广义相对论只是一个不完全的理论


  正如霍金所说:“广义相对论只是一个不完全的理论,它不能告诉我们宇宙是如何开始的。因为它预言,所有包括它自己在内的物理理论都在宇宙的开端失效。”宇宙的开始点在广义相对论中是个奇点。奇点就象是大街上丢失了盖子的井,有些不协调,有些不和逻辑。如果说,在大爆炸以后,宇宙便依照一定的规律而自然演变,而这一非常有规律的演变竟是起源于一个毫无规律可言的起点,这似乎有些说不过去。由于在极早期宇宙中有过这样一个时刻,那时宇宙是如此之小,密度又是如此之大,此时的宇宙以基本粒子为主。于是,霍金想到了二十世纪的另一个伟大理论,量子力学。因为量子力学就是研究小尺度范围内基本粒子之间相互作用的成功理论。将量子力学引入到由相对论负责研究的大尺度引力问题,进而创建了量子引力论,霍金成功的描述了包括宇宙开端的宇宙演化过程。《时间简史》第五章中对量子引力论有详尽描写。我们在这里可以不用去理解太多的物理学术语,我们只需要知道以相对论和量子力学为基础,霍金成功地解释了1929年哈勃所发现的正在膨胀的宇宙,并依照其膨胀速度将宇宙推演到它的起始点。这样一来,我们可以说宇宙就是基于相对论和量子力学的宇宙。相对论和量子力学基本原理就是宇宙的基本原理。于是绝对时间宇宙观失效了。首先,宇宙空间不是无限的,在100多亿年前的那个起点上,宇宙空间的尺寸为零;在大爆炸之后,宇宙一直处于膨胀之中,宇宙空间的尺寸一直在变大,今天的宇宙尺寸已经是相当大了,但它只是浩瀚的,并不是无限的!其次,我们所熟知的时间不是无始无终的,它从100多亿年前的那个起点处开始,并有可能终结。