標籤: 暫無標籤

宇宙論(或宇宙學)譯自英文之「Cosmology」。宇宙學是對宇宙整體的研究,並且延伸探討至人類在宇宙中的地位。雖然宇宙學這個詞是最近才有的,人們對宇宙的研究已經有很長的一段歷史,牽涉到科學、哲學、神秘學以及宗教。形而上學的第三部分就是宇宙論,探討世界,世界的偶然性、必然性、永恆性、在時空中的限制,世界在變化中的形式的規律,以及人類的自由和惡的起源。

1概念

該詞最早由德國沃爾弗使用,認為宇宙論相對於神學與心理學,研究作為一個整體的宇宙的起源和結構等問題。18世紀已經普遍運用沃爾弗關於宇宙論的提法以分析哲學史問題,如康德把托馬斯-阿奎那關於上帝存在的證明,歸納為宇宙論證明。
黑格爾認為宇宙論的研究包括世界的偶然性、必然性、永恆性、有限性、規律性、人的自由和惡的起源。
馬克思主義哲學從唯物主義出發,認為宇宙論的問題均由哲學世界觀決定,沒有單獨的宇宙論。
宇宙論與本體論的區別在於:宇宙論探求這個世界什麼是真實的,而本體論則探求對任何世界都有效的關係與原則。
(源於馮契主編《外國哲學大辭典》)

2歷史沿革

在過往,希臘哲學家認為天是一個天球,當中的機械原理,就成為了現時天體力學的內容。在當時,阿里斯塔克斯、亞里士多德及托勒密曾提出過幾個不同的天體學理論,當中以托勒密用來解說天體運作的地心說被廣為接受,直到16世紀時為哥白尼所推翻,並得到開普勒及伽里略等人提出的新日心說理論所取代。這事件成為了宇宙物理學的一個最著名的認識論斷裂(epistemological rupture)的例子。
隨著牛頓及其於1687年出版的《自然哲學的數學原理》的出現,長久以來有關天體的運動問題終於被解決了。牛頓為開普勒定律的機制提供了物理上的解釋,而他的萬有引力定律使過往難以解釋的各種奇特天文現象,例如行星逆行的現象,都可以透過行星間的引力相互作用而解釋。牛頓的天體學理論與先前的理論在根本上最大的分別,在於哥白尼原則只提出地球在宇宙里沒有特殊地位,而牛頓卻更進一步的指出:不論是天體和地球,兩者皆遵守著相同的物理法則。這一點在宇宙物理學的進展來說是很重要的。

3近代發展

穩恆態宇宙論被否定
觀測證據是任何理論最嚴格的仲裁者,它終於否定了穩恆態宇宙論的這個大膽斷言。在1950年,由於進行了更精巧更有鑒別力的天文觀測,穩恆態理論的提倡者逐漸修改了它的形式。因為這個理論變得越來越牽強,只剩下一些最固執的支持者還相信它。最後,穩恆態宇宙論在1965年被宇宙微波背景輻射的發現推翻了,這一發現為宇宙早期的熾熱階段提供了不容置辯的證據。現在,穩恆態宇宙論只不過是在現代宇宙論發展過程中的一個有相當歷史意義的插曲而已。
雖然人們一直敦促穩恆態理論的提出者同意宇宙膨脹開始於百億年前的一瞬,但關於早期宇宙行為的無數種可能的宇宙模型仍然具有活力。哥白尼宇宙學原理只能用可觀測的宇宙來評判,而大爆炸理論對後者提供了極好的描述。不過,在宇宙還很年輕的早期,我們可以想象一種宇宙論和標準大爆炸模型的均勻各向同性膨脹非常不同。這種膨脹是各向異性的:在某個優先的方向上迅速膨脹而同時在另外的方向上坍縮。或者,宇宙也可能是非常不均勻的;在較密的區域可以發生局部的坍縮而形成黑洞。我們沒有科學上的理由偏愛簡單而規則的大爆炸模型而討厭宇宙可能有較離奇的開端。這兩種可能性同我們的物理規律都不矛盾,而天文觀測目前也還不能鑒別它們。
儘管有無數種可能的開端,我們還可求助於人擇宇宙學原理為宇宙挑出唯一的過去。按照這條原理必須承認標準大爆炸模型。因為,假若宇宙以一種極不規則的方式演化,就不會有我們人類出現了。所有那些渾沌宇宙論經過充分長的時間以後,多半都會發展得不利於生命的存在。只有從無數種選擇中挑選出來的標準大爆炸模型才能提供適合生命演化的環境。
否認人擇原理的宇宙學者滿足於宇宙的混沌起源。顯然,這樣的宇宙反推回去要花無窮長的時間,因此人們可以認為這種觀點只具有學院式意義。相反,求助於人擇原理的宇宙學者選擇一種從初始至無窮永遠保持簡單的宇宙。選均勻的宇宙還是選早期混沌的宇宙,取開模型還是取閉模型,這乃是現代宇宙論面臨的主要抉擇。

4作用

宇宙論是研究宇宙的大尺度結構和演化的學科。當我們巡視遙遠的太空深處時,也就是在沿著時間上溯。我們所看到的那些最遠的星系,是很久很久以前當它們發出的光開始其漫長的太空旅行時的面貌。既然龐大的星系都曾經是年輕的,所以宇宙結構如何產生的問題就同宇宙論不可分割地聯繫在一起。研究宇宙中可觀測的結構(從巨大的星系團到太陽系)的起源屬於天體演化學的領域。有待查明的根本問題包括:宇宙是何時和怎樣發端的,星系是如何形成並獲得我們觀測到的形態及尺度分佈的,恆星是如何誕生的,行星和生命是如何演化的,等等。

5用例

僅僅在20年前,人們還沒有什麼把握來回答宇宙論和天體演化學的這些根本問題。我們對於遙遠宇宙和早期宇宙的知識是如此貧乏,以至於好些很不相同的宇宙學理論似乎都可以解釋觀測資料。然而近年來天文學家們作出了有關宇宙本性的激動人心的新發現,這些發現提供了壓倒優勢的證據支持一種宇宙學理論,即大爆炸理論。今天,人們正是在這個理論的框架內探索著宇宙論和天體演化學的根本問題。
儘管大爆炸理論還不能對所有的重大問題作出回答,但它卻為我們勾畫出了一幅宇宙演化的大致輪廓。在下面幾章中,我們將描述那些為大爆炸理論提供了證據的發現,並將追溯宇宙從最初時刻以來的演化。可以看到,當我們試圖回答宇宙論和天體演化學的某些基本問題時,新的問題和爭議又會不可避免地出現。我們理論的許多細節仍然是不確定的。在這種情況下,我們可以描述一些可供選擇的假說,並指出一些方向留待進一步的研究來判明。因此,我們的討論既包含了宇宙本身的過去和未來,也包含著人類為理解它所作努力的歷史和前景。

6宇宙學原理

作為開始,我們要介紹一些形成任何科學的宇宙理論基礎的原理。
推廣
某些宇宙學者曾試圖把宇宙學原理推廣到包括沿時間不變的概念。根據這個原理,至少在最大的尺度上宇宙是永恆不變的。於是,完美宇宙學原理說,從空間和時間中的任何一點看去,宇宙都呈現出相似的面貌。由這個假設導出的穩恆態宇宙論已被觀測排除。因而,宇宙學者一般只接受宇宙學原理的較弱的形式,而我們也樂於承認,宇宙在空間(而不是時間)中是近似均勻且各向同性的。
哈勃定律
「大爆炸宇宙論」認為:宇宙是由一個緻密熾熱的奇點於150億年前一次大爆炸后膨脹形成的。1929年,美國天文學家哈勃提出星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律,並推導出星系都在互相遠離的宇宙膨脹說。宇宙並非永恆存在而是從虛無創生的思想在西方文化中可以說是根深蒂固。雖然希臘哲學家曾經考慮過永恆宇宙的可能性,但是,所有西方主要的宗教一直堅持認為宇宙是上帝在過去某個特定時刻創造的。象歷史學家一樣,宇宙學家意識到開啟未來的鑰匙在於過去。
早在1929年,埃德溫·哈勃作出了一個具有里程碑意義的發現,即不管你往哪個方向看,遠處的星系正急速地遠離我們而去。換言之,宇宙正在不斷膨脹。這意味著,在早先星體相互之間更加靠近。事實上,似乎在大約100億至200億年之前的某一時刻,它們剛好在同一地方,所以哈勃的發現暗示存在一個叫做大爆炸的時刻,當時宇宙無限緊密。
1950年前後,伽莫夫第一個建立了熱大爆炸的觀念。這個創生宇宙的大爆炸不是習見於地球上發生在一個確定的點,然後向四周的空氣傳播開去的那種爆炸,而是一種在各處同時發生,從一開時就充滿整個空間的那種爆炸,爆炸中每一個粒子都離開其它每一個粒子飛奔。事實上應該理解為空間的急劇膨脹。"整個空間"可以指的是整個無限的宇宙,或者指的是一個就象球面一樣能彎曲地回到原來位置的有限宇宙。根據大爆炸宇宙論,甚早期的宇宙是一大片由微觀粒子構成的均勻氣體,溫度極高,密度極大,且以很大的速率膨脹著。這些氣體在熱平衡下有均勻的溫度。這統一的溫度是當時宇宙狀態的重要標誌,因而稱宇宙溫度。氣體的絕熱膨脹將使溫度降低,使得原子核、原子乃至恆星系統得以相繼出現。
理論意義
大爆炸理論揭示了宇宙演化的壯闊景象。宇宙膨脹大約開始於200億年前。這個初始時刻及其以前的條件純屬猜測的範疇。雖然我們將在下面幾章中碰到這個問題,但通常的理論對此是閉口不談的。早期宇宙非常熾熱、非常緻密,同時也許還是很不規則的。這種不規則性和各向異性逐漸消失了。在大爆炸后數分鐘內出現了一些核反應,宇宙中幾乎所有的氦就是在那時合成的。隨著膨脹的進行,宇宙逐漸變冷,就像熱空氣邊膨脹邊冷卻一樣。宇宙背景輻射就是這個早期時代的遺迹。人們一直恰當地把它稱為原始火球的剩餘輻射。根據一種宇宙演化的方案,隨著宇宙中物質的冷卻,它終將凝聚為原星系。原星系分裂為恆星並聚在一起成為範圍廣闊的巨大集團。隨著頭幾代恆星的誕生和死亡,逐漸合成了碳、氧、硅、鐵這類重元素。當恆星演化為紅巨星時,它們便拋出凝結為塵粒的物質。從氣體和塵埃雲中形成了新一代的恆星。至少在一個這樣的星雲里,冷的塵埃坍縮成一個環繞恆星的薄盤。塵粒通過合併彼此附著並累積成較大的物體,這些物體在彼此引力的吸引下長大,形成從小行星到大行星的形形色色天體,這些天體就構成了太陽系。
大爆炸理論引導我們追溯整個宇宙的演化,從時間的頭幾毫秒到地球的形成和生命的出現,再走向可能是無限的未來。在考察這種演化的細節之前,我們將在第二章中討論科學宇宙論的歷史淵源。

7英文解讀

>>Science VS Religion
>>Arguments for the existence of God
>>Cosmological Argument & Ontological Arguments
>>Cosmological Argument:
>>This argument believes that there must be a cause to an effect
and for every effect, there must be a cause.
>>An example for this one is the pool/billiard...
Ball 9 has been hit. How did it move? It can't move on it's own. It moved because the stick hit it.
How can the stick hit it then? The stick hit it because a person is controling the stick. How can a
person be controling a stick? This is because there is the energy.
>>Infinite regress【going on backwards to a cause forever】 is impossible,
there fore there must be an uncaused cause! Which is what we believe as GOD.
>>An example is the universe...
Now, we live here. Millions of years before, there was only plants. Millions of years before that
there were only the 'Earth' with nothing. And before that, there was the BIG BANG. So what
happened before the BIG BANG?【this is also what Stephen William Hawking is trying to find】
There is no scientific answer to this question. The only answer now, is that God had made the
universe and had created the BIG BANG.
上一篇[管道族]    下一篇 [晴涼不腐]

相關評論

同義詞:暫無同義詞