二九文学

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第5章 我们的宇宙图象2（第2页）

由于更早的时间根本没有定义，所以在这个意义上，人们可以说，时间在大爆炸时有一开端。

必须强调的是，这个时间的开端和早先考虑的非常不同。

在一个不变的宇宙中，时间的端点是必须由宇宙之外的存在物赋予的某种东西；宇宙的开端并没有物理的必然性。

人们可以想像上帝在过去从字面上说的任何时刻创生了宇宙，如果宇宙正在膨胀，那么何以宇宙有一个开端似乎就有了物理的原因。

人们仍然可以想像，上帝是在大爆炸的瞬间创生宇宙，或者甚至在更晚的时刻，以使它看起来就像发生过大爆炸似的方式创生，但是设想在大爆炸之前创生宇宙是没有意义的。

大爆炸宇宙并没有排斥造物主，只不过对他何时从事这工作加上限制而已！

为了谈论宇宙的性质和讨论诸如它是否存在启始或终结的问题，你必须清楚什么是科学理论。

我将采用素朴的观点，即理论只不过是宇宙或它的受限制的部分的模型，以及一套把这模型中的量和我们做的观测相联系的规则。

它只存在于我们的头脑中，不再具有任何其他（不管在任何意义上）的实在性。

一个好的理论必须满足以下两个要求：首先，这个理论必须能准确地描述大量的观测——这些观测是根据只包含少数任选的元素的模型所做出的；其次，这个理论能对未来观测的结果作出明确的预言。

例如，亚里士多德相信恩贝多克利的关于任何东西是由四元素即土、气、火和水组成的理论，该理论是足够简单的了，但它没有做出任何明确的预言。

另一方面，牛顿的引力理论是基于甚至更为简单的模型，在此模型中两物体用一种力相互吸引，该力和被称为它们质量的量成正比，并和它们之间的距离的平方成反比。

然而，它以很高的精确性预言了太阳、月亮和行星的运动。

在只是一个假设的意义上来讲，任何物理理论总是临时性的：你永远不可能证明它。

不管多少回实验的结果和某个理论相一致，你永远不可能断定下一次结果不和它矛盾。

另一方面，哪怕你只要找到一个和理论预言不一致的观测事实，即可证伪之。

正如科学哲学家卡尔·波普强调的，一个好的理论的特征是，它能给出许多在原则上可以被观测否定或证伪的预言。

每回观察到与这预言相符的新的实验，则这理论就存活，并且增加了我们对它的信任度；然而若有一个新的观测与之不符，则我们只得抛弃或修正这理论。

这被认为是迟早总会发生的事，但是你总可以质疑实现该观测的人员的能力。

在现实中经常发生的是，设计出的新理论实际上是原先理论的一个扩展。

例如，非常精确地观测水星，发现它的运动和牛顿引力理论预言之间有一个微小的差异。

爱因斯坦的广义相对论预言了和牛顿理论略微不同的运动。

爱因斯坦的预言和观测到的相符合，而牛顿理论做不到，这个事实是对这个新理论的一个关键的证实。

然而在我们正常处理的情形下，牛顿理论和广义相对论的预言之间差异非常小，所以为了所有实用的目的，我们仍然使用牛顿理论。

（牛顿理论还有一个巨大的优点，用它计算比用爱因斯坦理论简单多了！

）科学的终极目的是提供描述整个宇宙的单一的理论。

然而，大多数科学家遵循的方法是把问题分成两部分。

首先，存在一些定律，这些定律告诉我们宇宙如何随时间变化。

（如果我们知道在任一时刻宇宙是什么样子的，这些定律就告诉我们它在未来任何时刻是什么样子的。

）第二，存在宇宙初始状态的问题。

有些人觉得科学只应关心第一部分，他们将初始状态的问题看作玄学或宗教的事体。

他们会说，无所不能的上帝可以随心所欲地启始宇宙。

那也许是真的，但是，倘若那样，他也可以使宇宙以完全任意的方式演化。

可是，似乎他选择使宇宙以一种非常规则的，按照一定规律的方式演化。

所以，看来可以同样合理地假定，也存在着制约初始状态的定律。

一蹴而就地设计一种能描述整个宇宙的理论，看来是非常困难的。

相反，我们将这个问题分成许多小块，并发明许多部分理论。

每一部分理论描述和预言一定有限范围的观测，同时忽略其他量的效应或用简单的一组数来代表。