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若宇宙大爆炸从未发生（第1页）

若宇宙大爆炸从未发生？

宇宙是如何诞生的？主流科学告诉我们，宇宙是在大约138亿年前，从一个极热、致密的状态爆炸形成的。随着这个火球一样的宇宙不断扩张，它冷却了下来，首先形成了原子，然后形成恒星和星系，最后它的一小部分转变成地球以及包括你我在内的所有地球居民。

这就是大爆炸理论，它首先于20世纪20年代成形，尽管它未被立即广泛地接受。20世纪中叶的数十年里，一种名为“稳态模型”的理论对它构成了严峻的挑战。这种替代性的宇宙论于20世纪40年代被提出，并且提出了迥异的宇宙起源说—认为宇宙没有开端，宇宙大爆炸从未发生。事实上，稳态说的支持者主张：科学的一个最基本的原则令宇宙大爆炸不可能发生。

然而，他们倒并未提出，缺少开端意味着宇宙的诞生本身就从未发生。正相反，他们主张—这是该理论最古怪的部分—宇宙的诞生一直在持续。他们想象在太空边界，物质持续从虚无中产生。这种新生物质具体是何种形式并不清楚。该理论的提出者猜测，它可能是弥散的氢原子，从虚无中冒出来。尽管他们之中还有个人异想天开地提出，它甚至有可能是自然产生的肥皂块，但他们主张，不管新物质属于何种形式，宇宙永无止境地以这种方式更新自身—如果可能的话—就跟一个人通过永无止境地获得新生的健康细胞而永生一样。

翻开任何一本科学教科书，你都找不到任何关于弥散的原子，或者从虚无中冒出肥皂块的内容。现代科学绝不会相信这样的现象可能存在，说它更像魔法还差不多。那么，稳态理论的提出者们是如何说服他们自己相信，这种所谓持续诞生的想法有可能是真的呢？为便于理解，让我们退一步，先来看看大爆炸理论的产生，因为彼理论的出现正源于此。

大爆炸理论的灵感来源于观测证据。20世纪20年代，在美国加州的威尔逊山天文台，天文学家爱德文·哈勃[5]运用刚安装好的大型天文望远镜，发现可见宇宙中几乎所有星系都在快速地远离彼此，就好像在向外逃逸一样。这使他得出结论：宇宙一定正在膨胀。

这一发现反过来很快让比利时物理学家（同时也是罗马天主教神父）乔治·勒梅特[6]推测：如果宇宙在不断变大，那么在过去它一定相对较小，而且小得多。他推测，如果令时间倒退得足够久远，你最终会抵达一个原初时刻，那时宇宙中所有的物质都被压缩在一起，呈一丁点大的单个物质，他称之为“原始原子”。他主张，宇宙中存在的一切，肯定都来自这一源头。此解释深具说服力，令大爆炸理论很快成为关于宇宙起源的主要科学理论。

稳态理论在此之后发展起来，但它的灵感来源于更抽象、更具哲学意味的思考。它是三位剑桥研究者：赫尔曼·邦迪[7]、托马斯·戈尔德[8]和弗雷德·霍伊尔[9]思想的产物。邦迪和戈尔德都是逃离了纳粹德国、客居奥地利的流亡者，霍伊尔则是英国约克郡人。二战期间，英国军队为发挥他们的科学才智，安排他们研究雷达，其时三人得以相遇。他们在战后都成了年轻的教授，继续着这段友谊。

三个人都同意哈勃做出的“宇宙正在膨胀”的发现十分重要，但是他们认为勒梅特的结论肯定不对，因为他们相信，这违背了科学的一个最基本的原则—自然法则是普遍适用的，应当在任何地方及任何时间都一致地发挥作用。他们坚称这是不能妥协的绝对概念。他们提出警告：如果你开始与这个概念过不去，比如你认为万有引力定律也许只在周二有效，周三无效，那么整个科学大厦都会倒塌，知识将不复存在。

这一原则本身并无争议。他们说这是科学信念最基本的一部分，这点没错。但是，若将它死板地用在宇宙起源这一问题上时，就导致他们得出了惊人的结论，认为物质和能量的产生不可能像勒梅特所想的那样，是一次性发生的，因为如果宇宙诞生能够发生一次（它显然已经发生过一次，因为我们存在），那么它一定在过去的任何时间都可能发生，未来也随时都可能发生。宇宙诞生一定是一个持续不断发生的过程。如果自然法则自始至终恒定不变，那么又怎么会有其他解释呢？

他们批驳勒梅特的理论极不科学，因为它违背了这一原则，未对宇宙诞生的问题加以解释，使它成了时间之初的一个神秘的一次性事件。邦迪批评道：“将整个宇宙诞生的问题推到过去，是在限制科学，使人们只能讨论宇宙诞生之后的情形，从而阻碍了科学研究宇宙的诞生本身。”

简而言之，这就是两种宇宙论模型之间的论争。大爆炸理论的支持者依据的是使人想到一次性宇宙诞生事件的观测证据；而稳态理论的拥护者作为回应，援引了一个哲学原则来坚称宇宙诞生一定是持续不断发生的。

邦迪、戈尔德和霍伊尔承认，物质在持续不断地被创造出来的观点可能会让许多人感到奇怪，毕竟还有其他需要考虑的科学法则，如能量守恒定律。该定律指出：能量只能转变形式，不能被创造或者消灭。因此，物质作为一种形式的能量，不应该凭空产生。

同样重要的是，丝毫没有观测证据能够为宇宙持续诞生的主张提供支持。科学家从未观察到此类现象。物理学家赫伯特·丁格尔（HerbertDingle）气愤地将这一概念比作利用超自然魔法，将铅转化为金子的炼金术信念。然而，“剑桥三人组”依然坚持认为：把宇宙诞生当成持续发生的过程比当成一次性事件要更合理。为支持这一论点，他们仔细地基于宇宙持续诞生的理论，推导出宇宙模型的各项细节，以展示它可能是如何运作的，并由此得出他们的稳态模型。

故事是这样展开的，三名研究者在看过一部1945年的恐怖电影《死亡之夜》[10]后，想出了他们宏大的替代性宇宙论。电影讲述了一个人被困在不断重复的梦魇中，并且以这个人再次从其噩梦的开头醒来而结束。这种周而复始循环的叙述结构，使研究者们想到无始无终的宇宙概念。这一联系或许对大多数人来说并不明显，但是三个人看完电影之后坐在邦迪的公寓里共饮的朗姆酒显然帮他们看出这一类比的合理性。

大爆炸理论中的宇宙，以剧烈的爆炸为开端，并随着时间推移，经历了急剧的变化；与此相反的是，他们的稳态宇宙一直处于平静和安宁的状态。它提供了一幅令人安心的图景：在足够大的范围内，宇宙过去一向并且未来也将一直保持稳定。

邦迪在1950年出版的宇宙论教科书中解释道：“‘稳态’这个词用来形容一直在广大范围内维持原样的宇宙。”他将其与一条河流相比拟，河中的水在向下游流动时持续变化着，但是日复一日，河流整体上是恒定不变的，它流动的速率是稳定的；与此相似，稳态宇宙一直会在小范围内发生变化，但是其整体始终保持一致。

维持这种稳态的关键在于物质的持续产生。如果现存的物质就是一切，不会再有新物质产生，那么随着恒星燃尽所有可用的燃料而变暗，宇宙最终会步入冰冷的死亡，但是如果物质持续产生的话，它们就会提供无尽的燃料，即使在衰老的恒星燃尽之后，仍然能够有新生的恒星形成。

根据他们的计算，维持宇宙运转甚至不需要用到很多的物质，而且这一需求量小到一个人可能永远无法观察到它在发生，也不会有任何已知的实验能探测到它。以提供简单朴素的解释而著称的霍伊尔是这样描述的：“每十亿年里，在相当于一品脱容量的牛奶瓶大小的范围内，大约会产生一个原子。”（前文中，那个半开玩笑地声称物质有可能以肥皂块的形式出现的也是霍伊尔。）

至于规定了物质不可能凭空产生的物质守恒定律所涉及的问题，霍伊尔辩称：“事实上，宇宙的持续诞生，有可能是在不违反此定律的情况下发生的，而实现它的关键就是‘负能量’。”霍伊尔假设全宇宙范围内存在负能量场—他称之为“创造场”。他说，任何的扰动都会令该场的体积增加，随后就会触发了等量的正能量（即物质）产生。同时产生的正负能量相互抵消，令宇宙中能量的总和保持恒定。