话说在1915年,爱因斯坦提出了他的广义相对论。从这个时期开始,天文学的一个细分领域得到了快速的发展,这个细分领域就是宇宙学。所谓的宇宙学研究的是宇宙整体的演化和历史。
20世纪至今的宇宙学发展主要是以爱因斯坦的广义相对论基础,而获得最大的成就就是标准宇宙模型,这个模型如今叫做Λ-CDM模型,这个模型的前身是宇宙大爆炸模型。
可以说,宇宙大爆炸模型是宇宙学最重要的成果,也是如今主流的科学理论,并且获得许多观测证据的支撑。按照最近的探测器的观测,以及理论模型的推算,如今的宇宙诞生于138亿年前。那么很多人就会疑惑:138亿年前诞生的宇宙,那么138亿年以前这个世界是什么样子的呢?
古代中国的宇宙观
关于这个问题其实涉及到了宇宙观,说白了就是宇宙到底是什么?
在距今2000多年前,中国的古代先哲们就在思考这个问题。春秋战国时期诸子百家中有一个学者叫做尸佼,他被人尊称为尸子,他的著作也被称为《尸子》,在这本当中就给出宇宙下了一个定义:
四方上下曰宇,往古来今曰宙。
这句话翻译过来就是宇是空间,宙是时间。说白了就是宇宙是时间和空间的集合。
后来,古代的学者们基本上就是继承了这个认知并且开始发扬光大。在后世的一些著作中常常重复记述了这个定义。那为什么中国古人会有这样的认识呢?
我们要知道古代是没有手机和手表的,那你有想过他们如何看时间吗?
他们实际上是通过观测天象计时的,比如:一个昼夜就是一天,月球绕地球一圈就是一个月,太阳同一时间在天球上出现的位置正好绕了一圈就是一年。
甚至包括日晷,它是用过观测日影记时的仪器,所以本质上也是反映太阳一天在天空中的位置。也就是说,对于古人而言,时间就是天象(宇宙)的反映,没有天象(宇宙)就没有时间。
现代人的宇宙观
中国古人对于“宇宙”的认识已经十分接近如今的观点了。按照现代宇宙学的观点,宇宙泛指一切的物质和时空,这里时空指的就是时间和空间。也就是说,按照现代宇宙学的观点就是有了宇宙,才有了时间,没有宇宙,也就没有时间。讨论宇宙诞生之前是没有意义的。
说白了,时间是从宇宙大爆炸的那一刻才开始有的,宇宙大爆炸之前并不存在时间。很多科学家都持有这样的观点,比如:霍金,他在他的科普书《时间简史》就阐述过类似的观点。
时间到底是什么?
现代宇宙学的观点听起来有点流氓,但是实际上从逻辑上是说得通的,这其实需要我们从“时间的本质”入手来思考这个问题。如果我们没有完全搞懂“时间到底是什么?”,再去探讨宇宙诞生之前的问题也是没有任何意义的。
那时间到底是什么?
科学家就发现,如果你要直接对时间进行定义是没有办法。不过,好在牛顿早就为我们指出了一条明路,我们可以用测量的方式来定义时间,这也叫做测量定义法。
如果从测量定义法来看时间,时间说白了就是周期性的运动。我们进行适当地简化,我们可以理解成时间就是运动。这其实也很好理解,我们的手表是通过振动来计时的,古人是通过天象来计时,天象说白了就是周期性的运动。脱离运动谈时间是没有任何意义的。爱因斯坦曾经就是回归到了时间的测量定义法本身,发现了时间和运动之间的关系,于是推导出了著名的相对论,并且指出了一个惊人的观点:时间就是空间,空间就是时间,这就是相对论的时空观。
试想一下,如果宇宙中所有的一切包括粒子都静止了,那对于这样的宇宙而言,时间也变得没有任何意义了。
宇宙诞生之前
那我们回归一开始的问题,如今宇宙的一切实际上都是来自于那一场大爆炸,那场大爆炸之后宇宙开始出现了粒子,进而慢慢有了恒星,星系。而宇宙没诞生之前,并没有这些这些,更谈不上“运动”,也就不存在“时间”。因此,宇宙诞生之前并不存在时间。那是不是就是说我们没办法探讨宇宙诞生之前的样子,实际上并不是不可以,只是探讨那个状态不需要引入时间参数而已。至于那个时期的状态目前还没有任何可靠的研究成果。