西方宇宙起源,他們認為起源於遠古時卡俄斯(Choas),卡俄斯與我國混沌概念相似,卡俄斯天、地、水三者不分混為一體,其孕育蓋亞(Gaea),蓋亞無性生殖產生烏拉諾斯(Uranus),蓋亞與烏拉諾斯有性生殖產生十二個提坦巨神(Titans),這些神逐漸創造了宇宙世界,我們所耳熟能詳的眾神之王宙斯是其體係中的第三代神。 而後除此神創論外筆者未查閱到西方關於宇宙從無到有的起源信息,但其對宇宙的認識與觀測有豐富的發展歷程,並逐漸到現代與世界對宇宙認識融合。 豈可大致分為以下幾個階段:第一階段,公元前6世紀米利都學派首先擺脫了宇宙起源神話的超自然因素,有提出了萬物起源於水,起源於空氣,起源於火等不同的思考。 到公元前3世紀亞裡士多德對宇宙的認識提出“四因論”,即目的因、動力因、形式因,質料因。其質料因理論中認為宇宙中存在著土、水、氣、火、以太五種原初質料。 第二階段是公元2世紀,人們開始認識到地球並非是平麵,且日、月、星辰有特定的運行軌道,離地球的距離遠近不同。根據天體的運動相對位置可以製成星表,利用它們之間運動的規律性可以製定歷法。 古希臘人托勒密(約90—168)集當時的天文學成就,闡述了宇宙地心體係(地心說),認為地球是宇宙的中心且位置靜止不動,行星和恒星在各自的軌道上每天繞地球一圈。其一生著作很多,巨著《天文學大成》共13卷,是當時天文學的百科全書。 《地理學指南》8卷,是一部製圖理論、方法和資料的匯編。他試圖運用數學的方法給天體以科學的描述,否認了上帝創造宇宙的傳統理論,是人類哲學思想的飛躍。 第三階段是哥白尼在1543年出版《天體運行論》,其論述了地球和行星有次序的排列在各自的軌道上圍繞太陽公轉,月球是地球的衛星,繞地球轉動的同時隨地球繞太陽公轉。 日、月、星辰每天東升西落的現象是地球自轉的反映;夜晚我們所看到的星辰比太陽遠得多。17世紀初,伽利略(1564—1642)製成了天文望遠鏡,看到了木星的衛星,觀察到了太陽黑子等,極大地支持了“日心說”,開啟了近代天文學。 第四階段是開普勒(1571—1630)分析行星觀測資料,提出了天體行星間橢圓、麵積和調和三大定律,三大定律的提出鞏固了哥白尼的理論,闡述了行星運行的理論基礎。 開普勒一生研究豐富,其在《彗星論》中指出彗星的尾巴總是背著太陽,是因為太陽排斥彗頭的物質造成的,這是距今半個世紀以前對輻射壓力存在的正確預言。 牛頓在 1687年出版的《自然哲學的數學原理》給出了萬有引力定律,奠定了天體力學的基礎,從此自然科學便開始從神學中解放出來。 第五階段是德國的哲學家康德和法國的數學家拉普拉斯認為初始宇宙空間充滿密度極低的星際氣體和塵埃物質,在自身引力作用下坍塌,絕大部分物質集中在中心區域形成太陽,最終形成恒星。 此前牛頓時代,人們認為自然界隻是存在循環往復的機械運動,絕對不變的自然觀占主導地位。太陽係起源的星雲假說的提出,闡述了科學的宇宙思想。 第六階段是建立銀河係和星係的概念。哈勃(1889—1953)在1929年提出了哈勃定律,描述了宇宙中星係之間的距離與其相對速度之間的關係,揭示了宇宙膨脹的現象,並測定出M31星係中“造父變星”的距離,大大擴展了人類的視野和宇宙觀。 從此開創了河外星係天文學,19世紀中葉以後,各類天文觀測工具的誕生使得天體物理學興起,人類開始研究各天體的化學組成以及內部的物理結構,使人類認識宇宙從科學幻想得到實現更近一步。 第七階段是微觀和時空觀的革命。20世紀初期,愛因斯坦(1879—1955)創立了相對論,闡述了“引力彎曲”“時間延長”“多維時空”等超出人類普通哲學思想的科學觀念。 把時間、空間與物質及其運動緊密聯係起來。打破了經典物理學的“絕對時空觀”。微觀上1913年坦姆森(1856—1940)提出原子結構模型,認為所有物質都是由一種非常小的原子組成。 此後微觀物質不斷被認識,其中原子行星模型內部微觀結構與宏觀天體結構非常相識,原子外部的電子與原子核中的質子之間有庫侖力,所以為了克服之間的吸引力,原子外部雲中的電子被迫圍繞著原核旋轉和自旋,以此來避免原子坍塌。 隨著微觀物理不斷發展,原子以及物質的本質研究不斷深入,各種燒腦的理論也不斷被提出。如量子場論:場是物質的另一種形式,我們宇宙充滿多種不同的量子場,即使我們所認為無一物的真空也充滿量子場。 量子場的激發就是我們所謂的粒子,不同激發態表現為粒子的數目和狀態不同,每一種粒子對應一種場,如電子場、誇克場、光子場等等。場的退激發,表現為粒子的湮沒。場的相互作用可以引起激發態的改變,表現為粒子的各種反應過程,也就是說量子場是比粒子更本質的存在,場是物質存在的更基本的形式。 由此理論建構這個世界的基本物質就不在是粒子而是量子場,宇宙中所有物理現象都是量子場的之間的相互作用。然而量子場論與廣義相對論無法統一在一起,即微觀尺度與宏觀尺度的物理現象無法統一描述。 因此科學家又提出弦理論,即宇宙基本單元不是點狀粒子,而是很小很小的線狀的“弦”,並由此發展出“超弦理論”和多維宇宙等,如我們所認為科幻的26維宇宙。 在微觀宇宙的認識中有個很有趣的發現。找書苑 www.zhaoshuyuan.com 1928年,英國的物理學家保羅狄拉克推導出了狄拉克方程,狄拉克方程成功的統一了量子力學和狹義相對論,但方程出現了一個問題,就是狄拉克方程有負能量的解,這就意味著繞原子核旋轉的電子存在負能量態,這讓狄拉克連聯想到電子排列問題。 我們都知道電子喜歡從高能級躍遷到低能級以此來達到較穩定的狀態,但因為存在炮利不相容原理的限製,所以電子隻能在自己特定的能級上軌道上。以往的研究中電子能級總是待在正能級n=1及以上能級,但並沒有研究證明電子隻能在正能量級限製條件,而如果存在負能級就意味著電子能無限向低能級躍遷並輻射電磁波,然而現實中實驗中並沒有觀測到這個現象。 那麼為什麼電子不能無限向低能級躍遷,於是狄拉克猜想負能量級已經被一種負能量態的電子占據了,所以電子不能無限向低能級躍遷。 這個負能量的電子就是反物質,這個反物質有四個特點:1、反物質與物質有相同的質量;2、反物質與物質有相反的電荷和自旋;3、每個基本粒子都有它的反粒子;4、反物質與物質相遇時會發生湮滅,並產生高能光子。湮滅反應時質能轉化率是100%,相比之下核聚變隻有不到1%的質能轉化率。 5年後美國物理學家安德森在宇宙射線中證實了反物質的存在,意味著存在著正反兩種物質構成我們的世界。這與宇宙起源是否有關,當然這隻是物質湮滅的一個起點發現,由物質認識發展到超弦可知對宇宙的起源還在不斷的深入。