第2章　空間和時間的革命

眾所周知,我們所居住的地球是一個充滿藍色和綠色的美麗星球。但是,在從太空中得到第一張地球圖片之前很久,古希臘人就已經(jīng)令人吃驚地意識到,地球表面其實是彎曲的(他們甚至測量出了地球的周長)1——我們居住在一個巨大的球面上。而接下來對天體的詳細觀察,為我們的世界觀帶來了一個更為劇烈的修正。對夜空中其他可見行星的觀測,一直以來都是天文學研究的主要內容。但隨著觀測的深入,我們發(fā)現(xiàn)地球只是這些行星中的普通一員。地球和它的姊妹行星一起,在各自的軌道上繞太陽旋轉,因此它并不具備宇宙中心的任何特權。隨著對銀河系的進一步觀測,不斷有新恒星(巨大天球上的固定光點)出現(xiàn)在我們的視野中,而宇宙邊界也在不斷地向外擴張。這張描繪所有星體位置的三維銀河系地圖,早已遠遠超過了人們原先想象力的極限。

在20世紀初,這個充滿恒星的宇宙模型囊括了所有我們已知的事物。我們那時還不知道,銀河系其實只是可測宇宙中數(shù)千萬星系中的一員。更為重要的是,我們還沒有將時間包括在對宇宙的描述中。

1915年,愛因斯坦開創(chuàng)了廣義相對論,并由此完成了他對宇宙的描述。在他的理論中,時間和空間并不是宇宙中單純的背景和舞臺;相反,它們在宇宙的每個動作中都是主要的參與者。他提出用新的方程來描述空間的幾何特征以及光和質量在運行過程中可能發(fā)生的偏轉。這些方程改變了時間和空間的角色——宇宙有可能是隨時間演化的。這個由愛因斯坦新理論給出的難以置信的預言,甚至連他本人都無法接受。

在上帝對宇宙的策劃中,時間永遠是一個關鍵的角色。曾幾何時,我們一直認為時間的作用是周期性的,它可以描述四季的更替或預言行星的繞行位置。但是,作為新理論的基石,愛因斯坦給出的方程卻明白無誤地為我們展示了一個不斷演化的宇宙。從我們所知所見所感的宇宙出發(fā),時空會發(fā)生連續(xù)的膨脹或收縮。宇宙有過去,也會有將來,而這二者都將顯著區(qū)別于它現(xiàn)在的狀態(tài)。