宇宙的邊疆課文原文

1、13宇宙的邊疆卡爾？薩根我索取榮譽(yù)的對象不應(yīng)該是太空， 而應(yīng)該是我的靈魂。假如 我擁有一切，我就無所用心。好大喜功則為宇宙汪洋所吞沒， 開 動腦筋則領(lǐng)悟世界。布菜斯？始斯卡感想錄已知的事物是有限的，未知的事物是無窮的；我站立在茫茫 無邊神秘莫測的汪洋中的一個小島上。 繼續(xù)開拓是我們每一代人 的職責(zé)。T.H,赫胥黎宇宙現(xiàn)在是這樣，過去是這樣，將來也永遠(yuǎn)是 這樣。只要一想起宇宙，我們就難以平靜一一我們心 情激動，感嘆不己，如同回憶起許久以前的一次懸崖 失足那樣令人暈眩顫栗。我們知道我們在探索最深奧 的秘密。宇宙的大小和年齡不是一般人所能理解的。我 們的小小行星只不過是無限永恒的時空中的一個有 限世

2、界。從宏觀來看，大多數(shù)人類所關(guān)心的問題都可 以說是無關(guān)緊要的，甚至是微不足道的。但是，我們 人類朝氣蓬勃、勇敢好學(xué)、前途無量。幾千年來，我 們對宇宙及我們在宇宙中所處的地位作出了最驚人 的和出乎意料的發(fā)現(xiàn)。人類對宇宙的探索，回想起來 是很令人興奮的。這些探索活動提醒我們：好奇是人 類的習(xí)性，理解是一種樂趣，知識是生存的先決條件。 因?yàn)槲覀冊谶@個宇宙中只不過是晨空中飛揚(yáng)的一粒 塵埃，所以，我們認(rèn)為，人類的未來取決于我們對這 個宇宙的了解程度。我們探索宇宙的時候，既要勇于懷疑，又要富 于想象。想象經(jīng)常能夠把我們帶領(lǐng)到嶄新的境界，沒 有想象，我們就到處碰壁。懷疑可以使我們擺脫幻想， 還可以檢驗(yàn)我們的

3、推測。宇宙神奧非凡，它有典雅的 事實(shí)，錯綜的關(guān)系，微妙的機(jī)制。地球的表面就是宇宙汪洋之濱。我們現(xiàn)有的知 識大部分是從地球上獲得的。近來，我們已經(jīng)開始向 大海涉足，當(dāng)然，海水才剛剛沒及我們的腳趾，充其 量也只不過濺濕我們的踝節(jié)。海水是迷人的。大海在 向我們召喚。我們的本能告訴我們，我們是在這個大 海里誕生的。我們還鄉(xiāng)心切。雖然我們的夙望可能會 冒犯“天神”，但是我相信我們并不是在做無謂的空 想。因?yàn)橛钪孢|闊無垠，所以那些我們所熟悉的適 用于地球的量度單位一一米、英里等等已經(jīng)沒有意 義。我們用光速來量度距離。一束光每秒鐘傳播 18.6 萬英里，約30萬公里，也就是7倍于地球的周長。一束光從太陽傳播

4、到地球用 8分鐘的時間，因此我們 可以說，太陽離我們8光分。一束光在一年之內(nèi)約穿 過10萬億公里（相當(dāng)于6萬億英里）的空間，這個長度 單位一一光在一年里所通過的距離一一稱為一光年。 光年不是度量時間的單位，而是度量距離的極大單 位。地球是宇宙中的一個地方，但決不是唯一的地 方，也不是一個典型的地方。任何行星、恒星或星系 都不可能是典型的，因?yàn)橛钪嬷械拇蟛糠质强盏?。?一典型的地方在廣袤、寒冷的宇宙真空之中，在星際 空間永恒的黑夜里。那是一個奇特而荒蕪的地方。相 比之下，行星、恒星和星系就顯得特別稀罕而珍貴。 假如我們被隨意擱置在宇宙之中，我們附著或旁落在 一個行星上的機(jī)會只有1033分之一。（

5、1033,在10 之后接33個0）。在日常生活當(dāng)中，這樣的機(jī)會是“令 人羨慕的”。可見天體是多么寶貴。從一個星系際的優(yōu)越地位上，我們可以看到無 數(shù)模糊纖細(xì)的光須象海水的泡沫一樣遍布在空間的 浪濤上，這些光須就是星系。其中有些是孤獨(dú)的徘徊 者，大部分則群集在一起，擠作一團(tuán)，在大宇宙的黑 夜里不停地飄蕩。展現(xiàn)在我們面前的就是我們所見到 的極其宏偉壯觀的宇宙。我們隸屬于這些星云，我們所見到的星云離地球80億光年，處在已知宇宙的中 心。星系是由氣體、塵埃和恒星群（上千億個恒星） 組成的，每個恒星對某人來說都可能是一個太陽。在 星系里有恒星、行星，也可能有生物、智能生命和宇 宙間的文明。但是從遠(yuǎn)處著眼，

6、星系更多地讓人想起 一堆動人的發(fā)現(xiàn)物一一貝殼，或許是珊瑚一一大自然 在宇宙的汪洋里創(chuàng)造的永恒的產(chǎn)物。宇宙間有若干千億個星系。每個星系平均由 1000億個恒星組成。在所有星系里，行星的數(shù)量跟恒 星的總數(shù)大概一樣多，即1011*1011=1022。在這樣龐 大的數(shù)量里，難道只有一個普通的恒星一一太陽一一 是被有人居住的行星伴隨著嗎？為什么我們這些隱 藏在宇宙中某個被遺忘角落里的人類就這樣幸運(yùn) 呢？我認(rèn)為，宇宙里很可能到處都充滿著生命，只是 我們?nèi)祟惿形窗l(fā)現(xiàn)而已。我們的探索才剛剛開始。80億光年以外嵌著銀河系的星系團(tuán)催迫著我們?nèi)ヌ剿鳌?探索太陽和地球就更不用說了。我們確信，有人居住 的這個行星只不過

7、是一丁點(diǎn)兒的巖石和金屬，它靠著 反射太陽光而發(fā)出微光。在這樣的大距離里，它已經(jīng) 消失得無影無蹤。但是，這個時候，我們的旅程只到達(dá)地球上的天文學(xué)所通稱的“本星系群”。本星系群寬達(dá)數(shù)百萬 光年，大約由20個子星系組成，是一個稀疏、模糊 而又實(shí)實(shí)在在的星系團(tuán)。其中的一個星系是 M31 ,從 地球上看，這個星系位于仙女星座。跟其他旋渦星系 一樣，它是一個由恒星、氣體和塵埃組成的巨大火輪。 M31有兩個衛(wèi)星，它通過引力跟使我呆在坐椅上 相同的物理學(xué)定律一一將矮橢圓星系束縛在一起。整 個宇畝中的自然法則都是一樣的。我們現(xiàn)在離地球200萬光年。? M31以外是另一個非常相似的星系，也就是我 們自已的星系。它

8、的旋渦臂緩慢地轉(zhuǎn)動著一一每 2億 5千萬年旋轉(zhuǎn)一周?，F(xiàn)在，我們離地球 4萬光年，我 們正處于密集的銀河中心。但是，假如我們希望找到地球的話，就必須將方向扭轉(zhuǎn)到銀河系的邊遠(yuǎn)地 帶，扭轉(zhuǎn)到接近遙遠(yuǎn)的旋渦臂邊緣的模糊的地方。?我們印象最深刻的是，恒星即使在兩個旋臂之 間，也像流水一樣漂浮在我們的四周一一氣勢磅礴的 自身發(fā)光的星球，有些雖然象肥皂泡一樣脆弱，卻又 大得可以容得下1萬個太陽或1萬億個地球；有些小 如一座城池，但密度卻比鉛大 100萬億倍。有些恒星 跟太陽一樣是孤獨(dú)的；多數(shù)恒星有伴侶，通常是成雙 成對，互相環(huán)繞。但是那些星團(tuán)不斷地從三星系逐漸 轉(zhuǎn)化成由數(shù)十個恒星組成的松散的星團(tuán)，再轉(zhuǎn)化成由

9、 百萬個恒星組成的璀璨奪目的大球狀星團(tuán)。有些雙星 緊靠在一起，星體物質(zhì)在他們之間川流不息，多數(shù)雙 星都象木星與太陽一樣分離開來。有些恒星一一超新 星一一的亮度跟它們所在的整個星系的亮度一樣；有 些恒星一一黑洞一一在幾公里以外就看不見了。有些 恒星的光彩長年不減；有些恒星閃爍不定，或以勻稱 的節(jié)奏閃爍著。有些恒星穩(wěn)重端莊地轉(zhuǎn)動著，有些恒 星狂熱地旋轉(zhuǎn)著，弄得自己面貌全非，成了扁圓形。 多數(shù)恒星主要是以可見光成紅外光放出光芒；其他恒 星也是X光或射電波的光源。發(fā)藍(lán)光的恒星是年青的 星，會發(fā)熱；發(fā)黃光的恒星是常見的星，它們已經(jīng)到 了中年；發(fā)紅光的恒星常常是垂亡的老年星；而發(fā)白 光或黑光的恒星則已奄奄

10、一息。銀河里大約有 4千億 個各種各樣的恒星，它們的運(yùn)轉(zhuǎn)既復(fù)雜又巧妙。對于 所有這些恒星，地球上的居民到目前為止比較了解的 卻只有一個。?每個星系都是太空中的一個島嶼，它們與其鄰 居隔光年之距遙遙相望，我可以想象，在無數(shù)星球上 的生物對宇宙的模糊認(rèn)識是如何產(chǎn)生的：他們在開始 的時候都以為，除了他們自己小小的行星以及他們周 圍的那些區(qū)區(qū)可數(shù)的恒星以外，再也沒有其他的星星了。我們是在與世隔絕的情況下成長起來的，我們對 宇宙的正確認(rèn)識是逐漸形成的。?有些恒星可能被數(shù)百萬個沒有生物的由巖石 構(gòu)成的小星球所包圍，這些小星球是在它們演化的某 個初級階段凍結(jié)而成的行星系。大概許多恒星郡有跟 我們類似的行星系

11、：在外圍具有由大氣環(huán)所包圍的行 星和冰凍衛(wèi)星，而在接近中心處則有溫?zé)岬摹⑻焖{(lán)色 的、覆蓋著云的小星球。在一些行星上可能已經(jīng)有高 級動物，他們也許正在從事某種巨大的工程建設(shè)來改 造他們的行星世界，他們是我們宇宙中的兄弟姐妹。 他們跟我們的差別很大嗎？他們的形狀、生物化學(xué)、 神經(jīng)生態(tài)、歷史、政治、科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)、音樂、 宗教、哲學(xué)等方面的情況如何？也許有一天我們會知 道的。?我們現(xiàn)在已經(jīng)回到了我們的后院一一離地球 光年的地方。包圍著我們的太陽的是一群巨大的雪 球，這些雪球由冰塊、巖石和有機(jī)分子組成：它們就 是彗核。每當(dāng)恒星經(jīng)過的時候都對它們產(chǎn)生一定的引 力作用，最后迫使它們當(dāng)中的一個雪球傾倒到內(nèi)

12、太陽 系。由于太陽熱的作用，冰塊被蒸發(fā)，于是就出現(xiàn)了 美麗的彗尾。?我們現(xiàn)在來到我們星系的行星上。這些星球相 當(dāng)之大，它們都是太陽的俘獲物。由于重力作用，它 們被迫作近似圓周運(yùn)動。它們的熱量主要來自太陽。 冥王星覆蓋著甲烷冰，它唯一的伙伴是它的巨大衛(wèi)星 卡戎。冥王星是被太陽照亮的，因?yàn)樘栯x它很遠(yuǎn)， 從漆黑的天空中看上去，太陽只不過是一個明亮的光 點(diǎn)。巨大的氣體星球海王星、天王星、土星一一太陽 系的寶石一一和木星部分別有一個冰凍衛(wèi)星作伴相 隨（這些行星近年均被發(fā)現(xiàn)有更多的衛(wèi)星甚至衛(wèi)星群 相伴隨。一一編著）。在氣體行星及其冰凍衛(wèi)星的內(nèi) 側(cè)就是充滿巖石的溫暖的內(nèi)太陽系。例如，在那里有 紅色行星一一

13、火星。在火星上有高聳的火山、巨大的 裂谷、席卷火星的大沙暴，并且，完全可能還有一些 初級形態(tài)的生物。所有太陽系的行星都繞著太陽運(yùn) 轉(zhuǎn)。太陽是離我們最近的一個恒星，它是一個令人恐 怖的氫氣和氯氣的熱核反應(yīng)爐，它的強(qiáng)光照耀著整個 太陽系。?經(jīng)過一番漫游之后，我們終于回到了我們這個 弱小的淺藍(lán)色星球。宇宙汪洋茫無際涯，范圍之大， 難以想象，而這個星球僅是其中之一，完全淹沒于宇 宙汪洋之中，它的存在可能僅僅對我們有意義。地球 是我們的家，我們的母親。人類是在這里誕生和成長 的，是在這里成熟起來的。正是在這個星球上，我們 激發(fā)了探索宇畝的熱情。也正是在這里，我們正在痛 苦和不安之中掌握我們自己的命運(yùn)。?

14、人類有幸來到地球這個行星上。這里有充滿氮 氣的藍(lán)天，有碧波蕩漾的海洋，有涼爽的森林，還有 柔軟的草地。這無疑是一個生機(jī)勃勃的星球。從整個 宇宙來看，它不但景色迷人，天下稀有，而且到目前 為止，在我們的行程所經(jīng)歷過的所有時空當(dāng)中，只有 這個行星上的人類開始對宇宙進(jìn)行探索。必定有許多 這樣的星球散布在整個宇宙空間里，但是，我們對它 們的探索從這里開始。我們有人類百萬年來用巨大的 代價積累起來的豐富知識。我們這個世界人才濟(jì)濟(jì)， 人們勤學(xué)好問。我們的時代以知識為榮。我們是很幸 運(yùn)的。人類是宇宙的產(chǎn)物，現(xiàn)在暫時居住在叫做“地 球”的星球上。人類返回家園的長途旅行已經(jīng)開始。課后練習(xí)一、本文是一部大型電視片

15、的解說詞。說說作者是按照什么順序 做介紹的，并歸納一下每個部分的主要內(nèi)容。二、作者不僅介紹相關(guān)的宇宙知識， 還發(fā)表自己的見解。結(jié)合上 下文，說說你對下列句子的理解。1、從宏觀來看，人類所關(guān)心的大多數(shù)問題都可以說是無關(guān)緊要的，甚至是微不足道的。2、這些探索活動提醒我們：好奇是人類的天性，理解是一種樂 趣，知識是生存的先決條件。3、我們探索宇宙的時候，既要勇于懷疑，又要富于想象。想象經(jīng)常能夠把我們帶領(lǐng)到嶄新的境界， 沒有想象，我們就到處碰壁。 懷疑可以使我們擺脫幻想，還可以檢驗(yàn)我們的推測。4、因?yàn)橛钪嬷械拇蟛糠质强盏?。唯一典型的地方在廣袤、寒冷 的宇宙真空之中，在星際空間永恒的黑夜里。5、宇宙汪洋

16、茫無際涯，范圍之大，難以想象，而這個星球僅是 其中之一，完全淹沒于宇宙汪洋之中， 它的存在可能僅僅對我們 有意義。6、我們這個世界人才濟(jì)濟(jì)，人們勤學(xué)好問。我們的時代以知識 為榮，我們是很幸運(yùn)的。人類是宇宙的產(chǎn)物，現(xiàn)在暫時居住在叫 做“地球”的星球上。三、作者帶領(lǐng)我們遨游宇宙后說：“人類返回家園的長途旅行已經(jīng)開始”。那么，請你做解說員，向大家介紹一下地球的情況?！咀髡吆喗椤靠査_根(CarlSagan , 19341996),美國人，曾任美國 康奈爾大學(xué)行星研究中心主任，被稱為“大眾天文學(xué)家”和“公 眾科學(xué)家” o他以對科學(xué)的熱忱和個人巨大的影響力，引導(dǎo)幾代io 年輕人走上探索科學(xué)之路。他對人類

17、將無人航天器發(fā)送到太空起 過重要的作用，在行星科學(xué)、生命的起源、外星智能的探索方面 也有諸多成就。他主持過電視科學(xué)節(jié)目，出版了大量科普文章和 書籍，其伊甸園的飛龍?jiān)@得普利策獎，電視系列節(jié)目宇 宙在全世界取得熱烈反響。 主要作品還有宇宙聯(lián)接宇宙布魯卡的腦 被遺忘前輩的陰影 暗淡藍(lán)點(diǎn)數(shù)以十億 計(jì)的星球等。【宇宙日歷（卡爾？薩根你在過去幽暗的時光深淵里，還看得見其余的影子嗎？威廉莎士比亞暴風(fēng)雨地球形成的年代是很悠久的，而人類出現(xiàn)的時間還不算長。每個人生活中的重大事件以年、 月、日計(jì)算，我們的一生以數(shù)十 年記載，我們的家譜以世紀(jì)劃分，而整個有記載的歷史則用千年 來計(jì)量。在人類出現(xiàn)以前已有了相當(dāng)長的一

18、段歷史，這段歷史時期延續(xù)了幾個紀(jì)代，而我們對這段歷史的了解可以說是寥寥無 幾。產(chǎn)生這種情況，一方面是由于沒有文字記載， 另一方面則因 了解這個無限遙遠(yuǎn)的歷史時期有著一定的實(shí)際困難。遠(yuǎn)古時期某些事件的年代， 現(xiàn)在我們已經(jīng)能夠測定了。 利用 地質(zhì)分層和使用放射性元素可以確定考古學(xué)、古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)上發(fā)生的重要事件的年代。天體物理學(xué)的理論為確定行星表面、 星體和銀河系的年代提供了數(shù)據(jù)。同時也能估測出非常事件（即11大爆炸）到現(xiàn)在的大略時間。大爆炸可能是宇宙的開端?，F(xiàn)代宇 宙的所有物質(zhì)和能量都陷入了這場大爆炸。我們也可以說，這是一場大中斷，就在這場間斷中，有關(guān)宇宙早期歷史資料全被毀滅 了，但大爆炸確實(shí)

19、是我們有記載的最早的一次大事件。據(jù)我所知，表達(dá)宇宙年表最有效的方法，是設(shè)想把宇宙的 150億年時間（或者至少是自大爆炸后的具體時間）壓縮成一年的時間。這樣地球歷的每十億年，就相當(dāng)于這種宇宙年的24天左右，宇宙年的每秒鐘表示地球繞太陽運(yùn)行475公轉(zhuǎn)。我這里介紹三種宇宙年表：12月份前的日期表，12月份的月歷和新年除 夕夜晚的明細(xì)考察表。按這個換算法，現(xiàn)代和歷代史書上的大事 件都必須一秒鐘一秒鐘地列舉記載。 這樣就能把我們學(xué)過的時間 間隔較長的歷史大事件表列出來。在人類生活，有許多重要事件可能發(fā)生在不同的時期，正如一種同樣瑰麗的地毯， 可能是在不 同時期織成一樣，如在 4月6日或9月16日的上午1

20、0點(diǎn)零2 分和10點(diǎn)零3分之間。但我們這里詳細(xì)記載的只是宇宙年最后 一天的日志，于是就不會發(fā)生時間重疊的情況了。這個年代和當(dāng)前最通用的史料相符，但某些內(nèi)容還不完全可靠。 例如，假若最 終證實(shí)了植物原是在奧陶紀(jì)而不是在志留紀(jì)移植陸地，或者證實(shí)環(huán)節(jié)蠕蟲的出現(xiàn)早于表中所說的前寒武紀(jì)，這完全可能，不足為奇。此外，很明顯要在表3中，于宇宙年最后十秒鐘時間內(nèi)， 把 所有重大事件逐一列進(jìn)去也是不可能的。我沒有詳盡地提到美12國、法國、*和中國的革命，以及其他重大歷史事件，關(guān)于這一點(diǎn)，我希望能夠得到諒解。可以意料，這樣的年表、月歷和日志的設(shè)計(jì)仍很簡陋。 在此 宇宙年里，9月初地球還沒從星際物質(zhì)中冷凝形成，恐龍

21、僅出現(xiàn) 在圣誕節(jié)前夜，開花植物首次出現(xiàn)在12月28日，男人和女人的 起源發(fā)生在除夕晚上十點(diǎn)半。所有人類有記載的歷史都排在12月31日的最后十秒鐘內(nèi)。從中世紀(jì)的衰落到現(xiàn)在僅是一秒多時 間?？烧怯捎谖疫@樣精心的安排，第一個宇宙年恰好結(jié)束。 雖然人類在宇宙年里所占的時間短暫，但意義非凡。當(dāng)然，在第二宇宙年的開端，地球上或其附近將要發(fā)生什么變化，這完全取決于人類的科學(xué)水平以及人的智慧聰穎的頭腦了。森林古猿：古生物學(xué)上把歐洲和非洲發(fā)現(xiàn)的古猿化石定名 為柳猿，過去譯為“森林古猿”。本書中全用過去譯名。拉瑪猿(Ramapithecus):在印度發(fā)現(xiàn)的一種古猿化石?，F(xiàn) 在較普遍的看法，認(rèn)為拉瑪猿是人類的早期

22、祖先 ；森林古猿是繼 續(xù)向猿方向發(fā)展的類型。城市國家：公元前3000年代前半期，在蘇美爾地區(qū)形成 的一些奴隸制國家。希伯來人：即猶太人。阿卡德帝國：公元前3000年代初，游牧的塞姆人部落建 立的阿卡德王國(約公元前23712191年)。邁錫尼文化：邁錫尼是古代南希臘的一個重要文化中心。 邁錫尼人從北部進(jìn)入希臘半島， 在這兒建立了自己的奴隸制國家 和創(chuàng)立了邁錫尼文化。邁錫尼文化的一個重大創(chuàng)造就是發(fā)明了自 己的文字。特洛伊戰(zhàn)爭：古希臘人與特洛伊人之間的十年戰(zhàn)爭。哈拉帕文化：近五十年來在印度河流域發(fā)現(xiàn)很多城市文化 遺址，稱為哈拉帕文化?！居钪嬲Q生之爭（蒂姆？雷德?！慨?dāng)今世界上兩位研究宇宙的大師在時間

23、的開始與延續(xù)問題 上相持不下。數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家們正在閱讀兩篇論文，這兩篇論文在為什么宇宙可能永遠(yuǎn)沒有終點(diǎn)的問題上各執(zhí)一詞。一方是坐在輪椅上的宇宙學(xué)家斯蒂芬霍金（他可能是仍然在世的最的科學(xué)家）及其劍橋大學(xué)的同事尼爾圖羅克，他們在 將由物理快報發(fā)表的論文中提出的論點(diǎn)是最初萬萬萬億分之 一秒時間里發(fā)生的一切可能決定了宇宙永恒不滅的本質(zhì)。另一方是俄羅斯物理學(xué)家安德烈林德 （他是膨脹理論的泰 斗之一，試圖解釋在最初的一剎那時間里發(fā)生的事情 ），他在已 發(fā)表的論文中說，霍金和圖羅克理解錯了，因?yàn)轭愃朴谖覀兯?的這個砰然一聲就誕生的宇宙時時刻刻都在出現(xiàn)， 因此試圖找到 時間的開始或終止是毫無意義的。這一爭

24、論的實(shí)質(zhì)是個重大問題。 所有證據(jù)都表明我們的宇宙有一個開始，而且這種開始包括空間和時間這兩方面。我們的宇宙150億年來一直在膨脹。那么，存在著早于我們的宇宙誕生時 刻“之前”的宇宙嗎？宇宙膨脹會終止嗎？天文學(xué)家們一再提出的假設(shè)認(rèn)為， 我們的宇宙密度還不足以 使其自身的擴(kuò)張停下來。再過數(shù)十億年之后，所有星系都將會衰 頹，但是尚有余燼的星系殘骸還將永恒飄蕩，彼此間的距離越來越遠(yuǎn)?；艚鹪谄渥钚聦懢偷恼撐闹袡z驗(yàn)了愛因斯坦的某些思想， 并利用純理論得出同樣的結(jié)論： 我們宇宙的未來是由其誕生時的 條件決定的。天文學(xué)家馬丁里斯教授最近說：“他們聲稱以某種比其他 關(guān)于這些問題的設(shè)想更自然的方式建立了低密度宇宙

25、理論的模 型。這是一個變異理論，利用了霍金早些時候提出的某些思想。： 他還說，林德認(rèn)為霍金和圖羅克的理論模型沒有給出正確的宇宙 密度。“他們的理論已受到天文學(xué)泰斗林德的抨擊”。這兩種論點(diǎn)都以名為宇宙膨脹的瞬間為論據(jù)。在宇宙膨脹的瞬間，宇宙砰地一聲從無到有誕生了， 并以比光速快得多的速度 自我膨脹。這種膨脹是一種反引力。 但是這種論點(diǎn)認(rèn)為，由于引 力是負(fù)能量，所以這種反引力肯定代表正能量。愛因斯坦的理論認(rèn)為，物質(zhì)只不過是凍結(jié)的能量， 因此，所有恒星及星系在這種 膨脹瞬間都因?yàn)槠涔逃械哪芰慷霈F(xiàn)塌縮。宇宙膨脹問題已經(jīng)讓天文學(xué)家們著迷了17年之久。它會形成一個在擴(kuò)張和崩潰之間實(shí)現(xiàn)臨界平衡的宇宙嗎？或

26、者會形成一15個具有“負(fù)曲線”和無限未來的宇宙嗎？馬丁 里斯教授說：“這 正是林德以及霍金和圖羅克試圖要弄明白的問題。他們都在想方設(shè)法得出不同的膨脹結(jié)果，使我們能夠推導(dǎo)出最終統(tǒng)一的但是擁 有負(fù)曲線的宇宙。霍金圖羅克論文中的新東西將證明，你也能夠更自然地做到這一點(diǎn)。”霍金提出的新論點(diǎn)，意味著哲學(xué)家現(xiàn)在不得不考慮時間有始 無終的問題。這可能是更令人頭痛的問題。馬丁 里斯教授說：“林德對他所稱的永恒膨脹篤信不疑。 一旦某個宇宙運(yùn)轉(zhuǎn)起來，它就會持續(xù)膨脹，并不斷滋生新的大爆 炸。林德提出的反對意見之一是， 他認(rèn)為霍金所說的起源大爆炸 根本就不存在。如果發(fā)生一次大爆炸，那么就會引發(fā)無數(shù)次大爆 炸。如果是這

27、種情況的話，霍金所關(guān)心的初始條件就會消失在比 我們所能料想到的更深的宇宙史迷霧中?！边x自大家知識隨筆，李紹明譯，中國文學(xué)出版社2000年版【宇宙的邊疆后半部分】跟許多其他的發(fā)現(xiàn)一樣，人類發(fā)現(xiàn)了地球是一個小星球。那 是在古代的近東地區(qū)，在被一些人稱為公元前 3世紀(jì)的時代，在 當(dāng)時的城市埃及的亞歷山大發(fā)現(xiàn)的。 在這個城市里住著一個 名叫埃拉托斯尼的人，當(dāng)時一個最羨慕他的人稱他“貝塔 （B）” 希臘文的第二個字母。 這是因?yàn)?，他說埃拉托斯尼是世界上第一個無所不知的人。但是埃拉托斯尼顯然幾乎在所有的領(lǐng)域里 都是“阿爾法（a ） ”（希臘文的第一個字母）。他是一個天文學(xué)家、 歷史學(xué)家、地理學(xué)家、哲學(xué)家、

28、詩人、戲劇批評家和數(shù)學(xué)家。他 的著作從天文學(xué)到痛解論，樣樣都有。他還是亞歷山大 市圖書館的館長。有一天，他從該館的一本手抄本里讀到下面一 段話：在南部邊疆西因前哨靠近尼羅河第一大瀑布的地方，在6月21日正午，直立的長竿在地面上沒有投下陰影。在夏至那天 一年當(dāng)中白晝最長的一天， 接近中午的時候，圣堂圓柱的陰 影越來越短，最后在正午消失掉。這時太陽從頭頂上直射下來， 在一口深井的井水里可以看到太陽的倒影。上述的觀察是很容易為人們所忽略的。長竿、陰影、井里的 倒影、太陽的位置日常生活中這樣簡單的事情有什么重要的 意義呢？但埃拉托斯尼是一個科學(xué)家，他當(dāng)即想到做一個實(shí)驗(yàn)， 實(shí)地觀察一下亞歷山大的直立長竿

29、是否在6月21日正午會在地面上投下陰影。結(jié)果他們的實(shí)驗(yàn)證實(shí)：長竿在地面上投下了陰影。埃拉托斯尼自我思忖：為什么在西因的長竿不投下陰影， 而 同一時刻在北邊的亞歷山大的長竿卻投下明顯的陰影呢？假設(shè)在一幅古埃及的地圖上有兩根等長的垂竿，一根直立在亞歷山大， 另一根直立在西因。假定在某一個特定的時刻兩根長竿都沒有在 地面上投下陰影，這一點(diǎn)很容易理解只要地球是扁平的。這時候，太陽在頭頂上直射。如果兩根長竿在地面上投下等長的陰 影的話，在扁平的地球上也說得通： 這個時候太陽光線以同樣的17 角度斜射在這兩根長竿上。但是在同一時刻，在西因沒有陰影， 而在亞歷山大卻有明顯的陰影，這究竟是怎么一回事呢 ？埃拉

30、托斯尼的工具是長竿、 眼睛、腳和頭腦，再加上對實(shí)驗(yàn) 的興趣。憑著這些東西，他推斷出地球的圓周長度， 誤差只有百 分之幾，這在2200年前是一個非凡的成就。他是第一個精確地 測量出一個行星的大小的人。他認(rèn)為可能的答案是：地球的表面是弧形的，而且弧度越大， 陰影長度的差別就越大。因?yàn)樘栯x我們?nèi)绱酥h(yuǎn)， 所以陽光照 射到地球的時候是平行的。 長竿與太陽光線的夾角不同， 它們在 地面上投下陰影的長度也就不同。 就投在地面上的陰影長度的差 別而言，亞歷山大和西因之間的距離必定是它們在地面上的偏差 角約7度。也就是說，假如將長竿插入地心，它們就會在那 里相交成7度角。7度相當(dāng)于整個地球圓周 360度的1

31、/50。埃拉 托斯尼知道亞歷山大和西因之間的距離約800公里，因?yàn)樗腿瞬綔y過。800公里乘50等于4萬公里：這就是地球的圓周長度 如果改用英里作量度單位，亞歷山大和西因之間的距離約等于 500英里，那么地球周長即為： 500英里X 50=25000英里。根據(jù)亞歷山大城陰影的長度， 可以測出角A的度數(shù)。根據(jù)簡 單的幾何公式（“兩平行直線被第三條直線所截，內(nèi)錯角相等”）,角B等于角A。于是，在測出亞歷山大城陰影的長度后，埃拉托 尼推算出亞歷山大城和西因城在地球表面的距離（偏差角譯注）是：/A=/ B=70這個答案是正確的。那時的地中海以航海業(yè)馳名，亞歷山大是當(dāng)時我們這顆行星 上的海港。當(dāng)你知道地

32、球是一個直徑不太大的星球時，難道你不想出海去探索嗎？難道你不想去探索那些未被發(fā)現(xiàn)的國土，甚至 去做環(huán)球航行嗎？比埃拉托斯尼早400年的時候，一支腓尼基艦 隊(duì)受雇于埃及法老尼科，曾經(jīng)環(huán)繞非洲一周。他們從紅海起航（很 可能是乘沒有甲板的敞口船），順著非洲東岸南下，再從大西洋 北上，最后從地中海返航。這次史詩般的旅程花了三年的時間， 相當(dāng)于現(xiàn)代“旅行者”號宇宙飛船從地球飛往土星所需的時間。在埃拉托斯尼的發(fā)現(xiàn)之后，勇敢而好冒險的水手多次進(jìn)行過 偉大的航海嘗試。他們的船只很小，他們的航海儀器很不完善， 他們僅根據(jù)測程儀和羅盤推算船位，并且盡可能沿著海岸航行。 在陌生的大海里，他們雖然能夠通過一夜又一夜地

33、觀察星座與地 平線的相對位置來測定船只的緯度，但卻不能夠測定船只的經(jīng) 度。熟悉的星座對在陌生大海里的人一定是一個極大的安慰。星星是探索者的朋友，在當(dāng)時就是地球遠(yuǎn)洋航船的朋友，而現(xiàn)在則是太空宇宙飛船的朋友。埃拉托斯尼算出地球的圓周長度之后， 有些人可能嘗試過環(huán)球航行， 但是在麥哲倫以前，沒有人獲得成 功。勇敢和冒險的故事在早期一定被說成是水手和航海家世 界上最講究實(shí)際的人拿他們的生命跟亞歷山大的一個科學(xué) 家的數(shù)字打賭！在埃拉托斯尼時代，人們造出了地球儀，用以表示從空間看 到的地球。這種地球儀在他們了如指掌的地中海地區(qū)基本上還是切合實(shí)際的，但是離開他們家鄉(xiāng)越遠(yuǎn)， 這種地球儀就變得越不符 合實(shí)際。我

34、們現(xiàn)在對宇宙的認(rèn)識也難免遇到這種不愉快的情況。 在第一世紀(jì)，亞歷山大的地理學(xué)家斯特拉博寫道：那些試圖環(huán)球航行的人，返回的時候并沒有說他們曾經(jīng)受到 大陸的阻礙，因?yàn)榇蠛Ｊ冀K是敞開的。 他們之所以返回，是因?yàn)?信心不足、缺乏糧食埃拉托斯尼說過， 如果廣袤的大西洋不 是一個障礙的話，我們可以很容易地通過海路從伊比利亞抵達(dá)印 度在溫帶完全有可能有一兩個可居住的陸地當(dāng)然，如果（我們星球的另一部分）有人居住的話，住在那里的人跟我們是不 同的，所以我們要把那里看成是另一個世界。人類就是這樣開始千方百計(jì)地探索其他世界的。后來對地球的探索是全球性的，有到中國和波利尼西亞去 的，也有從中國和波利尼西亞出發(fā)的。當(dāng)然

35、，克里斯托弗哥倫 布發(fā)現(xiàn)美洲及隨后幾個世紀(jì)的歷程算是達(dá)到了因?yàn)榈侥莻€時候，從地理上探索地球的任務(wù)已告結(jié)束。 哥倫布的第一次航行與 埃拉托斯尼的計(jì)算最直接相關(guān)。 哥倫布對自己的“印度群島冒險 計(jì)劃”簡直著了迷，他不打算順著非洲海岸航行， 然后向東駛抵 日本、中國和印度，他決心闖入陌生的西部海洋即像埃拉托 斯尼所大膽預(yù)見的那樣，“通過海路從伊比利亞抵達(dá)印度”。哥倫布曾經(jīng)是舊地圖的行商， 也是古代地理學(xué)家其中包 括埃拉托斯尼、斯特拉博和普圖利米的著作和關(guān)于他們的著 作的熱心讀者。但是，為了推行“印度群島冒險計(jì)劃”，為了使船只和船員能夠在長途航行中生存下來，地球必須比埃拉托斯尼所說的小，所以，哥倫布在

36、計(jì)算的時候耍了個花招。 正如薩拉羅 卡大學(xué)的考察人員準(zhǔn)確無誤地指出的那樣，從哥倫布能找到的所有書本上，他采用了最小的地球圓周長度和的亞洲東延范圍，甚至還再加以夸大。假如哥倫布在旅途中沒有遇到美洲的話，他的探險就會徹底失敗。現(xiàn)在地球已經(jīng)經(jīng)過徹底的探索，再也不可能發(fā)現(xiàn)什么新大陸 或失落的土地。但是，過去我們用來探索并定居在地球最遙遠(yuǎn)的 地區(qū)的技術(shù)，現(xiàn)在可以用來飛離我們這個行星， 去進(jìn)行宇宙探險， 去發(fā)現(xiàn)其他星球的秘密。飛離地球使我們能夠居高臨下地對它進(jìn) 行觀測，能夠看到埃拉托斯尼測量出來的整個地球的球體及其大 陸的輪廓，從而證實(shí)古代許多制圖家有卓越的才華。埃拉托斯尼和亞歷山大其他地理學(xué)家看到這些該

37、會有多么高興啊？從某種意義上說，人類大約在公元前300年之后的600年時 間里，在亞歷山大這個城市開始了智力的冒險，這種冒險把我們引導(dǎo)到宇宙的海岸。但是，關(guān)于這個大理石般的光榮城市的形狀 以及人們的感覺，卻沒有任何記載可查，壓制和懼怕已使人們幾 乎把古亞歷山大遺忘得一干二凈。它的居民形形色色，簡直不可思議，既有馬其頓和后來的羅馬士兵、埃及的祭司、希臘的貴族、 腓尼基的水手、猶太商人，也有來自印度和撒哈拉沙漠南部非洲 的訪問者。在亞歷山大興盛的大部分時期內(nèi)， 除了大量的奴隸以 外，人們都和睦相處，互相尊重。21這座城市是亞歷山大大帝創(chuàng)建并由他從前的一個侍衛(wèi)建成 的。亞歷山大鼓勵重視外來文化， 提

38、倡虛心求知。根據(jù)傳說 這種傳說是否真實(shí)無關(guān)宏旨他是在紅海中世界上第一個鐘 形潛水器里降生的。他鼓勵他的將士們與波斯和印度的女子通 婚，他尊重其他國家崇拜的神，他搜集異國的生物（包括替他的老師亞里士多德搜集的一頭象）。為了把他的城市建成世界貿(mào)易、 文化和知識的中心，他不惜工本。這座城市因?yàn)橛幸韵逻@些名勝 而光彩奪目：30米寬的林蔭大道，優(yōu)雅的建筑和雕像，亞歷山 大陵，還有那座大燈塔古代世界七大奇跡之一。然而，亞歷山大的奇跡是它的圖書館及其附屬的博物館（實(shí)際上是一個紀(jì)念九位文藝女神的公共場所）。在這個傳奇般的圖書館里，至今殘存最多的是圖書館附屬建筑“塞里皮恩”里的那 個一度被人遺忘的陰濕的地下室。

39、 它的殘物可能就是幾個腐朽的 書架，但是，這個地方曾經(jīng)是我們這個行星上最偉大城市的智鋌 和榮譽(yù)，它是世界歷第一個真正的科學(xué)研究所。該圖書館里的學(xué)者對整個宇宙進(jìn)行了研究?！坝钪妫╟osmos）這個詞來自希臘語， 意思是“天地萬物，井然有序”，從某種意義上說，它是“混沌” （chaos）的反義詞。它暗示了天地萬物之間的相互聯(lián)系，表明了 人類對錯綜微妙的宇宙機(jī)制的敬畏。這是一個學(xué)者云集的地方， 他們在這里研究物理學(xué)、文學(xué)、醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、哲學(xué)、 數(shù)學(xué)、生物學(xué)和工程學(xué)?？茖W(xué)和學(xué)識發(fā)展了，天才在那里茁壯成 長。亞歷山大圖書館是我們?nèi)祟愖钕认到y(tǒng)而認(rèn)真地搜集世界知識的地方。除了埃拉托斯尼之外，還有天文

40、學(xué)家希帕恰斯，他繪制了星 座圖并估算了恒星的亮度；歐幾里得，他以卓越的才能將幾何學(xué) 進(jìn)行系統(tǒng)的分類，并對正在費(fèi)力地解一道數(shù)學(xué)難題的國王說：“通 往幾何學(xué)的道路中可沒有為皇家鋪設(shè)的康莊大道”；色雷斯的狄俄尼斯，他給詞類作了定義，他對語言學(xué)的貢獻(xiàn)，就像歐幾里得 對幾何學(xué)的貢獻(xiàn)一樣；赫羅菲勒斯，生理學(xué)家，他確證智力活動 的中心是在腦部而不是在心臟；亞歷山大的赫倫，齒輪火車和蒸 汽機(jī)的發(fā)明者，自動裝置 第一本論述機(jī)器人的專著 的作者；佩爾加的阿波洛尼厄斯，數(shù)學(xué)家，他論證了圓錐曲線的 各種形式之所以稱為圓錐曲線是因?yàn)樗鼈兪且圆煌慕嵌葟膱A 錐體上切割而成的，18個世紀(jì)之后，阿波洛尼厄斯論圓錐曲線 的著作終于被約翰尼斯開普勒首次用來理解行星的運(yùn)動。橢圓、拋物線和雙曲線（我們現(xiàn)在知道）這些曲線是行星、彗 星和恒星的運(yùn)行軌跡；