在這一部分,我們將震驚地發(fā)現(xiàn),人體內(nèi)所有的粒子都是在一瞬間誕生的,我們將發(fā)現(xiàn)它們驚人的性質(zhì),厘清它們以何種奇異的方式成為身體的元素,并了解到一團(tuán)散布著我們身體中原子的寵大塵埃云是如何不可思議地創(chuàng)造出一個適宜生命居住的星球的。
所有偉大的真理最初都離經(jīng)叛道。[1]
——蕭伯納
1931年9月,在倫敦一個異常干燥的寒冷日子里,一個矮壯的男人梳著光滑的背頭,目光銳利,無所畏懼地走在斯托里門大街上。他走進(jìn)了威斯敏斯特中央大廳,這是威斯敏斯特教堂附近的一個大型集會場所。[2]這位37歲的比利時物理學(xué)教授沒有一絲惶恐,我們很難想象。這里正在舉行英國科學(xué)促進(jìn)會的一百周年慶典,大廳高聳的圓頂為大會議程渲染出了莊嚴(yán)的氣氛。喬治·勒梅特有兩千名聽眾,其中有不少世界最杰出的物理學(xué)家,他將向他們展示一個近乎狂想的理論。
勒梅特不僅是物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家,還是天主教神父,他要在一次會議上發(fā)表演講,其主題是物理學(xué)家剛開始研究的問題:宇宙的演變。他穿著黑色神父袍,戴著羅馬領(lǐng),仿佛準(zhǔn)備聆聽?wèi)曰凇K瓦@樣走上講臺,提出了一個逼近神學(xué)的觀點(diǎn)。他聲稱自己發(fā)現(xiàn)了一個時刻,在這個時刻,整個宇宙從一個微小的“原始原子”中爆炸出來。[3]
我們起碼可以說,許多其他演講者提出的觀點(diǎn)也很令人振奮。著名天文學(xué)家詹姆斯·金斯認(rèn)為宇宙已時日不多。數(shù)學(xué)家歐內(nèi)斯特·巴恩斯是英國圣公會主教,他推測,宇宙如此浩瀚,一定包含許多有居民的世界,其中一些世界一定存在“遠(yuǎn)超我們智力水平”的生物。[4]但是勒梅特的理論是最奇怪的,他聲稱物理學(xué)幾乎可以定位創(chuàng)世的那一刻。
大廳里沒有幾個大人物認(rèn)真對待他的言論。有些人純粹被搞糊涂了,另一些人則對此深表懷疑。在場的物理學(xué)家和天文學(xué)家?guī)缀醵枷嘈庞钪媸冀K存在,勒梅特卻說它并非如此,這聲明聽起來很荒謬。
他們當(dāng)時都沒有意識到,勒梅特的洞見將成為引領(lǐng)所有科學(xué)領(lǐng)域的最偉大成就之一,這是個令人震驚的發(fā)現(xiàn):在某一刻,所有可見物質(zhì)(包括你我)中最基本的粒子突然出現(xiàn)了。
勒梅特多年前就開始探索真理了——在第一次世界大戰(zhàn)血腥的戰(zhàn)壕里。1914年8月4日上午,德軍涌入比利時邊境,使歐洲突然陷入戰(zhàn)爭。當(dāng)時勒梅特還在天主教魯汶大學(xué)就讀,并打算從事煤礦工程師這個務(wù)實(shí)的職業(yè)。他和他兄弟沒能按計劃騎單車旅行,而是當(dāng)即入伍,徒步四天,加入了前線的志愿兵隊(duì)伍。[5]不到兩周,他們就投入了戰(zhàn)斗,用的是過時的單發(fā)步槍。[6]
作為一名步兵,勒梅特不幸目睹了戰(zhàn)爭中第一次成功的毒氣襲擊。德皇的軍隊(duì)參照化學(xué)家弗里茨·哈伯(后面我們還會說到他)的頭腦風(fēng)暴,在前線釋放了氯氣。協(xié)約國士兵毫無防備,氯氣摧毀了他們的肺部,讓他們在戰(zhàn)場上慘叫起來。勒梅特的同僚回憶:“那瘋狂的景象永遠(yuǎn)不會從他的記憶中消失。”[7]后來,勒梅特在炮兵部隊(duì)里陷入恐怖的交火中。家族傳記稱,科學(xué)愛好使他無法得到晉升,因?yàn)樗滩蛔∫ゼm正長官的彈道計算。他似乎缺乏一個軍官應(yīng)有的態(tài)度。[8]
不管怎樣,勒梅特帶上了物理書籍,在塹壕戰(zhàn)的間隙,在等待炮彈飛出的時候,他總能集中精力閱讀法國物理學(xué)家亨利·龐加萊的著作,思考現(xiàn)實(shí)的終極本質(zhì)。[9]在木頭和泥土搭建的骯臟戰(zhàn)壕里,勒梅特思考著一個大問題:宇宙到底是由什么構(gòu)成的。[10]這個年輕人出身于虔誠的宗教家庭,對他來說,物理學(xué)和祈禱都能帶來安慰。
勒梅特作為一名功勛卓著的老兵幸存下來,他的兄弟成了一名軍官。但是戰(zhàn)爭燒焦了他的靈魂。四年后,和平降臨,工程領(lǐng)域的務(wù)實(shí)職業(yè)看上去不再那么重要了。相反,他在宗教和科學(xué)兩種愛好之間左右為難。回到比利時的大學(xué)后,他迅速獲得了數(shù)學(xué)和物理學(xué)的碩士學(xué)位。那是激動人心的時代。柏林大學(xué)有一位莽撞的物理學(xué)家名叫阿爾伯特·愛因斯坦,他剛剛用一個極其令人忐忑的激進(jìn)理論挫敗了他的同事們,這個理論認(rèn)為有質(zhì)量的物體實(shí)際上扭曲了其周圍的空間和時間。勒梅特被它迷住了。然而,畢業(yè)后,他突然改變方向,加入了神學(xué)院。“有兩條路可以觸及真理,”他后來說,“我決定兩條都走一走。”[11]接受任命后,勒梅特便宣誓放棄個人財產(chǎn)權(quán)。他加入了一個小型的神職人員協(xié)會,名為“耶穌之友”,它強(qiáng)調(diào)信仰的持續(xù)發(fā)展。[12]接著他立即又回到了物理學(xué)的懷抱。他所在的大學(xué)里有一些比較進(jìn)步的教授,他們遵循托馬斯·阿奎那[13]的教導(dǎo),教導(dǎo)說,《圣經(jīng)》不能成為科學(xué)字面意義上的指南,正如科學(xué)不能成為宗教的指南一樣。
在樞機(jī)主教的祝福下,勒梅特前往劍橋大學(xué)跟隨阿瑟·愛丁頓學(xué)習(xí),后者很快因四年前的一項(xiàng)著名發(fā)現(xiàn),成了阿瑟·愛丁頓爵士。這位天文學(xué)家預(yù)測會發(fā)生日食,便組織探險隊(duì)前往西非和巴西海岸,帶回的照片證明了愛因斯坦是對的。雖然看似不太可能,但光在掠過太陽邊緣時會彎曲。他的觀察證明質(zhì)量的確扭曲了空間和時間,這使兩人都聲名大噪。當(dāng)勒梅特前來研究相對論時,愛丁頓發(fā)現(xiàn)這個新學(xué)生“反應(yīng)敏捷且心明眼亮”[14]。勒梅特如此令人印象深刻,以至于在英國完成一個學(xué)年后,便由愛丁頓推薦去了哈佛大學(xué),隨愛丁頓的朋友哈洛·沙普利學(xué)習(xí),沙普利是首位測量銀河系大小的天文學(xué)家。
1924年,勒梅特抵達(dá)馬薩諸塞州的劍橋,當(dāng)時的天文學(xué)界正因新的觀測結(jié)果動蕩不休。兩年前,大多數(shù)科學(xué)家都相信整個宇宙只包含銀河系和其他一些星系。不會錯的,因?yàn)檫@就是他們能觀測到的一切。但是,在加利福尼亞州威爾遜山天文臺,埃德溫·哈勃震撼了他們。透過世界最強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡,他發(fā)現(xiàn)宇宙要比人們之前以為的大得多。它包含的星系數(shù)量驚人,《紐約時報》宣稱,所有這些星系都是“類似我們自己星系的‘宇宙島’”[15]。原來我們生活在宇宙的一個小角落里,這一認(rèn)識讓人謙卑,原來宇宙中還有如此多未知的東西需要了解,這又令人振奮。這就好比一家銀行通知天文學(xué)家:“對不起,我們弄錯了。你的賬戶里不是有500美元,而是有500萬億美元。”
勒梅特沉浸于天文學(xué)家的激烈辯論中,他們正在努力理解這個龐大的新宇宙。奇怪的是,一部分天文學(xué)家新近的測量似乎表明,新發(fā)現(xiàn)的星系并非靜止不動。[16]它們正在遠(yuǎn)離。更令人費(fèi)解的是,比起離我們更近的星系,最遙遠(yuǎn)的星系正以更快的速度遠(yuǎn)離我們。
勒梅特被這個問題迷住了。他回到比利時后,開始在過去上學(xué)的大學(xué)教書,在那里他深入鉆研愛因斯坦的方程,想知道它們能否預(yù)測這種奇異的情況。最終他得到了一個令人不安的答案。這個答案表明,不僅星系在彼此遠(yuǎn)離,而且宇宙本身其實(shí)也在變大。這太奇怪了,至少可以說,可能是科學(xué)界有史以來最怪異的理論之一。此外,他認(rèn)為,實(shí)際上并不是星系在太空中彼此遠(yuǎn)離,而是星系間的空間正在膨脹,將它們拉開,星系就像一條正在發(fā)酵的面包里的葡萄干一樣。[17]
這位默默無聞的物理學(xué)教授躊躇滿志,迅速在一家鮮為人知的比利時期刊上用法語發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。[18]這可能不算是非常明智的舉動,他的論文被徹底忽視了。他把論文寄給以前的老師愛丁頓,沒有得到回應(yīng)。他又把它寄給了愛因斯坦和著名的宇宙學(xué)家威廉·德西特。信件石沉大海。
1927年,沮喪的勒梅特終于找到機(jī)會直接試探愛因斯坦。當(dāng)時,最著名的索爾維會議會聚了世界頂尖的物理學(xué)家,正在布魯塞爾的利奧波德公園召開,勒梅特漫步在公園的小徑里,被奧古斯特·皮卡德(系列漫畫《丁丁歷險記》中向日葵教授的原型)引薦給了愛因斯坦。[19]勒梅特有幸見到了當(dāng)時世界最偉大的在世科學(xué)家。愛因斯坦的廣義相對論包括成套的10個方程,適度地描述了空間、時間和引力的相互作用,該理論正在重塑我們對宇宙的理解。沒有什么比愛因斯坦的認(rèn)可更讓勒梅特高興的了。然而,對這位長者而言,勒梅特只是一個名不見經(jīng)傳的比利時神父,他的論文沒有引起任何注意。
對于勒梅特的理論,愛因斯坦的反應(yīng)很直接:他討厭它。[20]
愛因斯坦從內(nèi)心深處相信宇宙必然是靜止的。他強(qiáng)大的直覺曾給予他奧妙的指引,它告訴他,在物質(zhì)世界的混亂之下,一定潛藏著某些簡明的秩序。他無法相信宇宙本身正在膨脹。這看上去就是不對的,他也沒興趣提出反對意見。這簡直太奇怪了,不可能是真的。“你的計算是正確的,”穿過公園時,他對勒梅特說,“但你的物理洞察力太糟了。”[21]之后他顯得更禮貌了些,解釋自己幾年前否決過蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家亞歷山大·弗里德曼的類似計算。事實(shí)上,因?yàn)檫^于討厭這個理論,愛因斯坦在自己的方程中引入了一個他稱為“宇宙常數(shù)”的附加因素[22],以解釋他的靜態(tài)宇宙觀。當(dāng)愛因斯坦和皮卡德坐上出租車時,勒梅特也跟了上去。他試圖把一些新的觀測結(jié)果告訴似乎不知情的愛因斯坦,這些觀測結(jié)果表明星系正以令人費(fèi)解的速度飛散。但愛因斯坦沒有理睬他,開始用德語和皮卡德交談。[23]
兩年后,埃德溫·哈勃發(fā)表了他在威爾遜山天文臺觀測的新結(jié)果。他仍然在充分利用一臺反射鏡直徑為8英尺[24]的望遠(yuǎn)鏡空前的集光能力,它比任何其他望遠(yuǎn)鏡寬2英尺多。他的數(shù)據(jù)證實(shí),最遙遠(yuǎn)的星系遠(yuǎn)離我們的速度確實(shí)快于近處的星系。愛丁頓本人重新檢驗(yàn)了愛因斯坦的方程,他發(fā)現(xiàn),盡管愛因斯坦不相信,但這些方程表明宇宙正在膨脹。不久之后,愛丁頓尷尬地發(fā)現(xiàn),勒梅特兩年前寄給他的論文得出了同樣的結(jié)論,他讀過了,但是忘記了。[25]愛丁頓迅速安排勒梅特的論文以英文在《皇家天文學(xué)會月刊》上發(fā)表。此時,愛因斯坦不得不重視勒梅特的理論了。大多數(shù)教科書把提出宇宙膨脹論的功勞歸于哈勃,然而勒梅特才是第一個發(fā)現(xiàn)宇宙在膨脹的人[26]。
與此同時,勒梅特并沒有被這位偉人的拒絕嚇倒,他甚至更深入地鉆研愛因斯坦的方程,邁出了更大膽的一步。他在腦海中倒轉(zhuǎn)時間,推斷出如果宇宙正在膨脹,那么它在過去的某個時刻一定更小,而且在那之前,還要更小。以此類推,他提出了一個看似荒謬的結(jié)論:在某一時刻,宇宙是如此小而稠密,以至于今天存在的每一個星系,更不用說一切物質(zhì)中的每一個基本粒子,都安睡在他所謂的一個“原始原子”中。
1931年,在英國科學(xué)促進(jìn)會的一次會議上,勒梅特展示了他的頭腦風(fēng)暴。他聲稱,在起源上,整個宇宙都是由這個微小原子的“崩解”所產(chǎn)生。[27]這可能不是最富有詩意的表達(dá),但勒梅特確實(shí)善于措辭。他后來寫道:“宇宙的演變可以比作一場剛剛結(jié)束的煙花表演:幾縷煙塵,些許灰燼。我們站在涼透的余燼上,望著恒星漸暗,試圖回想已消失的世界起源的光輝。”[28]
勒梅特甚至花了更長時間來琢磨如何描述這個理論。勒梅特的朋友巴特·揚(yáng)·博克回憶起勒梅特在哈佛大學(xué)說的話:“巴特,我有一個有趣的念頭。也許整個宇宙都是從一個原子開始的,它爆炸了,這就是一切的起源,哈哈哈。”[29]
大眾媒體都很喜歡他的理論。《現(xiàn)代機(jī)械》雜志驚嘆:“從一個爆炸的原子中產(chǎn)生了我們宇宙中所有的恒星和行星。”[30]但對物理學(xué)家而言,這個理論令人憎惡:它太荒謬了。加拿大天文學(xué)家約翰·普拉斯基特指責(zé)它是“無一絲證據(jù)支持的胡亂猜想的典范”[31]。勒梅特以前的老師愛丁頓稱它“令人難以接受”。盡管他同意宇宙在膨脹,但這樣的推測太過頭了,他更樂于相信宇宙一直存在。
像愛因斯坦一樣,他陷入了“太離奇以至于不可能為真”的偏見,這種偏見也可以稱為“大自然肯定不會那樣”。科學(xué)家和其他人一樣,如果不復(fù)核自己的假設(shè),就會陷入有缺陷的思維。但愛丁頓始終沒有改變主意。
至于愛因斯坦,他也堅信勒梅特是受了基督教教義的啟發(fā)。這個理論帶有宗教色彩,它未免與《圣經(jīng)》中的創(chuàng)世時刻過于相似了。勒梅特否認(rèn)了這一點(diǎn)。然而,事實(shí)上,愛因斯坦在某種意義上是正確的。就像蜜蜂被蜂蜜吸引一樣,一位兼任神父的宇宙學(xué)家怎能不被科學(xué)和圣典分別如何描述萬物的起源吸引呢?實(shí)際上,到了1978年,歷史學(xué)家發(fā)現(xiàn)了勒梅特在研究生階段寫的一篇論文,他試圖用科學(xué)的方式證明宇宙始于光,但勒梅特舍棄了年輕時的習(xí)作。[32]余生中,他否認(rèn)了科學(xué)可以描述《創(chuàng)世記》的說法。他寫道:“物理學(xué)提供了一層面紗以掩蓋創(chuàng)世。”[33]他在接受《紐約時報》采訪時表示:“科學(xué)和宗教之間沒有沖突。”[34]
“如果《圣經(jīng)》不教科學(xué),此外,那它教什么呢?”記者問。
“救贖的方法,”勒梅特回答,“一旦你意識到《圣經(jīng)》并不是一本科學(xué)教科書,宗教和科學(xué)之間古老的爭論將不復(fù)存在。”在他看來,它們是理解世界的兩種方式,各自獨(dú)立,但并非互不相容。多年后,他要求教皇庇護(hù)十二世不要使用他的理論證明《圣經(jīng)》是真理。
愛因斯坦本可以繼續(xù)竭盡全力地反對勒梅特,但他有一個致命的弱點(diǎn)。他為自己的方程引入了宇宙常數(shù),以防止他的宇宙膨脹,但他知道這是一個附加因素。他后來稱之為自己“最大的錯誤”[35]。1933年,勒梅特一如既往地戴著羅馬領(lǐng),在加利福尼亞州的帕薩迪納演講,愛因斯坦也在場。那時,愛因斯坦已經(jīng)拜訪了哈勃,看過了數(shù)據(jù),并與他人進(jìn)行了商討,但找不到出路。勒梅特清晰的思路占了上風(fēng)。“這是我聽過的對創(chuàng)造的最美麗、最令人滿意的解釋!”[36]愛因斯坦說。他可能是在諷刺,但他很快與勒梅特達(dá)成了一致。兩人甚至一起進(jìn)行了巡回演講。對于勒梅特所謂的原初煙花,天文學(xué)家亨利·諾里斯·羅素(我們后續(xù)會提到他)稱其為“開啟所有其他災(zāi)難的那場大災(zāi)難”[37],不過我們知道的名字更容易記住。
即便有了愛因斯坦的認(rèn)可,這個理論也沒有被科學(xué)界順利地接受。特立獨(dú)行的英國天體物理學(xué)家弗雷德·霍伊爾也是非常著名的評論家,他認(rèn)為這一理論十分荒謬。“假定宇宙中的所有物質(zhì)都在遠(yuǎn)古某個特定時間的一次大爆炸中產(chǎn)生,是不合理的。”[38]他在指責(zé)時創(chuàng)造了“大爆炸”這個術(shù)語。霍伊爾甚至把勒梅特叫作“大爆炸俠”[39]。但證據(jù)在不斷增加。
多虧了勒梅特,我們現(xiàn)在有了一個關(guān)于萬物誕生的起源故事,萬物也包括你身體里的每一個粒子。如今的物理學(xué)家會告訴你,起初,沒有原子,沒有分子,沒有空間,也沒有時間。他們其實(shí)是在解釋,我們所知的關(guān)于宇宙起源的一切幾乎都來自愛因斯坦廣義相對論中的10個方程,它們揭示了空間、時間和引力如何相互影響。但從愛因斯坦的成果中看到可能的是勒梅特,愛因斯坦本人拒絕認(rèn)真對待。盡管看起來很瘋狂,但幾個方程告訴我們,我們的整個宇宙始于一個極小的點(diǎn),它沒有體積,密度卻無窮大。物理學(xué)家喜歡稱之為微小的“奇點(diǎn)”,其中蘊(yùn)藏著不可思議的能量。這個無窮小的點(diǎn)的膨脹,也就是大爆炸,創(chuàng)造了時間、空間、物質(zhì),最終創(chuàng)造了我們。
這足以讓人頭大如斗。直覺毫無幫助。這個理論回避了一些基本問題:一個點(diǎn)的密度怎么可能無窮大?怎么可能沒有時間呢?如果宇宙始于大爆炸,那大爆炸之前的一切在哪里?所有這些問題的答案很簡單:我們毫無頭緒。
為了理解這個理論,我詢問哈佛大學(xué)的宇宙學(xué)家阿維·勒布,大爆炸之前發(fā)生了什么。勒布從不回避重大問題。他研究宇宙第一批恒星的形成,撰寫了關(guān)于生命最早可能何時開始進(jìn)化的論文(他的答案是僅在宇宙大爆炸7000萬年后)。但是當(dāng)我問他大爆炸之前怎么可能沒有時間時,他便不太愿意猜測了。“這就和你無法想象出生前或死后會發(fā)生什么一樣。”[40]
我繼續(xù)追問他。“我不喜歡臆測我不清楚的事”,他回答,就像在呼應(yīng)勒梅特的信念,即大爆炸掩蓋了之前發(fā)生的一切。
他承認(rèn),問題在于,在極小的尺度上,“愛因斯坦的方程會失效”。沒有人能夠調(diào)和它們與另一種精確至極的理論——量子物理學(xué),后者預(yù)測物質(zhì)在光子和電子最小水平上的行為。我們的激光器、原子鐘、計算機(jī)芯片和GPS(全球定位系統(tǒng))都依賴量子理論。但它的悖論,如不可能預(yù)測亞原子粒子的精確位置(海森伯不確定性原理),使它與愛因斯坦的廣義相對論不相容。至少在科學(xué)家能夠(以夢寐以求的“萬有理論”)調(diào)和這兩種理論之前,人們可以盡情揣測大爆炸之前的紀(jì)元,哪怕它始終高深莫測。
在這一點(diǎn)上,我們只能說,每一次證明愛因斯坦錯誤的嘗試都失敗了,而無數(shù)的觀察結(jié)果都證明他是對的。1949年,物理學(xué)家喬治·伽莫夫、拉爾夫·阿爾弗和羅伯特·赫爾曼計算出了第一批元素形成所必需的極端溫度。他們還預(yù)測了今天仍應(yīng)殘留的大爆炸余輝的精確能量。到了1965年,有兩位天文學(xué)家無意間證實(shí)了他們的計算,兩人弄不懂為什么射電望遠(yuǎn)鏡里的背景噪聲不會消失。無論他們把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)哪里,無論是附近的恒星、遙遠(yuǎn)的星系,還是茫茫太空,他們都能探測到低水平的電磁輻射。哪怕他們剔除了所有他們認(rèn)為可能造成干擾的因素,比如他們從天線上清除的鴿子糞,也無濟(jì)于事。這種被發(fā)現(xiàn)的電磁輻射被稱為宇宙背景輻射,它存在于天空的每個方向,其頻率精準(zhǔn)符合伽莫夫及其同事的預(yù)測。這是宇宙始于大爆炸的有力證據(jù)。
聽聞這一發(fā)現(xiàn)時,喬治·勒梅特正因心臟病發(fā)作躺在布魯塞爾一家醫(yī)院的病床上休養(yǎng)。他為自己的理論得到證實(shí)而歡欣鼓舞。消息來得正是時候。11個月后,他去世了。
源源不斷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持愛因斯坦的方程,以及勒梅特對這些方程的推斷[41],其中包括2016年探測到引力波,這使人們有可能探測到大爆炸的引力波回聲。[42]順便說一句,當(dāng)你在老電視上換臺時,你其實(shí)可以收看到大爆炸。大約有1%的熒幕雪花是大爆炸留下的輻射。宇宙的膨脹將這些電磁波拉得足夠長,以至于你的電視都能接收到。
無論愛因斯坦自己喜歡與否,相對論方程都告訴我們,時間始于大爆炸。物理學(xué)家(通過測量宇宙的密度和膨脹速度)回?fù)軙r鐘,找到了日期:138億年前。這為我們非凡的旅程提供了一個起點(diǎn)。在之后的那個瞬間,空間開始膨脹。一億億億分之一秒后,物質(zhì)粒子和反物質(zhì)粒子(質(zhì)量相同但電荷相反的粒子)涌現(xiàn)在新創(chuàng)造的太空真空中。它們一心相互毀滅,立刻把彼此摧毀了[43]。但我們的故事顯然沒有就此結(jié)束。由于某種科學(xué)家仍在為之撓頭的原因,當(dāng)時出現(xiàn)的物質(zhì)和反物質(zhì)的數(shù)量略微失衡。每產(chǎn)生十億個反物質(zhì)粒子,就會產(chǎn)生十億零一個物質(zhì)粒子。簡單地說,我們就是殘留物。那罕見的十億分之一的幸存粒子創(chuàng)造了可見的宇宙,包括我們體內(nèi)的所有原子。
勒梅特幫助我們發(fā)現(xiàn),遠(yuǎn)在歷法能標(biāo)記日期之前,宇宙就為你的終極誕辰點(diǎn)燃了蠟燭。在138億年前的一個好日子里,你體內(nèi)的最基本粒子突然出現(xiàn)了。
有了這個發(fā)現(xiàn),我們現(xiàn)在知道自身的歷史是何時開始的。但我們能在時間的迷霧中追蹤到多少接下來發(fā)生的事呢?科學(xué)家的工作必須始于揭示大爆炸噴出的第一批粒子的性質(zhì)。是哪些微小的基本要素最終創(chuàng)造了我們的太陽系、行星、生命,以及之后的我們?奇妙的是,尋找它們的行動由另一位天主教神父開啟,這一位在埃菲爾鐵塔之巔。
注釋
[1]Shaw,Annajanska,the Bolshevik Empress,139.
[2]The Times,“The British Association:Evolution of the Universe.”
[3]Lema?tre,“Contributions to a British Association Discussion on the Evolution of the Universe,” 706.
[4]Barnes,“Contributions to a British Association Discussion on the Evolution of the Universe,” 722.
[5]Mitton,“The Expanding Universe of Georges Lema?tre,” 28.
[6]Mitton,“Georges Lema?tre and the Foundations of Big Bang Cosmology,” 4.
[7]Deprit,“Monsignor Georges Lema?tre,” 365.
[8]Deprit,“Monsignor,” 366.
[9]Lambert,The Atom of the Universe:The Life and Work of Georges Lema?tre,56—57.
[10]Lambert,“Georges Lema?tre:The Priest Who Invented the Big Bang,” 11.
[11]Aikman,“Lema?tre Follows Two Paths to Truth.”
[12]Lambert,“Georges Lema?tre,” 16.
[13]托馬斯·阿奎那是13世紀(jì)的神學(xué)家及哲學(xué)家。——譯者注。
[14]Kragh,“‘The Wildest Speculation of All’:Lema?tre and the Primeval-Atom Uni-verse,” 24.
[15]New York Times,“Finds Spiral Nebulae Are Stellar Systems:Dr.Hubbell[sic]Confirms View That They Are ‘Island Universes’ Similar to Our Own.”
[16]Mitton,“The Expanding Universe,” 29—30.
[17]雖然星系之間的空間在膨脹,但星系本身和其中的物質(zhì)卻沒有膨脹。這是因?yàn)樾窍抵形镔|(zhì)團(tuán)塊內(nèi)在的引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于將空間和它們拉開的力。
[18]Kragh,“The Wildest Speculation,” 34.
[19]Lambert,“Einstein and Lema?tre:Two Friends,Two Cosmologies.”
[20]Frenkel and Grib,“Einstein,Friedmann,Lema?tre,” 13.
[21]Deprit,“Monsignor,” 370.
[22]附加因素(fudge factor,也譯為容差系數(shù)),指計量經(jīng)濟(jì)學(xué)預(yù)測中統(tǒng)計公式或計量模型簡化式中各種擾動項(xiàng)的未來值的估計值。——編者注。
[23]Lema?tre,“My Encounters with A.Einstein.”
[24]英尺是英美等國使用的長度單位,1英尺=0.3048米。——譯者注。
[25]Farrell,The Day without Yesterday:Lema?tre,Einstein,and the Birth of Modern Cosmology,97.
[26]蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家亞歷山大·弗里德曼從愛因斯坦的方程中看到了宇宙膨脹或收縮的可能,但他不幸于1925年去世。勒梅特獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了這個理論,成為首位認(rèn)識到天文觀測結(jié)果支持宇宙膨脹論的人。
[27]Lema?tre,“Contributions,” 706.
[28]Lema?tre,The Primeval Atom:An Essay on Cosmogony,78.
[29]德沃金,美國物理研究所(AIP)對巴特·揚(yáng)·博克的口述歷史采訪。
[30]Menzel,“Blast of Giant Atom Created Our Universe.”
[31]Kragh,“The Wildest Speculation,” 35—36.
[32]Godart,“The Scientific Work of Georges Lema?tre,” 395.
[33]引自:Lambert,“Georges Lema?tre,” 16。
[34]Aikman,“Lema?tre Follows.”
[35]O'Raifeartaigh and Mitton,“Interrogating the Legend of Einstein's ‘Biggest Blunder.’”雖然一些歷史學(xué)家不相信愛因斯坦真的說過這句話,但也有人相信確有其事。
[36]Aikman,“Lema?tre Follows.”
[37]Lema?tre,The Primeval Atom,vi.
[38]Cooper,Origins of the Universe.
[39]Lambert,“Georges Lema?tre,” 17.
[40]作者對阿維·勒布的采訪,哈佛史密森尼中心,2018年8月。
[41]愛因斯坦把“宇宙常數(shù)”添加到他的方程中,后來它被認(rèn)為是一個錯誤,但即便是這個附加因素,也可能被證明是重要的。它可能有助于預(yù)測暗能量的性質(zhì),這是宇宙中一種神秘的能量,之所以被稱為暗能量,是因?yàn)槿藗儗λ鼛缀跻粺o所知。
[42]Webb,“Listening for Gravitational Waves from the Birth of the Universe.”
[43]雖然聽起來很奇怪,但反物質(zhì)是真實(shí)存在的。現(xiàn)在我們能檢測到,甚至可以在實(shí)驗(yàn)室中制造出極少量反物質(zhì)。美國國家航空航天局的科學(xué)家渴望制造出足夠的反物質(zhì)來為他們的宇宙飛船提供動力。