《科学美国人》（SciAm）最近发表的一篇文章¹指出，宇宙学（研究宇宙起源的学科）是“一门由数学来驱动的科学”。因此，它“通常被认为是极其精确的”。

Shutterstock.com，sakkmesterke

也就是说，宇宙学的研究本来应该是一门“由上帝书写宇宙的语言”来驱动的科学。虽然宇宙学可能运用到精确的数学，但它准确吗 ? （精确与准确有相关，但又不同，见下一页的术语详解）

人类语言可以用来表达各种各样的信息，例如描述事物的状况和预测天气等，记录历史和科学，书写历史小说和科幻小说等。数学同样可以用来表达多种信息，例如，它可以用“F = Gm1m2/r²”来描述两个物体（质量为m1和m2）在给定的距离（r）上的引力（F）。再比如，若物体的初速度为u，加速度为a，公式“v = u + at”可以用来预测物体在某时刻（t）的速度 v。

在关于宇宙大爆炸众多受欢迎的描述背后，有一座精心设计的数学大厦。文章将其称为“概念框架”，这座大厦的“每一层是逐层完整地构建上去的”，所以说“宇宙大爆炸”是一个用数学来讲述的故事。然而，这个故事是建立在牢固的科学基础（即观察和实验）之上的吗？还是在很大程度上只是一部带有科幻色彩的想象小说呢？

《科学美国人》杂志的文章强烈地暗示，大爆炸的故事就是后者——只不过是科幻小说。因为它建立在假设的基础之上，缺乏真正的科学元素，而且还有很多像科幻小说那样虚构出来的东西，就如“星际迷航”电影中虚构出来的隐形场，双锂晶体和曲率引擎。

大爆炸的故事说：“宇宙诞生于 138 亿年前的一次爆炸，之后宇宙迅速膨胀，然后逐渐冷却，现在它仍以越来越快的速度膨胀，宇宙主要由未知的暗物质和暗能量组成……

这个众所周知的故事通常被认为是一个不言而喻的“科学事实”，尽管这个故事缺乏相关的实验证据，而且对遥远宇宙的观测结果也不断显示，这个故事与宇宙的现实情况是相矛盾的。¹

每个故事都需要配一些好看的插图，美国宇航局（NASA）已经为这个故事画了一张插图。它能很好地将故事的各种情节和角色浓缩在一张纸上（图 1）。

大多数历史小说都描写了一些虚构的细节，但要围绕在已知时间线中一些真实发生的事件上。但大爆炸的故事则完全不同，其主要的事件也全是基于想象和推断，他们想象说：在很久以前，没有宇宙，没有星星，没有太阳，也没有地球。而现在这些都有了。所以，其中一定发生了一些事件，让它们从不存在变成存在。然而，对于世俗的宇宙学家来说，这些事件既没有独立的记录，也不知道它们发生的时间和顺序。所以大爆炸的故事就是世俗宇宙学家试图想象这些主要的事件，并尝试填补其中的所有细节。

这些想象出来的细节包括：

• 来自量子真空的量子波动

• 最初有一个超热和超致密的“奇点”

• 宇宙有一个短暂的超高速膨胀阶段（据说其膨胀速度比光速还快）

• 恒星的形成

• 星系的形成

• 行星的形成

• 暗物质

• 暗能量

其中许多的细节在美国宇航局的插图中都有提及。

当你读到这个故事的简介时（“宇宙诞生于爆炸……”），听起来似乎有道理。但只要经过仔细的检查（帖撒罗尼迦前书 5:21²）后，上面列出的每一个细节要么就违反了物理学定律，要么就没有直接的观测证据来支持，或者上述两点兼而有之。

例如，这篇文章（增加了强调）指出：

最近的一项探测发现，星系与暗物质理论并不一致，该理论假设这种虚构的物质是无处不在的。……暗物质、暗能量和暴涨等理论的一个关键功能并不是描述已知的经验现象，而是在发现观测结果与大爆炸理论存在差异时，为了保持大爆炸理论框架本身的数学一致性而想象出的解释。从根本上说，它们是某种必须存在的东西的名称……

这都是因为“大爆炸故事”要求“暗物质、暗能量和暴涨等”必须存在，这样能才维持大爆炸的数学大厦不致崩溃。

在大爆炸的故事中，他们想象有一个“量子波动”将宇宙中所有的质量和能量从所谓的“量子真空”中转移出来，并形成一个零体积且密度无限大的“奇点”。然后立即发生了“宇宙暴涨”，使这个奇点膨胀，体积快速增大。

他们想象宇宙膨胀的速度如此之快，以至于其中的任何两点都以远超光速的速度彼此飞离。暴涨就是大爆炸的曲率引擎（在“星际迷航”科幻电影中幻想出来的能够推动飞船“超光速”移动的机器）。

然而，没有一种已知的，甚至是假设的力量或能量能引起这种膨胀（大爆炸的双锂晶体，这种晶体是科幻电影中曲率引擎所用的燃料），也没有一种已知的机制能让膨胀停下来。《科学美国人》杂志的文章说（增加了强调）:

……暴涨理论依赖于一些特殊装置来容纳几乎所有的数据，而且……它所提出的物理场并不是基于实验证据的东西。这可能是因为暴涨理论的一个关键功能是在不可知的大爆炸和今天已知的物理学之间，架起一座过渡的桥梁。那么，“暴涨”是科学还是一种方便的发明呢？ ¹

这种“方便的发明”（随意想象一个东西来解决困难）当然就是科幻小说的标志。而且他们想象暴涨发生在大爆炸故事的某个时刻，因此，我们无法通过实验或观察来证实它是否发生过（就像“星际迷航”电影中那种隐形场让人无法捉摸）。

然而，人们假设大爆炸产生了引力波。引力波是可探测的，虽然不能直接探测，但可以通过观察引力波对辐射产生的某些影响来进行间接探测。

“发现引力波”的乌龙事件

2014 年3 月，他们大张旗鼓地宣布，这种效应已经被检测到了，从而确定了暴涨确实发生。然而，到2014年6月相关论文发表时，这种已经确定观测到的效应其实只是来自星系尘埃。由于暴涨对大爆炸故事至关重要，所以尝试探测引力波的工作仍在继续进行，但到目前为止还没有成功。

事实上，找到它们的可能性越来越小，这对大爆炸故事非常不利。

对原始引力波的最新研究尚未找到任何信号，这意味着一些早期流行的宇宙模型的可行性正变得越来越低。

APS/Alan Stonebraker

也就是说，一些关于暴涨的数学结构（模型）所预测的效应不能被明确地观测到。这些测量实验的不确定度（精确程度）足以最终表明，有些模型肯定是错误的，虽然其他模型还有一些可能性。而未来计划使用改良后的实验设备，会减少实验不确定度的影响。这可能导致更多的暴涨理论模型也被证明是错误的（见图3）。

对于大爆炸的支持者而言，这将是一个非常不利的消息，因为他们想用“暴涨”的故事来解决前面提到的几个“不一致的观测”。其中之一是宇宙微波背景辐射（CMBR）中“温度”的极端均匀性——见下面：“大爆炸的光线传播问题”。

暴涨是为了解决大爆炸的光线传播问题而提出的假设故事，但它却引发了另一个问题。微波背景辐射（CMB）的极端均匀性意味着发射辐射的物质分布是极其均匀的。但大爆炸的故事需要物质不均匀地分布（呈块状分布），以便于产生引力坍缩来提供星核，从而来形成恒星（这是他们想象出来的“恒星产生”的故事）。

暗物质来拯救大爆炸故事？

与“正常”物质不同，他们假设出来的暗物质是看不见的，但幸运的是，它们有一个“正常”的引力场。因此，这种“块状”的暗物质——它们不可见的性质为虚构大爆炸的另一个“隐形场”打开了方便之门——为大爆炸故事中的恒星形成提供了必要的机制，从而“保持了框架的数学一致性”。

《科学美国人》的文章提到的第三个假设实体是暗能量。但这是真的吗？正如2009 年《科学美国人》总编辑约翰（John Rennie）写道：

当天文学家突然意识到宇宙不仅在膨胀，而且还在加速膨胀时，他们中的大多数人得出结论，认为是某种无法探测到的反引力（即“暗能量”）正在把星系彼此推开。然而，另一种可能性是，将观测结果解释为宇宙几何学的偶然现象。这虽然避免了将暗能量视为一个特殊原因，但其代价是抛弃了哥白尼原理：粗略地说，它把地球，或至少是我们银河系，重新置于可观测宇宙的中心。

哥白尼原理并不是从观测数据中推断出来的，而只是一种不容置疑的假设——武断地强加于数据之上的解释。“抛弃”一些武断的和不必要的东西完全是合理的。就像将一块从路边随意捡起来的垃圾扔掉一样，因为你真的不需要它。

因此，根据《科学美国人》的文章，大爆炸的故事“依赖于一个概念框架”（数学大厦），而“为了保持概念框架本身的数学一致性，还要解释与其不一致的观测结果”，所以在这座大厦中虚构了许多“假设的”支柱（如暴涨、暗物质、暗能量等，来使大厦不致倒塌）。正如作者所说，要维持这座大厦：

我们必须接受，我们宇宙的95% 是由完全未知的元素和力量提供的，对此我们没有任何实验证据。一个科学家需要对数学统一的力量有非凡的信心，才能相信这幅图。¹

此外，事实证明，就像牛顿的万有引力一样，今天宇宙学的一些假设在宇宙尺度上并不适用，埃克伯格（Ekeberg）称之为“完全合理”，于是他写道（增加了强调）:

今天，大爆炸范式的多层理论大厦将被证明是一个令人困惑的混合体：为了支持这个模型而发明出来的虚构东西，与现实观测的变量相互交织在一起，以至于无法将科学与虚假的东西区分开来。¹

© 克劳迪奥·卡里迪 | 梦想时光网

“星际迷航”电影的翻版

因此大爆炸的故事听起来就像是科幻小说——包括完全虚构的“双锂晶体、曲率引擎和隐形场”。

而另一方面，创世记对宇宙起源的描述才是典型的历史描述，是对明确的事件的详细记录，在特定时间（大约在6000年前的6日）按照特定的时间顺序来发生，没有“发明虚构的东西”。所有信息都是以容易理解的自然语言表达出来，而不是深奥的数学大厦。

而且，造物主的话语既准确又精确（人类的思想和数学语言也是籍此而有的）。

大爆炸的光线传播问题（视界问题）

（相信年轻地球）的创造论者经常被问到：既然宇宙的范围远远大于6000 光年，光怎么能在6000 年的时间里到达地球呢？但大爆炸论者自己也同样面临着光传播的问题，也是一个宇宙距离比光能够传播的距离大得多的问题。*

图片：特蕾莎·诺特/维基百科

在故事想象的大爆炸之后，由于最初爆炸所产生的条件的巨大随机性，宇宙不同区域的温度应当是相差甚远的。可是现在，无论我们向宇宙的哪个方向观察，宇宙的背景微波（CMB）显示的背景温度都非常均匀（差异不到十万分之一），都为非常寒冷的-270.422℃。宇宙的温度是如何从（爆炸所假想的）不均匀的状态走向非常均匀的状态呢？能量只能从热的区域传递到较冷的区域才能实现温度均匀。要实现均温的最快方式就要借助光速传播的辐射能。

然而，在大爆炸想象的故事中，宇宙最初的物质是一团炽热的等离子体。这种“第四形态”的物质包括带电粒子，它们猛烈驱散电磁辐射状态下的光子（即光线），让光无法通过。所以大爆炸故事估计到了大爆炸的38 万年之后，宇宙要冷却到足以形成中性原子，那时候的宇宙才变得透明（允许光通过）。也就是说，估计那时候宇宙才开始出现背景微波，并且向各个方向传播。

但这意味着在那段时间里，光可能只走过38 万光年的范围——对于超过38 万光年“视界”之外的区域，光就无法传播达到了。然而，大爆炸故事认为，在宇宙变得透明时，今天到达地球的宇宙背景微波的发出位置当时相隔的距离，比38 万光年要大10 倍。事实上，（从地球观测宇宙）宇宙中相隔超过2°的区域就永远不可能发生热量交换了（光也不够时间传播）。所以大爆炸中的距离比光能够传播的距离大得多（图4）。这就是视界的问题，它被描述为“宇宙学家的一个大问题，大到一个程度使他们想出了一些相当疯狂的解决方案。”** 他们提出的疯狂解决方案包括，在想象的大爆炸后不久，要么光的传播速度比现在快得多，要么宇宙过去的膨胀速度比光速快得多（暴涨）。

---

参考文献与注释

* Lisle, J., Light-travel time: a problem for the big bang, Creation 25(4):48–49, 2003.
** Brooks, M., 13 things that do not make sense, New Scientist, 19 Mar 2005. See also Harwood, M., How can distant starlight reach us in just 6,000 years? 12 Jan 2009.