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宇宙有没有边界?

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宇宙有没有边界?


        

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  • 2006-10-10 19:28:23
      中国古代即有“天地四方曰宇,往古来今曰宙”的说话。我们的宇宙就是时间和空间的结合体。天地无极,时间无始无终,这是我们通常对宇宙的认识。宇宙实在是太神秘,太莫测的,以至人类在它面前只不过是沙滩上的一个小孩子罢了。人类的智慧太有限了。那么宇宙到底是无限的还是有限的,它有没有边界呢。
      千万年来,人类从来没有停止过对这个问题的追问。 再者,有限和无限又是怎么区分的呢。何为有限?何为无限?在我看来,没有绝对的无限,在人类小小的智慧面前,只有绝对的有限。有限和无限不是那么容易分得清楚的。西谚有云“一花一世界,一沙一天堂”,有限和无限在一个瞬间便可以得到转化和超脱。
      我们举一个数学上的例子: 我们知道实数轴是无限可分的,处处稠密。所谓“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。从这个意义是说,整个实数轴是由无穷个点组成的。而一个小小的区间(1,2)也是由无穷个不可再分的点组成的。在这个意义上来说,一个在距离上可以衡量的小小的区间便和整个无穷的实数轴有共通之处。
      再者,一个两厘米的线段是由无穷个点组成的,而一个三厘米的线段也是由无穷个点组成的。这样一来,我们势必陷入了一种困惑:有限即是无限,无限即是有限,有限与无限是如此容易的可以转化。 数学上有无穷小量和无穷大量的问题。所谓小量是指一个无限接近0的小的不能再小的数(但是我们不能把一个可以写出来、可以说出来、甚至可以想象到的数称为无穷小量)。
      而无穷大量则是一个大的不可能再大的数,一般可以用∞表示。我们能够想象到无穷个无穷小量的和是什么吗?是不是无穷大量呢?经过举例,可以得知无穷多个无穷小量的和可以是一个具体的数字,比如说1、2、0、和100等,也可以是无穷大∞。 再举一个例子:0。
      9的循环,也就是说小数点之后有无数个9,在小学的时候老师教给我们的是后边有无穷个9,但是它却永远会比1小。老师解释的原因就是:它永远也不可能达到1。但是运用数学的级数理论和极限理论都可以证明,0。9的循环和1是完全相等的。看似不成立的东西,运用极其严格的数学证明之后,却是实在的真理,我们不得不面对这个问题,也面对人类的困惑。
      通过这两个例子,抽象的东西,可以和具象的东西联系和转化。比如说无穷小量的和可能是一个具体的数目。二者之间不存在鸿沟,可以相互转化和沟通的。 既然抽象的无穷大和无限可以和具象的有限相互沟通。可以大胆的下这样的一个结论(虽然我问过很多老师,在传统观念上是不可以这样提的,但是我固执的认为这是正确的):y=1/x的图像在x趋向于无穷大的时候是和x轴相交的,交点就是(∞,0)。
      虽然无穷大是一个想象中的大的无法描述的数。但是我们可以化抽象为具象,曲线有∞这样一个点的时候是相于数轴的。那么有人可能要问了,既然可以相交,那么相交之后的图像是什么东西呢?问这个问题的人首先把我们讨论的前提给放弃了。因为我们谈的是无穷大∞,什么是无穷大呢?它是一个大的不能再大的概念,也就是说,在它之后,我们便不能再想到更大的数了。
      我们和智慧和思想遇到了不能再想象到的东西,便给它起了一个名字叫无穷大∞。在它之后的数字是超出我们的想象的,那么相交之后的图像和点却是我们的智慧能够想到的,便不是无穷大。承认交点是无穷大的情况下,就承认了后面的点和数是无法想象的。我们想象到的不是无穷大。
       于是,绕了一个大圈子。我们回到宇宙的边界这个问题上。 有了前面的铺垫,我们便可以得出这个一个结论:宇宙在时间和空间上都是无限的,却是有边界的。我们不妨把宇宙的边界起一个名字叫:∞。也就是说,宇宙的边界是我们人类智慧的一个边界,是我们能想象到一个极限,超过这个极限的东西,是我们不能想象的。
      所谓宇宙是人类创造出来的一个词汇,就像时间一样。有人问:“上帝在创造时间之前在干什么啊?”这是一个有意思的问题。上帝在创造时间之前,肯定还没有时间,因为时间是在上帝创造了之后才出现了。那么我们用一个后来才出现的词汇来描述这个词汇出现之前的东西,肯定是不合理的。
      我们在想上帝创造时间之前在干什么这个问题的时候,是用的人类的语言和思维体系来思考不属于人类语言体系和思维体系的东西当然是不可能得出结论的。就像一个在二维世界里人是无法想象三维空间的。 同样,宇宙之外是什么呢?我们可以如前一样,把宇宙之外的这一个人类无法定义和思维和东西暂时的称为“非宇宙”。
      这是一个搞笑的概念。怎么说呢,我又是用一个人类的语言体系和思维体系中的字汇来定义非属于人类语言体系和思维体系的东西。甚至这个东西都不能够被称为东西。就像当初人类第一次给鸡蛋命名的时候,如果把它叫做“狗”,我们今天也便理所当然的鸡蛋称为狗了。 宇宙的边界其实是一个人类智慧思维和极限,到了那里人类的语言方式和思维方式再也无法前行了,便是宇宙的边界了。
      边界之外的东西,不仅是无法表述的,也是无法想象的,甚至人类根本不知道它的存在,不知道它是不是存在的。 宇宙是无限的,却是有边界的。 参考资料: 。

    孙***

    2006-10-10 19:28:23

其他答案

    2006-10-13 15:11:49
  • 应该没有边界,要有美国人早派驻军去了

    1***

    2006-10-13 15:11:49

  • 2006-10-11 12:33:33
  •    当世界科学大师霍金教授19日坐着轮椅出现在人民大会堂万人大礼堂时,几十台摄像机和照相机的镜头齐刷刷地对准了他,犹如在记录重大政治或外交仪式。许多年轻学生欢呼着跃离座位,冲到主席台前,端着各式相机对准霍金教授一阵猛拍。
        “宇宙有无起点?宇宙是否永恒?”
        今年64岁的理论物理学家霍金被称为当今世界的爱因斯坦。
      他应好友、著名数学家丘成桐教授之邀,来北京参加2006年国际弦理论大会,并支撑着羸弱的身体,向中国科学界和公众作两场学术报告。这位英国皇家学会会员和美国科学院外籍院士,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面走出了重要一步。
       “你们听得见吗?”霍金教授以他招牌式的问候开始了45分钟的演讲——对他来说算是长的了。现场观众听到的是霍金教授利用电脑控制的语音合成器发出的具有金属质感的声音。 霍金在1965年获得博士学位前,被诊断患有肌肉萎缩症。过去几十年里,他一直依靠轮椅行动。
      两年前,他还能用三个手指控制鼠标输入他想表达的词句,但现在只能通过眨眼和眼光的移动同外界交流。传感器和红外线控制系统通过感知他的目光来形成特定的词句。 霍金教授斜靠在轮椅上,像在安静地休息,不过讲述的话题,却是最吸引人的宇宙的起源和归宿。
       “宇宙有无起点?宇宙是否永恒?”这些问题一直困扰着人类中的智者。20世纪20年代美国天文学家埃德温·哈勃在威尔逊山上用100英寸的望远镜观测天象后,情形发生了根本的改变。哈勃发现,宇宙正在膨胀,星系之间的距离随时间流逝而增大。 “宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一。
      ”霍金教授说,“许多科学家仍然不喜欢宇宙具有开端,因为这似乎意味着物理学崩溃了。人们不得不求助于外界的作用,去确定宇宙如何起始。” “我们为何在此?我们从何而来? 霍金接着说:“爱因斯坦的理论不能预言宇宙如何起始,它只能预言宇宙一旦起始后如何演化。
      ”霍金和罗杰·彭罗斯用数学方法证明了如果广义相对论是正确的,那么宇宙就存在一个奇点,那是具有无限密度和无限时空曲率的点,时间从那里开始。 “爱因斯坦的广义相对论将时间和空间统一成时空。但是时间仍和空间不同,它像一个通道,要么有开端和终结,要么无限地伸展出去。
      为了理解宇宙的起源,我们必须把广义相对论和量子理论相结合。”霍金说。 霍金教授想像中的宇宙起源有点像沸腾水中的“泡泡”。他说:“宇宙的开端,可能出现了许多‘小泡泡’,然后消失。‘泡泡’膨胀的同时,会伴随着微观尺度的坍缩。一些坍缩的‘泡泡’由于不能维持足够长的时间,来不及发展成星系和恒星,更不用说智慧生命了。
      但一些‘小泡泡’膨胀到一定尺度,就可以安全地逃离坍缩,继续以不断增大的速率膨胀,形成了我们今天看到的宇宙。” 他说:“我们已经观察到,宇宙的膨胀在长期变缓后,再次加速,现有的理论仍不能很好地解释这个现象。宇宙学是一个非常激动人心的学科。
      我们正接近回答古老的问题:我们为何在此?我们从何而来?” “年轻人看了霍金的理论一定会有收获” 1988年,霍金教授的惊世之著《时间简史:从大爆炸到黑洞》出版,该书从研究黑洞出发,探索了宇宙的起源和归宿,解答了人类有史以来一直探索的问题:时间有没有开端?空间有没有边界?许多中国人正是通过这本书开始了解霍金教授。
       对于多数中国学生来说,霍金的名字是个神圣的符号。国际弦理论大会组织者在高校密集的中关村地区免费发放了6000多张霍金教授演讲会入场券。 现场聆听霍金教授演讲的北京理工大学一年级学生张涛说:“我不能完全明白他说的理论。我来这里是出于对霍金的个人崇拜,他身体残疾还对科学那么执著。
      ” 另一名大学生周成说他有一本《时间简史》,他也是慕名前来近距离看看霍金教授。他说:“看到那么多人抢到主席台前拍照,我感到不知所措。” 菲尔兹奖得主、哈佛大学教授丘成桐说:“请霍金教授来演讲是想让年轻人对基础科学研究产生兴趣。
      年轻人看不懂他的理论是很正常的,不过看总比不看好,看了一定会有收获的。” 。

    随***

    2006-10-11 12:33:33

  • 2006-10-11 11:37:48
  • 从马克思主义理论角度讲(别笑,将正经的事情呢),宇宙是无限的。我们假设相对论的第二条光速的假设成立。那么宇宙仍旧是无限的,只不过能够影响我们的部分是有限的。在光速*宇宙时间以外的部分影响不到我们,所以我们可以认为它不存在。
    但是,这样很多观测结果就会理论预言不合。很多观测结果说明一些态函数不应该是local的(局域性的)(或者说不像量子力学或者量子场论地面描述的那样有传播子在作用)。这就便是超玄理论想解释的东西。
    总而言之,还是无限的。或者说是无限多有限所组成的。

    s***

    2006-10-11 11:37:48

  • 2006-10-11 11:13:09
  •   宇宙很可能是有限无边的。而是否存在‘外面’就很难说了
    ‘边缘’很可能是一个有着很大的力,足以使任何的物质在靠近它时,都会受到一个斥力,从而使该物体发声‘绝对’运动方向发生改变,但是其实它的相对运动方向并没有改变,因为这个斥力影响着整个宇宙。
      我们可以理解成,有一个人在地球上有一个很大功率的望远镜朝某一方向望去,很可能在某年后会在该镜里看到地球甚至自己,其原因就是当光以径直的方向向前运行时(不考虑其他力),在不断靠近这堵‘墙’时会不断的受到一个斥力,渐渐的的,这个斥力越来越大,使得光以一定的曲率弯曲而继续运行。
      最终,回到原点。(至于是不是球形的就不知道了,圆球体既然那是一种完美的形状或状态的话,我想宇宙有是会去‘考虑’的) 简单的讲,如果在二维的基础上,人的速度只要不超过每秒7。9km时我们始终不会走出地球外。这时,在某种角度上来讲我们会认为这地球是无限大的。
       而实际上,这个边缘并不存在,简单的想像一下一个无限大的立体平面促接成了一个类似圆球体。 或者在想像一下,我们在地球上行走,只要不飞离地球,我们就会认为地球是无限大的。 再有,对于在地球行走的我们其实并不能察觉到地球是圆的,由于重力的原因,我们似乎察觉到的行走感觉是平面,同样的道理,宇宙的空间其实是一个圆的或者说以一定曲率弯曲的空间,只不过,宇宙里面的所有物体都遵循这种曲率运行,而由于参照物的原因,致使我们不能察觉到空间是扭曲的。
       这个扭曲的空间是互相承接的,是一个封闭的空间,就像上面说的那样,由于受到扭曲曲率的影响,因此,如果我们以一定速度超前运动,不考虑其他因素,我们将回在未来的某年内回到原点。 对于宏大的宇宙,我们不能只以我们的感觉去度量、察看宇宙的形态。我们所有的感觉但是局限性的。
      就像我们不感知异常小的物质(原子等)或者异常大的物质(宇宙或者地球)一样。目前,我们所拥有的感知器官,可能只适应局限性的感觉。而不能去察觉之外的事物。也许,我们适应了运动在我们眼见到的平直的‘空间’上,就会认为空间也是平直,也许并不是呢。 在无限大的平面内行动,是逃脱不出去的。
      而类比一下成封闭体的空间内,依然是无限大的,只是,由于空间内封闭了,而且是以一定的曲率。而这个曲率被作用于封闭体,是把一个无限大的平面体弯曲后的封闭体。 在无限大的平面内,不存在什么边界,那么同样的道理,由于空间上的扭曲,致使扭曲的空间也是没有边界的, 想像一下,把无限的平面升华为圆球体。
      不是去想像什么形状,而是去想像其中的相同的效应。 无限的平面不存在什么外面了,那么,同为‘无限’的封闭弯曲空间也同样不存在什么外面。 。

    z***

    2006-10-11 11:13:09

  • 2006-10-10 19:13:11
  • 有边界现在说150亿光年外就不是宇宙了。至于边界的性质还没有报告

    m***

    2006-10-10 19:13:11

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