变化的宇宙

就像螺旋里的圆，

就像轮子里的轮圈……

——艾伦和玛丽莲·伯格曼（Alan and Marilyn Bergman）

在牛顿之后的那一个世纪里，我们对宇宙大小和范围的了解稳步增长。托马斯·赖特（Thomas Wright，1711—1786）是英格兰北部城市达拉谟的一位钟表匠、建筑师、建筑鉴定员，也是一位自学成才的业余天文学家。他首次绘制出了详细的银河图片——银河就是我们头顶上空那条由恒星、气体、尘埃和光组成的亮带，自远古时期它就一直被夜观星空的人所仰慕。［5］根据早期望远镜观察到的数据，赖特发现恒星在夜空中的分布并不是随机的，而是表现出很明显的成簇分布特征。而我们正位于这样的一个团簇之中，并从这个团簇之中看着其他的团簇——那么银河真正的三维结构究竟是什么样的呢？

赖特提出了两种可能性。第一种情况是呈扁平碟状的一簇恒星，如同土星的环一样围绕着银河系的中心运动，而这个中心就是“创生中心”，所有的自然法则都起源于此。第二种可能性是星群聚集成了球壳的形状，而我们看到的银河就是这层球壳的横切面，这种可能性可以反映出我们所在的位置并不靠近星系的中心（见图2.2a）。

但赖特的想象力还不止于此。他觉得，没有理由认为这种恒星团簇只有一个，在他的想象中，整个宇宙中有无数个行星团簇，有的呈盘状，有的呈球状，并且在每个团簇的中心都有一个“创生恒星”。夜空中每片暗淡的光区或许都是一个银河系，这些银河系一起组成了一个“无穷无尽的巨大空间……跟我们如今已知的宇宙完全不同”（见图2.2b）。

赖特花了很多精力用图像和诗句来描述他眼中的宇宙。他绘制了一张巨大的图（3 m×2 m）来解释一系列天文现象，包括日食和彗星轨道，等等。约翰·弥尔顿（John Milton）在其作品《失乐园》中系统描述了太阳系和其他外星，赖特受其启发，设想了一个由无穷多个太阳系组成的宇宙模型，其中的每个太阳系都由一系列行星绕着一个中心恒星组成。赖特认为，我们的太阳可以通往其他很多的太阳，而地球只是整个宇宙中许许多多个行星中的一个。根据他的估计，银河系中有超过3,888,000颗恒星，像我们地球这样的行星有超过60,000,000个，而这只是整个夜空中所有恒星和行星中的一小部分。

赖特的思考与他建立的模型将更侧重于太阳系的哥白尼模型外推到了更大的宇宙，这是非常重要的进步。宇宙由成千上万的星系（起初被称为“岛宇宙”）组成，这一观点直到1921年才为大家所接受，当时美国天文学家希伯·柯蒂斯（Heber Curtis）和哈洛·沙普利（Harlow Shapley）在华盛顿特区的史密森尼学会进行了一场著名的辩论，柯蒂斯认为夜空中观察到的螺旋状星云其实是离我们很远很远的其他星系，而沙普利则认为我们所在的银河系就是整个宇宙。

讽刺的是，赖特的远见卓识之所以能被我们记住，主要是因为其他科学家在他的工作基础上又扩充了其他的内容。赖特没有对观测天文学做出更多贡献，因为他又回头去当自己的建筑师了。［6］但有一个思维敏锐的年轻人读到了他的著作，并被他所描述的宇宙图景深深迷住了。1751年，27岁的伊曼纽尔·康德（Immanuel Kant）在德国汉堡的一份报纸中读到了一篇（不完全可靠的）关于赖特的研究的介绍，4年后，他匿名写了一本书来描述自己的宇宙观，书名为“自然通史和天体理论”（Universal Natural History and Theory of the Heavens），这本书在当时的发行量很小，因为它的出版商破产了，很多印本也被法院没收。但一个世纪以后，这本书重新受到了人们的关注，并随着赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）在德国做的一个公开演讲进入了天文学家的视野。［7］

康德满腔热情地继承了赖特的银河系模型，他认为所有的恒星都呈扁平的盘状围绕着星系中心运动，星系中心对它们的引力提供了它们围绕星系中心做圆周运动的向心力。如果没有引力，这个星系盘就会土崩瓦解，而如果没有圆周运动，所有的恒星都会撞到一起。康德认为，我们在天空中看到的所有星云［8］，都是由很多遥远的恒星组成的盘状星系。

在康德眼中，各个星系的区别只在于它们表观的亮度和它们与地球的距离，整个宇宙的各处都是相似的，这种相似性正是牛顿引力与运动定律普适性的体现。而我们眼中的各个星系呈现出的形状各异，则是由于每个星系的取向不一样，导致我们观察不同星系的角度也跟着不同——正如从不同的角度看一只橄榄球，其形状也不相同一样。之后，康德又更进一步，试图求证这种模式在更大的尺度上是否存在。如果恒星像银河系一样聚集成团形成了星系，那么星系与星系会不会也聚集成了更大的星系团呢？星系团与星系团又会不会继续聚集成团，一层一层无穷尽呢？虽然这个图景看起来不完全自洽，因为它要求星系也绕着一个中心运动并形成盘状，并且要求这些盘再形成更大的盘，但鉴于康德利用了牛顿理论来理解比太阳系更广阔的宇宙结构，这也不失为一个有益的尝试。［9］

但康德的宇宙理论中最惊人的一点是，他的宇宙是不断演化的：在这个宇宙中，恒星会来来去去，宇宙会随着时间变化。［10］他的宇宙是无限大的，所以并不存在一个真正的中心，但其中存在一些特殊的地方，那里的密度最大，我们的太阳系就位于这样的一处。生命及新的结构会从这样的“中心”出发，像球面波一样扩散开去，经过之处形成一片新的世界。在每个新形成的结构中，恒星受到的结构中心的引力为其自身旋转提供了足够的向心力，就如同我们所在的银河系一样［11］。这个生命“球面波”的前沿都是新的太阳系，后面则留下了一片因资源耗竭而逐渐衰退的死气沉沉的世界（图2.4）。崭新丰饶的结构在这个不断扩张的球壳外沿陆续生成，这是物质宇宙充满活力的前沿，而中心区域衰退的部分则是最先生成的结构的遗迹。不过，这些遗迹可不仅仅是宇宙的墓地，它们会重新组合、回收利用，未来会生成新的有秩序的恒星和行星，就像凤凰涅槃一样。因此，宇宙就可以永远地运行下去：“创生从未结束或完成，它曾于某一天开始，但永远都不会停止。”“恒星与行星会消亡，并被永恒的深渊所吞没，但同时，新的结构也在天空中不断生成，有效地补充了消亡的损失。”［12］

康德认为，这一切都是神的伟大安排，上帝致力于不断创生更新的、更好的世界。所有已知的生命寿命都有期限，我们也不能从这一法则中豁免，但大自然是生生不息的，它能让“所有的恒星和行星在行使完它们的职责后退出宇宙舞台”，把所有可能的物质组合都探索个遍。

康德提出了一条定律，他自己称之为“特定的定律”，即旧的结构先瓦解，新的结构再诞生，如此循环。因此，“发展成熟的世界存在于已被损毁的废墟和仍未诞生的混沌之间”。

在那之后，康德的研究从天文学和牛顿物理学转向了关于知识的批判哲学，这让他成了全世界最著名的哲学家之一。在他出版于1781年的名著《纯粹理性批判》中，他首先提出要把客观现实和人类感知到的现实区分开来，这至关重要：我们必须能够区分客观真理和我们大脑中特定的思想范畴所能理解的真理。他认为，自己的这番论证堪称哲学史上的哥白尼革命：

此前，人们都假设所有的知识都应当与客观对象相适应……［但］如今我认为，我们应当在形而上思考中更进一步，假设客观对象应当与我们的知识相适应……这条路与哥白尼在天文学思想上走的那条路是完全一致的。我们一开始假设天体的运动都是围绕着观察者（也就是我们的地球）来进行，但这条路走进了死胡同。哥白尼将这个假设倒了过来，让恒星不动，反倒是我们观察者围绕着太阳运动。而在这里，我们在关于物体的形而上的思考上，也可以尝试一下类似的过程。［13］

对康德而言，关于物质的绝对真相是不可知的，我们永远只能掌握它的一部分，而这一部分也会随着我们思想范畴的不同而不同。［14］