? ? ? 回頭去看《時(shí)間簡(jiǎn)史》的前兩章講的是宇宙。在第一章《思索宇宙》中霍金寫(xiě)了這樣一段話:
? ? ? “關(guān)于宇宙,我們究竟知道什么,并且我們何以得到這些知識(shí)呢?宇宙從何而來(lái)?它又向何處去?宇宙有一個(gè)開(kāi)端嗎?如果有的話,在此之前發(fā)生了什么?時(shí)間的本質(zhì)是什么?它會(huì)到達(dá)一個(gè)終點(diǎn)嗎?我們能在時(shí)間中返回到過(guò)去嗎?”
? ? ? 我記得自己剛接觸這些知識(shí)的時(shí)候多少會(huì)思考一些關(guān)于宇宙的事情,每當(dāng)一想到宇宙的外面是什么,我就會(huì)感到不舒服,就好像有一股力量在阻礙你去思考這個(gè)問(wèn)題。我們的宇宙究竟有沒(méi)有邊際?我想應(yīng)該是存在邊際的。宇宙既然存在,就一定會(huì)有它存在的原因。我認(rèn)為宇宙存在的時(shí)間已經(jīng)很久遠(yuǎn)了,而我們?nèi)祟惖拇嬖跁r(shí)間卻十分短暫?;蛟S宇宙就是一個(gè)母體,而我們的銀河系或許就像它的一個(gè)器官,我們?nèi)祟惢蛟S就是它的一個(gè)小小 細(xì)胞,或許連細(xì)胞都說(shuō)不上。我們不能沒(méi)有宇宙,可是宇宙沒(méi)有銀河系照樣存在。
? ? ? ?那宇宙到底是什么呢?我們現(xiàn)在還不知道,用霍金的話來(lái)講,“只有時(shí)間才能裁決”。
? ? ? ?第二章《宇宙演化的圖像》中講述了幾位科學(xué)家的觀點(diǎn),這些觀點(diǎn)串起來(lái)就是一個(gè)關(guān)于宇宙演變的猜想歷程。
? ? ? 公元前340年左右,希臘哲學(xué)家亞里士多德撰寫(xiě)了一部題為《論天》的著作,這本書(shū)為地球是一個(gè)圓球提供了有力的證據(jù)。從古至今,一直都有人始終認(rèn)為地球是平坦的,為了反駁這個(gè)觀點(diǎn),亞里士多德提出了很多論證。
? ? ? 有一個(gè)論證是基于月食。如果地球是一個(gè)平坦的圓盤(pán),只有當(dāng)太陽(yáng)位于圓盤(pán)的正下方,它的影子才能是圓的,但在其他時(shí)刻它的影子應(yīng)該是被拉長(zhǎng)的橢圓。還有一個(gè)有力的論據(jù),如果地球是平坦的,那么從大海遠(yuǎn)處駛來(lái)的船首先是一個(gè)模糊的點(diǎn),之后隨著船離我們的眼睛越來(lái)越近,船才能被我們看清楚。但事實(shí)上不是這樣,我們首先看到的應(yīng)該是船帆,之后才是船身。
? ? ? 亞里士多德認(rèn)為地球是靜止的,并且地球是宇宙的中心,其他的行星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。在公元2世紀(jì),希臘人托勒密將這一觀點(diǎn)轉(zhuǎn)變成了一個(gè)完善的天空模型。在他的模型中,八個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓球圍繞著地球,這八個(gè)圓球就是當(dāng)時(shí)已知的八個(gè)天體。
? ? ? 托勒密寫(xiě)過(guò)這樣的一段話:“當(dāng)我快樂(lè)地凝視著密布的恒星群進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),我像是雙腳凌空,飛上天穹?!彼脑捓锾岬降暮阈侨海鋵?shí)是相對(duì)位置不變的行星,恒星在這樣的球面上占據(jù)固定的位置,所以當(dāng)它旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,恒星之間的相對(duì)位置保持不變。所以正如托勒密所看到的那樣,恒星群像一個(gè)整體一樣,同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)著。
? ? ? 這個(gè)觀點(diǎn)一直持續(xù)到了16世紀(jì)。1514年波蘭教士尼古拉·哥白尼提出了另一個(gè)觀點(diǎn),那就是太陽(yáng)是中心,地球以及其他行星都繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。這個(gè)觀念在一個(gè)世紀(jì)之后才被世人所接受,因?yàn)槌霈F(xiàn)了兩位天文界的偉人——德國(guó)的約翰斯·開(kāi)普勒和意大利的伽利略·伽利雷。
? ? ? 伽利略在17世紀(jì)初期用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)木星時(shí)發(fā)現(xiàn),在木星的周圍有一些小衛(wèi)星或者月亮?xí)殡S木星,這一觀測(cè)結(jié)果直接否定了托勒密的觀點(diǎn),因?yàn)橥欣彰苷J(rèn)為所有的天體都圍繞地球公轉(zhuǎn),顯然觀測(cè)結(jié)果并不是這樣。同一時(shí)期,開(kāi)普勒將哥白尼的理論進(jìn)行了改進(jìn),他提出行星的運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓而不是正圓。兩人的理論相加起來(lái)宣告了托勒密模型的滅亡。
? ? ? 有一件非常另開(kāi)普勒煩惱的事情就是,他認(rèn)為磁力迫使行星圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),但是橢圓軌道卻無(wú)法和他的這個(gè)思想保持一致。至少一點(diǎn)他已經(jīng)明確了,那就是行星和太陽(yáng)之間有一種力在牽扯著兩者,但這個(gè)力一定不能是磁力。之后出現(xiàn)了一個(gè)人,基于開(kāi)普勒的思想,終于解釋了為什么所有的行星都圍繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn),這個(gè)人就是艾薩克·牛頓。
? ? ? 牛頓在1687年發(fā)表了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,這部很可能是物理科學(xué)中最重要的著作。
? ? ? 他在這部著作中提出了一個(gè)定律:“除非有一個(gè)力作用在靜止的物體上,否則所有這些物體自然地保持在靜止?fàn)顟B(tài)?!边@句話印證了開(kāi)普勒的觀點(diǎn),那就是這些行星與太陽(yáng)之間一定有某種力在作用。牛頓還描述了力的效應(yīng)如何使物體運(yùn)動(dòng)或者改變物體的運(yùn)動(dòng)。
? ? ? 牛頓的理論,既解釋了行星的運(yùn)動(dòng),也確定了地球上的運(yùn)動(dòng),“它即是現(xiàn)代物理學(xué),也是現(xiàn)代天文學(xué)的開(kāi)端”。
? ? ? 從此,我們家園的樣子就不再更改,一直都是我們理解的樣子,聽(tīng)見(jiàn)的樣子,看見(jiàn)的樣子。相信在以后的日子里,會(huì)有越來(lái)越優(yōu)秀的科學(xué)家會(huì)為我們解開(kāi)更多的宇宙之謎,或許是明天,或許不會(huì)久遠(yuǎn)。