宇宙膨胀的阴影下面（1）：一次错误的认定

非常感谢科学网的主管编辑能够网开一面，让我有一个难得的机会谈谈自己关于宇宙大爆炸的一些观点，万分高兴。

我是中国科学院上海天文台退休科技人员，早年虽然毕业于南京大学天文系，但所学专业为天体测量，该专业对数理基础的要求相对其它专业是不高的，好几门理论物理方面的课程未学，对宇宙理论也知之甚少。退休前虽知道一点有关宇宙大爆炸的知识，但因冗事缠身并没有深入了解。退休后才通过网络进行了相应的学习，但却事与愿违，在有了皮毛了解以后反而对其有些格格不入，认为它没有什么科学道理。曾经多次撰写文章阐述有关观点，但投稿科技期刊后，均没有得到任何审稿意见就退稿了，令我万分无奈。我知道因为数理基础欠缺，并未能掌握某些高深的理论，只不过是业余的水平，但仍然自认为有理，很难放弃，就总想有个场所说说，曾经想干脆将自己的文章挂在网上，但一直不知道怎么操作。不久前在网上看到程鹗博士撰写的科学网博客：《宇宙膨胀背后的故事》，用非常丰富详实的史实给我展示了与宇宙膨胀有关的幕后情景，令我眼前一亮，迫不及待地一篇篇看完了，真是获益不浅。虽然与我原有的观点是相向而行的，但能够得到如此深入细致的了解，是前所未有的，真感谢程博士的辛勤劳动，提供了如此丰盛的大餐，也令我万分佩服。由于我孤陋寡闻，对博客到底是什么尚茫然无知，只以为这只是在网络上发表观点的一种方式，就企图也如法一试。经过一番周折，总算可以如愿以偿，但事到临头却有点胆怯，尤其是在看过程博士的博客后，总有点自惭形秽，无法做到理直气壮。但事已至此，也就只能勉为其难了。现在有这个难得的机会当然是要‘表演’一番的。可能只不过是钻牛角尖，一定会让人失望。期望有高人及时指出‘表演’中的错误荒谬，我一定心怀感激、虚心接受，并及时退出以谢过错的，那只有敬请谅解了。

众所周知，宇宙膨胀的概念源于河外星系谱线红移现象的发现。百年以前人们就已经发现了河外星系的谱线红移现象。这是天文学上的重要发现，具有划时代的重大意义。在没有仔细研究该现象的起因的情况下，人们就根据当时对多普勒效应的理解对这一现象进行了解释，认为这些星系正在远离我们，即有所谓的“退行”现象，就此认为宇宙是在膨胀的。这样解释星系的谱线红移现象当然有其自身的理由。因为在天文学的发展历史上不乏如此处理的例子，人们通过观测天体的光谱，可以发现谱线有时会发生位移，从而可以由此根据多普勒效应的原理来确定与该天体有关的视向速度，例如得到某些天体的自转速度、发现互相绕转的恒星（被称为分光双星）等，在现代天体测量工作中也常运用多普勒测速的办法来获取有关观测结果。其广泛应用在天文学上的成功例子真是不胜枚举。对星系谱线红移现象也如此理解当然也就是顺理成章的，看上去似无不可。但这种传统的理解思路也并非无懈可击。

天文学上根据多普勒效应的原理来解释天体的谱线位移，从而得到与该天体有关的视向速度是有条件的。它是要通过与其他观测结果进行相互比较来进一步确认的。在不同的情况下的观测就会得到不同的结果，就能确认这是由不同的视向速度造成的。例如观测某一恒星时发现其谱线有位移，但其他大部分恒星却没有观测到这一现象，就可以怀疑它是否是某双星中的一颗子星，再通过观测找到另一颗子星予以确认。否则是难以轻易给出结论的。因为我们的讨论是通过观察到的现象来寻找其发生的原因，在该现象的成因尚未弄清楚时，就断言它只能由某一个特定因素造成，并以该现象的存在反过来肯定后者的存在，显然在逻辑上是存在问题的。或许可以举一个通俗的例子来说明：天然气泄漏遇到明火常会发生爆炸，但不能一旦哪里发生了爆炸，就肯定是天然气泄漏遇到明火造成的，因为除天然气外，粉尘、炸药、氢气、沼气等遇火都有可能会发生爆炸。甚至在容器中的气体发生极度膨胀时，其压力超过了容器本身的承受力也可能会发生爆炸。有正常思维的人肯定不会仅根据爆炸的发生就断定其只能是天然气泄漏遇明火造成的，再以此来断定天然气泄漏和明火两者必然同时存在。同样的道理，我们不否认，如果宇宙确实存在膨胀，会使那些星系都在远离我们，那些星系的谱线确实就会发生红移现象，但并不能反过来就仅根据该现象就认定宇宙膨胀的存在。因为其因果关系的唯一性并没有得到证明，并未排除谱线红移也会由其它因素造成的可能性。星系谱线红移现象几乎存在于所有星系（仅有个别邻近星系是蓝移，表明它可能存在某种绕转运动），其红移量互不相同且其观测值具可重复性，这就不能通过在不同的时间观测，或对不同目标进行观测来确认其发生的原因。在该现象的成因尚未弄清楚之前，就断言它只能由宇宙膨胀产生，并以该现象的存在来肯定宇宙膨胀的存在，显然是没有道理的。历年来就曾经有人认为星系谱线红移可能只是引力红移，也有说是相对论中的时间膨胀效应、光子在传播过程中能量受损而“疲劳”等原因造成的，而这些都不会导致星系远离观察者的结果，当然也不会导致宇宙膨胀。这些看法虽未获得广泛认可，但也并未被完全排除。在这样的情况下，要证实宇宙膨胀的存在只能通过其它途径来获取证据。但至今并没有得到任何确凿证据，既无理论上的合理推断，也没有相应的观测结果支持，更没有人能给出产生宇宙膨胀的物理机制，也就是说，宇宙膨胀本身可能还是无法确认的。

由于受到时代的局限，以现有的认识不能合理解释的现象比比皆是，可采取的科学态度也只能是“存疑待查”，不能轻率地用某一种毫无根据的原因来解释它。百年前人们仅根据星系的谱线红移就肯定宇宙存在膨胀的做法显然是证据不足的。可以武断地说，断言宇宙存在膨胀不过只是一次错误的认定，但人们并没有发觉其中有任何不妥，对由此引起的一些不可思议的结论也熟视无睹，甚至一些著名的科学家也没有对其提出异议。于是这一认定就变身成为颠扑不破的真理，成为现代宇宙学研究的基础，从此该研究就被引入了歧途，开始了积重难返的发展历程。