22 〔英]史蒂芬霍金：时间简史 且发展了为分析这些运动所需的复杂的数学。此外， 牛顿提出了万有引力定律，根据这定律，宇宙中的任 一物体都被另外物体所吸引，物体质量越大，相互距 离越近，则相互之间的吸引力越大。这也就是使物体 落到地面上的力。（由于一个苹果落到牛顿的头上而使 他得到灵感的故事，几乎肯定是不足凭信的。所有牛 顿自己说过的只是，当他陷入沉思之时，一颗苹果的 落下使他得到了万有引力的思想。)牛顿继而指出，根 据他的定律，引力使月亮沿着椭圆轨道绕着地球运行， 而地球和其他行星沿着椭圆轨道绕着太阳公转。 哥白尼的模型摆脱了托勒密的天球，以及与其相 关的宇宙存在着自然边界的观念。“固定恒星”除了由 于地球绕着自身的轴自转引起的穿越天空的转动外， 不改变它们的位置，很自然会使人设想到固定恒星是 和我们的太阳类以的物体，只是比太阳离开我们远得 多了。 按照他的引力理论，牛顿意识到恒星应该相互吸 引，看来它们不能保持基本上不动。那么它们会一起 落到某处去吗？在1691年写给当时另一位最重要的 思想家里查德·本特里的一封信中，他论证道，如果
22 | 〔英〕史蒂芬•霍金：时间简史 且发展了为分析这些运动所需的复杂的数学。此外， 第 牛顿提出了万有引力定律，根据这定律，宇宙中的任 一物体都被另外物体所吸引，物体质量越大，相互距 离越近，则相互之间的吸引力越大。这也就是使物体 落到地面上的力。（由于一个苹果落到牛顿的头上而使 他得到灵感的故事，几乎肯定是不足凭信的。所有牛 顿自己说过的只是，当他陷入沉思之时，一颗苹果的 落下使他得到了万有引力的思想。）牛顿继而指出，根 据他的定律，引力使月亮沿着椭圆轨道绕着地球运行， 而地球和其他行星沿着椭圆轨道绕着太阳公转。 哥白尼的模型摆脱了托勒密的天球，以及与其相 关的宇宙存在着自然边界的观念。“固定恒星”除了由 于地球绕着自身的轴自转引起的穿越天空的转动外， 不改变它们的位置，很自然会使人设想到固定恒星是 和我们的太阳类似的物体，只是比太阳离开我们远得 多了。 按照他的引力理论，牛顿意识到恒星应该相互吸 引，看来它们不能保持基本上不动。那么它们会一起 落到某处去吗？在 1691 年写给当时另一位最重要的 思想家里查德·本特里的一封信中，他论证道，如果
第一章我们的宇由图象 123 只有有限颗恒星分布在一个有限的空间区域里，这确 实是会发生的。但是另一方面，他推断如果存在无限 多颗恒星，多少均匀地分布于无限的空间，这种情形 就不会发生，因为这时不存在任何一个它们落去的中 心点。 当人们议论到无穷时，这种论证是你会遭遇到的 一种陷阱。在一个无限的宇宙，每一点都可以认为是 中心，因为在它的每一边都有无限颗恒星。正确的方 法是很久以后才被意识到的，即是先考虑有限的情形， 这时所有恒星都相互落到一起，然后在这个区域以外， 大体均匀地加上更多的恒星，看情况会如何改变。按 照牛顿定律，这额外的恒星平均地讲对原先的那些根 本没有什么影响，所以这些恒星还是同样快地落到一 起。我们愿意加上多少恒星就可以加上多少，但是它 们仍然总是坍缩在一起。现在我们知道，由于引力总 是吸引的，不可能存在一个无限的静态的宇宙模型。 在20世纪之前从未有人暗示过，宇宙是在膨胀或 是在收缩，这有趣地反映了当时的思维风气。一般认 为，宇宙或是以一种不变的状态已存在了无限长的时 间，或以多多少少正如我们今天所看的样子被创生于
/第一章 我们的宇宙图象 | 23 只有有限颗恒星分布在一个有限的空间区域里，这确 实是会发生的。但是另一方面，他推断如果存在无限 多颗恒星，多少均匀地分布于无限的空间，这种情形 就不会发生，因为这时不存在任何一个它们落去的中 心点。 当人们议论到无穷时，这种论证是你会遭遇到的 一种陷阱。在一个无限的宇宙，每一点都可以认为是 中心，因为在它的每一边都有无限颗恒星。正确的方 法是很久以后才被意识到的，即是先考虑有限的情形， 这时所有恒星都相互落到一起，然后在这个区域以外， 大体均匀地加上更多的恒星，看情况会如何改变。按 照牛顿定律，这额外的恒星平均地讲对原先的那些根 本没有什么影响，所以这些恒星还是同样快地落到一 起。我们愿意加上多少恒星就可以加上多少，但是它 们仍然总是坍缩在一起。现在我们知道，由于引力总 是吸引的，不可能存在一个无限的静态的宇宙模型。 在 20 世纪之前从未有人暗示过，宇宙是在膨胀或 是在收缩，这有趣地反映了当时的思维风气。一般认 为，宇宙或是以一种不变的状态已存在了无限长的时 间，或以多多少少正如我们今天所看的样子被创生于
24 〔英〕史蒂芬霍金：时间简史 有限久的过去。其部分的原因可能是，人们倾向于相 信永恒的真理，也由于虽然人会生老病死，但宇宙必 须是不朽的、不变的这种观念才能给人以安慰。 甚至那些意识到牛顿的引力理论导致宇宙不可能 静止的人，也没有想到提出宇宙可能是在膨胀。相反 的，他们试图修正理论，使引力在非常大距离时成为 斥力。这不会对行星运动的预言有重大的影响，然而 却允许无限颗恒星的分布保持平衡一邻近恒星之间 的吸引力被远隔恒星之间的斥力所平衡。然而，现在 我们知道，这样的平衡是不稳定的：如果某一区域内 的恒星稍微互相靠近一些，引力就增强，并超过斥力 的作用，这样这些恒星就会继续落到一起。反之，如 果某一区域内的恒星稍微互相远离一些，斥力就起主 导作用，并驱使它们离得更开。 另一个反对无限静止宇宙的异见通常是归功于德 国哲学家亨利希·奥勃斯，1823年他发表了这个理论。 事实上，牛顿的同时代的一些人已经提出过这个问题。 甚至奥勃斯的文章也不是貌似有理地反驳这模型的第 一篇。不管怎么说，这是第一篇被广泛注意的文章。 这无限静止模型的困难，在于几乎每一道视线必须终
24 | 〔英〕史蒂芬•霍金：时间简史 有限久的过去。其部分的原因可能是，人们倾向于相 第 信永恒的真理，也由于虽然人会生老病死，但宇宙必 须是不朽的、不变的这种观念才能给人以安慰。 甚至那些意识到牛顿的引力理论导致宇宙不可能 静止的人，也没有想到提出宇宙可能是在膨胀。相反 的，他们试图修正理论，使引力在非常大距离时成为 斥力。这不会对行星运动的预言有重大的影响，然而 却允许无限颗恒星的分布保持平衡——邻近恒星之间 的吸引力被远隔恒星之间的斥力所平衡。然而，现在 我们知道，这样的平衡是不稳定的：如果某一区域内 的恒星稍微互相靠近一些，引力就增强，并超过斥力 的作用，这样这些恒星就会继续落到一起。反之，如 果某一区域内的恒星稍微互相远离一些，斥力就起主 导作用，并驱使它们离得更开。 另一个反对无限静止宇宙的异见通常是归功于德 国哲学家亨利希·奥勃斯，1823 年他发表了这个理论。 事实上，牛顿的同时代的一些人已经提出过这个问题。 甚至奥勃斯的文章也不是貌似有理地反驳这模型的第 一篇。不管怎么说，这是第一篇被广泛注意的文章。 这无限静止模型的困难，在于几乎每一道视线必须终
第一章我们的宇由图象 125 结于某一恒星的表面。这样，人们可以预料，整个天 空甚至在夜晚都会像太阳那么明亮。奥勃斯反驳说， 远处恒星的光线由于被它所穿过的物质吸收所减弱。 然而如果真是如此，这相干的物质将会最终被加热到 发出和恒星一样强的光为止。唯一的能避免整个天空 像太阳那么亮的结论的方法是，假定恒星并不是永远 那么亮，而是在有限久的过去才开始发光。这种情况 下，吸光物质还没加热，或者远处恒星的光线尚未到 达我们这儿。这使我们面临着是什么首次使恒星发光 的问题。 当然，宇宙开端的问题在这之前很久就被讨论过。 根据一些早先的宇宙论和犹太人/基督教/穆斯林传 统，宇宙开端于有限的、并且不是非常远的过去的某 一时刻。对这样一个开端，有一种议论是感到必须有 “第一原因”来解释宇宙的存在。（在宇宙中，你总可 以将一个事件解释为由于另一个更早的事件所引起 的，但是宇宙本身的存在只有当存在某个开端时才能 被解释。)另一种论证是圣·奥古斯丁在他的《上帝之 城》的著作中提出的。他指出，文明在进步，我们将 记住创造这些业绩和发展技术的人们。这样人，也许
/第一章 我们的宇宙图象 | 25 结于某一恒星的表面。这样，人们可以预料，整个天 空甚至在夜晚都会像太阳那么明亮。奥勃斯反驳说， 远处恒星的光线由于被它所穿过的物质吸收所减弱。 然而如果真是如此，这相干的物质将会最终被加热到 发出和恒星一样强的光为止。唯一的能避免整个天空 像太阳那么亮的结论的方法是，假定恒星并不是永远 那么亮，而是在有限久的过去才开始发光。这种情况 下，吸光物质还没加热，或者远处恒星的光线尚未到 达我们这儿。这使我们面临着是什么首次使恒星发光 的问题。 当然，宇宙开端的问题在这之前很久就被讨论过。 根据一些早先的宇宙论和犹太人／基督教／穆斯林传 统，宇宙开端于有限的、并且不是非常远的过去的某 一时刻。对这样一个开端，有一种议论是感到必须有 “第一原因”来解释宇宙的存在。（在宇宙中，你总可 以将一个事件解释为由于另一个更早的事件所引起 的，但是宇宙本身的存在只有当存在某个开端时才能 被解释。）另一种论证是圣·奥古斯丁在他的《上帝之 城》的著作中提出的。他指出，文明在进步，我们将 记住创造这些业绩和发展技术的人们。这样人，也许
26 〔英〕史蒂芬霍金：时间简史 宇宙，不可能已经存在了太长的时间。圣·奥古斯丁 根据《创世纪》一书，接受公元前5000年作为宇宙的 被创生的时间。（有趣的是，这和上一次的冰河时间的 结束，大约公元前1年相距不远。考古学家告诉我们， 文明实际上是从那时开始的。) 另一方面，亚里士多德和大多数其他希腊哲学家 不喜欢创生的思想，因为它带有太多的神学干涉的味 道。所以他们相信，人类及其周围的世界已经并且将 继续永远存在。古代的人们已经考虑到上述的文明进 步的论点，用周期性洪水或其他灾难的重复出现，使 人类回到文明的开初，来回答上面的话难。 1781年，哲学家伊曼努尔·康德发表了里程碑般 的（也是非常模糊的）著作一《纯粹理性批判》，在 这本书中，他深入地考察了关于宇宙在时间上是否有 开端、空间上是否有极限的问题。他称这些问题为纯 粹理性的二律背反（也就是矛盾）。因为他感到存在同 样令人信服的论据，来证明宇宙有开端的正命题，以 及宇宙已经存在无限久的反命题。他对正命题的论证 是：如果宇宙没有一个开端，则任何事件之前必有无 限的时间。他认为这是荒谬的。他对反命题的论证是：
26 | 〔英〕史蒂芬•霍金：时间简史 宇宙，不可能已经存在了太长的时间。圣·奥古斯丁 第 根据《创世纪》一书，接受公元前 5000 年作为宇宙的 被创生的时间。（有趣的是，这和上一次的冰河时间的 结束，大约公元前 1 年相距不远。考古学家告诉我们， 文明实际上是从那时开始的。） 另一方面，亚里士多德和大多数其他希腊哲学家 不喜欢创生的思想，因为它带有太多的神学干涉的味 道。所以他们相信，人类及其周围的世界已经并且将 继续永远存在。古代的人们已经考虑到上述的文明进 步的论点，用周期性洪水或其他灾难的重复出现，使 人类回到文明的开初，来回答上面的话难。 1781 年，哲学家伊曼努尔·康德发表了里程碑般 的（也是非常模糊的）著作——《纯粹理性批判》，在 这本书中，他深入地考察了关于宇宙在时间上是否有 开端、空间上是否有极限的问题。他称这些问题为纯 粹理性的二律背反（也就是矛盾）。因为他感到存在同 样令人信服的论据，来证明宇宙有开端的正命题，以 及宇宙已经存在无限久的反命题。他对正命题的论证 是：如果宇宙没有一个开端，则任何事件之前必有无 限的时间。他认为这是荒谬的。他对反命题的论证是：