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本文均摘自爱德华.哈里森的《宇宙学》一书。
微小与宏大在宇宙学里是紧密相联的。
跟其他所有科学家不同,宇宙学家带着宏大的眼光,跟印象派画家一样,他们站在远离画布的地方,以免看到过多的涣散精神的细节。
宇宙学不是宇宙万物的清单,它研究原始宇宙的组成要素,构成膨胀宇宙骨架的空间和时间的起源和历史,甚至生命和智慧的起源。
人类形成宇宙学的一个关键部分,代表着那个感知自己并思考自己的大宇宙。
当我们远离具体的知识领域,或者避开我们的日常事物,思考一般的事物,想的是整个森林而不是一棵树,看一幅图画而不是几块色斑,看一面挂毯而不是几根丝线,那么我们也成为了宇宙学家。
创世纪的神话,虽然往往难以解释,却有着特别的意义。
人是万物的尺度。每个宇宙都以人为尺度,因为它是人类为了寻求认识他们发现和经历的万物而形成的思想所构成。
丰足原理源于以人类为中心的信仰体系,相信宇宙是某个实在的超级生命为人类创造出来的。
今天的苦恼都是工业革命的直接后果。但应该蛮远的不是技术,而是思想,是那些主宰技术应用的信仰体系。
Unicerse一词可以看成同一(Unity)和多样(diversity)的结合。Cosmos的意思是一切实在的和谐的整体。可是,同一,多样,和谐和实在的完整意义又是什么呢?
一般意义的宗教似乎是不好定义的。它似乎由情感和观念构成。
不论什么时代,在什么地方,不同社会的人都有相同的宗教情感,然而他们顶礼膜拜的绝对真实却有着全然不同的宗教观念。
现代理论把光作为能量的量子,却并没有剥夺我们对色彩的感觉和色彩产生的情感经历。
霍内尔在“人口膨胀与星际扩张”中证明,以现在的人口增长速度看,这个办法(扩展空间技术)最多只能解决500年的问题。人类空间的泡沫填满了人,会膨胀得越来越快,再过500年久会以光速膨胀。
在量子力学世界里,粒子是我们所看到的,而波却解释了我们所看到的。
把椭圆星系和漩涡星系区别开来的基本性质从它们诞生的那一刻起就确定下来了。(为什么,怎么做到的?)
初始旋转(恒星,星系)是从何而来的呢?我们还不确定;或许气体球被彼此之间的引力作用拉入了旋转状态,抑或早期宇宙里最初的扰动就具有旋转性(旋转式弦的振动方式吗?弦在旋转吗?)。
星系的维里质量大于通过计算单个恒星得出的目视质量,星系团的维里质量大于通过计算单个星系得出的目视质量,而且,天体系统越大,维里质量与目视质量之间的差别越大。二者之间的差别强烈地暗示着天体系统中存在相当多尚未被发现的物质。
位置原理很简单地告诉我们:我们不可能处于宇宙中一个特殊的位置。
宇宙的均匀性还意味着除去局部不规则效应之外,宇宙中所有的时钟都是同步的。这个普适时间就被成作宇宙时间(以不同速度运动的系统呢?)。
有一点是各向同性的均匀态处处各向同性;但某一处各向同性并不能证明状态为均匀态;而各向异性也不能证明非均匀性。
宇宙随科学发展而改变,且可能永远都不会达到一种我们称之为完全真理的最终形态吗?
时间和空间是事物发展进程中的积极参与者,它们隶属于物理宇宙,但并没有延展至物理宇宙之外。宇宙包含着时间和空间但并不存在于时间和空间。
空间的物理性质是由其动力学特性展示出来的。空间中的空区域彼此之间存在着作用和影响。这就是广义相对论的本质。
无论身在何处,我们只要静止不动而言时间回溯,就能在大爆炸里找到自己。
我们也不能问在时间开始之前或终止之后宇宙是什么样子的。这样的问题触犯了包容原理,并暗示着物理宇宙并没有囊括所有物质性的事物。
靴袢原理认为所有的事物都存在于彼此之中。靴袢原理主张:宇宙≡粒子,怀特海把这种考虑称作内在关系说。玻姆把这种宇宙称作隐宇宙。为什么电子都带有相同的电荷呢?因为所有电子展现的都是宇宙的同一个侧面。
科学面临着困境是因为人们关于自我的中心概念是先验的。
如果生命体不过是时空中的一束束世界线,那么在时空不曾改变的情况下,世界线又怎么可能会有瞬间的幻觉呢?我们怎么期望在没有预先假定瞬间存在的情况下,就去解释关于瞬间的幻觉呢?
存在于时间中的事物又怎么能随时间变化呢?
连续空间是什么意思?豪斯道夫公理道出了我们关于空间的最深直觉。豪斯道夫把点想象成被圆周包围着,而这些圆周包围的点的邻空间可以膨胀和压缩。这些公理如下:
1、点p周围至少存在一个包含它的邻域P。
2、如果P1和P2都是点p的邻域,那么存在一个P1和P2斗包含的邻域P3。
3、如果点p有一邻域P,而点q包含于P,那么存在一个包含于P的q的邻域Q。
4、点p和q具有不含共同点的邻域P和Q。
不可能在没有窗户的实验室里把引力和惯性力区分开来。
时空自身可能只是一种密实的泡沫,时间和空间纠缠其中,不可分割,而整齐有序的类时事件序列则消失不见了。
视界以内的空间向内流动的速度大于光速。静止面以内空间的流速大于光速。
斯莫林的自然选择理论认为自然常数之所以如此谐调,是因为黑洞存在。
熵是信息丢失的量度,熵还是热无序的量度。
星系的退行速度随距离的增加而增加。根据膨胀空间范式,宇宙并不是在空间膨胀,而是由膨胀的空间构成。星系并不是在空间中移动,而是漂浮在空间固定的位置上。
平均来说,宇宙中每个人所思考的结果都是相同的,这是均匀性的一个古怪的结果。所有的思想和景观都能在一个星系团中找到,而不必想宇宙最深处探求。
无穷多可能的组合中,每一种都一定实现过,且一定实现过无数次。
多普勒红移是本动速度而不是退行速度带来的结果,它遵守狭义相对论的规律。膨胀红移是退行速度而不是本动速度带来的结果,它遵守广义相对论的规律。
我们不知道当宇宙回复到难以描述的原始状态时,大爆炸到底发生了什么。我们唯一能确定的是宇宙保持了原有的拓扑结构;如果宇宙空间原来是闭合的,那么依旧是闭合的,如果原来是开放的,那么依旧是开放的;有限宇宙不会变成无限的,无限宇宙也不会变成有限的。
夜空为什么是黑的?
科学的进步就是自然规律的扩充和概括以及初始条件的减少和简化。科学每前进一步,就有更多的偶然得到解释,被证明为以前更简单条件的自然结果。过去用复杂的初始条件和简单规律来表示的世界逐渐演化成用简单的初始条件和复杂的规律表示的世界。
物质宇宙的创生是一个与时空无关的伟大活动。宇宙演化状态的复杂性隐含在初始状态的简单之中。我们有一个关于宇宙创生的奥卡姆剃刀:初始条件越简单,规律越普适,创生理论所需的假设就越少。
当人们找到答案来解释过去认为是偶然的和无法简单花的问题时,科学就又前进了一步。
大小为1040量级的电子和质子件静电力和引力之比e2/Gmemp等等。可见宇宙的尺度差不多也是基本粒子特征尺度的1040倍。这两个非常大而且没有关系的数之间的巧合令人更加震惊,因为静电力和引力之比永远是1040。
只有薄皮肤的原始人是如何抵挡皮糙肉厚、尖牙利齿的野兽的?一种合理的猜测认为,这是因为发达的语言使原始人可以进行有组织的协作行动。
生物分解得到的基本组成和非生物是一样的。生命和意识的所有外在特征在这个分解过程中都丢失了,但是仍潜藏于粒子和它们的场里。许多思维缜密的人反对这种还原哲学,他们认为生命和意识不能简单地用原子和波的行为来解释。
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