鼓楼新悦丛书·时空三部曲：宇宙简史

【试读】

Ⅰ　仰望苍穹

如果我们能够忘记学校的知识，并删除周围世界传递的信息，关于宇宙我们会想到什么？如果那些当下被视为理所当然以及显而易见的科学知识与我们通过观察而形成的逻辑有冲突，我们将会作何解释？

我们来看一个很容易观察到的发生在天上的例子：太阳的日间移动。很显然，因为太阳在移动：所以它从东边升起，又以同样的方式从西边落下。这些知识不需要任何人教给我们，我们很容易就“了解”到太阳的东升西落。

如果有人说太阳没有移动，事实上是我们自己在转动，我们会认为他一定是疯了！我们自出生起每天都亲眼见到太阳不是静止的，日日从东边升起西边落下。

但是，从孩童时期我们的所学与我们的所见就是对立的：地球自西向东地自转，而太阳一直是静止不动的。学习难以接受的知识是残忍的：我们不能关注自己的感知所提供的那些想当然的证据，因为它们掩盖了我们想要的真相。尽管我们看到太阳在移动，但事实上是地球围绕地轴在转动；这个事实并非我们亲眼所见，而是比我们更有学识的人教给我们的，相比我们的双眼，我们更相信他们。

因此，通过上述例子以及其他类似的情况，就能说明我们大多数人是科学的信仰者吗？所有人都真的能够解释为什么是地球自西向东自转，而不是我们所见到的太阳东升西落吗？

当然，有关日地系统的运动有一套可证明的科学基础，由此，“所见非所得”也成为一个悖论，进而佐证了为什么科学替代了宗教信仰。

遗憾的是更多时候是这样的：如果用怀疑的眼光看待所有大众理应普遍接受的知识，且不论这些知识有多复杂，都必须承认人们几乎是盲目信任了科学和技术领域的专家，就好比某些宗教信徒忏悔时信任着牧师一样。

回到太阳这个例子，很多人仍坚信太阳从东边升起，从西边落下，这是他们忽略了真相颠倒的原因，即地球以相反的方向自转。如果足够权威的人士告诉他们这个事实，或者学校这么教授他们的子女，许多人最终还是可以接受的，但无论怎样，这些人都不愿接受的是他们的眼睛欺骗了他们。

可以说接受真相的过程很像一种对科学的信仰？

无论如何，科学和信仰没有丝毫关系，这一点必须明确。信仰永远不可能是科学的，因为科学活动绝不会基于传统，也不会基于一些专家或先知的权威，当然，更不会基于神的启示录。科学知识永远是有时效性的，要面对不断的质疑，它基于能够被证实的证据，而且，这些证据可能最终被另一些证据证明是错误的或者不精确的，进而被推翻。

科学活动要求那些基于证据的结论和各种类型的证明都要经过考验，经过怀疑主义的批判，最终被修正。一句通俗的话来总结这个过程：在科学中，只有被证明了没有反例的事实，并且由此事实衍生的后续发展或者预测均有效，这种事实才称得上真理。

但在此之前，的确存在一大批“地心说”的信徒，那些认为地球才是万物中心的人经常坚定地捍卫地心说，认为“这显而易见”。有意思的是这些人出于宗教原因而捍卫地心说，并在16世纪和17世纪之间将这种捍卫以残忍的方式推向高潮：被视为异教徒的乔尔丹诺·布鲁诺在16世纪末的1600年被活活烧死，而伽利略也差点遭遇同样的厄运。

然而，那般坚定的宗教态度也许最终也无法解释清楚因为什么从那时兴起的宇宙学替代了基督教的宇宙起源说，以及任何其他基于各类信仰的宇宙起源说。

事实上，我们祖先中的一些智者早就形成了地球在一天内围绕穿过其两极的地轴自转，同时在一年内围绕太阳公转的想法，比如希腊萨摩斯岛的阿利斯塔克，在公元前3世纪时不仅提出地球自转，而且猜想太阳位于可见宇宙的中心（对于此他并非确信不疑，因为他是一位思想家，除了自己的双眼，没有其他可以借助的观察工具）。

继阿利斯塔克之后大约两千年，在16世纪中叶，尼古拉斯·哥白尼重提并明确上述想法（日心说），并在其著作中记录了他的推理过程。但这部著作因来自天主教的愤怒而被“雪藏”了许久才得以名正言顺地出版。天主教自一开始就坚定地追随亚里士多德以及托勒密的地心说，对于他们而言，地球是宇宙的中心。

对于三大一神论宗教（基督教、犹太教和伊斯兰教）和诸多其他宗教而言，相信地心说可以带来便利，因为他们的弥赛亚、先知和神灵将不会被任何自转且围绕银河中恒星公转的星球的居民所打扰，这些人听起来显然就是异教邪说。

哥白尼的著作直到1543年他去世才得以出版，尽管随后被禁，仍有许多副本秘密流传，并到达别的国家。而几十年之后的1584年，神学家布鲁诺重提日心说，并出版了一部著作捍卫之，其中增加了一些哥白尼未提及的观点，如宇宙中心亦非太阳，而是其他恒星。布鲁诺因其泛神论的异教邪说于1600年被宗教裁判所执行极刑，而他的那些天文学说也一定程度上导致其厄运的来临。

最终，我们迎来了著名的伽利略·伽利雷，他不但重提了哥白尼学说，而且通过他的简易望远镜（在当时很先进）的观察证实了日心说。不过，大量且有力的实验结果并未令宗教裁判所觉得确有其事，因为教条始终是教条，也因此才具有最高的权威性。

哲学家、数学家和作家伯特兰·罗素（诺贝尔文学奖得主，于1970年逝世，享年97岁）曾明确指出，宗教和伽利略乃至布鲁诺、哥白尼甚至萨摩斯岛的阿利斯塔克（尽管其生活的年代尚未有基督教）之间的矛盾，是归纳推理和演绎推理之间的一场战争。

科学方法中的归纳法令伽利略用优于人类感知的手段观察到了一些事实，并基于这些事实，通过实验测试得出结论。尽管那些测试可以经过恰当的实验反复验证，依然与宗教裁判所捍卫的演绎法背道而驰，而演绎法的基石则是许多世纪以前，甚至早于基督教出现的那些权威论据和远古传统。

伽利略在佛罗伦萨受到判决后359年的1992年，教皇约翰·保罗二世对此表示歉意并为其平反。但是，作为辩解，教皇补充道他对那个年代的宗教立场表示理解，因为伽利略的实验并未足够有力，进而推翻神学和哲学“实验”。神学实验？难道神学不正对其基本信条——上帝的存在——缺少有力实验证据吗？如果有此类实验证明上帝的存在，那也就不再是信条了，将会显而易见地成为一个科学结论。

古时的宇宙起源说连同人类起源一直是拒绝给宇宙学让道的。哥白尼、布鲁诺和伽利略的经历不过是人类开始基于科学方法观察和分析世界的转折点罢了。自此宇宙学开始慢慢取代其他理论，那些基于传统或者信仰的，无法被证实的理论。

曼努埃尔・托阿里亚（Manuel Toharia，1944— ）出生于马德里，学习物理科学，天文物理专家。曾任马德里拉卡西亚科学博物馆的馆长，瓦伦西亚科学与艺术城的科技总指导。已经出版著作40余部。

很久以前，人类就开始思考宇宙万物的起源。正是在好奇心的驱动之下，人类才得以重构有关宇宙的历史，还原宇宙自大爆炸开始至今的演化过程。本书深入浅出地介绍了人类不断探索宇宙的历史，不同地域、不同文明对宇宙认识的演进，并从浩瀚的宇宙学中精选出一些基本概念，以易懂的方式解释了能量、时间、空间，以及分析宇宙所用的其他科学通识。

目　录

第一部分　宇宙起源说

Ⅰ　仰望苍穹

Ⅱ　宇宙起源说

Ⅲ　早期的尝试

Ⅳ　古典希腊

Ⅴ　中世纪的蒙昧主义

第二部分　宇宙学诞生

Ⅵ　宇宙起源说与宇宙学

Ⅶ　哥白尼

Ⅷ　教会反击

Ⅸ　终于，伽利略

Ⅹ　牛顿（和康德）

Ⅺ　百科全书

第三部分　大爆炸至今

Ⅻ　宇宙最初的三分钟

ⅩⅢ　星系，恒星……和太阳

第四部分　生命，智慧，未来

ⅩⅣ　地球，源自45亿年前

ⅩⅤ　未来是什么？

附　录

附录1　地球生命的日历

附录2　宇宙学的历史里程碑

附录3　评论参考书目

译后记