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宇宙无限论的理论基础

时空的无限性和人类的有限性的矛盾，是人类认识宇宙的最大的问题，是一个不易逾越的难题.人类生活在无限宇宙中极为细小的一个角落，若把地球看着宇宙的一粒尘埃，那么生活在地球表面的人类的活动空间有多么的渺小不言而喻.人类生活在无限宇宙无始无终时间长河中的一个极短的瞬间，而每个个体的生存时间就更短了；人类的个体是认识宇宙的主体，除了艰难的维持生存的劳作外，可供认识宇宙的时间就寥寥无几了！人类生存的时空局限，规定了人类的有限性，限制了人类对无限宇宙的认识活动，使人类不能直接接触和观察一些必须了解研究的客观对象，造成众多人类直接观察无法达到的死角，给人类的认识带来了一些盲区和空白.人类不能直接看到遥远星系和空间的真实情况，也看不到地球表面深处正在发生什么；看不到人类史以前的宇宙状况，前人可能并不准确的记载和见解在学习或传授之中，对于宇宙的未来人类处在预测和猜想状况里.如果不是人类群体的协作和继承，在这样的条件下人类是无法达到今天这样的对宇宙认识的水平.

如果宇宙是在膨胀，宇宙常数就不该有.但是直到目前为止，也还没有一个人能找出一个理论上的论据来证明这一项不该有.这一困难，即“宇宙常数问题”，是今日物理学中最深刻的未被解决的问题之一（笔者注：按照前面的观点宇宙常数的实质是引力的反作用力——弱相互作用的表现形式）.1998年以前，物理学家和天文学家一般都认为宇宙学常数等于0或很小可忽略，而且粒子物理学家认为，宇宙学常数可以看作宇宙真空能量密度的一种量度.但近几年来，越来越多的观测证据表明，宇宙正处于加速膨胀的阶段，一个正的宇宙学常数对所观测到的数据有最好的拟和结果，几乎所有的宇宙学家都相信宇宙学常数的存在，并期待在宇宙学上有更多的观测效应如果宇宙在膨胀，宇宙不存在中心，距离观察者越远膨胀速度越大的原因为何，BigBangCosmology的起点在何处？按照BigBangCosmology理论，地球与太阳之间的距离应当越来越大，太阳的辐射频率应当越来越小.在宇宙的BigBangCosmology过程中，温度和密度随着时间的流逝而下降.在BigBangCosmology早期，温度太高，原子和分子均无法存在，自然力的强度随环境温度的变化而变化，现代物理学认为分子的平均动能E=1.5kT，那么温度的实质是何？

根据引力场的space-time本质的观点，能量是物质与space-time的相互作用，如果认为引力质量具有正的能量，那么必须认为引力场具有负能量，自然界不存在负引力质量的物体，物理学家预言宇宙中存在负引力质量，但是没有发现由负引力质量形成的物质原因在于此.引力定律确保了宇宙中所有质量之间的（负的）引力位能，必定永远和每个质量m相关联的（正的）能量mc²的总和大小相等、符号相反.因此总的结果准确的等于0.现代物理学认为物质的引力场的质量是静止质量的10^-37倍，原因在于它只是计算的其space-time量子形式.整个宇宙的电磁质量之和为0，物理学中的反物质是电磁质量不同，引力质量相同.现代天文学测得宇宙的扩张速度正在加快，像有一股普遍的推动力持续将space-time结构向外推，原因在于正负引力质量间相互排斥，不至于把宇宙卷曲到无限小的尺度，所以宇宙不存在起源问题.

因为整个宇宙的正引力质量为无穷大，空间和时间可能会共同形成一个在尺度上有限而没有任何边界或边缘的面，所以绝对空间弯曲为一个半径为无穷大的封闭的球形空间，而封闭的球形空间对光线有一种独特的聚焦作用，使得物体向远处运动时在一定距离上越来越大.人们可以说：“宇宙的边界条件是它没有边界.”宇宙是完全自足的，而不被任何外在于它的东西所影响，它既不能被创生，也不能被消灭，它就是存在.因此宇宙不存在起源问题，宇宙应当是时间上无始无终、空间上无边无缘，造物主无所事事的宇宙，这也符合唯物辩证法的基本观点——space-time在本质上是无限的^【1】.

关于大爆炸理论，它可以是宇宙存在过程中的一个环节，而决不可能是宇宙的起源.如果说是起源也只能说是某个阶段的起源，宇宙是不存在一个绝对开始的那种“起源”的.

稳态宇宙学提出以后，曾得到了几方面的支持，其一是大爆炸宇宙学难以解释的星系产生问题，在这里可以顺理成章地得到说明.因为只要在稳态宇宙方程中，物质的产生和宇宙的膨胀不是正好地得到补偿，就可能出现稳恒态附近的起伏解，解中恰好呈现了物质分布的局域不均匀性.在稳态宇宙学中，不出现高温、高密度的初态，避开了难以摆脱的“奇点”困扰.像一切其它宇宙模型一样，稳态宇宙模型也有一些先天不利的因素.它引出了一个物质不断创生的假设，这是现今物理学无法解释与理解的.此外，近年来的一些观测结果也给它增加了诸多不利的因素，例如对河外射电源计数结果与它的预言数不一致.更重要的是3K宇宙微波背景辐射的发现表明，宇宙的早期确实呈高热状态，稳态宇宙学对3K的解释却是牵强和不自然的.此外，它还不能对现今宇宙中氦元素的形成与丰度做出解释.笔者认为宇宙学宇宙学是一门最深奥的科学，地球人认识宇宙，只能逐步深化，永无止境.

参考文献

【1】［英］约翰.D.巴罗 著.卞锍麟 译.《宇宙的起源》，上海科学技术出版社，1996年6月.