研究宇宙时,“宇宙学原理”是最基本的观点。宇宙学原理是一种预测,认为既然138亿年前宇宙大爆炸发生后,狭小宇宙空间膨胀成为现在的广阔宇宙,那么我们身边发生的现象,在遥远宇宙也可能发生。
例如,从物理学角度来看,宇宙学原理就是一种认为古典力学、相对论、量子论以及光等电磁波的传播等原理,在宇宙任何角落都成立的假说。
但是,正如本书中介绍的那样,严谨地说,我们所知的物理定理有时在某些宇宙局部空间并不成立。例如黑洞中心,或是大爆炸前宇宙的初始瞬间。我们虽然不甚了解这些宇宙中的奇点,但是在它们环境中成立的物理定理,也有可能在其他相同条件与环境下成立。
如果我们所知的基本物理定理在宇宙的几乎所有角落都成立的话,那么在化学领域,即在宇宙的化学构成与物质种类中,宇宙学原理也都是成立的。我们在高中以前学过的化学反应方法与化学知识,即使在地球以外的环境中,只要条件相同,也能发生作用。
高中的地理课程亦是如此。通过旅行者号探测器等太阳系探测器,人类发现并确认了地球以外的太阳系天体上,也存在火山与地震、板块构造与磁场、极光等现象,甚至还发现了各式各样的天文现象。同样,人类也证实了在远离太阳的土星卫星Titan(土卫六)和冥王星上,地理学现象中的宇宙学原理亦可适用。
现在轮到生物学领域了。宇宙学原理在生物学领域同样成立。由此产生的新的学术领域,便是天体生物学(Astrobiology)。天体生物学虽然是一门刚刚起步的年轻学科,但是随着研究深入,“为什么38亿年前地球上产生了生命?当时生命究竟产生于何处?生命产生的条件又是什么?”等诸多疑问,将逐一得到解答。
现在人类仅在地球上发现了生命。不过,宇宙学原理的观点认为,地球以外的宇宙某处也存在生命。生命产生并进化的条件非常严苛,但在宇宙中,类似地球环境的天体不在少数。
理论上很难否认地球外存在生命。更进一步来说,生命在地球上出现38亿年后,才进化出人类这样的智慧生命。那么,在茫茫宇宙中,存在可以与人类进行交流的外星人也不足为奇。
现在的“宇宙”正迎来非常有趣的时代。人类5000多年以来解读的“天文”—“自天而来的文章”,正迎来数百年一遇的好篇章。在光、电磁波等人类很早就解读出来的“天文”之外,人类于2015年首次发现了“引力波”这一新的“天文”。
由此,多信使天文学拉开序幕。同时,地外生命探索也渐入佳境。50多个世纪以来一直解读“天文”的人类,现在迎来了向天送“文”的时代。
“我们是谁?将去向何处?”对于这个问题,天文学给出了一个答案。400多年前,人类经历了从“地心说”向“日心说”转变的“哥白尼革命(思维范式转换)”,在即将到来的未来,人类还有可能再次经历一次思维范式转换。与智慧生命对话将不再是做梦。更极端地来说,人类将迎来影片《星球大战》展现的新世界。
常有人问:“天文学到底有什么用?”天文学是一门与音乐、算数、几何并列的,拥有5000年以上历史的古老学问。知晓星辰运转,观测星辰位置,创制历法,了解时刻方位……天文学作为一门“实学”,是人类文明起源与发展不可或缺的一环。
此外,宇宙本身也是人类“信仰”的对象,这一事实与天文学的发展有着深切联系。在古代,占星术与天文学浑然一体,密不可分。
人类每每遥望星空时,会一边与星空对话,一边自问自答—我是谁?这是哪儿?我们人类在浩瀚宇宙中是孤独的存在吗?
由此可见,宇宙自古以来就激发起人类的求知欲与好奇心。这也正是天文学被称为“大众科学”“理科哲学”的原因。近年来,人类对宇宙的关注,更使得宇宙演变为一种用于治愈心灵、寄托对未来的希望,即实现个人幸福的工具(或者可称之为一种文化)。天文学将不仅成为一种学术兴趣,更将成为一种文化,为实现个人幸福做出贡献。(www.xing528.com)
“没必要为小事情郁郁不欢啊!”接触到繁星与宇宙后,不可思议地会产生这样的想法。也不知为何,人总能变得积极向上。没有什么忧虑敌得过连自己“存在的理由”和“所处的位置”都一无所知。如果能够通过感知宇宙,了解自己存在的理由,更进一步知晓自己生存的目的,那么,人类的生存方式将发生巨大改变。
有时,就在一瞬间,我们可以了解宇宙,窥见自己存在的理由和所处的位置。而由此发生改变的,将不限于个人。
即使在发展中国家,近距离感受繁星与宇宙的“天文文化”也正在落地发展。其中最典型的例子,就是哥伦比亚的麦德林市。日本民众对该地可能少有耳闻,但在2013年,该市被美国《华尔街日报》评选为当年“最创新城市”第一名。其城市建设的中心思想不仅在于音乐、运动、艺术,还有科学与宇宙。
哥伦比亚正在大规模地推行改革,致力于消除迄今为止的治安恶化与国内矛盾对立。2012年,一所现代天文馆在麦德林市建成。卡洛斯·莫利纳馆长讲述了一段饶有趣味的故事。
一群加入强盗团伙的15岁左右的少年来到了天文馆。平时,这些少年逃课逃学,整天沉迷于团伙斗争。
暴力团的领头少年看完天文节目后走出天文馆,扔掉了武器,说道:“我们一直在重复这些狭隘的地盘争夺,实在是大错特错。整个地球都是我们人类的地盘啊。”于是,这些少年停止了争斗,重返学校。
说到底,贫穷才是罪魁祸首。现在越来越多的发展中国家人民日益认识到,科学技术能带来富足。不过,发展科学技术,带来的不仅是“物质的富裕”与“经济的富裕”。通过认知宇宙,人们还能获得“心灵的富足”。
当时,那些少年看到的天文节目,内容是宇宙与人类的关系。摄像机镜头从麦德林市街角的天文馆出发,视角慢慢升高,视野从街区扩展到南美大陆,从地球扩展到太阳系、银河系,直至全宇宙。
宇宙以森罗万象的姿态出现在镜头里。如果世界各国首脑都观看了同样的节目,都了解到地球仅仅是茫茫宇宙中小小的闭塞的一隅,世界也许会变得更美好。
如果人人都学会观察宇宙,世界将实现和平。当然,如果只关注某一瞬间的世界,也难以找到实现世界和平的解决方案。人类既要向过去学习,避免不确定性,也要学会预测未来。了解宇宙,有利于看清未来。天文学正好能够启发人类一种重要的思考方式,即学会在更大的框架下观察事物。人类可以从天文学的“宇宙学原理”中对应找寻到“人类原理”。未来,人们都将认识到“人类原理”并获得更美好的生活。
目光仅停留于眼前,是无法察觉宇宙学原理的,必须扩大视野,俯瞰一切。人类社会亦是如此。如果执着于局部视角,看到的仅仅是人与人、国与国之间的“差异”,从而陷于自我限定的规则,看不清彼此的共性,导致纷争不休。
如果能以更宏大的框架来看待事物,就能发现人类共通的某些宝贵的东西,找寻到“人类原理”。这样一来,人类就能认识到,我们相互之间不是敌人,而是伙伴。
对古代人来说,天文学可能是一种沟通工具。因为人们约定下次见面时,须知晓季节、时刻及所在地,实际上就运用到了天文学。天文学在“连接人与人,使人之所以为人”方面,发挥着重要作用。将来,人类与智慧生命(外星人)交流时,说不定就需要借助寻找天体的“天文学”、交流信息的“数学(数字信号、IT技术)”以及传递情感的音乐(表达感动)。如此一来,对于居住在连接过去与未来的现代社会里的人类来说,天文学、数学、音乐等将成为所有人类共通的素养,成为自我与他人之间进行文化交流的重要工具。就像喜爱音乐与网络文化一样,繁星与宇宙也将成为现代人身边必不可少的热爱。
◆“阿波罗”8号探测器拍摄的地球
照片提供:NASA
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