人类探索宇宙起源奥秘的交响乐章

科学普及出版社 2015-08-28 作者：顾逸东

　　人类自古就对斗转星移，莽莽苍穹充满敬畏和遐想，关于创世和人类起源的神话与传说不绝于人类古文明史。“天地四方谓之宇，古往今来谓之宙”，是中国古代哲人对宇宙朴素而智慧的认知，使汉语中“宇宙”这个词汇置空间时间于一体，喻空间和时间为无限，形象而精妙。中国古代《道德经》的“一生二，二生三，三生万物”之说，或许为破除形而上概念，接受能量和质量转换，从能量产生基本粒子到形成宇宙、星系和行星、生物和人类的宇宙进化观念提前做了舆论准备呢。

　　在漫长的岁月里，人类从未停止过对宇宙奥秘的探索，甚至为科学真理而献身。16世纪，波兰科学家哥白尼提出“日心说”，意大利科学家布鲁诺提出太阳仅是太阳系中心而非宇宙中心，都是科学思想的重大进步，因触犯或颠覆了神学观念被迫害甚至处死。当然在那个时代，要科学地解答宇宙起源问题还不具备充分的条件。

　　只是到了现代，在人类建立了以相对论、量子论为基础的近代物理学大厦，形成了宇观和微观统一、量子和连续性统一的科学自然观，以及发展了包括空间观测在内的空前精密观测能力之后，经过艰苦的理论探索和大量实测研究，理论和观测相互激荡，互为支撑，宇宙学才在最近二三十年中逐渐成为一门得到观测事实有力支持的精密科学。宇宙起源演化科学理论的主流是大爆炸宇宙学和爆炸后发生在极短瞬间的暴胀理论。宇宙大爆炸学说之奇特，在开始时超乎一般人常识，令人不可思议，好在现代神学已失去了对科学的禁锢，科学自有其强大的逻辑力量，使宇宙起源的科学得以发展，使人类对宇宙起源演化的认识发生了革命性的变化。

　　李杰信先生的力作《宇宙起源》是关于当代宇宙学及其最新进展的科普著作，这是现代基础科学中带有根本性、最新但又最深奥难懂的一门学问。即使在科学界，研究和完全懂得宇宙学的科学家是极少数人。因此我相信，能够并敢于用通俗道理阐释这门艰涩学问的人凤毛麟角，这不仅需要科学专业的深厚功底，还需要融会贯通的深入理解、丰富多彩的形象思维和贴近生活的精彩表述。杰信先生做到了，这是最让我钦佩的。

　　我是被杰信先生这本书先期“科普”的读者之一，愿与其他读者分享我的心得。我本人虽从事与空间科学相关的工作，但没有专门学习和研究过宇宙论。记得1980年代，我的一位勤于阅读思考，已经从政的老友知道我在中科院高能所宇宙射线研究室工作，向我了解宇宙大爆炸问题，我的回答肯定使他无法满意。后来听过一些宇宙学方面的报告，了解一些梗概，但实际上还是似是而非。

　　今年5月，杰信先生来我供职的中科院空间应用中心做了一场精彩的宇宙起源科普报告。会后与杰信先生交谈，他拿出刚出版不久的《宇宙起源》繁体中文版送给我，我稍有时间后开始阅读，一开卷就被深深地吸引住了。一天多的时间，我沉浸在专注、思索和兴奋之中。

　　这本书把人类对宇宙起源的历史认知及缺失、相关理论发展演进的内容背景、重大科学发现的来龙去脉、宇宙演化重要阶段的物理原理、宇宙起源关键问题的科学解释，一部分一部分地展开，用生动形象的比喻，请你入门，用鞭辟入理的分析，让你理解，再汇集起来，使你能够对宇宙起源有整体性的了解。这本书回答了许多使我疑惑的问题，使我在过去零散模糊知识基础上，开始形成一幅较完整的宇宙起源演化物理图像。我阅读后给杰信先生发邮件说：“我极为喜爱你的大作，我得到的是惊喜，感受到你思考的深度和广度，被其中许多激动人心的描述感染，这是我看到过的最好的高水平科普著作”。有读者担心，他没有相对论和粒子物理学的基本知识，能不能对宇宙起源也有些了解，我可以说：能！杰信先生在书中对物理、天文的许多基础性知识也不吝笔墨，做了深入浅出、通俗易懂的介绍，只要你有兴趣，你就可以从书中收获你所期望的。

　　这本书还有一个十分突出的特色，就是让你对科学探索重大事件有一种身临其境的感觉。杰信先生长期在美国航空航天局（National Aeronautics and Space Administration, NASA）任职，亲身经历或就近了解发生在他身边的一幕幕历史画卷，在他妙笔之下成为生动有趣的故事：最早用地面无线电天线发现宇宙背景辐射之偶然中的必然，1980年代NASA宇宙背景测量卫星COBE的蹉跎命运和轰动成就，此前和之后在同一领域开展的U-2飞机和南极科学气球飞行实验及其鲜为人知的功绩，还有宇宙暴胀理论的创造者古斯(Alan Guth)深夜两点的“伟大发现”灵感，等等。你可以和他一起感受到探索的艰辛，成功的秘笈，发人深省的思考，更感觉科学探索的过程充满跌宕起伏，波澜壮阔、就像一首绚丽的交响乐章。

　　这本书也会让你悟出这样的道理：科学进步，既有理论思维的巨大力量，也必须建立在科学实验观测数据的基础上；有时理论为实验观测指引方向，有时新的观测事实推动理论发展，理论最终需要得到观测事实的支持，这就是现代科学之道。

　　宇宙起源奥秘的探索远没有完结。随着宇宙起源科学研究的进展，新的问题又摆在眼前，宇宙中还有95%是我们不了解的暗物质、暗能量，既挑战了现代物理学底线，又可能反过来对现有宇宙起源学说提出问题。由此可见，人类对于科学真理的探索和认识永无止境，已经获得的认知，只是后来进步和深化研究的基础，不是绝对真理，也没有绝对真理。宇宙起源的学说必将有进一步的发展。

　　我与杰信先生的认识，源于1990年代中国开展载人航天工程之初。杰信先生当时是NASA科学办公室的主管，他热心联络利用航天飞机GAS容器（Gat away special）开展中美合作。1996年我作为载人航天工程应用系统总设计师访问美国NASA时，第一次见到杰信先生，他给我的印象是热心、睿智而又有条理。2005年神舟6号飞船发射成功后，中央电视台做专访节目，我作为嘉宾，在直播中主持人连线了杰信先生，这样我们在一个特殊场合，隔大洋两岸互致问候。惭愧的是过去我对杰信先生的专业造诣和涉猎领域了解甚少。《宇宙起源》这本书以及《天外天——人类和黑暗宇宙的故事》、《我们是火星人？》、《生命的起始点》、《追寻蓝色星球》、《别让地球再挨撞》等一系列著作直指最基本的科学之谜，使他成为具备链接科学前沿和大众知识的不凡功力，又著作颇丰的著名科普作家。

　　在这里我要祝贺杰信先生，祝贺《宇宙起源》简体中文版的发行，推荐具备高中以上知识基础有兴趣的读者，科学工作者和科技管理者阅读这本书，它对你肯定有所裨益。