霍金新理论解答宇宙为何会膨胀
北京时间7月3日消息，据英国《每日电讯报》报道，著名天体物理学教授斯蒂芬·霍金提出了一个新观点，解释为什么宇宙大爆炸产生了像我们今年所看到的浩瀚的宇宙。http://www.sciam.cn/showimg.php?iid=3301
宇宙大爆炸示意图
因为相距特别遥远的区域拥有相似的背景温度，因此天文学家可能会推断早期宇宙是以令人难以置信的速度发生膨胀。他们已经提出临近区域(具有类似宇宙特征)迅速膨胀的方法，用来解释被他们称作膨胀的这种宇宙迅速扩张过程。但是这引出一个问题：为什么宇宙首先会发生膨胀？现在《新科学家》杂志发表了剑桥大学的霍金教授提供的一个答案。这个结果是由他跟巴黎宇宙粒子和宇宙哲学实验室的托马斯·赫特格共同合作得出的。
霍金最出名的尝试是，将非常小的量子理论、引力理论和涵盖非常广的广义相对论，与被称作量子引力的新理论结合。量子力学充满各种奇怪的想法，并能增强人们对宇宙膨胀理论的新认识，宇宙只有原子大小时，就出现了膨胀现象。根据量子理论，当一个光粒子从A点运行到B点时，它不只沿一个途径运行，而是同时探索每一条途径，越直接的路径被利用的次数就越多。在历史学中这被称作总数，霍金教授和赫特格为宇宙学提出了相同理论。
这个理论可以利用数学对象波函数(与光粒子类似)描述早期宇宙。两年前这个科研组指出，这意味着宇宙没有独特起源：宇宙波函数包含多数发展方式。这是一种反直观认识：他们争辩说，宇宙以每一种可以想象得到(和一些甚至想象不到)的方式开始。由于这种非常丰富的开端(就像上帝视野中每一种可以想象得到的创造物)，大部分宇宙婴儿衰亡，只留下现在我们能看到的成熟宇宙。
但是这种理论跟其他任何新观点都一样，也存在不足之处。两位教授发现他们无法解释宇宙迅速膨胀的原因和宇宙演变遗留下来的所谓的宇宙微波背景、宇宙大爆炸回音的影响、探测气球和太空探测器能测量的创造物遗物等迹象。现在，加利福尼亚大学的詹姆士·哈特勒教授和桑塔·芭芭拉在发表在《物理评论快报》上的一篇论文中意识到，他们对宇宙膨胀的早期评估是错误的，因为他们没有完全考虑到理论预测和我们的回声观测资料之间的联系。
赫特格说，首先，他们发现最可能的宇宙历史是，宇宙在开始阶段“仅经历了小规模膨胀，这与观测资料矛盾。”现在他们根据有限的宇宙观测资料进行修改，发现波函数确实能预测更长时期的宇宙膨胀。霍金教授告诉《新科学家》杂志说：“这项提议能解释为什么宇宙发生膨胀。”将我们有限的观测区域考虑在内，该科研组已经总结出一个新宇宙学理论。
大部分宇宙模型是前后颠倒的，你从一个定义名确的宇宙初始状态开始向前发展。然而霍金和赫特格表示，我们无法，也不可能知道宇宙开始阶段的初始状态。我们只知道宇宙的最终状态，就像现在我们知道的一样。
他们的观点以我们现在观测到的宇宙状态作为开端，这个道理跟现实中在一个很大范围内，你没必要选择一个量子理论来解释宇宙行为和向后推测，确定它的初始状态是一样的。他们争辩说，宇宙不只有一个独特的开端和历史，而是有多个不同的开端和历史。
这种新理论非常具有吸引力，因为它与最普遍的“超弦理论”相符。赫特格表示，弦理论允许除了我们的宇宙之外的“多个难以想象的不同类型的宇宙”存在，但是该理论不包含对它们进行选择的标准，因此无法解释为什么我们的宇宙会出现上述演变过程。他说：“为此需要一个宇宙波函数理论。”现在宇宙哲学界已经有一个这样的理论。下一步是找出能进行实验的特殊预测结果，以证实这种宇宙如何诞生的新观点。(孝文）
[ 本帖最后由 天道无极 于 2008-9-4 02:36 编辑 ] 霍金老了。::070821_16.jpg:: ::21:: 没读明白!!慢慢看! 正如盲人听觉好 我猜一定是这样 霍金老骥伏槽，志在千里，精神可嘉！ 读得不是很明白啊！所以不敢盲从咯！ 心贵在专::37:: 读得不是很明白啊 我也看不明白，霍金理论太深奥 数学界最伟大的贡献是发明了虚数，解决了负数开方的难题之余还引入了复数的概念，随之而来的是指数函数运算，......。
但天知道这个虚数符引领的表达式有什么实际的物理意义。
物理学界最伟大的贡献是发展出一个数学物理方法学科，用这个函数描述物理世界，有关的描述、推导是那么的简单、快捷和美丽。
只是我记得当初的物理学家都非常注重这个复数解中的有意义解和无意义解的区别。
只可惜大家现在大注重用那些无意义解去杜撰新的世界了。
对不起，不说了。
请勿拍砖也请勿封IP，不再往下说就是了。
[ 本帖最后由 SamuelHan 于 2008-12-15 00:15 编辑 ]
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对不起，我无意拍砖，但根据我所了解的数学史以及物理学史，我无法认同你的观点，最多只能个别认同，你说的很片面。BTW：封IP还不至于，这里不禁止此类发言。
回复 12# SamuelHan 的帖子
以你有限的数学、物理基础，还没有资本对这两大学科及其关系做什么评论。没受过良好科学与道德教育的人，想装科学家是装不出来的。
数学中的虚数世界能代替现实世界吗
复数是实数和虚数的统称复数是形如 a+bi 的数, 其中 a, b 是实数，a称为实部，b称为虚部，i是虚数单位, i^2 = -1.
实数可以用一条直线(数轴)上的点表示, 类似地, 复数可以用一个平面(称为复平面)上的点表示. 在复平面上，a+bi 用点Z(a,b) 表示。Z与原点的距离r称为Z的模|Z|=√(a^2+b^2)
复数a+bi，b=0为实数，b不等于0为虚数, a=0且b不等于0时为纯虚数。
复数的三角形式是 Z＝r(cosx+isinx)
中x，r是实数，rcosx称为实部，rsinx称为虚部，i是虚数单位。Z与原点的距离r称为Z的模，x称为辐角。
16世纪意大利米兰学者卡当（Jerome Cardan1501—1576）在1545年发表的《重要的艺术》一书中，公布了三次方程的一般解法，被后人称之为“卡当公式”。他是第一个把负数的平方根写到公式中的数学家，并且在讨论是否可能把10分成两部分，使它们的乘积等于40时，他把答案写成=40，尽管他认为和这两个表示式是没有意义的、想象的、虚无飘渺的，但他还是把10分成了两部分，并使它们的乘积等于40。给出“虚数”这一名称的是法国数学家笛卡尔（1596—1650），他在《几何学》（1637年发表）中使“虚的数”与“实的数”相对应，从此，虚数才流传开来。
数系中发现一颗新星——虚数，于是引起了数学界的一片困惑，很多大数学家都不承认虚数。德国数学家莱布尼茨（1646—1716）在1702年说：“虚数是神灵遁迹的精微而奇异的隐避所，它大概是存在和虚妄两界中的两栖物”。瑞士数学大师欧拉（1707—1783）说；“一切形如，习的数学武子都是不可能有的，想象的数，因为它们所表示的是负数的平方根。对于这类数，我们只能断言，它们既不是什么都不是，也不比什么都不是多些什么，更不比什么都不是少些什么，它们纯属虚幻。”然而，真理性的东西一定可以经得住时间和空间的考验，最终占有自己的一席之地。法国数学家达朗贝尔（1717—1783）在1747年指出，如果按照多项式的四则运算规则对虚数进行运算，那么它的结果总是的形式（a、b都是实数）（说明：现行教科书中没有使用记号＝－i，而使用=一1）。法国数学家棣莫佛（1667—1754）在1730年发现公式了，这就是著名的棣莫佛定理。欧拉在1748年发现了有名的关系式，并且是他在《微分公式》（1777年）一文中第一次用i来表示一1的平方根，首创了用符号i作为虚数的单位。“虚数”实际上不是想象出来的，而它是确实存在的。挪威的测量学家成塞尔（1745—1818）在1779年试图给于这种虚数以直观的几何解释，并首先发表其作法，然而没有得到学术界的重视。
德国数学家阿甘得（1777—1855）在1806年公布了虚数的图象表示法，即所有实数能用一条数轴表示，同样，虚数也能用一个平面上的点来表示。在直角坐标系中，横轴上取对应实数a的点A，纵轴上取对应实数b的点B，并过这两点引平行于坐标轴的直线，它们的交点C就表示复数a＋bi。象这样，由各点都对应复数的平面叫做“复平面”，后来又称“阿甘得平面”。高斯在1831年，用实数组（a，b）代表复数a＋bi，并建立了复数的某些运算，使得复数的某些运算也象实数一样地“代数化”。他又在1832年第一次提出了“复数”这个名词，还将表示平面上同一点的两种不同方法——直角坐标法和极坐标法加以综合。统一于表示同一复数的代数式和三角式两种形式中，并把数轴上的点与实数—一对应，扩展为平面上的点与复数—一对应。高斯不仅把复数看作平面上的点，而且还看作是一种向量，并利用复数与向量之间—一对应的关系，阐述了复数的几何加法与乘法。至此，复数理论才比较完整和系统地建立起来了。
经过许多数学家长期不懈的努力，深刻探讨并发展了复数理论，才使得在数学领域游荡了200年的幽灵——虚数揭去了神秘的面纱，显现出它的本来面目，原来虚数不虚呵。虚数成为了数系大家庭中一员，从而实数集才扩充到了复数集。
随着科学和技术的进步，复数理论已越来越显出它的重要性，它不但对于数学本身的发展有着极其重要的意义，而且为证明机翼上升力的基本定理起到了重要作用，并在解决堤坝渗水的问题中显示了它的威力，也为建立巨大水电站提供了重要的理论依据。
可见，虚数是为了负数的开方发明的一种数学表达方法，没有物质性的意义。
但用复数表达的物理公式在形式上很完美，推导运算上也很简单，所以得到广泛应用，在现代物理应用中也很重要。
但真正的物理学家在应用时，很注重区分这个数学解的有意解和无意义解，这就是数学物理方法。
只可惜有一群所谓的著名宇宙命理学想象家，就是拿着这些无意义解，编撰出一个个美丽神奇的数学世界。
这个美丽神奇的数学世界如果用来吸引更多人去研究高等数学还无可厚非，但拿来替代现实世界就不敢恭维了。
回复 15# SamuelHan 的帖子
首先，引用文字应该给出其出处，这是起码的要求。利用数学史来论证虚数的物理意义，这本身就是不合适的。数理方法可不是你说的那么简单。另外，如果你不是做理论物理的（我看不出这一点），最好不要对该领域的种种发表什么，这些没有你想象的那么简单。
回复 16# positron 的帖子
您是学航空发动机的，改行了。本人是学物理学的，包括基础物理、理论物理、实验物理和应用物理，也早改行了。
数学物理方法学的时候刚及格，因为没有数学天份，现在也都还给老师了，但思维方式留下来了。
彼此彼此吧，不要说教了。
[ 本帖最后由 SamuelHan 于 2008-12-16 00:16 编辑 ] 。。。。。。。。。觉得谈论这个无意义 霍金在干他力所不能及的事情。
虽然流行，并不可信。
benlinliu 发表于 2008-9-4 10:58 http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif
太可怕了？？！！未知的太多了！人类太渺小了！ 不明白，好多知识都还没学呢。以后要更加努力了！！
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