宇宙的终极思考

“量子理论的成果很多，但它很难让我们接近撒旦的秘密，无论如何，我确信他不会与宇宙掷骰子。”

这是爱因斯坦在20世纪给当时的量子力学之父之一，马克思·伯恩的一封信。

信中的这句话不仅表明了爱因斯坦当时对量子力学的看法，同时还表露出了自己关于宗教、哲学、宇宙、科学的思考。

回到现实中，不管是科学家还是天文学家，人们对于宇宙的思考从来没有停止过，即使是没有专业知识储备的普通人也会在仰望星空的时候不禁思考宇宙背后的秘密。

爱因斯坦作为现代物理学的奠基人，同时也是量子物理学中有着重要影响力的人物。

尽管爱因斯坦在早年间对量子力学嗤之以鼻，但随着对宇宙研究的深入，爱因斯坦也不得不折服于宇宙的伟大。

在牛顿时代，人们对宇宙的理解是绝对且静止的，但爱因斯坦集百家之长最终从理论中突破了牛顿对宇宙的理解，从而在基础数学中进行了重大简化。

如今我们都知道他的相对论，空间与时间的相对关系，并且共同构成了弯曲、扭曲的时空结构。

这种打破常规思考局限的方式让其他人更仔细地检查了宇宙的对称性，时空的这种变化最终带来的则是进一步观察，科学家们发现了正在膨胀的宇宙。

自然描述中的对称性或许是科学家一直想要解决的问题之一。

在牛顿物理学中，这种对称性通常有着绝对性，三个空间中的位置变化，仍然可以进行记录。

绝对空间中的对称研究被科学家称作“伽利略变换”，但这并不是自然界中真正的对称性。

反而是爱因斯坦对时空的解释才让人们意识到时空坐标系中真正的运动变化。

后来闵可夫斯基进一步完善了爱因斯坦的相对论，并改进了时空的对称性。

随后，则是暗能量的出现和加入，因为随着人们对宇宙认知的不断加深，越来越多不可思议的现象开始出现在物理理论中。

传统物理到了这一时期已经很难解决宇宙物理中的问题。

现代物理发展的顶峰

爱因斯坦是第一个将他的空间和时间可塑性思想应用于整个宇宙的人。

1919年他设计了一个模型，一个静态的、球形的、完美对称的宇宙出现了，并且宇宙中的物质均匀分布在各处。

但即使是爱因斯坦当年用数学公式描述宇宙时，为了使自己的宇宙时空更合理，从而添加了“宇宙常数”。

但事实证明，被额外添加的宇宙常数只是从数学中看起来更加规范合理，但是在真实观察到的宇宙模型中并不有效。

因为宇宙在膨胀，而且变化很快，但科学家们也无法解释究竟是何种力量导致了宇宙一直这么膨胀下去。

因而为了解释这一现象，科学家也不得不用“暗能量”这样模糊的词汇来解释宇宙。

不过后来物理界中又出现了一种新的理论，量子力学，如同当初的相对论一般，量子力学在早期的理论雏形中也被爱因斯坦视作异类。

不过爱因斯坦很快便意识到量子力学有自身存在的合理性，热衷于完美和对称的爱因斯坦很快也接受了这样一种新兴的理论。

对于量子力学来讲，一个最基本的原则便是“海森堡不确定性原理”。

它意味着不能同时测量粒子的位置和动量，对于观察者而言，自然元素具有随机性，并且无法被真正地观察到。

爱因斯坦后来对量子力学的看法则引出了他最著名的那句话:“上帝不掷骰子”。

他认为这种理论不是对信仰或命运的表达，而是对数学有着更严格的要求。

不能确定地测量粒子的特性似乎是不对的，但是他相信有一个潜在的物理定律可以让我们这样做。

直到今天，虽然科学界已经知道量子力学不仅真实存在，并且是有效的，例如晶体管、核磁共振成像等实际应用中。

但目前科学家并不知道如何将它与物理学的其他部分结合起来。

在量子力学逐渐兴起的年代，爱因斯坦最终带着他的思考和想法去往了他心中的“上帝”所在之处。

尽管爱因斯坦去世后给物理学界带来了重大损失，但他的著作仍然影响了后来的物理学家，其中就包括我国著名物理理论家，杨振宁教授。

宇宙的终极疑问

杨振宁从小就在数学上表露出了足够的天赋，并且通过自己的学习最后进修复杂高深的场论、爱因斯坦方程以及粒子物理方面的研究。

同样也是出于对数学优美表达的宇宙的热爱，杨振宁学习了许多爱因斯坦留下来的理论知识。

后来在粒子物理学中与李政道一同发表了弱相互作用中宇称对称不守恒。

简单来讲，这种不守恒在量子物理中存在，并且如同镜子里的镜像一般，基本粒子的所有基本相互作用都有相对应的“手性”，但它的弱相互作用却不对称。

场论和群论在量子力学中被进一步阐述，科学家们开始逐渐了解宇宙的面貌应该是怎样的。

然而随着对宇宙认识的进一步加深，现代物理理论不断完善的背后，科学家们却又开始迷茫起来。

尤其是在量子力学和弦理论中，两种不同的理论框架带来了激烈的碰撞，如何解决宇宙的终极问题，即大一统理论则成为了当今物理界最想得到的答案。

现代物理学中所依赖的有两种理论，即广义相对论和量子力学。

广义相对论负责引力的理论框架构建，量子力学则在更加微观的世界中帮助科学家理解宇宙的三种非引力。

我们的宇宙究竟是什么?它的起源，宇宙所有的物理法则、规律是谁安排的?

进入21世纪后，量子力学的不断深入才让科学家们逐渐明白，爱因斯坦以及杨振宁可能是对的。

暗能量的发现让科学家们明白宇宙的膨胀几乎是不可逆的，时空场论最终打破了旋转不变性，人们开始理解这种不完美的现象。

大一统理论的猜想让科学家将物理学中的这种数学表达更多的以哲学思考的方式带给众人。

最终，整个物理学界似乎又回到了上帝与宇宙起源的论述中。

但事实上，科学在今天的发展并没有将宇宙推向神学的方向，而是以一种哲理性的眼光从已知的规律中摸索宇宙，尽管我们对这种规律的理解很模糊。

如今大爆炸理论仍然是主流科学界所接受的一个观点，要想了解宇宙的前世今生，就必须了解在这之前发生了什么，以后未来会发生什么。

因此物理学界才发展出来如此丰富的研究理论，要想了解宇宙如何运作，就必须通过现有的物理定律进行观察。

如今科学家也在通过新的理论来寻求不同的解答，但不管怎么讲，科学终究不是宗教。

它比宗教更具有精神性，因为科学能让我们更好地了解宇宙。

正是出于这种理解和学习，人们才不禁将一种拟人化的形象附着在宇宙身上。

或许正是这种形而上学的感觉才让人们对宇宙感到敬佩，从而发现人的渺小。