关于宇宙我们还能了解多少

关于宇宙我们还能了解多少作为一名宇宙学家，在进行完讲座之后，我最常听到的一些问题包括：在我们的宇宙之外都有些什么？我们的宇宙会膨胀成什么？我们的宇宙会永远膨胀下去吗？这是一些很自然的问题。但其中还有一个更加深刻的问题在起着作用。从根本上来说，我们真正想要知道的是：我们的认知有没有边界？对科学而言，有没有根本上的极限？当然，我们不可能预知未来。除非真正遇到我们试图跨越的障碍，否则我们永远无法知道，人类的认知是否有极限。就目前而言，没有任何迹象表明，我们面临着这一认知极限。也许，我们正面临着某些障碍，但是，所有的迹象无不显示出这些障碍都只是临时的。因为，就我从事的领域——宇宙学——而言，就算在 50 年前，也没有人能够预见我们对宇宙的认知会以这种方式增长。即便在最晴朗的天气，我们也不可能看到无穷远：理论上，你最远只能看到 453 亿光年远的地方。虽然这表示我们的认知有一个直接的限制，但这无法阻挡我们掌握自然界的基本运行规律。这并不是说大自然对我们所能观察的事物以及我们观察事物的方式没有任何限制，海森堡提出的不确定性原理就对我们观察一个粒子在任意时间的运动做出了限制，光速则限定了我们在一个给定的时间间隔内能看多远或者能走多远。但是这些限制只不过是告诉我们哪些是我们无法观测到的，并非说这些事物是我们最终无法知晓的。不确定性原理并没有阻碍我们获悉量子力学的规则，也没有阻碍我们了解原子的行为，更没有阻碍我们发现那些我们永远也无法直接看到，但确实存在的粒子。人们观测到的宇宙正在膨胀，的确意味着一个开端。这是因为，假如我们反推过去，那么在遥远的过去的某一个时间点，我们可观测宇宙中的任何事物都将回到一个点——奇点。在那一瞬间，也就是现在被称为大爆炸的时间点上，我们目前所知的所有物理学定律都土崩瓦解了，因为描述万有引力的广义相对论，无法与描述微观尺度物理学的量子力学成功地整合在一起。但是大多数科学家并不认为这就是认知的根本边界，因为他们正试图通过对广义相对论进行必要的修正，使其成为相容量子理论的一部分。而弦理论，正是人们取得的主要成果之一。假如我们在一个方向上看得足够远，就能看见自己的后脑勺。鉴于这样一个理论，我们也许能够回答大爆炸之前都发生了些什么——假如有的话。这种最简单的、可能的回答，或许也是最不令人满意的回答。无论是狭义相对论还是广义相对论，都将时间与空间捆绑在一起，成为一个单一...