宇宙之书——前　　言

时下，关于宇宙的书可谓洋洋大观。这又是一本关于宇宙的书，但我们的故事将围绕着一个不同寻常却未曾被重视的事实展开，那就是阿尔伯特·爱因斯坦（1879～1955）已经向我们展示了怎样描述可能的宇宙——从整体上描述宇宙。在此之前，关于我们所生活的宇宙拥有什么样的结构，人们已经讨论了几千年。为了描述和解释它，人们建立了各式各样奇怪的图景，只是这些图景常常被宗教、民族、艺术或个人等的偏见所主导。结果，人们所收获的只不过是一堆故事。20世纪初的时候，情况突然有了转机：爱因斯坦向我们展示了如何找到所有与物理定律和引力特性相一致的可能的宇宙、如何重构这些宇宙的历史，以及如何预测这些宇宙的命运。但实际上，要找到这些可能的宇宙谈何容易。从那时起，为了找到这些可能的宇宙，天文学家、数学家和物理学家都在拼命求解爱因斯坦那复杂难缠的方程组。这本书所要讲述的正是开拓者们披荆斩棘的故事，以及在他们面前徐徐展现出来的美妙画卷。 这是多么波澜壮阔的一幅宇宙图景啊！许多宇宙的名字取自20世纪最著名的一群科学家。有些宇宙膨胀，有些宇宙收缩。有些宇宙像陀螺一样转动，而有些宇宙则是一团乱麻。有些宇宙是绝对均匀的，而有些宇宙却是疙疙瘩瘩，或者在各个方向上被宇宙潮汐扯来扯去。有些宇宙始终在振荡，有些宇宙是一片冰冷的不毛之地，还有些宇宙失控了，膨胀速度越来越快。有些宇宙允许时间旅行，可以回到过去，而有一些宇宙则允许在一段有限的时间内发生无穷多的事情。仅有少部分宇宙能够演化出生命，其他宇宙仍是意识无法染指的处女地。有些宇宙会在一场爆炸里终结，有些宇宙会在哽咽啜泣里终结，而有些宇宙永远不会终结。 我们的故事会讲到物理定律可以随时间和地点不同而发生变化的宇宙、拥有额外隐藏的时空维度的宇宙、永恒的宇宙、位于黑洞之中的宇宙、毫无预兆就突然终结的宇宙、碰撞的宇宙、暴胀的宇宙，以及由其他东西变来的宇宙——甚至从虚无之中冒出来的宇宙。 渐渐地，我们会遇到关于今天我们所看到的宇宙最新最精确的描述，还有现代物理学理论引入的“多重宇宙”概念——包含所有可能宇宙的大宇宙。这些是人类一切的科学研究中最匪夷所思也是意义最为深远的思考。在我们的宇宙陈列馆中所展出的可能宇宙都真实存在吗？还是说其中只有一个宇宙获得了如此殊荣？ 其他关于宇宙学和天文学的书籍把目光集中在了一些具体的问题上，如暗物质、暗能量、宇宙的开端、暴胀、生命出现的巧合或是宇宙的终结，但本书将给读者呈现的是各种各样的宇宙及其发现史，以及发现了这些宇宙的科学家们的独特个性，所有这些内容会有机地结合在一起。 我要特别感谢Katherine Ailes、Allen Attard、Donato Bini、Arthur Chernin、Hyong Choi、Pamela Contractor、Cecile De Witt、Charles Dyer、Ken Ford、Carl Freytag、Gary Gibbons、Owen Gingerich、Jörg Hensgen、Bob Jantzen、Andre Linde、Kay Peddle、Arno Penzias、Remo Ruffini、Doug Shaw、Will Sulkin、Kip Thorne、Don York等人在图书编辑、图片收集以及一些重要历史细节的澄清上提供的帮助。我还要感谢伊丽莎白的悉心照料，感谢两个已不再年轻的孩子提出的问题。还要感谢我的孙女，这本书就是献给她的。 约翰·D. 巴罗 于剑桥