圍著一條大河，河上有一條船載著太陽 往來。尼羅河是這條河的一個支流。顯然，這個宇宙模型受古埃及 地形的影響太深。 我國古代居主導地位的宇宙模型是“渾天說”。發明地動儀的張衡 是它的主要擁護者。渾天說認為，天好像一個雞蛋殼籠罩在一片汪 洋之上，陸地似蛋黃，浮在蛋青般的水中，恰好位於天的正下方。 但是蛋殼、蛋黃的比喻只是為了說明天與地的位置關係，古人可沒 有把腳下的大地看成是球形的。盡管唐代的僧一行在大地測量中曾 發現了用“地平觀”解釋不了的事實，但他沒敢懷疑“渾天說”。 最令古人搞不懂的是：大地的外面全是汪洋，那麼太陽落山後豈不 是沉入水中熄滅了嗎？為此，有人嘗試從五行相生相剋的角度出發 解釋這個問題，但並不成功。畢竟這個模型與現實相差太遠。 古希 臘人首先正確地認識到腳下的大地是一個球體的表面。 亞里斯多德認為，地球位於宇宙的中心，包括太陽在內的所有天體 都在各自的圓形軌道上圍繞地球運轉。後來天文學家托勒密借助幾 何學精確地描述了這個宇宙模型，使之能預測天體位置。由於亞里 斯多德在學術界擁有的地位，地心說和“水晶球體系”在中世紀的 歐洲深入人心。基督教完全接納了亞里斯多德的理論，認為與《聖 經》的宇宙觀一致，符合上帝創世的理論。這個宇宙模型的最大“ 優點”，就是在最外層的恆星天球之外，為天堂和地獄留出了空間 。 波蘭人哥白尼並不是第一個提出地球圍繞太陽轉的人，但他是最有 影響的一個。１５１４年，身為天主教教士的哥白尼提出了“日心 說”，認為太陽靜止地位於宇宙的中心，而地球和其它的行星圍繞 著太陽作圓周運動。由於害怕教會的迫害，哥白尼只能秘密地傳播 他的學說。後來，意大利的伽利略在觀測木星時，發現幾個行星在 圍繞著木星旋轉，這表明其它星球不一定非得繞著地球旋轉。隨後 開普勒修正了哥白尼的理論，用橢圓軌道取代了圓軌道，使其很好 地符合了觀測結果。眾多天文學家的公開支持，最終宣告了亞里斯 多德學說的終結。 從亞里斯多德─托勒密的地心說到哥白尼─伽利略的日心說，人們 花了２０００多年的時間，才學會換個角度思考問題──原來太陽 東升西落，完全是地球轉動的結果。一旦思路打開，靈感便源源不 斷地從科學家腦海中湧出。布魯諾認為甚至太陽也不是宇宙的中心 ，它和夜空中的點點繁星一樣，是普通的恆星；而宇宙是無限的， 星星則散布於無盡的空間裡。也許布魯諾的步子邁得太大，宗教法 庭無法容忍其“異端邪說”，於１６００年把他燒死在羅馬的百花 廣場，他因此成為最著名的科學殉道者。直到１８２２年，教庭才 正式裁定太陽是所有行星的運轉中心。 令人吃驚的是，盡管人們知道世間的一切都在運動中，只是到了２ ０世紀２０年代美國天文學家哈勃（那台著名的太空望遠鏡就以他 的名字命名）發現紅移定律後，宇宙演化的觀念才進入人類的考量 。人們甚至從來沒有想過宇宙也會演化。牛頓的萬有引力定律表明 ，宇宙的物質在引力作用下不可能處於穩定的狀態。即使在愛因斯 坦的廣義相對論中，情況也好不到哪兒去，為了得到一個穩定的宇 宙模型，他曾將宇宙常數引進理論中。他們都希望在自己的理論中 找到穩定的宇宙模型。可見，宇宙演化的觀念並沒有產生在這些天 才的頭腦之中。 哈勃的紅移定律標誌著現代宇宙學的誕生。他發現，從星系發光的 波長可以推斷，星系離我們的距離越遠，離開我們而去的速度就越 快。這表明整個宇宙處於膨脹的狀態。從時間上倒溯到過去，估計 在大約１５０億年前曾經發生過一樁開天闢地的大事件，即宇宙從 一個極其致密、高溫的狀態中爆發產生。伽莫夫在１９４８年發表 的一篇關於熱大爆炸模型的文章中做出了一個驚人的預言，早期大 爆炸的輻射仍殘存在我們周圍，不過由於宇宙膨脹引起的紅移，其 絕對溫度只余下幾度左右，在這種溫度下，輻射是處於微波的波段 。在１９６５年彭齊亞斯和威爾遜觀測到宇宙微波背景輻射之後， 人們開始認真對待這個預言。 於是，隨著實驗和理論證據的積累，人們越來越清楚地認識到，宇 宙在時間上必須有個開端。 ──轉自《新生網》