佛学大辞典

读音：[yu3 zhou4 lun4]

现代科学的宇宙论是以全宇宙为研究对象的一门科学，亦可称为宇宙科学。但在另一方面，如古希腊的原子论虽非科学的原子论，而属于思想、哲学的原子论，但在现代这般的科学宇宙论出现以前，仍是思想、哲学的宇宙论。原本、“宇宙”的“宇”，是意味天地四方的空间辽阔，“宙”是表示过去、现在、未来的时间连贯的字词。因此，凡是人类智能所及的一切存在、现象通通涵盖在内的世界观，亦可称为宇宙论。这种思想、哲学的宇宙论，过去曾活在人们之中，现在当然也还存在。比如古代就有的创世神话或宗教的世界观，即是如此。神话或宗教的世界观，给予我们生存的意涵，但、科学的宇宙论虽在谈述宇宙的形成及历史，却不能给予我们生存的意涵。因此，它们的存在意义可说是十分重大。不过，在此是谈现代的宇宙论，所以拟就科学的宇宙论作一举述。科学宇宙论的代表，有巨爆宇宙论（进化宇宙论）和稳态宇宙论。稳态宇宙论是在一九四八年伽莫夫（George Gamow，一九○四年~一九六八年）发表巨爆宇宙模型的同一年，由英国的霍伊尔（Fred Hoyle，一九一五年~二○○一年）等人所提出。这项宇宙论，是站在均等宇宙原理的宇宙论，主张宇宙在场所上不但那里都是均等，在时间上亦是经常保持均等。亦即是从大局来看，而假设宇宙既无开始、亦无结束，宇宙永远相同。换言之，宇宙的平均密度也不改变。但是，哈勃定律所发现的宇宙膨胀却是个不得不承认的事实，所以宇宙的平均密度很显然是在不断减少。于是导入一项假设，即所谓无中生有的物质创成，用来解释宇宙扩大所造成的密度减少，是由银河般的物质予以填补。这项假设由于空间的扩大或物质的创成几乎都不可能进行验证，所以目前并未完全遭到否定。但是，一九六○年代所发现的类星体（Quasar），大部分是位于数十亿光年以上的偏斜处。这个现象和前述均等宇宙原理的论点产生矛盾。而且正如后述，从宇宙背景幅射所得知的宇宙温度，已充分证明宇宙有过超高温度，所以稳态宇宙论才逐渐不再被人接受。相对的，巨爆宇宙论则是目前最有说服力的宇宙论。它是主张现在的宇宙始自一场大爆炸的发生，由于这场爆炸的余波而持续膨胀至今的一项理论。这项理论得到宇宙的三个事实所支持。那就是哈勃（Edwin P. Hubble，一八八九年~一九五三年）所发现的膨胀宇宙、彭齐亚斯（Arno A. Penzias，一九三三年~）和威尔逊（Robert W. Wilson，一九三六年~）所发现的宇宙背景幅射，以及轻元素的比率。巨爆宇宙论的雏型是源自一九四八年伽莫夫所发表的。这个模型称做宇宙的元素起源论，是根据他所发表的一篇。这个模型及理论的内容，概如次。宇宙初期是超高温的状态，其中既无银河、星体，亦无元素，而是由一种浑沌的物质，亦即他称为“以类姆”（Yelm）的物质所组成。再站在藉由哈勃而已得知的所谓膨胀宇宙的观点，认为在这热以类姆中，从氢到铀的一切元素都是在宇宙一开始的短短二、三十分钟内形成。他的之所以受到瞩目，是由于已能充分说明构成现在宇宙的轻元素比率，以及可从理论上加以预测的宇宙背景辐射已被发现。巨爆宇宙论于焉建立。不过，现在的巨爆宇宙论已经证实大爆炸不久的热宇宙中所形成的元素，是氢和氦，其它的元素则是在恒星中形成。巨爆宇宙论的宇宙构造模型，又与爱因斯坦（Albert Einstein，一八七九年~一九五五年）的宇宙模型有其渊源。他将广义相对论的重力理论套用于整个宇宙，而且早在哈勃提出的膨胀宇宙被人发现之前，他所建构的宇宙模型，是在重力场方程序导入宇宙项的静态宇宙模型。而目前普遍被人接纳的宇宙模型，则是由弗里德曼（Aleksondr A. Friedmann，一八八八年~一九二五年）所提出的，这是根据爱因斯坦的方程序，但剔除了宇宙项。他先假设宇宙是均匀、且等向的一项宇宙原理，再解开方程序，而得知静态的宇宙并不稳定，宇宙是经常处于膨胀或收缩的状态。弗里德曼的宇宙模型有如下三种情形。（1）宇宙的膨胀永远持续，空间变成曲率负数的开放空间（依二次元的类推，是呈鞍型面）。（2）膨胀永远持续，但空间是曲率为零，变成欧几里德几何学上成立的扁平、开放空间（依二次元的类推，是平面）。（3）宇宙持续膨胀到某个程度，然后转成收缩，直到挤压成无限小的宇宙，且是具有再度膨胀可能性的振动宇宙。此时的空间，曲率为正数，变成封闭的空间（依二次元的类推，是球面）。我们的宇宙是相当于何种模型，则视现在的宇宙密度和哈勃常数而决定。因为密度是与宇宙膨胀的减速有关，哈勃常数则与密度的临界值有关。依照此临界值，实际的宇宙密度越大，则形成封闭的宇宙，越小则形成开放的宇宙。从目前求出的各个数值来看，为开放的膨胀宇宙。但、宇宙中，仍有可能存在许多如黑洞、黑暗物质般，不为人知的物体，所以要下定论为期尚早。巨爆宇宙论所描绘的宇宙历史，概如下述。将现在膨胀中的宇宙回溯到过去时，宇宙空间不论是封闭、或开放，依照弗里德曼模型，其大小皆为零。在此时点，构成现在宇宙的一切物质及光子（photon）是呈现集中于一点的状态，所以宇宙的密度或空间的曲率变成无限大的特异点。此一时点即是引起所谓大爆炸的起点。宇宙所存沱漯娃?如质子般的核子）和光子的比率，已知为一比一○亿左右，光子占压倒性的多数。将这些核子或光子平均摊在现在的整个宇宙时，核子的平均间隔是大约一公尺，光子的间隔则为一厘米左右。再将它回溯到大爆炸的时点，可以得知是处于超高温、超高密度。而在爆炸的同时，宇宙开始膨胀，密度及温度则逐渐降低。随着其状态，而引起种种的变化。由于把它看成是宇宙的一种进化现象，所以巨爆宇宙论又称为进化宇宙论。宇宙开辟后不久，控制现在宇宙的重力、强力、电磁力、弱力合而为一的原始力量，随着温度的下降，而在重覆着相转移之中，又被分成四种力量，同时物质亦有夸克（quark）和轻粒子（lepton），以及质子或中子的核子产生出来。轻粒子的电子和正电子立刻抵消，形成光子，其残余部分即是现在原子中的电子。一般认为这种现象是在开辟后，短短一秒之间发生。这时的温度约一○○亿度左右，宇宙的大小约一兆公里。当温度下降到大约一○亿度（约三分钟后）时，由于质子和中子的反应，而形成氢及氦的原子核。其比率依重量比是三比一左右，这个比率至今仍大致保持原状。当温度下降到数千度（一○○万年左右）时，便从“光优势的宇宙”变成“物质优势的宇宙”。这意味着物质所拥有质量能源与光子所拥有的能源发生逆转。此时，氢和氦的原子核抓住自由的电子，形成所谓的原子。而在此同时，以往不能直线前进的光子开始可以直线前进，宇宙亦从“不透明的宇宙”变成“透明的宇宙”。这时被释放出来的光子，便是现在观测得到的宇宙背景辐射。一般认为在“透明的宇宙”里，物质有可能因为重力而凝固一块，从大爆炸后的数亿年间，宇宙的物质聚集成超银河团、银河团、银河的雏型，然后在此原始银河内，才有恒星的形成，而逐渐进化成现在的宇宙。

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