物理學家 天文學中早已被推翻, 但還被普通民眾視為常識的理論( 二 )

物理學家 天文學中早已被推翻, 但還被普通民眾視為常識的理論
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1929年,哈勃通過對幾十個河外星系的距離和遠離我們的速度研究發現,二者之間存在正比關系(即哈勃定律)——星系看起來都在離我們遠去,而且距離越遠,遠離的速度越高。這一結論表明,包括銀河系在內,整個宇宙正在膨脹;從任何一點上,觀測者都可以看到完全一樣的膨脹;這也就意味著,在過去某個時間,整個宇宙曾經聚集在一起。這是20世紀天文學最重要的發現。物理學家 天文學中早已被推翻, 但還被普通民眾視為常識的理論
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1931年,愛因斯坦在哈勃陪同下參觀了哈勃工作的威爾遜山天文臺和望遠鏡3 、宇宙觀念的更替跟愛因斯坦不同的是,俄國物理學家亞歷山大·弗里德曼在1922年,比利時物理學家喬治·勒梅特在1927年就接受廣義相對論方程所揭示“宇宙不穩定”。弗里德曼提出了宇宙演化的可能性,勒梅特更是提出了“原初原子”的概念,也就是宇宙是從極小體積里高溫高壓狀態的物質開始膨脹和演化的。哈勃發現宇宙膨脹之后,愛因斯坦也坦然接受了這個結果,參與到對于新宇宙模型的討論中。物理學家 天文學中早已被推翻, 但還被普通民眾視為常識的理論
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不過在二戰以前,哈勃定律的意義并沒有被廣泛認可,一方面是因為大多數物理學家正在忙于發展量子力學,另一方面是即使了解哈勃定律的一些物理學家也將信將疑。比如英國物理學家詹姆斯·霍普伍德·金斯(James Hopwood Jeans,他也參見了第一屆索維爾會議)早在1933年英國皇家學會“圣誕科普演講”《穿越時間與空間》(Through Space and Time)里就向公眾介紹了哈勃關于宇宙膨脹的發現,但他本人又提出宇宙可能是一邊膨脹,一邊“自發地”產生新粒子,從而保證整個宇宙密度不變。物理學家 天文學中早已被推翻, 但還被普通民眾視為常識的理論
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二戰之后,弗里德曼的學生,移居美國的伽莫夫指導他的學生阿爾夫利用已經發展完善的量子物理學、核物理學知識,計算了“原初原子”的物理狀態,在1948年發表的一篇文章里指出氫、氦元素就誕生于于早期宇宙,并預言宇宙中存在著極低溫度的背景輻射。“大爆炸宇宙學”由此正式誕生。同樣是在這一年,英國天文學家霍伊爾等人創立了“穩恒態”理論(和金斯的想法不謀而合),并嘲笑伽莫夫等人的理論為“大爆炸”(big bang,即嘭的一聲響的意思)。一直到1960年代,隨著類星體和宇宙微波背景輻射的發現,大爆炸宇宙學終于獲得了公認的支持。類星體是遙遠的強射電源,它們的分布表明,宇宙存在演化過程;溫度為3K(絕對溫標)的微波背景輻射,正好符合大爆炸宇宙學的計算預言。穩恒態理論由此宣告失敗,大爆炸宇宙學成為公認的科學模型——我們居住的這個宇宙是有限的,它有一個開端。隨著對微波背景測量越來越精確,以及其他觀測和理論發展,天文學家們了解了我們宇宙年齡約138億年,我們太陽系已經有50億年歷史了。4、科學和哲學的互動實際上,穩恒態理論,企圖用憑空出現的粒子來填補“哈勃膨脹”形成的虛空,這顯然并不符合已知的任何物理基礎理論,是可以說是金斯、霍伊爾等試圖挽救牛頓“無限宇宙”的一種絕望的努力。畢竟,“無限宇宙”圖景兩百多年來早已深入到每個人的頭腦里,僅僅憑“哈勃膨脹”這一個孤證不足以說服大多數人。一直到更多無可辯駁的證據出現,科學家們才最終承認從牛頓以來的“絕對時空,無限宇宙”觀念徹底被顛覆了。物理學家 天文學中早已被推翻, 但還被普通民眾視為常識的理論
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實際上,科學和哲學之間互動非常頻繁,因為哲學和科學的共同基礎就是要提出問題,追究真相。當我們發現更新的證據的時候,以前的理論無論是誰提出來的,都要被新的證據推翻。亞里士多德時代如此,牛頓時代如此,現代也是如此。隨著相對論、量子力學、大爆炸宇宙學等現代科學顛覆了以往我們對于物質、時空、宇宙性質的認識,也對哲學形成強烈的沖擊,迫使哲學家們必須理解這些科學概念。著名哲學家懷特海親身經歷了牛頓物理學的崩塌,深受愛因斯坦等人的影響,他甚至說“如今,如果你要研究哲學,就先學習現代物理吧”(這句話可以看作柏拉圖學園“不懂幾何者請勿入內”的現代版)。物理學家 天文學中早已被推翻, 但還被普通民眾視為常識的理論

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