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第一节 革命是科学发展的动因
悉的对象是以不同的眼光来看待的,并且是由不熟悉的对象联结起来的。当然,那种情况并没有发生:没有地理上的移植,实验室外面日常事务通常也像以前一样在继续。尽管如此,规范改变确实使科学家们用不同的方式去看待他们的研究工作约定的世界。就他们只是依靠由他们看到和做到的那个世界而论,我们也许想要说,在一次革命以后,科学家们是对一个不同的世界在作出回答。

    天体物理是科学革命频繁爆发的一个领域。亚里士多德·托勒密的地心说统治世界近2000年。1543年,哥白尼发表《天体运行论》,挑战了地心说,之后在伽利略的努力下,日心说在400年的时间内完成了对地心说的科学革命,他们证明了地球围绕着太阳转;古希腊人很早就猜测行星的轨道是圆,开普勒发现行星绕太阳走的是椭圆,牛顿在1687年发表的《自然哲学原理》一书,给出了万有引力方程式,证明这个行星的轨道一定是椭圆;在英国皇家学会庆祝20世纪即将到来的盛大年会上,热力学第二定律的发现者、物理学家凯尔文认为,经典物理学的大厦已经基本建成,在新的世纪中,物理学家们只剩下些修补工作了。1915年,爱因斯坦发表了“广义相对论”,是想象力达到极致的科学创造,打破了绝对时间的框架,表明时空可以转换。一个著名例子是一对双胞胎兄弟的年龄差。如果哥哥乘坐以光速前进的宇宙飞船作长途太空旅行,当他重返地球时,他会比留在地球上的弟弟年轻得多。爱因斯坦的广义相对论成为描述宇宙演化的“正统理论”,天体物理完成了对经典天体学的科学革命,即爱因斯坦革命。

    爱因斯坦原始的广义相对论预言,宇宙不是膨胀便是收缩。可能出于对麦克斯韦方程组对称美的欣赏,爱因斯坦在方程中加上额外的宇宙项,以这种方式得到一个均衡状态的宇宙模型。可是,14年后,反常开始出现。1929年埃德温·哈勃从星系光谱的红移推断,越远的星系以越快的速度离我们而去,这表明整个宇宙处于膨胀的状态。从时间上倒溯到过去,估计在100亿~200亿年前,曾经发生过一桩开天辟地的大事件,即宇宙是从一个密度极高的状态通过大爆炸而产生的。哈勃的发现导致第三次天体物理革命,即宇宙是处于不均衡状态的。爱因斯坦后来把宇宙项称作“我一生中最大的错误”。1925年后,爱因斯坦试图用统一场来描述宇宙的状态,可惜,没有成功。有人戏称,1925年后,爱因斯坦可以用余生去钓鱼。爱因斯坦晚年的错误是用一种均衡的思想理解本身不均衡的宇宙,这是徒劳无益的。宇宙是不均衡的,在不断膨胀,星系、星云和可怕的黑洞正远离地球而去。

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