第二章 宇宙演化
宇宙
尸佼的宇宙：四方上下，宇
古往今来，宙
民歌的宇宙：天似穹庐，笼罩四野
霍金的宇宙：无边界有限宇宙
马克思的宇宙：时空无限
1,盘古开天，创世纪与无中生有
? 传说与神话
? 宗教将神话加工成教义
,圣经, 开宗明义：
“起初，神创造天地，地是空虚混沌，渊面黑
暗。”“神说要有光就有了光，神看光是好的，
就把光暗分开了。神称光为昼，暗为夜。有晚
上，有早晨，这是头一日。”
空气，海，地，太阳，众星，大鱼，飞鸟
牲畜，昆虫和野兽，第七日 人
易
? 关于宇宙我们都知道了
阴阳两仪变化阐释宇宙万物的变化法则：
无极生太极，太极生两仪
两仪生四象，四象生八卦，以至无穷
（见下页图）
我什么都知道了
程伊川：阴阳分离就不再有道，形成阴阳
的因才是正道。
阴阳是气 形而下；
道是形成阴阳的理 形而上。
朱熹：无极而太极。
太极是阴阳的因，是无极。
老子：无，以无为有道；
“无”中生有 裂变 演化
2,宇宙观与宇宙学的两类时空
? 假定：宇宙是有起源的，是有限的
? 问题：？
? 回答：宇宙是无限的，在时空两个方面
被打击的教会和教会的打击
如哥白尼，伽利略，布鲁诺
? 上帝在科学的宇宙中找到了自己的地盘?
“无产阶级”将宇宙学当成了活靶子
它与奥德斯丁站在了一起。
科学的傲慢不能校正常识的偏见。
* 我的宇宙观：宇宙是时空无限的
* 我们目及的宇宙：有限无边？
宇宙学家可以把目及的宇宙一直追溯到时间
的地点，把全部的物质反演回这个起点所在的
空间。
3,科学对宇宙的认识过程
?宇宙或创世以来没有改变过
无限的宇宙从来都是如此
?“变”证据在积累,19世纪以来
地质学证明：岩石的形成，化石
Boltzmann的热力学第二定律：
“宇宙中无序度的总量（由熵测量）
随时间增加”，宇宙只能运行有限的时
间。
否则：无序！恒温 ----稳衡态宇宙的提法
稳衡态宇宙论
? 宇宙空间中，由连续产生的物质将会形成新的
星系，每 5千亿年在一升体积内将创造出一个
氢原子。
? 困难,1,万有引力 ---引力佯缪
牛顿的哲学思考：一个无限的恒星集合不会
落到一起。因为不存在可供它们落下去的中心。
2,光度佯缪（奥尔勃斯佯缪）
恒定不变的宇宙存在很多困难，但是直到二
十世纪初叶，谁也没有想过：“宇宙也许是随
时间演化的”。牛顿，爱因斯坦也不例外。
? 牛顿的引力场,空间
? 爱因斯坦（ 1905）狭义相对论：时间空间（背
景），时空中的宇宙事件。
1915年，广义相对论引入一个新概念：“引力
不仅仅是在一个固定的时空背景里作用的力，
引力还是由在时空中物质和能量引起的时空畸
变。”“物质的运动可以弯曲时空”。
时空中的炮弹，行星，光线；
宇宙弯曲 ---宇宙失衡
宇宙中项 ---永远持续下去的静态宇宙模型
? 弗里德曼证明了：
相对论 膨胀的宇宙
? 哈勃的发现，大爆炸宇宙模型
4,哈勃发现了非稳衡宇宙
? 红移（见图）
? 多普勒效应
1929年,24个星系,d已知
V=Kd ; V=Hod
Ho =150km/秒,千万光年
5,2.7K的发现
?1925年，贝尔实验室 央斯基
最大的无线电干扰 ----射电辐射源
射电天文学 3万个射电源
“类星体，脉冲星,3K，星际有机分子谱线”
?普,R.H迪克 60年代寻找 5K.
1962年，彭齐亚斯，威尔逊
1964年，排除噪声
1965年
1978年获诺贝尔物理学奖
?,他们的发现是一项根本性的发现，
它使人们很有可能得到关于很久以前 ---
在宇宙形成时 ---所发生的宇宙变化过程
的信息。”
? 意外 ---偶然 ----必然
6,He的丰度
预言：天体 He丰度为宇宙
成分的 26%
7,天体年龄
8,宇宙事件
宇宙的时间历程
9,宇宙的结局
?“凡是形成的东西都是要灭亡的。”
宇宙有起源，宇宙有终结；“杞人忧天”
?预言并非都是骗局
关键是宇宙的平均密度
取决于将行星系拉回来的引力的大小
引力取决于：宇宙中物质总量，宇宙半径
宇宙也会衰老
哥白尼原理
? 宇宙中没有任何一点具有优越性，所有
的位置都是平权的。
? 有限的无边宇宙没有中心。
宇宙
尸佼的宇宙：四方上下，宇
古往今来，宙
民歌的宇宙：天似穹庐，笼罩四野
霍金的宇宙：无边界有限宇宙
马克思的宇宙：时空无限
1,盘古开天，创世纪与无中生有
? 传说与神话
? 宗教将神话加工成教义
,圣经, 开宗明义：
“起初，神创造天地，地是空虚混沌，渊面黑
暗。”“神说要有光就有了光，神看光是好的，
就把光暗分开了。神称光为昼，暗为夜。有晚
上，有早晨，这是头一日。”
空气，海，地，太阳，众星，大鱼，飞鸟
牲畜，昆虫和野兽，第七日 人
易
? 关于宇宙我们都知道了
阴阳两仪变化阐释宇宙万物的变化法则：
无极生太极，太极生两仪
两仪生四象，四象生八卦，以至无穷
（见下页图）
我什么都知道了
程伊川：阴阳分离就不再有道，形成阴阳
的因才是正道。
阴阳是气 形而下；
道是形成阴阳的理 形而上。
朱熹：无极而太极。
太极是阴阳的因，是无极。
老子：无，以无为有道；
“无”中生有 裂变 演化
2,宇宙观与宇宙学的两类时空
? 假定：宇宙是有起源的，是有限的
? 问题：？
? 回答：宇宙是无限的，在时空两个方面
被打击的教会和教会的打击
如哥白尼，伽利略，布鲁诺
? 上帝在科学的宇宙中找到了自己的地盘?
“无产阶级”将宇宙学当成了活靶子
它与奥德斯丁站在了一起。
科学的傲慢不能校正常识的偏见。
* 我的宇宙观：宇宙是时空无限的
* 我们目及的宇宙：有限无边？
宇宙学家可以把目及的宇宙一直追溯到时间
的地点，把全部的物质反演回这个起点所在的
空间。
3,科学对宇宙的认识过程
?宇宙或创世以来没有改变过
无限的宇宙从来都是如此
?“变”证据在积累,19世纪以来
地质学证明：岩石的形成，化石
Boltzmann的热力学第二定律：
“宇宙中无序度的总量（由熵测量）
随时间增加”，宇宙只能运行有限的时
间。
否则：无序！恒温 ----稳衡态宇宙的提法
稳衡态宇宙论
? 宇宙空间中，由连续产生的物质将会形成新的
星系，每 5千亿年在一升体积内将创造出一个
氢原子。
? 困难,1,万有引力 ---引力佯缪
牛顿的哲学思考：一个无限的恒星集合不会
落到一起。因为不存在可供它们落下去的中心。
2,光度佯缪（奥尔勃斯佯缪）
恒定不变的宇宙存在很多困难，但是直到二
十世纪初叶，谁也没有想过：“宇宙也许是随
时间演化的”。牛顿，爱因斯坦也不例外。
? 牛顿的引力场,空间
? 爱因斯坦（ 1905）狭义相对论：时间空间（背
景），时空中的宇宙事件。
1915年，广义相对论引入一个新概念：“引力
不仅仅是在一个固定的时空背景里作用的力，
引力还是由在时空中物质和能量引起的时空畸
变。”“物质的运动可以弯曲时空”。
时空中的炮弹，行星，光线；
宇宙弯曲 ---宇宙失衡
宇宙中项 ---永远持续下去的静态宇宙模型
? 弗里德曼证明了：
相对论 膨胀的宇宙
? 哈勃的发现，大爆炸宇宙模型
4,哈勃发现了非稳衡宇宙
? 红移（见图）
? 多普勒效应
1929年,24个星系,d已知
V=Kd ; V=Hod
Ho =150km/秒,千万光年
5,2.7K的发现
?1925年，贝尔实验室 央斯基
最大的无线电干扰 ----射电辐射源
射电天文学 3万个射电源
“类星体，脉冲星,3K，星际有机分子谱线”
?普,R.H迪克 60年代寻找 5K.
1962年，彭齐亚斯，威尔逊
1964年，排除噪声
1965年
1978年获诺贝尔物理学奖
?,他们的发现是一项根本性的发现，
它使人们很有可能得到关于很久以前 ---
在宇宙形成时 ---所发生的宇宙变化过程
的信息。”
? 意外 ---偶然 ----必然
6,He的丰度
预言：天体 He丰度为宇宙
成分的 26%
7,天体年龄
8,宇宙事件
宇宙的时间历程
9,宇宙的结局
?“凡是形成的东西都是要灭亡的。”
宇宙有起源，宇宙有终结；“杞人忧天”
?预言并非都是骗局
关键是宇宙的平均密度
取决于将行星系拉回来的引力的大小
引力取决于：宇宙中物质总量，宇宙半径
宇宙也会衰老
哥白尼原理
? 宇宙中没有任何一点具有优越性，所有
的位置都是平权的。
? 有限的无边宇宙没有中心。
