人类已经进入21世纪,对宇宙究竟认识到什么程度?
从宏观来看,浩瀚星云,无边无际,从地月系、太阳系、银河系乃至总星系;从微观来看,首先认识分子、原子、原子核、质子、中子、中微子,发展到对基本粒子的深入研究;进而认识到轻子、强子、胶子乃至夸克。
古人认识的宇宙,仅仅限于人们视力所及的极小的宇宙空间,也就是从地球到太阳的这个范围之内,可是到今天人们已能从地月系、太阳系、银河系……直至总星系的这个以360亿光年为半径的空间范围内进行观测分析,对宇宙认识的范围比古人扩大了几万亿倍。
公元2世纪的地心说,统治西方长达1000多年。到公元16世纪,由波兰天文学家哥白尼进行了一场翻天覆地的革命,推翻了地心说而建立了日心说。
但是这两种学说都没有摆脱宇宙有限的模型,而且还错误地认为天体是做匀速圆周运动的。
到了17世纪,开普勒发现并总结了行星运动三大定律,即行星围绕太阳运行的三大定律。开普勒把哥白尼的日心说向前推进了一大步,然而此三大定律只解释了行星是怎样运动的,而没有说明行星为什么会这样运动。这个问题在17世纪末被牛顿解决了。
牛顿证明了支配行星运动的力量是引力,用牛顿的这个定律可以推出一切天体的运动定律。
1687年牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书,这是物理科学中有史以来最重要的著作。其中,牛顿不但提出了物体如何在空间和时间中运动的理论,并且还发展了分析这些运动理论所需的复杂的数学知识;此外牛顿还提出了运动三大定律和万有引力定律。
根据这条定律,宇宙中的任何一种物体都被另外的物体所吸引。物体质量越大,相应的引力就越大;相互距离越近,相互之间的吸引力就越大。也正是这同一种引力,使物体下落到地面上。
根据牛顿的定律,万有引力使月球沿着椭圆轨道围绕地球运行,而地球和其他行星沿着椭圆轨道围绕着太阳公转。直到20世纪初,爱因斯坦发表了他的相对论学说,世界上才诞生了第一个现代宇宙模型(即爱因斯坦的静态闭合宇宙模型)。
继爱因斯坦之后,相继诞生了许多种现代宇宙模型,伽莫夫的大爆炸宇宙模型被认为是能被大多数人接受的、最有代表性的宇宙模型。
人类对宇宙的认识是一个逐步深化的过程,我们的宇宙是一个所能观测到的宇宙,但它仍然只能算得上是整个宇宙的有限部分——总星系,我们也可将总星系称为科学的宇宙,也就是所谓的有限的宇宙。
这个有限的宇宙,人们可以将它理解为一个以地球为中心、有限半径范围的宇宙。当然有限是相对于无限而言的;有限的科学宇宙是相对于无限的哲学宇宙而言的。
宇宙在空间上是无限的,在时间上是无始无终的这种思想,在古代的中国有很多论述。
相传商鞅的老师叫尸子,即战国时代的尸佼,在《尸子》一书中曾说:四方上下曰宇,古往今来曰宙。这就是说,宇即空间,宙即时间;宇宙则是既包含着时间又包含着空间。这是朴素唯物主义的杰出见解。
宇宙就是无穷无尽的运动着的物质,存在于无边无际的空间和无始无终的时间之中。宇宙是无限的、永恒的、不断运动变化着的客观物质。
宇宙在空间上和时间上都是无限的。恩格斯指出:时间上的永恒性、空间上的无限性,本来就是,而且按照简单的字义也是:没有一个方向是有终点的,不论是向前或向后,向上或向下,向左或向右。
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