前言

我們宇宙的最大秘密就是它從哪兒來。

1950年代初，我進(jìn)劍橋大學(xué)讀數(shù)學(xué)研究生，那時(shí)正好興起一個(gè)迷人的宇宙學(xué)理論，即穩(wěn)恒態(tài)模型。根據(jù)那個(gè)綱領(lǐng)，宇宙沒有開始，而且總的說來一直保持著大致相同的狀態(tài)。穩(wěn)恒態(tài)宇宙之所以能在膨脹中保持不變，是因?yàn)樵谂蛎浿谐掷m(xù)損耗的物質(zhì)被持續(xù)新生的物質(zhì)（極端彌散的氫原子氣團(tuán)）補(bǔ)償了。我在劍橋的導(dǎo)師和朋友是宇宙學(xué)家席艾瑪（Dennis Sciama），我從他那兒體驗(yàn)了新物理學(xué)的興奮。他當(dāng)時(shí)是穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)的強(qiáng)烈支持者，讓我深切感受了那個(gè)杰出綱領(lǐng)的美妙和力量。

然而，那個(gè)理論沒能經(jīng)受時(shí)間的檢驗(yàn)。大約在我第一次進(jìn)劍橋并且熟悉那個(gè)理論10年之后，彭齊亞斯（Arno Penzias）和威爾遜（Robert Wilson）驚奇地發(fā)現(xiàn)了一個(gè)來自所有方向、遍及整個(gè)天空的電磁輻射，也就是現(xiàn)在說的宇宙微波背景（CMB）。很快，迪克（RobertDicke）就將它解讀為人們預(yù)言的宇宙起源的大爆炸閃光的痕跡，那大約發(fā)生在140億年前 第一個(gè)嚴(yán)格構(gòu)想大爆炸的是勒梅特（Monsignor George Lematre），他在1927年基于他對(duì)愛因斯坦1915年廣義相對(duì)論方程的研究和宇宙膨脹的早期觀測(cè)證據(jù)提出的。后來，CMB越來越好地確立起來了，席艾瑪以巨大的勇氣和科學(xué)的誠(chéng)實(shí)，否定了他自己早先的觀點(diǎn)，從此轉(zhuǎn)而強(qiáng)烈支持宇宙起源的大爆炸思想。

從那時(shí)以來，宇宙學(xué)已經(jīng)從推測(cè)和猜想變成了一門精確的科學(xué)，大量的優(yōu)美實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了高度精確的CMB數(shù)據(jù)，對(duì)它的周密分析成為這個(gè)轉(zhuǎn)變的重要組成部分。然而，還有很多未解之謎，猜想仍將在我們的追求中占據(jù)一定的位置。我在本書中描述的，不僅是經(jīng)典相對(duì)論宇宙學(xué)的主要模型，還有它們的不同發(fā)展和這些年里出現(xiàn)的疑難問題。尤其值得注意的是，在熱力學(xué)第二定律和大爆炸本性的背后藏著深層的奧秘，我為此提出了自己的一套猜想，它把我們所知的宇宙的諸多方面的不同問題都拉扯到一起來了。

我的非正統(tǒng)方法要追溯到2005年，不過很多細(xì)節(jié)是近期才有的。我的解說深入到一些幾何，但在正文里我并沒過分?jǐn)[弄方程或其他技術(shù)，它們都放在附錄里了。只有專家需要參閱那個(gè)部分。我這兒提出的綱領(lǐng)其實(shí)是非正統(tǒng)的，不過它有著非常堅(jiān)實(shí)的幾何和物理的基礎(chǔ)。盡管我的建議與舊時(shí)的穩(wěn)恒態(tài)模型完全不同，但分明回蕩著它的音響！我不知道席艾瑪老師會(huì)做什么。