《發(fā)現宇宙》飽覽瑰麗空間理論科學中的宇宙美

后浪出版公司

人類第一次對頭頂這片星空感到好奇的時候，就踏上了“發(fā)現宇宙”這條路。古人們夜觀天象，通過計算、猜測、想象，得出了他們對宇宙的理解，人類的宇宙觀漸漸有了雛形。

開天辟地一般，愛因斯坦方程為“發(fā)現宇宙”理清了思路，從此人們有了發(fā)現宇宙、解釋宇宙的有力工具，人類的宇宙觀漸漸走向成熟。在《發(fā)現宇宙》這本書中，我們可以找到眾多科學理論的來源。本書的作者是約翰·D. 巴羅（John D. Barrow），他是英國劍橋大學應用數學與理論物理學系教授，研究領域涉及宇宙學、天體物理、引力理論、天體粒子物理等，但巴羅不僅是一位科學家，還是一位優(yōu)秀的科學傳播者。他經常參與公眾演講，并把對科學的理解以及哲學的思考留在了自己的作品中。

自古以來的智者們?yōu)榻议_宇宙的一切真相前仆后繼。20世紀初，愛因斯坦方程為發(fā)現所有可能的宇宙提供了新方法，自此以后的科學家們都在對這個復雜方程艱難求解，與這些方程解對應的，是各種各樣的可能的宇宙。他們對這些宇宙的描述豐富了人類對這片虛空的想象：這些宇宙的數量無窮無盡，性格迥異，不同宇宙當中的自然法則甚至都有可能各不相同。

與此同時，“宇宙”永遠是流行科幻作品中的最考驗場景設定的環(huán)節(jié)，同時，也很考驗制作方的科學背景知識，在如此浩渺的空間中，一旦行為設定背離理論基礎，這一處細節(jié)將決定口碑成敗。

在此之下，人們更加關注于細節(jié)的真實性，也更愿意了解關于“宇宙”的科學知識。市場上有很多講述暗物質、暗能量、宇宙開端、宇宙暴脹、宇宙的終結等等的科普書，但《發(fā)現宇宙》不同于這些較為專一的主題，它更詳細生動地描述了一個個已被我們發(fā)現的宇宙，以及這背后的發(fā)現史。這是一段艱辛也動人的歷史，大概人類生來就想去證明自身的存在是有意義的——總要知道這整個世界的終極真相，我們才能知道人類的存在有什么意義吧？

于是人類一直都在問：我們究竟在一個怎樣的世界里？為什么是我們？浩瀚宇宙中是否有其他文明與我們遙遙相望？

有人不滿足于疑問，選擇踏上這條路尋找真相，一代又一代的人前仆后繼，真相也許漸漸露出面目，但也許我們走的是離真相更遠的方向。誰知道呢？《發(fā)現宇宙》給不了我們終極答案，但這一路如何跌宕起伏，愛因斯坦方程究竟意味著什么，宇宙居然可以有這么多可能性，相信每個讀者讀來都會有自己的感觸。

整本書的大開大合，字里行間古典的幽默感和哲學思辨的味道，讓人不得不猜想，巴羅先生在創(chuàng)作這本書的時候，肯定享受著更深刻的精神愉悅——但不要懷疑這本書的專業(yè)性，關于宇宙，沒幾個人能比約翰·D.巴羅更專業(yè)。讓我們一起踏上這段發(fā)現宇宙之旅，從愛因斯坦的方程式中解出宇宙的一萬種可能。以下文字節(jié)選自本書的前言部分。

前言

此刻的宇宙廣袤無垠。

本書向我們講了一則宇宙的故事。這個故事將圍繞一個不同尋常卻鮮有人知的事實展開：阿爾伯特·愛因斯坦已經向我們展示了應當如何描述所有可能存在的宇宙，即整個“大宇宙”。幾千年前就已經有人開始討論宇宙的結構，古代的哲學家和思想家曾經提出過各種各樣奇怪的圖像來描述或解釋這個結構。這些描述或解釋往往出于宗教思想、民族主義或者藝術幻想，抑或是僅僅出于個人偏見。當然，這些都算不上理論，只能被當成故事來看待。

直到20世紀初，這一切才突然有了變化：愛因斯坦提出了找到所有可能存在并且符合物理學定律與引力性質的宇宙的新方法，這種方法還能回溯宇宙的過去并預測它們的未來。雖然方法已經有了，但想按照他的方法找出這些宇宙絕非易事。

自那以來，天文學家、數學家以及物理學家們就一直在嘗試解出愛因斯坦的復雜方程，得到代表著相應宇宙的解。而本書要講述的就是他們努力探索的過程，以及在此過程中逐漸揭開的新篇章。

所有可能存在的宇宙數目極多，這些宇宙的紛繁復雜和千奇百怪超乎我們的想象，其中很多宇宙都以20世紀最出名的科學家的名字來命名。隨著時間的推移，這些宇宙有的隨時間推移而膨脹，有的逐漸收縮，有的像陀螺一樣旋轉，有的則處于完全的混沌;有的宇宙完全平滑，有的凹凸不平，有的則隨著宇宙潮汐沿各個方向不斷顫動;有的宇宙處于永恒的振蕩之中，有的則會變得天寒地凍、死氣沉沉，還有的會永遠不停地加速膨脹下去;有的宇宙允許時間回到過去，有的可以在有限的時間內發(fā)生無限多的事情。僅有少數宇宙可以容許生命的存在，其他的宇宙我們永遠都無法經歷。有的宇宙會以一場壯麗的爆炸終結，有的宇宙終結時卻只能發(fā)出“一聲悶響”，還有些宇宙根本就不會終結。

本書將提到各種各樣的宇宙，有物理定律隨時隨地發(fā)生變化的宇宙，有隱藏著額外時空維度的宇宙，有永恒不變的宇宙，有住在黑洞里的宇宙，有毫無征兆地消失的宇宙，有相互碰撞的宇宙，有發(fā)生暴脹的宇宙，還有從別的東西演化而來甚至從無到有地產生的宇宙。我們會逐漸地了解迄今為止最新、最先進的宇宙理論，以及現代物理學引入的“多元宇宙”（Multiverse）概念，即所有可能存在的宇宙一同組成了一個“大宇宙”。這是整個科學界最令人匪夷所思又意義深遠的思想，它促使我們思考：到底是只存在一個特定狀態(tài)的宇宙呢，還是這一系列所有可能存在的宇宙都同時存在呢？

宇宙學和天文學方面的很多科普書籍往往都只集中講述某一個話題，如暗物質、暗能量、宇宙開端、宇宙暴脹、支持生命出現的巧合條件，以及宇宙的終結，等等，但我在這本書里會連貫統(tǒng)一地向大家介紹所有已發(fā)現的宇宙，以及它們被發(fā)現的歷史和發(fā)現它們的科學家的性格特征。