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4 长史（第1页）

4时间长史

现在我们知道，在很久很久以前，时间和空间就携手同行了，但它们并非一直存在。时空是在不到140亿年前和质能同时诞生的，其过程非常激烈。如果不怕自相矛盾，我们甚至可以说：“曾有一段时间没有时间。”

圣奥古斯丁等天主教会的教父曾深入论述过“时间之始”这个课题：时间是从“无”中创造出来的。这一理论完全符合上帝是造物主的理念。圣奥古斯丁对反对意见的讽刺回应总让我十分欣赏，这位希波主教自问自答：“上帝在创造时间之前在干什么？他在想如何惩罚胆敢提出此问题的人。”

古希腊的思想家却并不太关心时间的起始，他们认为世界是循环的，周而复始。不管是柏拉图还是年轻的亚里士多德，都认为酷暑、暴雨、地轴角度改变等会导致周期性的灾难，这些灾难迫使文明毁灭再重生，把之前的路再走一遍，直到下一次大灾发生。它们是相当广泛的愿景，斯多葛主义者通常以36，000年或72，000年为一个周期，认为在固定的日子里，整个世界会被大火烧尽，然后一切从头再来，和之前一模一样：“将会有一个新的苏格拉底，一个新的柏拉图，每个人都会和原来一样，有相同的朋友和同胞。”

圣奥古斯丁打破了这种循环说，认为人类的时间只是永恒中的一小段，时间随创世开始，随最终审判结束。20世纪初的科学家也不太关心时间的起始。在某种程度上，时间被认为是理所当然的，就像宇宙、物质、能量一样。直到发生了下面提到的两件事，这个问题才开始重要起来，最不愿接受的人也开始考虑那个惊人的想法：时间可能和宇宙一样，也有一个开始。

时间之始

1927年，年轻的比利时物理学家、天主教神父乔治·勒梅特给出了爱因斯坦方程关于时间的一个解。在他的解中，宇宙的时空在膨胀，最遥远的星系在后退，离所有东西越来越远，而且离得越远，后退的速度也越快。像倒放电影那样逆推膨胀，他得出结论：一切都应该诞生于100亿到200亿年前，始于一个极小又十分奇异的点——一个原初的原子。这是现代大爆炸理论的雏形。

当年轻的美国天文学家埃德温·哈勃开始用威尔逊山天文台的世界上最大的望远镜记录星系视运动数据时，他完全不知道勒梅特的推演。但他的观测结果毫无疑问也是一样：所有的星系都在渐行渐远，并且离得越远，后退的速度越快。今天我们知道，这不是星系在运动，而是时空在膨胀。哈勃于1929年公布了自己的观测结果，让原本持怀疑态度的爱因斯坦也相信了勒梅特的说法：时空有诞生之日。广义相对论形成十多年后，爱因斯坦方程严谨而优雅地描绘出的宇宙，变成了一个巨大的系统，它有起始并且一直在膨胀。物理学被永远地改变了。

从此，现代大爆炸理论突飞猛进。20世纪的宇宙学能细致地再现宇宙的发展过程，因其能十分精确地测量宇宙中最巨大部分的结构特征。通过观测几十亿光年外的星系和星系团，我们可以像看“现场直播”一般看到属于遥远过去的景象。

最丰富的信息来源之一是宇宙微波背景辐射（icrowaveBaB）。各个方向上都有低能光子的均匀流动是大爆炸理论最重要的预言之一。1964年，阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊几乎在偶然间发现了这一辐射，于是就连最怀疑时间起源说的人也不得不接受时间有一个开始。

这原始之光是一个极特别时刻的遗迹：当宇宙年龄达到38万年时，膨胀导致的冷却让温度下降到3000开尔文（2726。85摄氏度）以下，电子和轻型原子核终于首次组成电中性的原子。突然之间，物质不再吸收辐射，于是光开始向四面八方传播。这些最早的自由光子，被时空膨胀拉伸、削弱，至今仍带着那时的信息漂浮在我们周围。

宇宙微波背景辐射微小的各向异性真正是宇宙根本性质的信息宝库。我们从中挖掘出了比较准确的宇宙诞生时间：138亿年前。而且我们发现，宇宙的性质在诞生之初更惊人，它在极短时间内以惊人的速度膨胀，经历了被我们称为“宇宙暴胀”但我们尚不完全了解的时期。尽管最初的极速膨胀很快就消失了，但时空继续无限扩大延展，直到今天依然如此，只不过相对于最初的疯狂弱了很多。

宇宙微波背景辐射就像一个巨大的记忆库，储存着时空和质能事件。整个宇宙都和包裹了它上百亿年、弥漫四处的光子处于热平衡状态，使得我们能够从中挖掘出关于宇宙漫长历史的宝贵信息。不过，宇宙微波背景中依然隐藏着许多秘密。

被物质束缚了几十万年后，最初的光子摆脱了约束，开始自由地向四面八方传播。与之不同的是，时空极速膨胀产生的原初引力波得益于自身的微弱而从一开始就自由传播，它和所有东西的相互作用都是如此微弱，以至初始宇宙中极热极密的物质也无法将其吸收。于是引力波就会在与之相互作用过的宇宙微波背景上留下细微到几乎无法察觉的痕迹，其特征是一种不易发现的偏振，即宇宙微波背景的空间方向性。我们找了几十年也没找到，一旦找到，我们就可以了解宇宙暴胀阶段尚不清楚的部分。

科学家都梦想着观测到直接由大爆炸产生的古老引力波。这些无法察觉的时空扰动至今依然回**在我们身边，是最初引力波涡旋的残留。谁能将现有工具的灵敏度提高到能测出原初引力波的水平，谁就能非常详细地再现那个超凡的时刻。从某种意义上说，时间诞生的传说依然回响在我们身旁，人类巨大的挑战就在于能够成功地听到那喃喃低语——那是对时间诞生时那一声啼哭的追忆。

时间之终

如果你从未体会过“司汤达综合征”，只要从帕多瓦的斯克罗威尼礼拜堂的小门踏入主殿，你就会知道那是什么意思。占据天花板并在许多窗格上反复出现的那一块块青金石蓝，会让你不禁屏住呼吸。

这座小教堂从外面看平平无奇，只是一座中世纪的建筑，建在古罗马剧场的遗迹旁。和其他有一定地位的城市一样，帕多瓦也有古罗马人为公共演出而建的大型剧场，只是帕多瓦古剧场保存得很差：砖石被拆下来建房子，宏伟的建筑最终只剩下一些拱门和椭圆形外墙。不像著名的维罗纳竞技场那样，气势雄浑地矗立在市中心，几乎没有损坏，依然被用于大型演出，如果没有斯克罗威尼礼拜堂，帕多瓦古剧场就只是意大利的诸多古迹之一，没什么特别吸引人的地方。不过在13世纪，这里曾耸立着城中最富有的银行世家斯克罗威尼的家族豪宅。

斯克罗威尼家族的族徽并不特别漂亮：白色背景中有一头怀孕的蓝色母猪，暗指他们的族姓（1）。他们的名声也不好，整个城的人都惧怕他们，也在背后说他们的坏话，因为他们和许多富豪一样，以放贷发家致富。但丁都把他们的老祖宗里纳尔多放在了地狱里，可见这人肯定不受爱戴。当他在1290年去世时，他的宅邸被愤怒的民众冲垮了。为了让人们忘记这些过去的时光，也为了重塑一定的社会尊重，让教会和贵族阶层接受自己，其子恩里科斥巨资修建了一座礼拜堂，还聘请当时最好的画家乔托·迪·邦多纳为礼拜堂画壁画。

斯克罗威尼礼拜堂于1300年建成，这正是14世纪第一个禧年，而后乔托用了几年时间为其绘制壁画，于1305年完工。他在这组壁画中彻底抛弃了拜占庭绘画的传统规范，线条更加柔和，造型更加自然真实。通过为斯克罗威尼礼拜堂作画，乔托成为第一个具有现代性的画家。这组壁画也被认为是历史上最重要的艺术作品之一，是少数几个可与米开朗琪罗的西斯廷礼拜堂壁画相媲美的作品之一。

乔托以多彩的壁画表现《圣经·旧约》和《圣经·新约》里的故事，混合了情感与人性，以及信仰的力量与历史的意义。整组作品的**在描绘基督受难又复活及最终审判这一幅，它占据了礼拜堂的整个立面背墙：左边是得真福而上天堂者，被天使列队接引；右边是受诅咒而下地狱者，遭受着各种可怕的酷刑。

但特别吸引我的是画面上方三叶花窗两旁的两个天使，他们好像卷幕布一样卷起星辰闪烁的苍穹。

乔托表现的时间终结很显然依照了圣约翰在《启示录》中的描述：星星坠落，天空卷起。短暂的人世结束而永恒开始，时间被重置，它随物质宇宙而生，现在也一并被收起。一切都回到了但丁《神曲·天堂篇》第十七歌所说的“诸时皆在”——这不在人类的时间中，而是所有时刻同在的永恒。

时间的尽头被乔托出色地表现出来，直到今天，它依然让我们这些现代人思考：如果时间有一个开始，那是否也会有一个结束？时间的终结对我们的物质宇宙意味着什么？我们可以通过考察各种宇宙终结的假设，以科学的语言来表述这些问题。

比如，时间之终可能就是时空不再急速膨胀。如果星系不是互相远离而是互相靠近，就会最终毁于彼此的相互作用，这个过程的终点是它们全都聚合到一起，所有物质都坍缩成一个奇点，即科学家们所说的“大挤压”。随着时空被压到点的维度，时间也就解体而不复存在了。如果又有新的大爆炸，从上个时空的灰烬中产生新的时空，那就又开始了新的周期。但这种循环说，这种近乎完满的膨胀与收缩的交替，并不被科学观测所支持。

没有任何数据表明，时空会先停止膨胀，然后转为收缩。相反，一切似乎都告诉我们，时空的膨胀会愈演愈烈。这种让一切加速互相远离的东西被称为“暗能量”。我们不知道它是不是一种新型的力量、一种“斥力”，抑或是时空的一种奇特性质，会随时间的增加而加速其膨胀，但可以肯定的是，如果没有其他机制参与，暗能量将会决定我们的宇宙如何终结：一切都将从一切中退去，宇宙将变得非常黑暗、寒冷、荒凉，恒星形成、能量交换等周期将慢慢被不可挽回地打破，而正是因为这些周期才有了行星系统，才有了行星上的生命。晦暗的裹尸布最终会包裹整个宇宙，它长久地存在着，长久到我们无法想象，仿佛是死去恒星的墓地，无用而广阔。

这就是宇宙的热寂，不给人留下任何希望，甚至比圣约翰的《启示录》还要黯淡得多。如果所有恒星都坍缩了，随着时空继续膨胀，时间会变得无穷却也无用，度量着越来越慢的变化、被拉长到空洞煎熬的节奏，而这些变化最终也将消失于一片虚无。

广阔宇宙中的时间

最早验证爱因斯坦广义相对论是通过对宇宙现象的观察，这并非巧合。当我们离开地球，走进更广阔的世界后，才能更好地理解时空被质能扭曲后的性质。

广义相对论效应在地球上当然也存在，但实在是太微弱了，以至可以忽略不计。除非精度要求很高，比如全球定位系统中各原子钟的同步。

但一旦我们开始探索我们的太阳系，那些本来成谜的现象就变得可以理解、合乎逻辑。

对广义相对论的首次印证，来自英国天体物理学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿爵士。他于1919年11月公布了他的研究结果，在英国皇家学会的研讨会后，这一消息就登上了《泰晤士报》的头版，并被各大报纸转载。这让爱因斯坦在获得诺贝尔奖之前就成了地球上最著名的科学家之一。