宇宙是什么形状的？它到底是无限的还是有限的？这是一个困扰了哲学家们几千年的谜题。德国的天文学家、星云起源说的假设者康德，曾经提出过一个著名的时空悖论，指出在关于宇宙是无限还是有限的问题上，人类总是陷入难以理解的自相矛盾。 宇宙 牛顿就对宇宙的尺度进行了一番认真的思考。他本人是宇宙无限论的支持者。在牛顿的想象中，宇宙相当于一个无限大的屋子，屋顶遍布着无数盏吊灯——这些就相当于宇宙中的恒星。他认为，恒星之间也依靠万有引力互相发生联系，不管它们的数量有多少，哪怕是无限颗，也一定是有联系的。但是如果遵循牛顿的观点，就会引出“光度怪论”。 “光度怪论”，又被称之为“奥伯斯佯谬”。所谓佯谬，就是这个现象看起来违背常理，非常怪诞，理应不可能发生的。但是它偏偏就发生了。就像做宇航员的男人乘坐相对论飞船飞向深空，他返回地球之后，发现自己的女儿比现在还老。父亲怎么可能比女儿还年轻呢？从常理上看，这个结论是自相矛盾的。但是，很多奇奇怪怪的事情就偏偏会发生。 奥伯斯 “奥伯斯佯谬”，是德国天文学家奥伯斯提出的一个问题。1823年的一个晚上，奥伯斯在晚饭后散步仰望夜空，他突然惊讶的发问，如果宇宙真的是静止、无限、稳恒态的，那么人类看见的夜空就不应该是这样啊！因为假设宇宙中遍布无数个恒星，而且它们在稳恒态的宇宙中，互相的间距也是应该维持不变的，也就是说，它们的互相之间的距离，就应该是平均的、等距离的。 如果恒星的分布规律是这样的话，那么这些恒星所发射出来的光线，就应该把地球的上空照耀的一片白昼。 此外，如果恒星的数量是无限多的，那么恒星上发射的光线所携带的能量，也应该是无限多的。宇宙中无限的恒星发射出无限的能量，它们将把包括地球在内的一切行星都烤糊掉。 既然是这样的情况，那么地球表面就应该是一片炽热的火海，也就不可能诞生人类。而且所有的生命都不可能存在于世上。 奥伯斯的推理设定是完全合理的。因为当时学术界都相信牛顿的稳恒态宇宙的模型理论。甚至一百年后的大科学家爱因斯坦也相信这个稳恒态理论很久——只到他遇见了美国天文学家哈勃。 稳恒态理论，它确实非常容易被普通人接受。一个动态发展的、空间距离不断分开的宇宙，不太容易被理解。因为这样动态发展的宇宙，非常需要一种无可抗拒的巨力来推动它的形成。而稳恒态理论真的是简洁易懂，在假设上不需要这个巨力。所以当时的人们都相信宇宙是永远稳定的。 建立在稳恒态宇宙理论上，就必然导致“奥伯斯佯谬”被发现。这是不可避免的。科学家为什么智慧超群，因为他们总是善于发现现象，在现象中提出的新的问题。 奥伯斯在1826年，正式提出了他的设想。但是当时他还不能否认牛顿的稳恒态宇宙模型。因为如果他的设想成立的基础，就是肯定宇宙是静态和无限的。但是现实世界中，地球恰恰比较凉快，这显然与牛顿宇宙是违背的。那么，则有两种可能性： 第一种可能性，宇宙确实是稳恒态的，但是有一种特殊的机制，保护了地球免受宇宙中无限数量恒星的放射线能量的伤害。则等于说，地球这颗行星的地位非常特殊，极其不平凡，或者是一种“神力”保护了地球。但是我们知道，现代宇宙学后来证明地球是平凡的，连恒星都是平凡的。 第二种可能性，证明牛顿的稳恒态宇宙模型是错误的。虽然从常规认识来看，一个稳恒态宇宙模型最容易被人们接受的，推翻它是比较痛苦的，但是真理就是真理，不一定要与常识严丝密缝。如果宇宙不是稳恒态的状态，那么就需要一个新的数学模型来描述它。 在新的宇宙模型中，宇宙是动态发展的。既然是动态发展的，就意味着宇宙是可能有一个起点的。既然有起点，那么宇宙也可以是有限的。这个就是爱因斯坦提出的“有限宇宙”的模型。 爱因斯坦依据相对论理论，提出“把宇宙看作是一个在空间尺度方面是有限闭合的连续区”。爱因斯坦的理论，并不是纯粹的哲学思辨，而是有严格的数学证明。他从宇宙物质均匀分布的前提出发，在数学上做了计算，建筑了一个著名的新的宇宙模型，即一个“无限有边界”的“四维连续体”。或者翻译为“四维超圆形体”。 在爱因斯坦的“四维超圆形体”宇宙模型中，不管宇宙的尺度有多大，它就是内卷的，内卷为一个闭合体。假设有一束光从宇宙中任一个位置发射，理论上它将最终返回到最初的出发点。如果这是成立的话，那么时空就不可能是平面，而是一个弯曲的物质时空。而造成时空被弯曲的原因，就是源于物质的存在。 爱因斯坦 爱因斯坦的宇宙观，今天的人看来没有啥，但是在他的那个时代，无异于石破天惊，很多人都觉得匪夷所思。因为他超越了基于平直空间的欧几里得几何学，得出了一个“有限、无边界”宇宙的全新概念。 为什么说科学家总是走在哲学家前面？ 哲学家只能提出有限的想法，而且他们的想法不能离开常识很远。爱因斯坦他们的科学理论则就可以突破一切既有常识。相对论刚刚被提出来的时候，欧洲哲学界就完全不能理解，反而对相对论表达了极其强烈的反对，因为这太有悖于常识经验了。事实证明，相对论赢了，爱因斯坦战胜了全球的哲学家。 哲学受制于常识，而科学突破常识。 作者：怀疑探索者 |
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