文档介绍：前言
年代初,在我还是个学生时就对宇宙的起源问题产生了非常浓厚的兴
趣。大爆炸理论诞生于年代,但直到年代才引人注目。当时这种理论
虽已广为流行,但远未使人信服。稳恒态学说与大爆炸理论相悖,它断然否
认宇宙存在着起源问题。在半个多世纪里,稳恒态学说是最为流行的理论。
年,罗伯特·彭齐亚斯( )和阿诺·威尔逊(
)发现了宇宙背景热辐射。这一发现,使大爆炸理论被更多的人所接
受。那么,这能否被看作是宇宙在炽热的猛烈爆炸中突然诞生的确实证据呢?
宇宙学家们异常兴奋地在探索这一发现的意义。大爆炸万年后的宇
宙有多热?大爆炸年之后、秒钟之后情况又如何?在原初的炽热状态中
曾出现过多少种物理过程?是否可能找到宇宙诞生时的遗物,而这种遗物还
保留着当时曾压倒一切的极端条件的痕迹?
年,我曾参加了一次有关宇宙学的讲座。那次讲座对我来说依然记
忆犹新。在即将结束演讲时,那位教授根据背景热辐射的发现这一事实,评
估了大爆炸理论。“一些理论家已开出了宇宙化学成分的清单,”他微笑了
一下说道,“这份清单的根据是大爆炸最初三分钟发生的核反应过程。”所
有的听众哄然大笑。这给人一种印象,即试图描述宇宙刚诞生时的状态似乎
是极其荒谬的。甚至就连那位异常仔细地研究了《圣经》之后宣称宇宙诞生
于公元前年月日的詹姆斯·厄谢尔( )大主教,
也没有胆量列出宇宙最初三分钟所发生的事件的准确顺序。
在宇宙背景热辐射发现约年之后,最初三分钟的理论已在大学里进行
讲授,这是科学的进步。美国物理学家和宇宙学家史蒂文·温伯格(
)在年写了一本畅销书,书名为《最初三分钟》(
)。此书被公认为科普读物的里程碑。作为一位知名的权威
和专家,温伯格在书中向世人描绘了一幅完全令人信服的宇宙起源图,包括
在大爆炸之后仅仅数秒或几分钟内出现的详细过程。
当大众还陶醉于那些令人兴奋的成就时,科学家们却已在向前迈进。他
们的注意力开始从对“早期宇宙”(大爆炸后数分钟)的研究转向了对“极
早期宇宙”(大爆炸后极短暂一瞬间)的研究。约过了年后,斯蒂芬·霍
金()大胆地在《时间简史》(
)一书中提出了关于大爆炸后最初一万亿亿亿忆分之一秒时的最新观
念。现在看来, 年那次讲座结束时听众发出的哄笑显得是多么无知。
随着大爆炸理论逐渐被大众和科学界所充分接受,人们越来越注重对宇
宙未来的研究。我们现在已有了宇宙如何诞生的很好的概念,但宇宙将如何
结束呢?它最终的命运又将如何?宇宙是否会以爆炸或抽搐的形式终其一
生,或甚至永久消失?那时人类又将如何?人类或其后裔——无论是机器人
还是人类自己——能否幸免于难而永复存在?
即使哈米吉多顿()正好不在附近,对这类事情如果不产生
好奇是不可能的。由于近来因人为危机的困扰,我们不得不思考现实宇宙学
尺度时,我们为在地球上生存下去而奋争便成为备受欢迎的新内容。《宇宙
的最后三分钟》正是一本描述宇宙未来的书。此书根据一些著名物理学家和
宇宙学家的最新研究成果,并尽我们所能来对宇宙的未来作一番预测。这种
预测绝非基督式的启示。事实上,经验的发展和累积蕴育着空前的潜能,而
宇宙的未来使这种潜能充满了希望。然而,我们决不能忽视物之有生亦·哈
米吉多顿是圣经《启示录》中个魔鬼聚集天下众王的总称,作为世界末日
的代名词或预言家——译者注必有死的事实。死亡或许正是为创生而不得不
付出的代价。这本书是为普通读者撰写的,阅读时无需具备专业知识,也不
需要数学。然而,在书中我有时不得不讨论一些很大或很小的数字。使用一
种简洁的数学符号来表示这些数字是很有用的,这种符号就是“的幂次
方”。这里介绍一下它的用法。一个数,例如亿,完整地写出来是
,这是相当麻烦的事。在这个数里后面跟着个零,因此我
们可以用来表示。类似地, 万为, 亿是。当幂指数增
加时,这种符号会掩盖数字的增大速度。例如, 比大倍,前者
是个大得多的数,尽管看上去它们几乎相同。也可以用的负幂指数来表示
很小的数。例如,十亿分之一,即可写成,因为这个分数
的分母为后面有个零。
最后,我要忠告读者,本书无疑在很大程度上是推测性的。宇宙的基本
演化图象是建立在相当科学的基础上的,它先从大爆炸起源,随后膨胀并向
某种物理终态退化冷却,或可能是灾变性地坍缩。但是,对于在所涉及的无
限时标上可能会出现什么样的起支配地位的物理过程我们还很不清楚,天文
学家对普通恒星的总体命运已有清晰的观念,对中子星和黑洞的基本特征也
理解得越来越深刻。但是,如果宇宙能存在好几万亿年或更长的时间,或许
会存在一些非常微妙的、我们仅能推测其存在的物理作用,而这种作用最终
会变得极为重要。
既然我们面对着因对自然规律一