宇宙的形狀

話說(shuō)愛(ài)因斯坦的女兒曾經(jīng)不解地問(wèn)父親，“爸爸，你為什么如此的有名，走到哪里都像個(gè)明星”愛(ài)因斯坦笑著說(shuō)，“或許，我是一只聰明的螞蟻，我看到了其它螞蟻看不到的真相。”和無(wú)垠的宇宙相比，我們每個(gè)人都渺小如螻蟻，我們每天奔波勞頓，只顧及腳下的路，卻看不清宇宙的真相，我們腳下的大地有多大？地球是平的還是圓的？宇宙究竟是什么形狀？我們無(wú)瑕探究，然而在蟻群中卻總有幾只聰明的螞蟻，通過(guò)思考，觸碰到宇宙的全貌。

站在地球上，我們總是不可避免的以自我為中心，我們認(rèn)為地球是平的，日月星辰都在圍著自己轉(zhuǎn)，古希臘的哲學(xué)家卻通過(guò)觀察到的點(diǎn)滴真相，比如駛?cè)敫劭诘拇翱偸窃诘仄骄€上先出現(xiàn)高高的桅桿，之后才是船身，月食過(guò)程中月亮上圓圓的影子等，發(fā)現(xiàn)地球或許是圓形，古希臘的埃拉托色尼甚至通過(guò)測(cè)量同一時(shí)刻不同地點(diǎn)太陽(yáng)的角度，推算出地球的大小。通過(guò)孜孜不倦地仰望星空，觀察天體，哥白尼，伽利略等人發(fā)現(xiàn)如果以太陽(yáng)為中心，天體運(yùn)動(dòng)解釋起來(lái)要簡(jiǎn)單容易得多，現(xiàn)在我們知道地球只不過(guò)是宇宙中微不足道的一點(diǎn)，看到旅行者號(hào)在太陽(yáng)系邊緣返回的那張藍(lán)點(diǎn)的照片，我們才逐漸認(rèn)清自己在宇宙中的地位和位置。我們理解宇宙更進(jìn)了一步。

牛頓認(rèn)為，宇宙猶如一個(gè)空曠的大盒子，日月星辰，萬(wàn)事萬(wàn)物都位于其中，時(shí)間靜靜流淌，時(shí)間與空間沒(méi)有一絲一毫的關(guān)系。這描述聽(tīng)起來(lái)符合我們的認(rèn)知，然而好事的哲學(xué)家卻對(duì)牛頓的答案不甚滿意，他們追問(wèn)到，如果宇宙是一個(gè)大盒子，那盒子外面又是什么？什么什么？更大的盒子？更大的盒子外呢？他們不停地追問(wèn)，希望獲得一個(gè)聽(tīng)起來(lái)令自己滿意的答案。

宇宙空間或許是彎曲的，200多年前，那個(gè)出名的數(shù)學(xué)神童高斯長(zhǎng)大后，發(fā)現(xiàn)了隱藏在曲面中的秘密。一張曲面，無(wú)論如何扭曲，只要不拉伸或者壓縮讓曲面變型，不撕破，不擠爛，它的內(nèi)稟曲率是不變的。一張紙，無(wú)論平放還是卷成一個(gè)紙桶，它的內(nèi)稟曲率都一樣。再比如，兩個(gè)不同的曲面，例如一個(gè)平面和一個(gè)球面，無(wú)論如何，我們不能令其完全重合在一起，一張平面地圖無(wú)法完全包裹在地球儀上，把地球儀上的大陸鋪在平面地圖上，也總是不可避免的扭曲和失真，比如陡然增大的南極洲和俄羅斯。

和平面相比，曲面是我們身邊更普遍的存在，我們身邊充斥著各種曲面。高斯的學(xué)生黎曼發(fā)展了高斯的理論，創(chuàng)造了“流型”的概念，或許我們描述宇宙，并不需要牛頓的大盒子，或許宇宙本身就是曲面，我們只需要研究它的內(nèi)稟性質(zhì)就足夠了。

憑借獨(dú)一無(wú)二的物理直覺(jué)，愛(ài)因斯坦感覺(jué)宇宙并不是空空如也，宇宙像水流一樣，時(shí)空構(gòu)成布滿宇宙的大網(wǎng)，宇宙或許是可以彎曲的，巨大質(zhì)量的天體，比如太陽(yáng)，總是能將宇宙壓彎變形，就像沙發(fā)上坐了一個(gè)大胖子，身子總能陷入沙發(fā)里面，八大行星沿著被壓彎的宇宙曲面不停運(yùn)動(dòng)。這是和牛頓的理解完全不同的宇宙。

沒(méi)有一只螞蟻不討巧的去丈量腳下大地的大小，也沒(méi)有一只螞蟻，夜晚爬上高坡，抬起其脖頸去眺望無(wú)垠閃爍的星空，神秘的宇宙充滿無(wú)窮無(wú)盡的秘密和真相，我們就像螞蟻去丈量大地，去觀測(cè)星空一樣，小朋友們，你們?cè)敢庾鲞@只聰明的螞蟻嗎?