物理與人文不同的宇宙

今天的標題《

宇宙，人文的表達是指所有的時間和空間的總稱。

而宇宙大爆炸假說中的宇宙，僅僅是指我們所在的這個總時空，是個侷限性的概念。

通常見到的宇宙大爆炸假說幾何模型

這是這個假說簡化後的幾何表達，這個喇叭基於相對論至少應該是個歪歪扭扭很不規範的狀態，同時，如果逼近極限地按照激光的散射角絕對意義的線性逆推，這應該是一個螺旋形狀的喇叭。但是，如果這個總時空是需要混沌或隨機性來擬合的，這種螺旋的構想就不成立了。

中國天文學的一維概念是點動成線，這並不是基於歐氏幾何的，是很伏羲的表達，是兼容直線與曲線的概念。也就是假如基於這種座標軸可以是曲線的相對定義，這個喇叭可以是這樣平直的。

昨天把四維時空部分做了一個小總結，也就算四維時空這部分的連載收尾了。四維時空是相對論數學擬合方法中的一個小小的部分，當然，明白這個小小的部分就如此複雜。

不管怎麼說，很明確，四維時空是基於數學模式的擬合我們所處的這個總時空的，現在被物理界廣泛認可的，並被證實一部分的物理概念，這種說法是相對確切的。

今天開始說被人文解讀的更亂套的四維空間。為了說清楚物理界有時候也使用的四維空間概念，我們必須先了解宇宙大爆炸

實證物理與理論物理假說的區別

《狹義相對論》、《廣義相對論》取得的文化進步是有顛覆意義的，或者說是對古人超過三維混亂的維度意識和錯誤的維度認識的一個物理性的糾正。它有數學的複雜性，以致當這個正確的答案公佈100年了，堅持古人錯誤維度認識的人依然大有人在。

因為《相對論》沒法普及，能夠看懂它，對於一些人而言已經是奢侈或奢望了。這就是近代文化發展過程中面臨的新問題，不要以為普及教育就能夠讓我們理解現在所有的知識，這不可能。文化在發展，所以學無止境。

古人對於維度認識的錯誤至今依然有巨大的影響，包括在物理界內部。而且，西方的文化底蘊造成的一個問題是：有的物理學家兼職神學家，這在西方並不是問題。

由於有古代的數理玄學和宗教文化跟著起鬨，物理也並不純粹，至少現在實證物理與理論物理假說之間已經有了一條不明顯的鴻溝了。

真正的物理學家不敢確認理論物理假說提出的各種奇思妙想，原因很簡單，現在證實不了，更別說重複性驗證了。那麼，這些天馬行空的理論物理假說到底算什麼呢？

說它玄學，是不客觀的，其中一部分假說未來可能會被物理驗證，因為它畢竟基於嚴謹的數學構造了一個邏輯上很合理的數學模型，僅僅是解讀的時候，基於現在的不可驗證有些主觀而已。

那麼說它是物理，這一點卻需要千萬留神。因為它現在肯定不是實證物理，而且現在打著理論物理假說、打著科普幌子傳播的很多實際就是現代的新式玄學。基於我們對四維的不能普遍、準確的理解。

宇宙大爆炸假說的八卦與戲劇性的反轉

由於四維空間這個概念如果被物理使用，實際說的的宇宙學的問題，那麼就需要了解一下當下流行的宇宙大爆炸理論的來龍去脈。

1927年，比利時牧師、物理學家喬治·勒梅特首先提出了關於宇宙起源（The Beginning of the Universe）的理論，他本人將其稱作“原生原子的假說”。他提出了星雲後退現象的原因是宇宙的膨脹，宇宙正在進行的膨脹意味著它在時間反演上會發生坍縮，這種情形會一直髮生下去直到它不能再坍縮為止，此時宇宙中的所有質量都會集中到一個幾何尺寸很小的“原生原子”上，時間和空間的結構就是從這個“原生原子”產生的。

牧師加了黑體字。

這是最原始的大爆炸理論雛形。當時並不叫大爆炸理論。這是對以往穩恆態宇宙理論的反擊。這個理論在產生之後的二十年裡，依然被物理界嗤之以鼻。

而堅持穩恆態宇宙觀的英國天文學家弗雷德·霍伊爾（Sir Fred Hoyle）是穩恆態理論（Steady State Theory）的倡導者，這種理論基於哥白尼的原理。他在1949年3月BBC的一次廣播節目中將勒梅特等人的理論稱作“這個大爆炸的觀點”（big bang）。雖然有很多通俗軼事記錄霍伊爾這樣講是出於諷刺，但霍伊爾本人明確否認了這一點，他聲稱這只是為了著重說明這兩個模型的顯著不同之處。

這是最初的矛盾衝突。

這樣，由這個理論的反對者，給這個理論起了現在這個名字，大爆炸理論。當時是出於挖苦。

反轉劇情：

上世紀60年代，梵地岡教皇出面聲明支持大爆炸理論。這可能是你沒想到的。宗教對物理界的天文學理論一直保持著關注。

再後來，哈勃上天、紅移現象、宇宙背景輻射、宇宙在大尺度的均一性、大型對撞機的證據等等，都傾向於對大爆炸理論的證實。

幾十年以後的現在，各種物理證據有利於大爆炸理論，穩恆態理論幾乎被人淡忘了。

高潮：

美國人索爾·珀爾馬特和亞當·里斯以及持有美國和澳大利亞雙重國籍的布賴恩·施密特獲得2011年度諾貝爾物理學獎。諾貝爾物理學獎評審委員會4日評價，這3名獲獎者"研究幾十顆處於爆炸狀態的恆星即'超新星'，發現宇宙正在擴張過程中，擴張速率不斷加速"。另外，3人的研究，確認了最初由科學家阿爾伯特·愛因斯坦提出的一種理論，即他稱之為"宇宙學常數"的理論。

並不完美的小遺憾：

大爆炸理論在這幾十年中，被逐漸完善。但是，一個最關鍵的問題， 物理界並沒有拿出切實證據。

對於大爆炸後最初的幾分鐘，相關的觀測嚴重缺乏，最早期宇宙物質--能量的實際形式很大程度上仍只是猜測。大一統理論預測了特定類型的粒子(如難以捉摸的磁單極子)，而超弦、超對稱、超引力以及其他多維理論都預測了各自原初粒子及作用力。物質對反物質的絕對優勢也是一個需要透徹說明的經驗性事實。其他主要問題都與暗物質和暗能量的產生和本質有關(通常認為量子真空是二者的主要提供方)。

這一段，幾乎涉及所有現代最超前的理論物理假說。不僅我們這些吃瓜群眾想知道結果，物理學家更想知道。以上任何一條的確切證實結論，都足以問鼎諾貝爾物理學獎。

也就是雖然穩恆態理論被人淡忘了，但是大爆炸理論中的這個大爆炸這個關鍵並未得到證實，或者說並沒有一個圓滿的說法。

插曲，橫生枝節：

這也導致了現在西方又有新的宇宙學假說產生，例如：我們生活在總時空這個蟲洞裡，或者說是生活在總時空這個黑洞的視界之內的提法。

這類假說反映了一個關鍵的構想：假如原始黑洞還在或者說其影響還在，那麼暗物質、暗能量這些現代代替曾經的以太的概念，對於這樣的總時空就不再需要了。筆者喜歡這種想法，並基於線性推理給配了具體的幾何詳圖－－構建了雙臂螺旋總時空假說，曾經發在悟空問答上。後來因考慮混沌或隨機可能性，這事也就放下了。

這種構想可以存在、並不能證偽的原因很簡單，最初幾分鐘（筆者認為是最初幾億年的證據不足夠，也就是第一顆恆星產生之前的證據不夠，現在這個範圍觀測不了，理論是基於對撞機的試驗現象產生的推理結果）的物理證據還不夠切實。

還有插曲：

霍金提出來將黑洞改為灰洞，因為他發現灰洞並不是光吃不拉的貔貅，是以霍金輻射的方式向外噴發高能粒子。

那麼，假設大爆炸沒有發生，而是以霍金輻射的方式噴了幾百億年達到了現在理論倒著推算的最初幾億年的效果，那麼奇點之說可以成立，但是奇點大爆炸就不成立了。所以霍金說，宇宙不需要原初的動力，這個結論宗教肯定不喜歡。

這個總灰洞到底是爆炸了，還是僅僅是很有閒情的噴發了幾百億年？現在在還是不在？如果不在，什麼時候不在的？這現在沒證據。

古代數理文化式樣的粗暴解說理論物理假說：

解釋大爆炸起初這一段時間的話：通常是最初的幾秒鐘，總時空以超光速擴展。這句話肯定不是物理學家說的，這太打臉。

大型對撞機把個基本粒子弄到接近光速，都差點累出屎來。超光速，這個試驗現象不存在。這一點用相對論解釋就是當物體逼近光速的時候，物體的質量無限大。如果能證實基本粒子的速度能夠超過光速，相對論已經被推翻了！

理論麻煩至此並未解決：

上帝是左撇子這是物理界想要形容什麼？一種星際級別的逆時針旋轉的情況。

我們說地球圍繞太陽轉，太陽圍繞銀河系轉，銀河系圍繞總星系轉，總星系圍繞超總星系轉，超總星系怎麼辦？不知道了。已觀測的結果是大尺度的均一。

也就是公轉的這個原初原因怎麼來的？這個總時空到底是轉還是沒轉呢？

宇宙大爆炸假說，是至今為止，物理界探索我們這個總時空最理想的一種設想的表達，但並未全部解決證實問題。距離我們這個總時空絕對的真理，還有差距。說其為真理，依然言之過早。

信誓旦旦的把大爆炸給你當真理講的，提防他是信奉宗教的或者是搞玄學的，要麼就是不懂物理在那裡混稿費的，他說的可不一定是科普，有可能是神學或玄學。

我們先把這類解讀拋開，才能談物理說的四維空間。

總時空之外的區域是物理界的四維空間

我們知道物理界的這個有關宇宙學的超長連續劇的情況之後，現在我們再說說，假設四維空間說的是物理，那麼四維空間說的是什麼？

物理界的四維空間的前提，是基於有限觀察的三維空間的有限性。這雖然很不數學，但是這是一種比喻式的表達。是基於彎曲四維時空的逆推產生的一種限制性的總時空之外概念的一種表達。

也就是那個大喇叭之外的所有部分，物理都可以稱為四維空間。現在這部分是物理能力看不著的一種情況，也就是未知區域。當然，這個未知也包括大喇叭大爆炸那個起初的奇點的不能物理證實。

物理的四維空間如此簡單，代表一個基於前提假設的有限的總時空區域之外的未知區域的意思。而這個總時空，物理界現在可觀察的範圍是一百多億年前和幾百億光年遠的一個有限範圍。是基於這個並未全部瞭解的範圍為基礎的一種之外。

也就是相對論推導出來的是總時空的有限的內部範圍，而四維空間說的是總時空的外面。

物理的這個四維空間相對簡單，至少能夠說清楚，它就是現代的未知區域。而明天說更燒腦的數學四維空間概念和糊塗的人文四維空間概念。

而未知，對於玄學來講，這是天大的喜訊。神仙鬼怪、不清楚就都可以在那裡了，所以你才不能看見，哈哈。

待續。。。。。。

由於四維空間這個概念與相對論的四維時空很不相同，且被人文混亂解讀，因此，必須要區分物理的解讀、數學的解讀、人文性的解讀。這三個方面的四維空間是不同的。

上文中筆者對宇宙大爆炸假說的介紹，用了一個很關鍵的詞，我們這個總時空，這很關鍵也很重要。這與時空這個廣義概念不同，是個限制性的概念；與空間也不同，說的是時空。

明白這一點，你才可以理解物理中假設提到四維時空，它說的是什麼。而且，你才可以理解玄學如何鑽物理的空子。

明天再聊。。。。。。

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