二十一世紀天文學的「哈勃革命」

(1)可以將我們宇宙的各個星系比作為“星系島”,同樣,可以將多重宇宙的各個宇宙比作為“宇宙島”,我們銀河系是“星系島”的一個,而我們宇宙是“宇宙島”的一個。“星系島”和“宇宙島”的含義符合哲學概念論的“等效原理”。我們的宇宙含有數千億個“星系島”,天文學家給出了星系的不同數量,從兩千億到一萬億個星系不等。弦宇宙學家從數學上計算的“宇宙島”數量為10的500次方。天文學家對“星系島”的運動和變化了解得很多、瞭解得比較完備而詳細,而對“宇宙島”的運動和變化則瞭解得很少、瞭解得比較零碎而粗略。天文學家哈勃在二十世紀的早期第一次證實了系外星系的存在,一些知名的天文學家在哈勃之前已經設想了銀河系以外的星系。非常遺憾的是哈勃沒有以系外星系的發現而獲得諾貝爾物理學獎,現在看來,哈勃在威爾遜山天文臺觀測到了“星雲狀恆星”,它們不是銀河系內的恆星,而是銀河系外的星系,哈勃當時不僅觀測到了系外星系,而且發現這些星系在遠離我們,首次證實了宇宙的大膨脹。哈勃不同尋常的天文大發現符合科學哲學的“突變原理”,只有在天文學“哥白尼革命”的背景上,我們才能真正理解哈勃天文發現的科學價值,既然銀河系不是宇宙的中心星系,那麼太陽系和我們居住的地球也不是宇宙中心的恆星系和行星,我們可以將哈勃的天文發現看成為天文學“哥白尼革命”的尾聲和回聲。

(2)可以將我們的宇宙定義為“狹義宇宙”,將多重宇宙定義為“廣義宇宙”,也許存在無數個“廣義宇宙”,而不是存在仍然有限的10的500次方個弦理論預測的宇宙數量。天文學家將狹義宇宙的星系定義為銀河系和系外星系,同樣,我們可以將廣義宇宙的宇宙定義為我們的宇宙和“宇宙外宇宙”、或“宇外宇宙”,對狹義宇宙的星系劃分和對廣義宇宙的宇宙劃分符合宇宙哲學分類論的“等效原理”。銀河系是我們宇宙的數千億個星系中的一個,我們宇宙的恆星和星系數量多得像海灘的沙粒一樣,很難想象地球是我們宇宙唯一的生命行星,同樣可以設想,我們的宇宙、或狹義宇宙是無數個“宇外宇宙”、或廣義宇宙的一個,多重宇宙的數量多得像海水的水珠一樣,很難想象我們的宇宙是唯一的生命宇宙。生命在銀河系和系外星系的存在符合哲學生命論的“等效原理”,同樣,生命在我們的宇宙、或狹義宇宙和在多重宇宙、或廣義宇宙的存在符合哲學生命論的“等效原理”。大爆炸宇宙理論在很大的程度上證實了狹義宇宙的有限性,而多重宇宙理論在一定的意義上預言了宇宙的無限性,將大爆炸理論和多重宇宙理論按宇宙哲學的“互補原理”結合起來,我們發現了一個現實性和可能性、有限性和無限性相互補充、彼此融合的完整宇宙。真實的宇宙可能是一個我們看不見的廣義宇宙、或“大宇宙”,而我們看得見的狹義宇宙、或“小宇宙”是其中的個例。

(3)根據宇宙哲學發現論的“等效原理”,我們可以預測二十一世紀天文學的重要發現,就像二十世紀早期的天文學家哈勃在銀河系外發現了“星雲狀恆星”、結果證實了系外星系的存在一樣,二十一世紀的天文學家可能在我們的宇宙、或狹義宇宙之外發現“星雲狀星系”、結果可能證實“宇外宇宙”的存在。目前的哈勃望遠鏡和下一代的詹姆斯▪韋伯太空望遠鏡不能擔當發現宇外宇宙的使命,二十一世紀的科學家和工程師在後續“量子望遠鏡”的研製中將開發“站得高、看得遠”的深空探測器,我們現在不能預測二十一世紀的量子科技將達到怎樣的高度。可以預測二十一世紀將是天文和天體物理學家證實多重宇宙的世紀,而證實多重宇宙、或廣義宇宙、大宇宙的存在將會引發天文學的“哈勃革命”。就像哥白尼推翻了地球中心論,奠定了太陽中心論,在天文史上開啟了“哥白尼革命”一樣,二十一世紀的天文學家如果用天文觀測手段驗證了“宇外宇宙”的存在,那麼這種“震天動地”的發現將開啟天文史上的“哈勃革命”。就像哈勃發現的“星雲狀恆星”不在銀河系的尺度範圍,從而證明了它們是系外星系一樣,二十一世紀的天文學家如果發現“星雲狀星系”不在我們宇宙的尺度範圍,那麼這等於證明了它們是“宇外宇宙”。發現多重宇宙的探測儀器不一定是哈勃和詹姆斯▪韋伯一類的光學、紅外線太空望遠鏡,也許是設在月球和火星上的天文臺和未來部署在太空的引力波探測器。

(4)二十一世紀天文學可能有”兩大發現”:一是在系外星系發現生命,二是在我們的宇宙之外發現“宇外宇宙”。從科學哲學的證實原則來衡量,一次系外生命痕跡的發現相當於證實了系外生命的存在,同樣,一個宇外宇宙的發現相當於證實了多重宇宙的預測。我們的生命經歷十分短暫,不一定成為二十一世紀天文學“兩大發現”的見證人,下一代人、或下幾代人有更多的機會見識二十一世紀天文學的”新哥白尼革命”、或“哈勃革命”的發生。發現系外生命的意義之一在於證實地球生命並不特殊,生命在宇宙的存在具有一般性;發下外星人的意義之一在於證實人類生命並不特別,智慧生命在宇宙的生存具有普遍性;發現宇外宇宙的意義之一在於證實我們的宇宙並不孤獨,物質、能量、時空的無限性就像古代和現代哲學家預言的那樣。一些天文學家認為銀河系由多個星系在多次的碰撞與合併中形成,也許在多個星系的碰撞與合併過程中產生了引力波,這些引力波早已穿越了地球,如果系外天體上高度文明的“外星人”接收到銀河系形成時期的引力波,他們也許會在未來的某一天給地球人捎來銀河系“迷失的引力波”,地球人的生命如果持續足夠的時間,那麼不僅見證美好社會的實現不是問題,而且迎接外星人的光臨,接收外星人“宇宙的信息”可能也不是問題,有問題的是地球人能否成功地克服各種自然災害和人為災難造成的生存危機,比如:氣候變化和文明衝突帶來的危機。就像我們的銀河系在多個星系的碰撞與合併中形成一樣,我們的宇宙也許在多個宇宙的碰撞與合併中形成,“星系島”和“宇宙島”的形成符合宇宙哲學構造論的“等效原理”。

(5)也許我們正生活在天文學過去的“哥白尼革命”和未來的“哈勃革命”之間,其間的時間跨度在五百年到一千年。過去發生的天文和科技的革命對人類文明、對我們的日常生活和認識事物的方式發生了翻天覆地的變化,過去的科技變革一旦結束,未來的科技變革接著興起,過去五百年到未來五百年的人類文明史,人類科技和文化的浪潮一波接一波,一浪高於一浪。雖然我們離“外星人”的文明、離理解宇宙的關鍵性奧秘還非常遙遠,但是,我們目前比天文史上的任何時期都更靠近外星人的視野,更為理會宇宙關鍵性奧秘的含義。在過去的五百年,“哥白尼革命”處於天文學研究對象和研究方式的中心,而在未來的五百年,“哈勃革命”可能走向天文學研究對象和研究方式的中心,過去五百年的“哥白尼天文學”和未來五百年的“哈勃天文學”特徵符合哲學特性論的“等效原理”、或者符合哲學創新論的“等效原理”。未來的天文學和科技的發展不可預測,而從過去的天文學和科技的成果出發,未來的天文學和科技發展具有某些可預測性的因素。如果以二十世紀的天文學和科學技術為分界線,那麼在過去的世紀,天文學家和物理學家面臨了單一的宇宙,我們的宇宙是一個狹義的“小宇宙”;而在未來的世紀,天文學家和物理學家可能面臨多樣的宇宙,在我們宇宙之外的宇宙是一個廣義的“大宇宙”。

(宇哲筆記 2015-3-2//2018-8-1)

二十一世紀天文學的“哈勃革命”


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