【一席】李淼：越弱越暗越美丽

李淼，理论物理学家，专业研究领域包括超弦理论、宇宙学和粒子物理，发表英文专著《暗能量》，科普著作《超弦史话》、《越弱越暗越美丽》，写过三百余首诗歌，最近也开始写科幻。

「越弱越暗越美丽」

李淼是一席第七十七位讲者

2013.05.18 北京

我希望在我演讲完了以后，我的演讲就自动解释了这个题目的意思。

我想先给大家讲一个故事。1999年我回国，然后在这前一年，人类摊上了一件大事儿。什么大事儿呢，就是美国的两组天文学家利用哈勃天文望远镜，发现了宇宙正在加速膨胀。

我不知道这儿有多少人了解宇宙在膨胀这件事实。这是上世纪30年代天文学家发现的，然后到了上世纪60年代，天文学家肯定了宇宙在膨胀。由于宇宙在膨胀，那么宇宙在之前一定要比现在小很多，在138亿年前，宇宙确实起源于一场大爆炸。

这场大爆炸不是说像炸药包一样，从一个点向空间所有点爆炸，而是空间的每一个点都在爆炸，每一个点都在膨胀。这是我们宇宙膨胀的一个学说，现在看来应当是正确的。这张图最底下演示了宇宙是从一场大爆炸开始，然后最上面，就是到了我们现在。

为什么到了上面越来越平呢，是因为宇宙在加速膨胀。这件事让物理学家感到非常痛苦，不是说因为宇宙变得太大了而痛苦，而是说为什么会这样？

因为在牛顿万有引力和爱因斯坦的广义相对论里面，引力永远是引力，如果宇宙一开始因为我们不知道的原因爆炸了，而且速度非常快，那么在万有引力之下，它应当越来越慢。

这就像我们向上抛苹果。比如说地球上的人一起喊一声，大家向上抛，然后你会看到一个苹果阵向上膨胀，可是这个苹果阵向上膨胀是会越来越慢的，然后到最后它会停止，然后降落。

换句话说，根据我们过去对宇宙学的了解，宇宙会膨胀，但是到了某一天，也许在50亿年以后或者100亿年以后，宇宙会停止膨胀然后开始坍缩，然后再变得非常小，然后再重新爆炸。

这是大概在1998年之前宇宙学家的想法，可是到了1998年，宇宙不仅仅在膨胀，而且还在加速膨胀这个新的发现完全改变了我们的观点。

这是非常非常稀罕的事，接下来所有的物理学家开始思考这个大问题。这是一件大事儿，我到最后会讲为什么是一件大事儿，不光是我们人类的大事，而且是整个宇宙的大事儿。

我们知道爱因斯坦是最最天才的一个物理学家，上个世纪，他发现了广义相对论，他认为万有引力的本质是时空的本质，就是说所有的引力是因为时空的弯曲所造成的，可是在他研究宇宙学的时候发现，他的宇宙学跟牛顿的宇宙学一样不稳定。

就是说假定我们的宇宙，太阳，行星，然后更远地方的恒星，更远的地方是银河系，甚至更远的地方是银河系之外的银河系，宇宙非常非常之大，但是为什么宇宙看起来是静态的，不坍缩呢？因为万有引力之下它会坍缩。

然后爱因斯坦就引进了一个所谓的「宇宙学常数」，这个常数唯一的用处就是让宇宙保持平衡。所以你想想，如果所有的东西都有引力的话，那么让宇宙保持平衡的一定是个斥力，正好他引进一个「宇宙学常数」，调节到一个非常非常精确的地方，让万有斥力和万有引力保持平衡。

可是在上个世纪30年代，哈勃望远镜发现宇宙是膨胀的，并没有静止，所以爱因斯坦就抛弃了他的静态宇宙，同时他认为「宇宙学常数」是不存在的，宇宙应当是在膨胀，并且在万有引力之下做减速膨胀。

到了1998年，既然我们发现了宇宙在加速膨胀，那么物理学家就把爱因斯坦80年以前的一个理论重新捡回来了，就是说也许宇宙里面有一个万有斥力。

但是爱因斯坦理论只是所有理论之一，还有其他的理论。比如像右上角这张图，也可能有其他在我们三维空间外面，有额外的维度我们的眼睛看不见，非常非常复杂，这是一种可能。

下面这张图更加有趣，这是另外一个理论。它认为我们的宇宙只是在一个更大的宇宙里面的一张板，但这张板不是两维的是三维的，假如说空间是四维的或者更高维，然后我们把三维想象成四维里的一张板，跟我们这张板平行还有其他的板。你看那里面有些结构，有些银河系，有些恒星，那是我们这个宇宙，然后对面还有一个宇宙，这个理论也可以解释宇宙加速膨胀。

就是说，物理学家到最后经过15年的努力，现在已经有上百种理论了，但是我们不知道哪个理论是对的，这是很奇怪的一件事儿。

接着讲我的故事。到了2004年，我就有了我的理论了。我喜欢开玩笑，我说，解释暗能量的理论和宇宙学家一样多，就是每个人都有一个理论。那么我的理论是怎么产生的呢？

那是2004年，我在中国科技大学做客座教授，访问一个月，我把我所有的学生都带过去了，这是中国的传统，每个人都得听老板的，爱去不去他非得去，我把他们都带去了。

这时我突然就想到，我们物理界有一个流行的看法认为，宇宙看起来是三维的，但是它本质上是两维的，就像我们在电影院看立体电影一样，3D电影或者是IMAX，形象呈展出来是三维的，但是它呈展的方式是两维的，它只是一个银幕，那么我们的宇宙看来也应当是这样的，只不过我们不知道这张银幕在哪儿。

因为我们是三维人，你知道我们生活在三维，当然我不知道我两维的影像在什么地方，但是有这种理论，所以下面这张图展示的就是那个理论。

基于这一理论，我在2004年就提出了一个理论：不管宇宙是怎么样的，也许它是有限的，比如说我们现在看到最远的地方是138亿年前的光发出来的，那么宇宙的半径大概应该有400多亿光年。

有人就会问，光不是跑138亿年吗，那么为什么宇宙是400多亿光年呢？这是很多人都问的问题，其实你想一想，当光走的时候宇宙也在膨胀对吧，就像说光从这一点发出的时候，它到达我这儿，宇宙已经到那儿了对吧，所以宇宙实际上是比光走的路还要大。

四百多亿光年，也许宇宙只有四百多亿光年那么大，半径啊不是直径，直径大概是再乘二，也可能是无限的，也可能在宇宙之外还有更多的宇宙我们不知道。

但是不管怎么样，我就大胆地假设了一个理论，就是说也许宇宙是有限的，也许是无限的，可是在400多亿光年的那个地方，有一块我们看不见的、非常大的屏幕，它正在放着IMAX，你看到所有的这一切，你今天谈恋爱了，你今天早上吃了一个面包了，或者是宇航员升天了，所有这一切实际上是在那个大屏幕上在展示出来，但是你不知道而已。

理论物理学是敢于想象的对吧？什么都敢想。假定如此的话，我立刻就可以构造一个理论来解释宇宙为什么是加速膨胀的。当然我今天就不解释了为什么会这样，因为这是很技术的一个话题。

从2004年到今年，已经9年了，我一直在研究这个理论。每年都有一些新的天文观测出来，比如说2009年，欧洲航天局有一个叫「普朗克」的卫星上天了，2013年的3月21号第一次发布数据，我们赶紧把它拿来再做研究，这篇文章正压在我的手里面，是一帮我的博士后和学生跟我一起做的，发现还是我的理论能最好地拟合最新的观测数据。

这儿展示了一张图，去年英国《每日邮报》展示的这张图是地球大撕裂的最后几天，非常恐怖。这张图片后面提到中国科技大学，以及我所在的中国科学院理论物理所等等，一帮中国科学家讨论大撕裂理论最恐怖的可能场景。

为什么会发生这样的景象呢，就是在我的理论里面，我们发现拟合所有的天文学观测数据，一个最好的结果是不光宇宙在加速膨胀，宇宙还在加加速膨胀，就是说加速度还有加速度，这是什么原因呢？

这是因为有一种暗能量，就是宇宙无所不在的一种看不见摸不着的能量，这跟我标题中的「越暗」有关，「越弱」是万有引力和万有斥力，虽然它们很弱，在宇宙尺度上就变得非常强大，这个暗能量的密度会越来越大，到最后会撕毁整个宇宙。

比如说有可能，我不确定，有可能在200亿年或者是300亿年，这跟我们的观测数据有多精确有关，我们今天不能敲死这个数目，是200亿年，还是300亿年，也可能是400亿年。但一旦比如再过10年和20年，我们得到更加精确的数据，也许我会告诉你，宇宙会终结在哪一天。

比如说大约200亿年后，突然这个暗能量变得无限大了，那么在200亿年前一年，有可能我们就看不到最邻近的恒星了，比如说三体星，最邻近的离我们大概4光年远，就是半人马座，这是著名的刘慈欣的《三体》所谈论的那个故事，我们可能就看不到了。

然后再过半年呢，我们有可能看不到太阳了，然后再过三个月我们可能看不到月亮了，然后再过两月，我们又看不到美国了，然后再过一天，你就看不到你的太太了，然后再过几小时，你的左手看不到右手了，然后你的身体的每一个分子和原子都被撕裂。

听上去是非常恐怖的事情啊，但是我不觉得，因为我们离200亿年还很远，也许过了不要200亿年而是2万年，我们人类就把自己给毁灭了。

这都不重要，因为宇宙是生生不息的，当然这是佛家的理论，也可能是暗合，因为佛家说总是在循环，我们要凤凰涅槃，涅槃以后再产生，也有可能在宇宙大爆炸。我们这场138亿年前发生的大爆炸之前，就有过大撕裂，天知道，对吧，然后200亿年再发生大撕裂，我们可能会得到更新的宇宙。

这就是我提到的2013年3月21号「普朗克卫星」。这个卫星离我们大概有150万公里，相当远，我们知道月亮与我们的平均距离是38万公里，这个是月亮离我们距离的4倍左右。

它在地球的后面，就是说如果我们把太阳看作正面的话，它可以跟着地球一起绕着太阳动，就是说我们不会把它丢了，一直跟着太阳动，同时它不会受到太阳光和太阳其他的电磁辐射太大的影响。

所以它可以看到宇宙里面最精细的东西，它可以看到宇宙里面大概十万分之一，实际上是百万分之一的变动，因为它精度达到百万分之一的涨落，非常非常精确。

这是欧公署花了7亿欧元的这么一个东西，还是告诉我们宇宙会大撕裂。我的论文还在修改，我也不知道是不是肯定的，因为大家的理论都在竞争，数据每年都在更新，我们不知道最后结果会怎么样。

高更有一个著名的油画叫做《我们从哪里来我们上何处去我们是谁》。我今天没有跟大家讨论我们是谁，但我跟大家讨论了我们从哪里来，我们向何处去。当然我也不确切地知道我们向何处去，我想用下面六七分钟讲一下，我们从哪里来。

科学、艺术这些事情我想得比较多，因为我现在处于享老的时代，想这些事情比较多，会每天反思自己，反省自己，反思科学是哪里来的。

科学不是说文艺复兴时代就有的，它最原初的种子是在原始宗教里面。在人类刚刚有文明的时候就有了，网上有一个BBC的关于艺术和科学的纪录片，它谈了一件很有趣的事儿，就是原始宗教里面的一些画到底是什么意思，过去我们一直认为是写实，或者是人类最初的像三四岁的小孩儿刚刚突然开窍了，我可以把东西记录下来了，其实不是那么简单。

这儿有张岩画，是一帮人类学家在非洲的一个岩洞里面发现。最早的人画了一些画，你看这些牛身上有一些斑点，它不是写实的，人类学家就想到底怎么回事儿，后来他就走访了一些还保留着原始宗教的一些部族，如果大家知道人类是从非洲走出的，就知道我们实际上都从那儿来的，大概十万年以前。

所以那边的原始宗教一定是人类最原始的东西，他发现他们在做仪式的时候也有类似的东西，所以它不是一个写实的东西，它跟宗教有关，跟人类想理解这个宇宙有关，所以原始宗教里面包含了最原始的科学起源，包含了最原始的艺术起源。

柏拉图提出了一个非常有趣的穴居人理想实验。他说假定有一帮人，他们不光在洞穴里面，而且被铁链绑在洞穴里面，他们没办法走出洞穴。

每天太阳和月亮交替升起，把外边的世界照进墙壁上，他们只能对着墙壁看，只能看见墙壁上的影子，然后他以为世界就是这个样子，然后他开始推测，世界是不是这个样子。其中最聪明的可能说，世界其实不是这个样子，因为有太阳的存在，这只是打进来一个影子。

而我们实际上也是这样，我们在地球上，当然我们比其他动物好一点，因为我们有最优秀的两个长处，第一个是语言能力，第二个是逻辑推理能力，这两个能力产生了文化、艺术和科学。

人类的文明在推进，推进到古希腊的时代就有了真正的理性的思考，就是最早的理性科学。当然那个时候大家谈的谈哲学更多，因为实证的办法还是比较少，因为那时候我们缺乏仪器。

这是著名的拉斐尔油画《雅典学院》，里面有柏拉图，有苏格拉底，有柏拉图的弟子亚里士多德，欧几里得都在里边，这是真正人类达到理性高峰的时代。第二个高峰就是文艺复兴之后。

但我还是最崇拜古希腊。有一位著名的英语诗人说过古希腊的人才是最文明的人，为什么？就像前面几个演讲者展示的，他们不光会告诉你哲学是什么，天体是怎么运行的，地上的东西是怎么运行的，人类的思维是怎么回事儿，而且他们每个人都是运动家，每个人都是诗人，每个人都是艺术家，而我们现在并不是。

到最后，我就说到一个科学态度的问题。我前面说到了我自己的成长，从研究超弦理论， 1998年人类摊上大事了，我就开始研究这个宇宙。我现在开始觉得自己变老了，我开始学点艺术，然后就问什么是真正的科学态度，因为科学实际是从原始宗教来的，是从艺术里面，它们是双胞胎。

那么我们现在怎么样对待我们不了解的事物？比如说中医，很多人说中医不是科学，所以中医全是错的，你想找死请你看中医去，都这么讲。但是我觉得我的态度不一样，因为科学是一个不断生长的过程，它是一个不断膨胀的领域，它在慢慢覆盖一些我们未知领域。

我们过去谁知道宇宙是从一场大爆炸来的，如果谁告诉你，当时的科学主义者一定告诉你，你这是伪科学，肯定会这样，同样现在我们对待很多不知道的事情，也是这样一个态度我觉得是不对的，至少说有一些人在实践一件事，它哪怕不是10%，也有5%是合理的。

最后，我以我的一首诗来结束这次演讲，诗的题目叫《巴黎》。因为正好是整整一年前的5月份，我访问巴黎参加引力波探测空间站大会（LISA）回来之后写的。

巴黎

某年某月

一只鸟穿过你的大半个市区

像撞过明亮的房间

一条河与河边栖息的人一样不真实

这条寻常的河曾三次

挂在我的胸前如飘带

而我的声音

滑过飘带

如陌生的水滴

麻雀之上煽动的懒散与彩笔一样粗壮

那些奥赛收藏的笔触在眼前展开

懒散之下不安和渴望的灵魂

哦Notre Dame

这些诗句中负重的鸽子

Notre Dame

一次凝视已经足够

我的某个部分留在巴黎

如同我的护照。

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