宇宙學原理

宇宙學原理

宇宙學原理,任何客觀存在的具體物質都有自己的結構,都在運動和變化;同樣,“宇宙”這個客觀存在也應該有結構,也要不斷地演化。結構和形態的組成,演化通俗的講就是指生老病死。研究宇宙結構和演化的科學就叫宇宙學。

基本信息

詳細內容

宇宙學原理宇宙學原理
宇宙學研究的對象是整個可觀測時空範圍的大尺度特徵。目前已探測到的距離尺度是150億光年,時間尺度是100億年,包含一億個星系。根據星系計數射電源計數和微波背景輻射等實測資料得知,在大於一億光年的宇觀範圍內,物質的空間分布是均勻的和各向同性的。作為研究宇宙學的前提,宇宙學家建立了一個資用假設(working hypothesis)。這個假設就叫作宇宙學原理,就是說在宇宙學尺度上,任何時刻,三維空間是均勻的和各向同性的。它的含意是:①在宇宙學尺度上,空間任一點和任一點的任一方向,在物理上是不可分辨的,即無論其密度、壓強、曲率、紅移都是完全相同的。但同一點,在不同時刻,其各種物理量卻可以不同,所以宇宙學原理容許存在宇宙演化。②宇宙中各處的觀測者,觀察到的物理量和物理規律是完全相同的,沒有任何一個觀測者是特殊的。地球上觀察到的宇宙演化圖景,在其他天體上也會看到,所以能建立宇宙時概念。既然任何隨時間演變的天體和現象都可以用來標度時間,宇宙圖景也能作為時間標度。在宇宙中,處處有完全相同的宇宙圖景,也有完全相同的宇宙時。
完全宇宙學原理是宇宙學原理的進一步推廣。它的大意是:不僅三維空間是均勻的和各向同性的,整個宇宙在不同時刻也是完全相同的。根據宇宙學原理可以推導出演化態宇宙的羅伯遜-沃爾克度規。運用完全宇宙學原理則能得到穩恆態宇宙度規,利用不同的度規可建立各種宇宙模型。

宇宙存在原理

宇宙存在原理由天文學家趙寧所提出,包含兩條主旨思想:
一宇宙選擇這種發展路徑,而不選擇其它可能的發展路徑,必然有它的理由。
二自然規律支配著宇宙的發展變化,宇宙的存在與發展變化不依賴於人類所提出的理論和模型。

宇宙選擇這種發展路徑,而不選擇其它可能的發展路徑,必然有它的理由。宇宙在這裡不單單是指宇宙本身,它指宇宙中所有的一切客觀存在事物——時間、空間、物質和能量。
根據量子理論的思想,宇宙會有更多的不同形式的版本存在,每一個存在的版本都有可能成為我們所生存的宇宙。然而宇宙為什麼採取這種版本,而不採取其它任何可能的版本存在,必然有它的理由。我們人類的存在就是去思考並解讀宇宙為何選擇了這樣的版本。
在宇宙的發展演化過程中,所有的一切事件都不是事先決定好了的,而是偶然的,隨機發展的,因此,我們沒有任何理由去指責宇宙應該這樣存在,而不應該那樣存在。
對於每一個宇宙版本來說,它們的宇宙常數是不相同的,甚至有可能會導致物質的性質和某些物理規律發生變化。
人類作為宇宙發展的階段性產物,其自身與所處的宇宙環境是相吻合的,因為人類是在宇宙的某個版本下,偶然的機會中在特殊的條件下所孕育出來的。因此形成人類所需要的種種物質特性都和該宇宙版本存在著非常緊密的關聯。
這其中包括原子的能量級,弱核力的精確力量等等一些物理條件。人擇原理認為這些條件是為了適應人類的存在而調配好的,而事實卻相反,宇宙不是為了適應人類而存在並發展,人類是在宇宙環境中偶然的機會下從簡單的生命體進化而來的,並繼承了宇宙中的物質特性和一些規律。因為人類的產生是在該宇宙的物質和物理基礎之上,因此,人類不僅可以通過自身來解釋宇宙的存在,也可以通過宇宙來解釋自身的存在。
宇宙的發展過程是一個由量變到質變的過程,宇宙中所有的一切發展變化都不是毫無道理的,都有它存在的理由。從一種現象到另一種現象的變化,雖然是偶然間發生的事件,但是人類總能從中發現一些新規律,並作出最本質的描述。
這個過程實質上是人類認識自然的過程,是揭示現象根本原因的過程,找尋宇宙存在本質理由的過程,進一步才能改造自然,造福於人類。

自然規律支配著宇宙的發展變化,宇宙的存在與發展變化不依賴於人類所提出的理論和模型。
自然規律是一種基於觀察得到的規律以及為超過它所基於的直接情形提供預言的規則。宇宙中的一切客觀事物的存在與發展,都是受自然規律所支配的,所有的現象背後都存在著最本質的原則性的東西,這些原則性的東西並不依賴於我們所構建的理論模型,或者是我們所提出的觀念。
宇宙的內部具有一套秩序,如果沒有這套秩序,宇宙是不可想像的,它會變得雜亂無章,到處充滿著碰撞和災難,人類也無法在其中存在並得到進化。
秩序事實上就是自然規律,但是它和生活中的秩序在意義上是不同的,比如說交通秩序,人類可以制定交通秩序,並使交通有條不紊的進行,減少和避免事故的發生,但是人們不能夠設計出一種模型,來讓宇宙按照這一設計好的模型運轉,這種做法是極為愚蠢的。
宇宙中的所有現象,都可以被簡化成簡單的原理,它們不需要某些神話和神學來得到解釋闡明,我們通過觀察和實驗,總能發現現象背後所呈現的一般規律。
萬有引力理論是一個非常好的例子,該理論是由偉大的艾薩克·牛頓於1666年,從蘋果落地的現象中得到啟發,總結出來的一個理論,並編入1687年出版的《自然哲學的數學原理》的一書中,隨著牛頓的發現,人們才認識到物體之間存在引力,並且支配著整個宇宙的平衡運轉。
在引力未被發現之前,人們認為宇宙是由神明所主宰,所有的星體運動都是受神的意志所支配。
牛頓發現了引力,並成功的解釋了星體之間的運動,神明主宰整個宇宙的意識在人們的腦海中漸漸被抹掉了,人們認識到支配宇宙發展變化的是自然規律。這意味著宇宙唯心論的滅亡,替代它的是唯物主義觀念。
自然規律支配著宇宙的發展變化,但是宇宙的存在不依賴於我們所提出的某種理論或某種模型,還拿引力理論來說,當牛頓沒有提出引力理論之前,我們不能說星體間不存在引力,引力是固然存在的,只不過在牛頓發現之前,我們還沒有認識到,並建立起理論或模型。

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們