阮贝特论文发表

著者：@太空生物学 / @天体生物学 伽莫夫 团队对「 宇宙大爆炸 」的 历史 遗产，也就是「 宇宙微波背景辐射 」做了一个预测，但他们的研究成果却被冷落了，其中有许多原因： 许多人抱有成见地认为他们为了得到想要的结果而构建理论模型，这就好比我们上学的时候，先知道题目的答案，然后再拼凑一个计算过程，使得计算过程只是和答案看起来好像一样而已。 伽莫夫 天性风趣幽默，在和 阿尔弗 发表他们的第1篇论文的时候， 伽莫夫 名字的谐音是 γ ， 阿尔弗 名字的谐音是 α ，为了与论文发表时间4月1日愚人节的气氛相配合，他还在论文中拉入了没有对论文做任何贡献的另外一位物理学家 汉斯·贝特 ，只是因为他的名字里有一个类似于 β 的贝特，后来在另外一名学者 罗伯特·赫尔曼 加入了 伽莫夫 的团队以后， 伽莫夫 还力劝 赫尔曼 改名为 θ ，只是后者委婉地拒绝了。一个爱开玩笑的人提出的理论，人们多半也会认为这只是一个玩笑。 天文学家对「静态宇宙观」的偏爱甚至还带着一点固执，在一众抱有「静态宇宙观」的天文学家当中，有一位是最杰出的，他主导并提出了一个在上世纪50~60年代与「大爆炸模型」抗衡的、新的宇宙模型——「稳恒态宇宙模型」，而这位天文学家就是英国人弗雷德·霍伊尔。 霍伊尔、邦迪和戈尔德，他们三个人都毕业于剑桥大学，他们为“剑桥三人组”，三个人算得上是同龄人，最大年龄差只有5岁，霍伊尔年纪最长，邦迪小四岁，戈尔德的年纪最小。二战结束以后，他们带着在战争的时候就建立的友谊，一同回到了剑桥大学，开始了对宇宙模型的研究，他们开始思考这样一个问题——整个宇宙是否真的产生于十几亿年前的那么一瞬间吗？在此理论框架下，按照哈勃常数算出的宇宙年龄只有18亿年，而当时用同位素测量地球的年龄至少有34亿年，宇宙的年龄怎么还要比地球更年轻呢？ 哈勃所观测到的宇宙正在膨胀的证据毋庸置疑，如果今天的宇宙正在膨胀，那就说明昨天的宇宙比今天更小，前天比昨天还小，这样就很自然地能够推出在过去的某个时刻，宇宙小到了不能再小的极致，而这个极致的时刻就是宇宙的开端，这是一个很自然的想法，但“剑桥三人组”是不接受宇宙有开端的。 那么有什么办法让宇宙既能膨胀又没有开端呢？ “剑桥三人组” 都是聪明绝顶的人，就连获取灵感的方式都是那么地与众不同，因为他们的灵感竟然来自于一部恐怖电影，这是一部叫做《深夜》的电影，1945年9月上映。讲的是一个建筑师陷入时间循环的故事，故事的主人翁醒来以后发现他做过的每一件事、见过的每一个人都曾经出现在他的梦中，而当他再次醒来又继续做着同样事、见着同样的人，直到下次醒来。 他们的灵感就是——虽然建筑师从一次醒来到下次醒来的这段时间内，他做了很多的事情，但终究还是回到了原点，总体上看什么也没有变。许多事物也是这样的，虽然一直在变，但看起来就好像一点也没有变一样。就像一条大河，当它稳稳的流过时，如果你盯着河面上的一点来看，就会发现大体上没有什么变化，对此他们提出了「完全宇宙学原理」。 「 宇宙学原理 」是 爱因斯坦 为了 广义相对论 引入宇宙学研究的时候提出的，根据 宇宙学原理 ，宇宙中的物质分布是均匀的、各向同性的，有人会问，宇宙怎么可能是均匀的呢？我的旁边就是空气，我和空气所组成的空间密度根本不均匀，实际上这种均匀性指的是宇宙中的物质分布在大尺度上，至少是在星系的尺度上是均匀和各向同性的。 “剑桥三人组”发现爱因斯坦提出的宇宙学原理有一个问题，那就是——宇宙学原理适用于当前的时间，那么它是否适用于以前的宇宙和以后的宇宙呢？ 为了保证目前的宇宙规律不仅适用于宇宙的各个地方，而且要适用于宇宙的各个时期，那么就必须将宇宙学原理推广到时间的维度上，即在任何宇宙时间上来看，宇宙学原理都是成立的，这样一来，如果把当前的宇宙学原理称为“普通的宇宙学原理”，那么扩大到时间维度上的宇宙学原理，便被称为——「完全宇宙学原理」。满足「完全宇宙学原理」的宇宙，无论是在时间上还是空间上都是稳定的，因此也称作「稳恒态宇宙」。 「稳恒态宇宙」的观点与爱因斯坦最初的静态宇宙是不同的，静止的宇宙一定是稳恒态的宇宙，但是稳恒态宇宙并不意味着宇宙是静止的。 “剑桥三人组”研究宇宙模型的时候，哈勃所发现的星系正在远离，宇宙正在膨胀，这个已经得到了科学界共同的认可，他们当然不会提出一个与现实观测背道而驰的理论，「稳恒态宇宙」与宇宙膨胀是相互兼容的。“剑桥三人组”提出了一个激进的想法——如果要让宇宙膨胀，又要保持宇宙的物质密度不变，唯一的办法就是要有新的物质不断地冒出来，这样才能抵消宇宙膨胀对物质密度的稀释作用。 这个想法乍一听觉得有点天方夜谭，宇宙怎么可能不断地创生新的物质呢？但是仔细想一想，“剑桥三人组”的想法是宇宙不断创生物质，而伽莫夫的「热大爆炸模型」要求宇宙先是爆炸，然后变成一锅原子汤，然后再变成离子汤，然后才慢慢冷却成为我们现在的世界。 霍伊尔解释是——对宇宙膨胀的补偿，它需要物质产生的速度并不高。 大概就是在人民大会堂那么大的体积中，每个世纪产生一个氢原子，对宇宙膨胀的补偿需要物质产生的速度非常小，远远超过任何实验所能直接探测的范围，为了解释这些原子的产生，霍伊尔提出了“产生场”的概念，这个完全假想的实体渗透到了整个宇宙，自发地产生原子并维持现状。霍伊尔自己也承认，他不知道 “产生场”背后的物理，但在他看来这种物质不断生成的模型要远比全能的「大爆炸模型」更为明智。 「稳恒态宇宙」学说的提出时间是1948年，这与伽莫夫小组提出「大爆炸」学说是在同一年，一山是不能容二虎的，宇宙模型也很难使两个学术共存，霍伊尔和伽莫夫可都不是善茬，所以一场激烈的“比赛”肯定是不可避免的。 首先发难的是伽莫夫，由于大部分「稳恒态宇宙模型」的支持者都是来自于英格兰的，于是伽莫夫就用这一点来奚落霍伊尔，「稳恒态宇宙模型」在英国是如此受欢迎并不奇怪，这不仅是因为“剑桥三人组”都是英国人，而且还因为他们曾经是大不列颠维系欧洲现状的政策。伽莫夫借典型的英国保守主义来讽刺这三个顽固不化冥顽不灵的“老学究”，但事实上这个评价对霍伊尔是相当不公平的。霍伊尔可不是一个保守的学者，他提出过不少质疑传统观念的想法，因为提出物质要不断地被创造出来，他的「稳恒态宇宙模型」是对更伟大、更权威的物质不灭定律的否定。除此之外，霍伊尔还怀疑过达尔文进化论的正确性。 英国国家广播公司，也就是我们现在经常看许多纪录片的BBC，邀请 霍伊尔 在第3套节目中做了一档连续5讲的系列讲座，最后一期讲座当提到宇宙的模型时，他为 伽莫夫 小组提出的 “宇宙起源学说” 起了一个带有侵略性的词语—— Big Bang . 事实上,「宇宙大爆炸」这个词就是从Big Bang翻译而来的，也是从这个节目才传开的，在 历史 上直到20世纪50年代以后才逐渐使用这个名称，之前普遍使用的名称是「动态宇宙演化模型」。 BBC的这档节目非常有名，于是“Big Bang”这个外号一下子就传开了，“Big Bang”这个词与「动态宇宙演化模型」相比，虽然在专业程度上和准确描述程度上都逊于后者，而霍伊尔本身也想用“Big Bang”这个词来嘲笑一番，但谁都没的想到的是，他的这种来处于反对者真情实感，却让「动态宇宙演化模型」有了一个更加生动和形象的名称。 1993年，《天空》和《望远镜》这两本杂志曾经发起过一次取代“Big Bang”的征名大赛，许多牛人组成了豪华的评审团，他们在来自41个国家的13,099条候选名称中，竟然没有找到一个能够比“Big Bang”更加贴切的名字，于是“Big Bang”也就是大爆炸这个脍炙人口的名字来源竟是反对者的嘲笑。 霍伊尔和伽莫夫的才华可真的不限于争辩，他们俩谁也不服谁，为了寻求大众的支持，在明争和暗斗中，两人还干了不少科普工作，两人都面向公众发表了许多畅销的科普作品，不仅是写科普读物，还包括小说、话剧等，两个人在向公众普及科学方面都有着巨大的影响力，这就是为什么他们俩都能获得联合国教科文组织为普及科学设立的「卡林加」奖，伽莫夫于1956年获奖，而霍伊于1967年获奖。 「卡林加」奖被称为科普界的诺贝尔奖，由印度工业家帕特奈克创立，「卡林加」奖的名称取名来自于公元前2世纪的皇帝——卡林加，他是位反对战争热心科学、文化与事业的皇帝，获奖者必须在其职业生涯中致力于向大众介绍科学研究和技术，同时致力于在国际上宣传科学技术的重要性，这个奖项也有中国人的足迹，2013年中国科学家李向义就获得了「卡林加」奖，「卡林加」奖的范围不仅仅包括科学家还有新闻工作者、教育家、作家等，所以并不是只有科学家才能做科普工作，因此只要认真地在为大众传播科学就有可能获奖。 由于伽莫夫和霍伊尔发表了许多科普书籍和广播节目，关于宇宙如何创生这个争论已经不仅仅只在科学界了，争论也蔓延到了公共领域，天主教会也不忘在这个时候凑个热闹，比如——教皇庇护十二世，于1952年11月22日在教皇科学院发表了一篇《鉴于现代自然科学上帝存在的证明》的演说，教皇强烈赞同「大爆炸模型」，并将它看作是创世纪的科学解释，是上帝存在的证据。 民众更喜欢「稳恒态宇宙模型」，因为在这样的宇宙中，像人类这样的生命能够永远地存在，生命总会延续，即便是在太阳系中无法生存，也总会有新的年轻星系诞生出来，人类依旧可以在那里生存繁衍，人们从 情感 上更偏向于薪火相传永世不绝的理论，到底这场辩论会去向何方呢！咱们下回分解。 未完·待续......05 上一篇：万物理论03·重大突破「遗传密码」 万物理论02·毋庸置疑「宇宙创生时刻」 万物理论01·傲视群雄「没有物理意义的结果」 #新作者扶植计划.第二期##谣零零计划#