語(yǔ)文高三下冊(cè)《宇宙的未來(lái)》正文

　　《宇宙的未來(lái)》是人教版高中語(yǔ)文必修5的一篇科技論文,是史蒂芬·霍金1991年1月在英國(guó)劍橋大學(xué)作的一次演講，下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?lái)的語(yǔ)文高三下冊(cè)《宇宙的未來(lái)》正文，希望對(duì)你有幫助。

　　語(yǔ)文高三《宇宙的未來(lái)》正文

　　在非常早的時(shí)代，預(yù)言未來(lái)是先知或者女巫的職責(zé)。這些通常是被毒藥或火山隙溢出的氣體弄得精神恍惚的女人。周圍的牧師把她們的咒語(yǔ)翻譯出來(lái)，而真正的技巧在于解釋。古希臘的德勒菲的著名巫師以模棱兩可而臭名昭著。當(dāng)這些斯巴達(dá)人問(wèn)道，在波斯人攻擊希臘時(shí)會(huì)發(fā)生什么時(shí)，這巫師回答道：要么斯巴達(dá)會(huì)被消滅，(古代巫師的預(yù)言，訣竅在于可以隨意作出解釋。)要么其國(guó)王會(huì)被殺害。我想這些牧師盤算，如果這些最終都沒有發(fā)生，則斯巴達(dá)就會(huì)對(duì)阿波羅太陽(yáng)神如此之感恩戴德，以致忽視其巫師作錯(cuò)預(yù)言的這個(gè)事實(shí)。事實(shí)上，國(guó)王在捍衛(wèi)特莫皮拉隘道〔特莫皮拉隘道〕一般譯作“溫泉關(guān)”。公元前480年，波斯國(guó)王薛西斯一世率領(lǐng)大軍五十多萬(wàn)、戰(zhàn)艦千艘，越過(guò)達(dá)達(dá)尼爾海峽，水陸兩路進(jìn)犯希臘。斯巴達(dá)國(guó)王列奧尼達(dá)斯率領(lǐng)300名斯巴達(dá)士兵在溫泉關(guān)頑強(qiáng)抵抗波斯軍，全部戰(zhàn)死。波斯軍隊(duì)占領(lǐng)雅典，大肆焚掠。希波戰(zhàn)爭(zhēng)是希臘諸城邦反抗波斯侵略和壓迫的戰(zhàn)爭(zhēng)，最后以希臘的勝利而結(jié)束。的一次拯救斯巴達(dá)并最終擊敗波斯人的行動(dòng)中喪生了。

　　另一次事件，利迪亞〔利迪亞〕一般譯作“呂底亞”，小亞細(xì)亞西部的奴隸制國(guó)家，在現(xiàn)在的土耳其境內(nèi)。的國(guó)王克羅修斯〔克羅修斯〕一般譯作“克羅伊斯”，呂底亞的末代國(guó)王(約前560—前546年在位)。公元前546年，波斯國(guó)王居魯士攻破其首都薩狄斯，被俘。據(jù)說(shuō)他是古代的巨富之一，他的名字已成為“富豪”的同義語(yǔ)。，這位世界上最富裕的人有一次問(wèn)道：如果他侵略波斯的話會(huì)發(fā)生什么。其回答是：一個(gè)偉大的王國(guó)將會(huì)崩潰。克羅修斯以為這是指波斯帝國(guó)，殊不知正是他自己的王國(guó)要陷落，而他自己的下場(chǎng)是活活地在柴堆上受火刑。

　　近代的末日預(yù)言者為了避免尷尬，不為世界的末日設(shè)定日期。這些日期使股票市場(chǎng)下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結(jié)會(huì)使人愿意用股票來(lái)?yè)Q錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話。

　　迄今為止，所有為世界末日設(shè)定的日期都無(wú)聲無(wú)息地過(guò)去了。但是這些預(yù)言家經(jīng)常為他們顯然的失敗找借口解釋。例如，第七日回歸的創(chuàng)建者威廉·米勒〔威廉·米勒〕(1782—1849)美國(guó)紐約州農(nóng)民，近代基督復(fù)臨運(yùn)動(dòng)的創(chuàng)始人。從1831年起開始傳道，根據(jù)《但以理書》的某些章節(jié)推算出基督將于1843年或1844年3月21日第二次降臨，贏得了成千上萬(wàn)的追隨者。預(yù)言雖然失敗，但該派仍堅(jiān)持教義，并于1863年成立了基督復(fù)臨安息日會(huì)。預(yù)言，耶穌的第二次到來(lái)會(huì)在1843年3月21日至1844年3月21日間發(fā)生。在沒有發(fā)生這件事后，這個(gè)日期就修正為1844年10月22日。當(dāng)這個(gè)日期通過(guò)又沒有發(fā)生什么事后，又提出了一種新的解釋。據(jù)說(shuō)，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數(shù)出獲救者名單。只有數(shù)完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運(yùn)的是，數(shù)人名看來(lái)要花很長(zhǎng)的時(shí)間。

　　當(dāng)然，科學(xué)預(yù)言也許并不比那些巫師或預(yù)言家的更可靠些。人們只要想到天氣預(yù)報(bào)就可以了。但是在某些情形下，我們認(rèn)為可以做可靠的預(yù)言。宇宙在非常大的尺度下的未來(lái)，便是其中一個(gè)例子。

　　我們?cè)谶^(guò)去的三百年間發(fā)現(xiàn)了制約在所有正常情形下物體的科學(xué)定律。我們?nèi)匀徊恢乐萍s在極端條件下物體的精確的定律。那些定律在理解宇宙如何起始方面很重要，但是它不影響宇宙的未來(lái)演化，除非直到宇宙坍縮成一種高密度的狀態(tài)。事實(shí)上，我們必須花費(fèi)大量金錢建造巨大粒子加速器去檢驗(yàn)這些高能定律，便是這些定律對(duì)現(xiàn)在宇宙的影響是多么微不足道的一個(gè)標(biāo)志。

　　即便我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來(lái)。這是因?yàn)槲锢矸匠痰慕鈺?huì)呈現(xiàn)出一種稱作混沌的性質(zhì)。這表明方程可能是不穩(wěn)定的：在某一時(shí)刻對(duì)系統(tǒng)作非常微小的改變，系統(tǒng)的未來(lái)行為很快會(huì)變得完全不同。例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)輪賭盤的方式，就會(huì)改變出來(lái)的數(shù)字。你在實(shí)際上不可能預(yù)言出來(lái)的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會(huì)在賭場(chǎng)發(fā)財(cái)。

　　在不穩(wěn)定或混沌的系統(tǒng)中，一般地存在一個(gè)時(shí)間尺度，初始狀態(tài)下的小改變?cè)谶@個(gè)時(shí)間尺度將增長(zhǎng)到兩倍。在地球大氣的情形下，這個(gè)時(shí)間尺度是五天的數(shù)量級(jí)，大約為空氣繞地球吹一圈的時(shí)間。人們可以在五天之內(nèi)作相當(dāng)準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)，但是要做更長(zhǎng)遠(yuǎn)得多的天氣預(yù)報(bào)，就既需要大氣現(xiàn)狀的準(zhǔn)確知識(shí)，又需要一種不可逾越的復(fù)雜計(jì)算。我們除了給出季度平均值以外，沒有辦法對(duì)六個(gè)月以后作具體的天氣預(yù)報(bào)。

　　我們還知道制約化學(xué)和生物的基本定律，這樣在原則上，我們應(yīng)能確定大腦如何工作。但是制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態(tài)的非常小的改變會(huì)導(dǎo)致非常不同的結(jié)果。這樣，盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實(shí)際上我們不能預(yù)言它?？茖W(xué)不能預(yù)言人類社會(huì)的未來(lái)或者甚至它有沒有未來(lái)。其危險(xiǎn)在于，我們毀壞或消滅環(huán)境的能力的增長(zhǎng)比利用這種能力的智慧的增長(zhǎng)快得太多了。

　　宇宙的其他地方對(duì)于地球上發(fā)生的任何事物根本不在乎。繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的行星的運(yùn)動(dòng)似乎最終會(huì)變成混沌，盡管其時(shí)間尺度很長(zhǎng)。這表明隨著時(shí)間流逝，任何預(yù)言的誤差將越來(lái)越大。在一段時(shí)間之后，就不可能預(yù)言運(yùn)動(dòng)的細(xì)節(jié)。我們能相當(dāng)?shù)乜隙?，地球在相?dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不會(huì)和金星相撞。但是我們不能肯定，在軌道上的微小擾動(dòng)會(huì)不會(huì)積累起來(lái)，引起在十幾億年后發(fā)生這種碰撞。太陽(yáng)和其他恒星繞著銀河系的運(yùn)動(dòng)，以及銀河系繞著其局部星系團(tuán)的運(yùn)動(dòng)也是混沌的。我們觀測(cè)到，其他星系正離開我們運(yùn)動(dòng)而去，而且它們離開我們?cè)竭h(yuǎn)，就離開得越快。這意味著我們周圍的宇宙正在膨脹：不同星系間的距離隨時(shí)間而增加。

　　我們觀察到的從外空間來(lái)的微波輻射〔微波輻射〕指宇宙微波背景輻射，即來(lái)自宇宙空間背景上的各個(gè)方向同性的微波輻射，是宇宙之初“大爆炸”的余熱，溫度比開氏絕對(duì)零度高2.7度，習(xí)慣上稱為3K輻射。1965年美國(guó)科學(xué)家彭齊亞斯和威爾遜因共同發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射而獲1978年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。背景給出這種膨脹是平滑而非混沌的證據(jù)。你只要把你的電視調(diào)到一個(gè)空的頻道就能實(shí)際觀測(cè)到這個(gè)輻射。你在屏幕上看到的斑點(diǎn)的小部分是由太陽(yáng)系外的微波引起的。這就是從微波爐得到的同類的輻射，但是要更微弱得多。它只能把食物加熱到絕對(duì)溫度〔絕對(duì)溫度〕即開氏溫度，1848年由英國(guó)物理學(xué)家開爾文(1824—1907)提出，1960年第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)規(guī)定熱力學(xué)溫度以開爾文為單位。開氏的零度稱為“絕對(duì)零度”，等于零下攝氏273.15度。③〔哥白尼(1473—1543)〕波蘭天文學(xué)家，太陽(yáng)中心說(shuō)的創(chuàng)立者，近代天文學(xué)的奠基人。的2.7度，所以不能用來(lái)溫?zé)崮愕耐赓u皮薩〔皮薩〕一種意大利式的餡餅。。人們認(rèn)為這種輻射是熱的早期宇宙的殘余。但是它最使人印象深刻的是，從任何方向來(lái)的輻射量幾乎完全相同。宇宙背景探索者衛(wèi)星已經(jīng)非常精確地測(cè)量了這種輻射。從這些觀測(cè)繪出的天空?qǐng)D可以顯示輻射的不同溫度。在不同方向上這些溫度不同，但是差別非常微小，只有十萬(wàn)分之一。因?yàn)橛钪娌皇峭耆饣模嬖谥T如恒星、星系和星系團(tuán)的局部無(wú)規(guī)性，所以從不同方向來(lái)的微波必須有些不同。但是，要和我們觀測(cè)到的局部無(wú)規(guī)性相協(xié)調(diào)，微波背景的變化不可能再小了。微波背景在所有方向上能夠相等到100 000分之99 999。

　　上古時(shí)代，人們以為地球是宇宙的中心。在任何方向上背景都一樣的事實(shí)，對(duì)于他們而言毫不足怪。然而，從哥白尼③時(shí)代開始，我們就被降級(jí)為繞著一顆非常平凡的恒星公轉(zhuǎn)的一顆行星，而該恒星又是繞著我們看得見的不過(guò)是一千億個(gè)星系中的一個(gè)典型星系的外邊緣公轉(zhuǎn)。我們現(xiàn)在是如此之謙和，我們不能聲稱任何在宇宙中的特殊地位。所以我們必須假定，在圍繞任何其他星系的任何方向的背景也是相同的。這只有在如果宇宙的平均密度以及膨脹率處處相同時(shí)才有可能。平均密度或膨脹率的大區(qū)域的任何變化都會(huì)使微波背景在不同方向上不同。這表明，宇宙的行為在非常大尺度下是簡(jiǎn)單的，而不是混沌的。因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來(lái)。

　　因?yàn)橛钪娴呐蛎浭侨绱酥鶆?，所以人們可按照一個(gè)單獨(dú)的數(shù)，即兩個(gè)星系間的距離來(lái)描述它?，F(xiàn)在這個(gè)距離在增大，但是人們預(yù)料不同星系之間的引力吸引正在降低這個(gè)膨脹率。如果宇宙的密度大于某個(gè)臨界值，引力吸引將最終使膨脹停止并使宇宙開始重新收縮。宇宙就會(huì)坍縮到一個(gè)大擠壓。這和起始宇宙的大爆炸相當(dāng)相似。大擠壓是被稱作奇性的一個(gè)東西，是具有無(wú)限密度的狀態(tài)，物理定律在這種狀態(tài)下失效。這就表明即便在大擠壓之后存在事件，它們要發(fā)生什么也是不能預(yù)言的。但是若在事件之間不存在因果的連接，就沒有合理的方法說(shuō)一個(gè)事件發(fā)生于另一個(gè)事件之后。也許人們可以說(shuō)，我們的宇宙在大擠壓處終結(jié)，而任何發(fā)生在“之后”的事件都是另一個(gè)相分離的宇宙的部分。這有一點(diǎn)像是再投胎。如果有人聲稱一個(gè)新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的個(gè)體。

　　如果宇宙的密度小于該臨界值，它將不會(huì)坍縮，而會(huì)繼續(xù)永遠(yuǎn)膨脹下去。其密度在一段時(shí)間后會(huì)變得如此之低，引力吸引對(duì)于減緩膨脹沒有任何顯著的效應(yīng)。星系們會(huì)繼續(xù)以恒常速度相互離開。

　　這樣，對(duì)于宇宙的未來(lái)其關(guān)鍵問(wèn)題在于：平均密度是多少?如果它比臨界值小，宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會(huì)坍縮，而時(shí)間本身就會(huì)在大擠壓處終結(jié)。然而，我比其他的末日預(yù)言者更占便宜。即便宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預(yù)言，它至少在一百億年內(nèi)不會(huì)停止膨脹。我預(yù)料那時(shí)自己不會(huì)留在世上被證明是錯(cuò)的。

　　我們可以從觀測(cè)來(lái)估計(jì)宇宙的平均密度。如果我們計(jì)算能看得見的恒星并把它們的質(zhì)量相加，我們得到的，不到臨界值的百分之一左右。即使我們加上在宇宙中觀測(cè)到的氣體云的質(zhì)量，它仍然只把總數(shù)加到臨界值的百分之一。然而，我們知道，宇宙還應(yīng)該包含所謂的暗物質(zhì)，即是我們不能直接觀測(cè)到的東西。暗物質(zhì)的一個(gè)證據(jù)來(lái)自于螺旋星系。存在恒星和氣體的巨大的餅狀聚合體。我們觀測(cè)到它們圍繞著自己的中心旋轉(zhuǎn)。但是如果它們只包含我們觀測(cè)到的恒星和氣體，則旋轉(zhuǎn)速率就高到足以把它們甩開。必須存在某種看不見的物質(zhì)形式，其引力吸引足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住。

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