心怀宇宙天地宽分享 http://blog.sciencenet.cn/u/陈学雷 国家天文台研究员,从事宇宙学研究

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我们从哪里来?到哪里去?

已有 5989 次阅读 2009-10-30 05:29 |个人分类:科学普及|系统分类:科普集锦| 天文, 宇宙, 星空

本学期我开设了一门研究生宇宙学课程,由于是首次开课,备课花的时间很多,再加上科研工作和事务,没有时间精力写博客了,只能偶尔贴一两篇为别的事写的稿子。下面这一篇是《人与自然》杂志编辑赵彦(与科学网主编同名)与我和李淼网上聊天后根据聊天记录编辑整理后写成的一篇对话录,发表在《人与自然》杂志2009年第10期(p.110-111)。请勿转载。


自然圆桌

我们从哪里来?到哪里去?

本期主持 赵彦

在哲学上,这是一个终极话题;在科学上,这也是一个终极话题,因为它有关于边界——时间的边界、空间的边界、人类的边界、物质的边界、善的边界、恶的边界。早在很多年以前,在人类诞生之初,我们就试图用神话和巫师粗糙的想象力解答这个问题,到今天,在科技已经发展到可以用暗能量变化描述宇宙时,我们仍然在发问,向我们身边这个巨大、黑暗的空间寻找问题的答案:我们从哪里来?到哪里去?
  这是一个很大很大的问题。这个很大很大的问题源自陈学雷国际天文联合会2009年大会上的一个见闻。于是,我们的话题就从“嫦娥的国籍”开始了——

主持人:嫦娥到底是哪国人?陈学雷老师在博客上说嫦娥易籍这件事确实让我们吓了一大跳,我们的嫦娥姑娘怎么变成了越南MM?玉兔怎么也换了越南国籍了?我们的这些神话人物是什么时候移民的?这到底是怎么回事?

陈学雷:这件事是我的一个偶然发现。今年在8月召开的国际天文联合会2009年大会上,作为国际天文年活动的一部分,我们的日本同行有一个计划,就是收集亚洲各国关于星空的各种传说后回国出书。按照这项出版计划,星空传说收集整理后先出英文版的,然后再翻译成各国文字,以供今后各国的老师和孩子们使用。目前国际上欧洲特别是希腊的星空传说比较多,但亚洲的星空神话却很少被人所知。亚洲文明历史悠久且丰富多样,关于星空的神话传说确实很值得展示。况且,随着现代化进程的加快,很多传说如果不及时整理收集就可能失传,我们的下一代也就无从了解这些本民族传统的神话故事。可令人难以接受的是,这些日本同行收集的一张越南海报上我们居然看到了我们熟知的嫦娥和玉兔,越南人很理直气壮地将他们当成了本国公民 。当然,也许越南以前也有嫦娥玉兔或类似的传说,亚洲地区文化之间传播和影响是很正常的。不过,在很长的时间里,中华文明是东亚地区的中心文明,对周边各一直是有辐射和影响的。所以,这种神话人物的“移民现象”让我相当困惑。虽然我没有去仔细考证,但我觉得中国应该是嫦娥玉兔传说的发源地,可这一点并不广为人知。我觉得应该挑一些流传广泛的传说故事编辑整理出来,并最好能译成英文、配上插图。希望一些天文爱好者能积极行动起来,不要让嫦娥在世界上被当成是越南美眉!

主持人:这的确是个令人诧异的发现,如同前些年我们与韩国抢夺端午节一样,我们是否有必要为嫦娥申下遗?

陈学雷:申遗只是一种形式,没有太大必要。相对于我们的天文文化遗产来说,世界各国对此了解得太少,有必要让大家多了解一下。实际上关于月亮我们国家不同的民族也有很多不同的传说。

李淼:一个国家的传统文化非常庞杂,文化和历史本身就是遗产,申遗既没有必要,也是没有自信的表现。

主持人:星空神话是我们探索宇宙的一个方式,用我们的人类生活和动物故事去地对应、描绘我们所不能理解、也掌控不了的星空世界,这是科学起步的所必经的一个阶段。

李淼:对,但嫦娥似乎从来不是管月亮的。中国的神话几乎每颗星都有一个神,和希腊不同,希腊的神和天体似乎是合二为一的,比如人马座。但在中国的神话里,例如太阳没有神对应,只有一只鸟,而希腊有。至于银河系传说的牛郎织女,两者似乎是合二为一的。嫦娥奔月早先的传说是嫦娥自作主张要去月亮上居住,而后来的说法是,月亮上的广寒宫是分配给她住的地方,月亮的圆缺似乎和她没有关系。

陈学雷:中国古代官方的传统基本延续司马迁《史记·天官书》的说法,很多星名都是一些官名。 民间流传的则不完全一样,比如牛郎织女官书里就基本不提,只有民间的传说和一些诗歌里讲到过。中国官方的星座以北极为中心,我们知道由于地球自转,从地球上看,好像北极是不动的, 周围的星围绕北极星旋转,所以中国古代以北极象征皇帝,以其它星象征群臣。另外,还有一些星座对应中国的不同的地方,比如某些星座对应河北,某些对应河南,等等,用这些星座出现的天象占卜天下形势。在西方,黄道的所谓十二个星座中大概有一半是动物,也有好几个不是动物的,比如天秤、室女、宝瓶等等,这些星座历史都很悠久,可以追溯到古巴比伦。其它的一些星座则反映了希腊的神话传说。中国天上的星座传说与它人间的那套官僚系统对应得特别紧密,而西方的星座则更富于神话和英雄色彩。

主持人:这些神话故事,包括嫦娥的传说,很多都是用来解释世界起源问题的。世界是复杂的,宇宙是复杂的,没有复杂性,就没有生物,没有复杂性,就没有美。在过去,我们试图用情节简单的神话故事解释世界的起源,如今,科学们试图用简单的物理规律推断世界与宇宙的起源,这些努力都令人尊敬。可是关于宇宙的起源在科学界目前我们没有一个公信的结论,比如大爆炸之说,目前仍有许多人怀疑它是否有足够的说服力。

李淼:大爆炸宇宙学说看上去承认宇宙有一个开端,即在开始的时候,大约140亿年前,宇宙非常非常小,突然间,宇宙空间的每一个点同时爆炸,温度很高,看上去像一锅炽热的粒子气体。我们现在的宇宙就是从那个婴儿期来的。

陈学雷: 对,我们知道的是发生了大爆炸,但是关键是大爆炸之前是什么样的,没人知道,因为我们目前尚无描述那么高能量的完整的物理理论。说到大爆炸,其实准确地说不是我们通常理解的爆炸,它是温度密度极高的一种物理过程。在普通爆炸中,炸弹集中在空间中的一点上,爆炸后弹片四散飞入周围的空间。但在宇宙大爆炸中,是整个空间在膨胀,而不是物质从一点飞向周围。

李淼:科学家们相信,在热大爆炸之前,还有一个极为短暂的时期,宇宙在这个时期是冷的,但存在一种能量使得宇宙膨胀得更为迅速,这就是所谓暴胀。至于宇宙在这个时期以前是什么样子的?是否还有一段有趣的历史? 我们还没有答案。

陈学雷: 暴胀其实也是一种宇宙开始的方式即宇宙早期发生加速膨胀,在很短的时候内,即在10-32秒时间内,宇宙胀大了1025倍,于是形成了今天我们可观测的宇宙。有一些科学家还提出了“永恒暴胀理论”,即这种暴胀现象到处在发生,持续在发生,一些地方暴胀结束了,另一些地方又开始了,而一个地方只要开始暴胀,它的大小很快就会远远超出暴胀停止的地方。总之,这种一直在进行的暴胀形成了今天变动中的宇宙。不过,关于宇宙起源的暴胀理论,目前虽然有一些支持它的证据,但这些证据还不够,我们还无法完全确定它是否真的发生过。

李淼:我相信暴胀,但暴胀论不能代替大爆炸。我们通常说的大爆炸是暴胀之后发生的。目前科学界的弦论只是可以解释暴胀,但这种理论不能说暴胀是必然的。也就是说,关于大爆炸前的宇宙,仍然是个谜。关于我们从哪里来的问题,仍然是个谜。

主持人:你们的谈话让我突然想起了奥古斯丁的一句话,关于时间,他说,你不说我是知道的,你说了,我就不知道了。宇宙这么长寿,以至于让我们在它面前失去时间的体验。从哪里来的问题我们目前尚不知道,那去往哪里,我们可否知道?宇宙好像是有寿限的,未来,它又会将我们带往哪里呢?

李淼:这就要说到暗能量了。我们宇宙中存在一种无所不在的特殊能量,这种能量就是暗能量。通俗地说,暗能量就是为我们提供斥力的,是它使得宇宙中天体之间的退行速度越来越大。最近几年来,天文学家和物理学家合作研究暗能量的性质,提出了各种各样的说法。有人认为暗能量密度是一个恒量,其大小不依赖地点也不依赖时间。如果是这样,宇宙将无止境地膨胀下去,最后,恒星和星系将消失,人类无法继续原先的文明。另一种可能是暗能量密度越来越小 。第三种可能是密度越来越大,天体之间的斥力也越来越大,最终导致大撕裂,即所有物质包括分子、原子都被撕裂,这是宇宙的终结。令人害怕的是,有一些观测证据支持这种观点。

陈学雷:暗能量越来越多,导致宇宙膨胀越来越快,星系就会被撕裂、撕碎,这种撕裂有可能又导致新的暴胀现象。这样宇宙就又可以循环下去了。另外,暗能量的性质是非常不确定的,我们甚至也可以想象暗能量发生很大的变化,甚至导致宇宙收缩也不是不可能的。

李淼:仅就目前我们掌握的情况来看,怀疑宇宙会发生大撕裂有点杞人忧天,要肯定暗能量密度越来越大,至少需要我们做十年甚至二十年的实验。也许暗能量密度不会变大也不会变小,也许会变小,谁知道呢?西方人特别在乎宇宙未来会不会崩溃或者死寂,哪种结果都是他们不希望看到的。在不远的将来,也许我们能够确定宇宙将如何结束。至于我们人类自身,我们也许会担心我们的末日是否将与宇宙同步,甚至在宇宙变死寂之前,甚至在宇宙变死寂之前人类可能就灭亡了。学物理的人都知道,探寻人类的终极一定是一个悲观的命题,因为世界上很多存在和现象与物理定律密切相关,我们只要稍微改变一点物理定律,世界可能就完全不同,例如,将万有引力的强弱变化一些,太阳也许还存在,但大小完全不是现在这个样子;将电子电荷变化一点,分子原子的大小完全不同,人类完全有可能因此不复存在。每一个物理定律和物理常数就像一个收音机调台钮,旋动一点点,生命和智慧就会消失。所以,关于人类将来的命运,我们只能说,可以很长,也可以很短,这主要看主导宇宙膨胀的暗能量是否变化、如何变。

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