同時(shí)代的人類肩負(fù)著不同的歷史責(zé)任,科學(xué)也不能例外。當(dāng)代科學(xué)需要承擔(dān)起推動(dòng)時(shí)空科學(xué)進(jìn)入革命性歷程的重任,并從中陸續(xù)提供揭示UFO所有秘密的線索。無(wú)論成功與失敗,探索精神與奉獻(xiàn)精神始終是科學(xué)大廈的堅(jiān)強(qiáng)支柱,為科學(xué)默默獻(xiàn)身的人永遠(yuǎn)值得尊敬。愛(ài)因斯坦的方法論,也是后人在科學(xué)研究中少兜圈子的不可或缺的法器。
哈勃定律不可以脫離宇宙演化時(shí)間而存在
由美國(guó)天文學(xué)家艾德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)的星系紅移,為隱藏在廣義相對(duì)論中的一個(gè)膨脹的動(dòng)態(tài)宇宙提供了證據(jù)。星系的退行速度(紅移量)與相對(duì)地球(或其他任何星系)的距離成正比的哈勃定律,也早已被天文學(xué)界所公認(rèn)。但這一定律隱含著類似牛頓萬(wàn)有引力的缺陷,即哈勃定律指向了無(wú)窮大的速度(譬如牛頓引力場(chǎng)中的超光速),而根據(jù)相對(duì)論這是無(wú)法成立的。
同時(shí),從時(shí)間上說(shuō),由于地球的時(shí)空與遙遠(yuǎn)宇宙的時(shí)空永遠(yuǎn)無(wú)法同步,人類只能以回溯的方式觀測(cè)星系(譬如我們只能看到8分鐘之前的太陽(yáng)),這就意味星系的退行速度不但與相對(duì)地球的距離成正比,而且與相對(duì)宇宙演化的時(shí)間成正比。
但是哈勃定律只言其一,未言其二,這對(duì)一個(gè)嚴(yán)格的科學(xué)定律來(lái)說(shuō)是不完整、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,容易使人產(chǎn)生宇宙擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)與地球的時(shí)間同步的錯(cuò)覺(jué)。結(jié)合相關(guān)的補(bǔ)充內(nèi)容,哈勃定律的完整表述應(yīng)該是:
星系退行速度與相對(duì)地球的距離及相對(duì)宇宙的演化時(shí)間成正比:即星系相對(duì)地球越遠(yuǎn),宇宙演化時(shí)間越早,星系退行速度越快。
這樣,星系紅移就能真正與相對(duì)論中的四維時(shí)空相聯(lián)系了,同時(shí)哈勃定律指向無(wú)窮大速度的缺陷也是可以彌補(bǔ)的了。由于哈勃紅移需要與宇宙演化時(shí)間相關(guān)聯(lián),這也需要天文學(xué)界重新審視對(duì)星系紅移的現(xiàn)有理論了。
反映在哈勃定律中的宇宙膨脹加速現(xiàn)象,只能是宇宙演化早期的情形。美國(guó)科學(xué)家曾聲稱,通過(guò)對(duì)一顆爆發(fā)于110億年前、編號(hào)為1997ff的超新星的研究,宇宙的膨脹很可能經(jīng)歷了一個(gè)先減速、后加速的過(guò)程。這一研究的依據(jù)是:超新星的亮度與其爆發(fā)時(shí)的宇宙膨脹狀態(tài)相關(guān),即宇宙膨脹減速時(shí),超新星相對(duì)地球的距離趨向接近,其亮度變大;宇宙膨脹加速時(shí),超新星相對(duì)地球的距離趨向分開(kāi),其亮度變小。
這當(dāng)然是一個(gè)新發(fā)現(xiàn),但這一發(fā)現(xiàn)恰好表明哈勃定律需要修正,即哈勃紅移有隨宇宙演變不同階段緩急相間的變化規(guī)律。在這個(gè)新發(fā)現(xiàn)中,同樣證明了原有哈勃定律中未能反映的一種重要關(guān)聯(lián):星系紅移與宇宙演化時(shí)間的關(guān)聯(lián)。
既然宇宙膨脹并非一味加速,那么宇宙膨脹的現(xiàn)狀又如何呢?在宇宙觀測(cè)中,切不可忽略這樣一個(gè)雖簡(jiǎn)單但很有用的觀點(diǎn):在宇宙中,離地球最近的才是最真實(shí)的。鑒于時(shí)間在地球上是向前延伸的,而在宇宙中是向后回流的,因而我們銀河系周邊的星系(如室女座星系團(tuán)等)完全可以作為人類觀測(cè)宇宙最
近的參照系,無(wú)須舍近求遠(yuǎn)。
實(shí)際上,室女座星系團(tuán)相對(duì)地球的距離并沒(méi)有出現(xiàn)戲劇性的疏遠(yuǎn)(倒是該星系團(tuán)的運(yùn)動(dòng)方向有些令人生疑)。就宇宙膨脹的現(xiàn)狀而言,答案應(yīng)該是出來(lái)了:宇宙仍在膨脹,但速度已經(jīng)放緩了許多。
或許我們可以換個(gè)角度,完整的哈勃定律也可以這樣表述:星系相對(duì)地球越近,宇宙演化時(shí)間越晚,星系退行速度越慢。
在人類宇宙觀測(cè)史上,以哈勃命名的太空望遠(yuǎn)鏡與哈勃本人一樣,都是無(wú)與倫比的宇宙奧秘發(fā)現(xiàn)者。
哈勃望遠(yuǎn)鏡自1990年升空以來(lái),拍攝了數(shù)量巨大的星系照片。這些極其珍貴的圖像資料正在極大地改變?nèi)祟悓?duì)宇宙的認(rèn)識(shí),其意義或許不亞于人類首次登上月球。
借助哈勃望遠(yuǎn)鏡,人類對(duì)宇宙的觀測(cè)空前直觀地、清晰地?cái)U(kuò)張了,超越百億光年的深邃宇宙居然如此栩栩如生地呈現(xiàn)出來(lái),真正令人陶醉不已。哈勃望遠(yuǎn)鏡讓人類真切地、不可思議地看到了理應(yīng)消失的極端遙遠(yuǎn)的過(guò)去。當(dāng)然,所有這些神話般的一切都離不開(kāi)光輻射的超凡導(dǎo)演。
同時(shí)哈勃望遠(yuǎn)鏡也讓人類領(lǐng)悟到,時(shí)空流逝的箭頭由地球移向宇宙時(shí)只能屬于過(guò)去,人類唯有以回溯的方式觀測(cè)宇宙。人類在宇宙中的視野越開(kāi)闊,歷史的時(shí)間就變得越遙遠(yuǎn)。面對(duì)著似真非真的宇宙光學(xué)圖像,這是一種無(wú)法彌補(bǔ)的缺憾,如同人類只能在鏡子里見(jiàn)到自己的面孔,宇宙的面孔也只能存在于遙遠(yuǎn)時(shí)空的鏡子里。真實(shí)的宇宙不屬于人類。
我們根本無(wú)從知道百億光年遠(yuǎn)的宇宙與現(xiàn)實(shí)存在的宇宙之間有多么大的差別。即使此時(shí)此刻,一個(gè)距離地球僅有百萬(wàn)光年的星系發(fā)生爆炸,人類也只能等到百萬(wàn)年之后才能見(jiàn)到姍姍來(lái)遲的光信號(hào)。但愿能有一天,人類能在倒流的時(shí)空(亦即宇宙光影像)中看到各個(gè)星系更多的秘密(包括已消失或未消失的文明信息),這或許可以彌補(bǔ)今天人類的感慨與遺憾了。
人類可觀測(cè)宇宙的極限在哪里?依據(jù)哈勃定理和相對(duì)論,倘若宇宙深處的星系真的能以光速退行的話,那么這些星系附近就該是人類回溯宇宙的極限深度了,或者說(shuō)是人類回溯可測(cè)宇宙歷史的極限范圍了。
但有必要說(shuō)明的是,如果宇宙是有開(kāi)端的,人類對(duì)宇宙的回溯只能止于宇宙大爆炸之后的某一刻;如果宇宙是封閉的,人類對(duì)宇宙的回溯必然有一個(gè)回歸點(diǎn)。
盡管未來(lái)的科學(xué)將不斷證明,人類有關(guān)發(fā)現(xiàn)終極宇宙的任何愿望都只不過(guò)是奢望,人類對(duì)宇宙的探索進(jìn)程只能隨著自身命運(yùn)的終結(jié)而終結(jié):但任何類似的說(shuō)法都絲毫不會(huì)打擊人類探索宇宙的熱情。
對(duì)人類來(lái)說(shuō),宇宙的誘惑力是至高無(wú)上的、永遠(yuǎn)不可抗拒的。相信哈勃望遠(yuǎn)鏡的繼承者(是韋伯望遠(yuǎn)鏡),
會(huì)不時(shí)把眾多的星系結(jié)構(gòu)乃至我們宇宙結(jié)構(gòu)的圖像(平面或立體的),甚至星系巡察視頻帶回地球,讓人類的眼前不時(shí)一亮。
真心謝謝你,退役的哈勃望遠(yuǎn)鏡!人類期待著有機(jī)會(huì)共享你的全部發(fā)現(xiàn)成果。
借鑒愛(ài)因斯坦的方法論。把握時(shí)空科學(xué)的綜合探索方向
愛(ài)因斯坦創(chuàng)立相對(duì)論的過(guò)程是運(yùn)用科學(xué)方法的成功典范。他的假想實(shí)驗(yàn)及其數(shù)學(xué)描述獨(dú)辟蹊徑,精妙入微,令人驚嘆。人類要想打通未知之路,離不開(kāi)科學(xué)理論與哲學(xué)理論的指導(dǎo)。人類似乎正在進(jìn)入一個(gè)鄙視哲學(xué)的時(shí)代,這可不是什么好跡象。
愛(ài)因斯坦在評(píng)價(jià)哲學(xué)的指導(dǎo)作用時(shí),曾指出:“如果把哲學(xué)理解為在最普遍和最廣泛的形式中對(duì)知識(shí)的追求,那么,顯然哲學(xué)就可以被認(rèn)為是全部科學(xué)研究之母。”霍金也曾給德國(guó)導(dǎo)演瓦什克寫下了這樣的句子:“如果你從事科學(xué)事業(yè),你必須有創(chuàng)造力;否則你只是重復(fù)無(wú)聊的方程式,你永遠(yuǎn)也發(fā)現(xiàn)不了新?tīng)栁?。?/p>
這就是哲學(xué),支持輪椅上的霍金以超人般的毅力為科學(xué)奮斗的哲學(xué):依靠創(chuàng)造力才能發(fā)現(xiàn)新東西。
但哲學(xué)無(wú)法為人類對(duì)自然界的認(rèn)知提供精確的定量分析:在科學(xué)史上,人類對(duì)自然界的認(rèn)知,多數(shù)只有轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)定理(數(shù)學(xué)模型)才會(huì)有普遍意義和應(yīng)用價(jià)值。正如愛(ài)因斯坦所說(shuō):“在物理學(xué)中。通向更深入的基本知識(shí)的道路,是同最精密的數(shù)學(xué)方法聯(lián)系著的?!?/p>
當(dāng)然,并非所有的理論接或全部依賴于數(shù)學(xué)。如愛(ài)因斯坦的假想實(shí)驗(yàn)以及基于現(xiàn)有事實(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治雠袛?、演繹推理等邏輯手段,同樣是非常重要的理論驗(yàn)證的必然途徑。愛(ài)因斯坦直到晚年還在提醒研究者,不能忽視“直觀和演繹思考所起的重要作用”。
人們應(yīng)該善于在數(shù)學(xué)之外發(fā)現(xiàn)更多的爾西。那么,在哲學(xué)和數(shù)學(xué)之外,作為研究者還需要用什么武器來(lái)提升自己的戰(zhàn)斗力?答案就是想象力。
這是愛(ài)因坦所出的智商測(cè)試題。他認(rèn)為世界上有98%的人回答不出,看看你是否屬于另外的2%:
1.有5棟5種顏色的房子。
2.每一位房子的主人國(guó)籍都不相同。
3.這5個(gè)人每人只喝一個(gè)牌子的飲料。只抽一個(gè)牌子的香煙,只養(yǎng)一種寵物。
4.沒(méi)有人有相同的寵物,抽相同牌子的香煙,喝相同的飲料。
已知:
1.英國(guó)人住在紅房子里。
2.瑞典人養(yǎng)了一條狗。
3.丹麥人喝茶.
4.綠房子在白房子左邊。
5.綠房子主人喝咖啡。
6.抽PALL MALL煙的人養(yǎng)了一只鳥(niǎo)。
7.黃房子中的主人抽的是DUN HILl煙。
8.住在中間那間房子的人喝牛奶。
9.挪威人住在第一間房子。
10.抽混合煙的人住在養(yǎng)貓人的旁邊
11.養(yǎng)馬人住在DUN HILL煙的人旁邊
12.抽BLUE MASTER煙的人喝啤酒。
13.德國(guó)人抽PRINCE煙,
14.挪威人住在藍(lán)房子旁邊。
15.抽混合煙的人的鄰居喝礦泉水。
問(wèn)題是:誰(shuí)養(yǎng)魚?
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