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有限无界的宇宙

时间:2023-01-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:1917年,爱因斯坦提出有限无界宇宙模型:宇宙中到处充满物质,存在引力场,三维的宇宙空间是弯曲的,是有限的空间。不要笑,爱因斯坦的臭虫——宇宙是有限无界的弯曲空间一只不幸的臭虫,生活在二维的宇宙。
有限无界的宇宙_宇宙史诗

1917年,爱因斯坦提出有限无界宇宙模型:宇宙中到处充满物质,存在引力场,三维的宇宙空间是弯曲的,是有限的空间。但这个有限的空间却是无界的,无论向哪个方向都没有尽头。宇宙各处都具有同等地位,即哪里都能作为宇宙的中心,但同时哪里都不是中心。

爱因斯坦还举了一个生动的例子来帮助人们理解有限无界宇宙:一个球的表面是有限的,但同时它又是无界的;如果在这个球的表面上有一只臭虫,被充分压扁到身体完全没有厚度,它就是一个二维的生物体;这只臭虫无论向哪个方向爬行,它永远走不到球的边界,也找不到球的中心;如果这只臭虫具有与人类同样的高等智慧,可以研究二维世界里的问题,但仅凭它的直觉和想像,无法理解第三维的空间;臭虫眼中的球面是无限的,但我们从三维空间看这个球,它当然是有限的。

爱因斯坦说:“人就同这只不幸的臭虫一样。处在这样的情况下,只有一点区别,那就是人是三维的。在数学上,人能想象第四维空间,可对人来说,第四维空间只在数学上存在,人的理智并不能理解第四维空间。”

不要笑,爱因斯坦的臭虫

——宇宙是有限无界的弯曲空间

一只不幸的臭虫,生活在二维的宇宙。

它的身子,可怜,被压得不能再扁。

请别把不屑的眼神从它身上掠过,

它经过伟大的爱因斯坦精心挑选。

在它所能感知的二维世界里,

我们没有足够的理由去否定,

它享有充分的自由、民主,

它有智慧的大脑,更懂科学。

这是只勤勉而进取的臭虫精英,

它在圆球的表面上努力爬行。

看它前进后退,看它左旋右转,

它在广泛探索宇宙的中心。

这只超凡绝俗的臭虫,

怎么也不会想到奋然跃起。

扁得无法再扁的头脑里,

装不下三维世界的动力。

“人与这只臭虫一个样。”

爱因斯坦说的话斩钉截铁。

我们,在三维的世界里,

并不比智慧的臭虫更高明。

哪怕臭虫以光的速度一路向前,

也无法走出弯曲的球面,

亲眼可见,臭虫的宇宙极其有限,

它却永远找不到宇宙的边缘。

我们的宇宙,又被谁亲眼看见?

我们的思想,何曾碰到宇宙的边缘?

试图跃起的二维臭虫是个狂妄者。

真实的宇宙图像,远比狂妄走得更远。

想想这只臭虫的宇宙观吧,

我们只比臭虫多向前迈进一点点。

在我们所能想像的世界里,

爱因斯坦比我们多迈进一点点。

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