你看，有线电报是一种非常非常长的猫。你在纽约拉它的尾巴，他
的头在洛杉矶发出叫声。这个你明白吗？无线电的工作方式完全一样：
你在这里发出信号，他们在那端收到信号。唯一的区别是没有猫。
——阿尔伯特·爱因斯坦
在科学上听到的最令人激动的一句话，预示着新的发现的那句话，
不是“尤里卡！“（我找到了），而是“这很有趣……”。
——艾萨克·阿西莫夫
在一般情况下，我们通过以下过程来寻找一条新的定律。首先是猜
测。不要笑，这是最重要的一步。然后你计算其结果。将此结果与经验
进行比较。如果与经验不同，那说明你的猜测是错误的。在这看似简单
的话里包含着科学的关键。无论你的猜测有多美，你有多聪明，你的名
字是什么，如果不同于经验，那就错了。这就是所有的一切。
——理查德·费恩曼
现在主要有两种相互竞争的宇宙学理论。一边是大爆炸模型，它源
自爱因斯坦的广义相对论，由勒迈特和弗里德曼提出。这种理论认为宇
宙有一个独特的创生时刻，接着是快速膨胀，而哈勃的观察确实证明宇
宙在膨胀，星系在后退。不仅如此，伽莫夫和阿尔弗表明，大爆炸模型
可以解释氢和氦的丰度。另一边是稳恒态模型，由霍伊尔、戈尔德和邦
迪提出，这个模型除了包含物质的连续产生和宇宙膨胀这一要素外，本
质上回到了永恒宇宙的保守观点。这种物质产生和宇宙膨胀使得该模型
与所有天文观测结果兼容，包括哈勃观测到的退行星系的红移。
竞争性理论之间的科学争论通常发生在大学的咖啡厅或是在学界大
佬尽数出席的科学大会上。然而，对于宇宙是永恒的还是创生的这一宇
宙学的终极问题的讨论则蔓延到公共领域。这部分原因是受到霍伊尔、
伽莫夫和其他宇宙学家借助于各种科普书籍和广播宣传所致。
毫不奇怪，天主教会热衷于通过宇宙学的争论来宣扬它的观点。曾
宣布进化生物学不与教会的教义相冲突的教皇庇护十二世，于1951年11
月22日在教皇科学院发表一篇题为“鉴于现代自然科学的上帝存在的证
明”的演说。特别是，教皇强烈赞同大爆炸模型，他将它看作是对“创世
纪”的一个科学解释，是上帝存在的证据：
因此，所有的一切似乎表明，物质宇宙在时间上有一个强有力的开
端，它被赋予了巨大的能量储备，凭借它，宇宙起先是迅速膨胀，然后
变得越来越慢，最后演变成目前的状态……事实上，当代科学以一步跨
越数百万年的步伐回溯既往，似乎已成功地见证了原始的菲亚特大力士
在物质从一切皆无迸发出来时所发出的呼喊，先是光和辐射之海，然后
是化学元素粒子的分离并形成数百万个星系……因此，存在一个创造
者。因此，上帝是存在的！虽然这个证据既不明确也不完整，但这是我
们一直在等待的来自科学的回答，而当今人类还将继续等待从它那里得
到进一步的答案。
教皇的演说中还具体提到哈勃和他的观察。他的演说成为世界各地
的报纸的头条新闻。哈勃的一个朋友，埃尔默·戴维斯，读到这篇演说
后，不禁给哈勃写了封信调侃道：“我已经习惯于看到你赢得新的和更
高的荣誉，但直到我读了今天上午的报纸，我做梦都没有想到，教皇会
屈身向你寻求上帝存在的证明。这应该使你有资格在适当的时候成为圣
徒。”
令人惊讶的是，无神论者乔治·伽莫夫则对教皇重视他的研究领域
感到非常高兴。在这次演说之后，他给教皇庇护十二世写了封信，送给
他一篇关于宇宙学的科普文章和他自己的一本书《宇宙的创生》。他甚
至在1952年发表在著名期刊《物理学评论》的一篇文章里调皮地引用教
皇的演说词，他明知道这么做会惹恼很多同事，他们急于撇清科学与宗
教之间的任何交集。
绝大多数的科学家强烈认为，决定大爆炸模型的有效性与教皇无
关，而他的代言不应该用于任何严肃的科学辩论中。事实上，没过多
久，教皇的认可就让大爆炸理论的支持者感到难堪。对手稳恒态模型的
支持者开始用教皇的演说来嘲弄大爆炸理论。例如，英国物理学家威廉
·邦纳认为，大爆炸理论是旨在支持基督教的阴谋的一部分：“（这一理
论）背后的动机当然是要把上帝奉为造物主。这似乎是基督教神学自17
世纪开始科学将宗教从理性的人们头脑中清除出去以来一直在等待的机
会。”
当大爆炸开始与宗教挂上钩后，弗雷德·霍伊尔同样严厉地谴责它
是一个建立在犹太-基督教基础上的模型。他的稳恒态模型的合作者托
马斯·戈尔德持有与他一样的观点。当戈尔德听说庇护十二世支持大爆
炸理论，他的反应简洁而又切中要害：“嗯，教皇还赞同静止的地球
呢。”
科学家们一直担心梵蒂冈试图影响科学的进程，历史上，1633年乌
尔班八世就曾强迫伽利略放弃科学研究。然而，这种谨慎有时近乎偏
执，正如英国诺贝尔奖得主乔治·汤姆孙所说：“要不是很多年前圣经上
说过关于上帝创世的事儿，并使它显得很不合时宜，大概每个物理学家
都会相信创生说。”
关于宇宙学中神学作用的辩论中最重要的声音也许当属大爆炸模型
的共同创立者、教皇科学院的成员乔治·勒迈特的观点。勒迈特的坚定
信念是科学研究应当与宗教领域严格分离。具体到他的大爆炸理论，他
说：“在我看来，这一理论完全超越任何形而上的或宗教的问题。”勒迈
特一直小心翼翼地保持着宇宙学和神学之间的分离。信仰上的坚守使他
更清晰地理解这个物质世界，而科学研究则引导他对精神境界更深刻的
领悟：“对真理的透彻的追求包括灵魂的探索和光谱研究。”毫不奇怪，
他对教皇故意混淆神学和宇宙论的界限感到非常沮丧和恼火。一个学生
曾目睹了勒迈特在听了教皇的演讲后回到学院的表现：他“怒气冲冲地
走进教室……完全失去了往日的幽默”。
勒迈特决心阻止教皇颁布关于宇宙学的敕令，这部分平息了由此引
起的令大爆炸的支持者的尴尬，也避免了教会日后潜在的困境。如果教
皇——抓住他对大爆炸模型的热情——打算支持大爆炸研究的科学方法
并利用它来支撑天主教，那么如果新的科学发现与圣经的教导相抵触
时，这项政策就可能会反弹，反而不利于教会。勒迈特与梵蒂冈天文台
台长暨教皇的科学顾问丹尼尔·奥康纳取得了联系，建议他们一起去说
服教皇对宇宙学保持安静。教皇出奇地顺从并同意了他的这项要求——
大爆炸将不再是教皇宣讲的一个适合的主题。
在西方宇宙学家开始在脱离宗教的影响方面取得一定的成功的同
时，东方的那些宇宙论者则还不得不与那些试图影响科学争论的非科学
家们进行斗争。
政治家和神学家都用宇宙学来支撑自己的信念，这让霍伊尔感到可
笑。正如他在1956年所写的：“这些人判断一种观点’正确’，是因为他们
认为它基于’正确’的前提，而不是因为它导致了符合事实的结果。事实
上，如果事实不符合这个教条，那么事情就更糟糕了。”
宇宙学家又是如何看待大爆炸与稳恒态的这场辩论的呢？在整个20
世纪50年代，科学界因此被分裂。1959年，《科学新闻快报》进行了一
项调查，要求33位杰出的天文学家公开他们的立场。结果显示，11位专
家支持大爆炸模型，8位支持稳恒态模型，其余14位要么不确定，要么
认为这两个模型都是错误的。在代表宇宙的真相方面，两种模型都坚信
自己是强有力的竞争者，但双方都没有得到大多数科学家的广泛支持。
缺乏共识的原因是，支持和反对这两种模型的证据都是不确定的，
甚至是矛盾的。天文学家们是在技术条件和认识上的理解均非常有限的
状况下进行观测的，因此，从这些观测中推断出的“事实”需要高度谨慎
地处理。例如，对星系退行速度的每一次测量可以称为一个事实，但评
论界对于这个事实难置一词，因为要想理解它牵扯到非常复杂的逻辑和
观察链。首先，对退行速度的测量依赖于对星系微弱光线的探测，需要
假设这些光线在通过干扰性的空间和地球大气时如何受到或不受影响；
其次，必须测量光的波长，并确定发出这种光的星系原子；第三，必须
确定谱线的频移，并通过宇宙的多普勒效应将这一频移与退行速度联系
起来；最后，天文学家们还必须考虑所有设备及其使用过程——如望远
镜、光谱仪、底片甚至显影过程——的固有误差。这是一套非常复杂的
逻辑链，天文学家必须对每一个步骤都非常有信心。实际上，在宇宙学
里，对星系的退行速度的测量已属于较为确定的事实。其他学科领域的
逻辑链更复杂，更让评论界莫衷一是。
在支持或反对大爆炸或稳恒态模型都没有确凿证据的情况下，许多
科学家将他们对宇宙模型的偏好建立在直觉或是对那些捍卫对手模型的
人的人格尊重的基础上。这种情形在丹尼斯·席艾玛身上表现得尤为突
出。他将成为20世纪的最重要的宇宙学家，正是在他的指导下有了斯蒂
芬·霍金、罗杰·彭罗斯和马丁·里斯的工作。席艾玛自己曾受到霍伊尔、
戈尔德和邦迪的启发，称他们对“像自己这样的年轻人具有令人振奋的
影响力。”
席艾玛发现自己也受到各种理论的哲学方面的吸引：“稳恒态理论
开创了这样一种令人兴奋的可能性：物理学定律可能确实通过要求宇宙
的所有特征都是自我传播的……决定了宇宙的内容。因此，自我传播的
要求是一个强有力的新原则，借助于这一新原则，我们第一次看到了回
答下述问题的可能性：为什么事情都不像它们被谈论的那么简单？因为
它们是自在的。”
后来他发现他偏爱稳恒态胜于大爆炸的另一个原因是：“这似乎明
显是唯一的允许生命延续的模式。生命总要在某处延续……即使这个星
系老了，死了，总会有新的年轻的星系诞生出来，在那里生命将继续演
化。因此，薪火相传永世不绝。我想在我看来这可能是最重要的事
情。”
席艾玛选择稳恒态模型的主观原因很大程度上是宇宙学的不确定性
和混乱的症状。在20世纪肇始，宇宙学是一个令人满意的学科，一个永
恒不变的静态宇宙已深入人心，但20世纪20年代的测量结果和新的理论
表明，这一观点显然不能令人满意。不幸的是，两种新出现的替代品没
有一个是完全令人信服的。稳恒态宇宙学属于原始的永恒静态的世界观
的修订版，但支持它或反对它的观测证据非常少。大爆炸宇宙学是一种
更激进和更具颠覆性的宇宙论观点，既有支持它的证据也有反对它的证
据。总之，宇宙处在浴火重生的当间儿。或者更专业点说，宇宙学正处
在范式转变的过程中。
科学史的传统观点认为，对科学的理解是通过一系列细微变化逐步
发展来的，先是公认的理论在几十年间不断得到微调，然后是新理论从
旧理论中脱胎而出。这是一种由达尔文的进化论和自然选择原理发展而
来的科学发展观。理论发生变异，然后在适者生存的原则下，那些最符
合观察结果的理论被采纳。
然而，科学哲学家托马斯·S.库恩认为，这只是故事的一部分。1962
年，他写了一本书叫《科学革命的结构》，在其中他将科学进步描述
为“平静期不断被智力暴力革命打断的一系列过程”。所谓平静期是指这
么一段时期，在此期间理论处于前述的渐变演化阶段。但每隔一段时
间，思维就会有重大转变，这种转变被称为范式的转变。
例如，天文学家在几个世纪里一直对宇宙的地球中心说范式修修补
补，不断加入本轮和均轮，以使模型与太阳、恒星和行星的观测路径更
切合。渐渐地，对行星轨道的预测出现一系列问题，在自然哲学上持保
守主义的大多数天文学家选择忽略，坚持尊崇现有的范式。最后，当问
题堆积到不能容忍的地步后，如哥白尼、开普勒和伽利略这样的挑战者
就会站出来提出一种新的太阳中心说的范式。经过几代人的努力，整个
天文学界抛弃了旧的范式，转移到新的范式。此后，一个新的稳定的科
学时代开始了，研究模式建立在新的基础和新的范式上。地球中心说不
是演变成太阳中心说，而是被后者所取代。从原子的葡萄干布丁模型到
卢瑟福的核模型的转换是这种范式转变的另一个例子。从充满以太的宇
宙到没有以太的宇宙的转换也是如此。在每一种情况下，新的范式一旦
适时闪现，而旧的范式已经完全不可信，那么从一种范式到另一种范式
的转移就会发生。转移的速度取决于许多因素，包括支持新范式的证据
分量以及旧范式抗拒改变的程度。年长的科学家，在旧范式下付出了太
多的时间和精力，通常都是最后接受改变，而年轻的科学家们一般都更
喜欢冒险并持开放的态度。只有当老一代人退出了科学生活，年轻一代
已成为新的权威，范式的转变才可能完成。旧范式可能已经盛行了几个
世纪，因此持续了几十年的转换期还是比较短的。
在宇宙学领域，情况有点不同寻常，作为旧范式的静态的、永恒的
宇宙已经被抛弃（因为星系显然不是静态的），但却出现了两个互不相
让的新范式：稳恒态模型和大爆炸模型。宇宙学家们希望，这一不确定
时期和冲突能通过寻找到无可争议的证据予以结束。这些证据将证明这
两种新模型中有一个是正确的。
为了解决我们到底是生活在大爆炸的余波之中还是处于稳恒态之
中，天文学家必须将重点放在一系列关键性判据上，它们是确立两个竞
争性模型哪一个能胜出的关键。这些判据总结在表4中，其中每一项判
据都给出了简要评估，用以指示在1950年的可用数据基础上看哪个模型
较为成功。
虽然这个表不包括区分两个模型优劣的每一项潜在准则，但它已将
主要判据包含在内，如每个模型的解释各种元素的丰度的能力。就第二
项判据来看，大爆炸模型能准确地解释宇宙中氢和氦的丰度，但对于更
重原子的丰度则无能为力。大爆炸模型因为在这一点上只是部分成功，
故吃了个问号。稳恒态模型在这里也有疑问，因为我们不清楚在退行星
系之间产生的物质是如何发展形成我们所观察到的原子丰度的。
两个模型不仅必须解释各种原子的形成及其丰度，而且还得解释这
些原子如何聚集在一起形成恒星和星系——表4中的第三个判据。这个
问题在前面章节里没做细节上的讨论，它向大爆炸模型提出了一个大问
题。宇宙在创生后迅速膨胀，这将使意欲形成的婴儿星系变得被拉散。
同时，由于大爆炸宇宙只有有限的历史，因此星系演化只有10亿年左右
——这是一个相对较短的时间尺度。换句话说，没有人能够解释星系是
如何在大爆炸模型的背景下形成的。稳恒态理论在这个问题上较为自
信，因为永恒宇宙间允许星系有更多的时间进行演化。
反映两个竞争性模型具体的成功和失败的两列里包含
了“√”、“×”和“？”，因此无论哪一个理论都不能完全令人满意。因此我
们可以想像，接受大爆炸模型的宇宙学家可以通过解释宇宙的某些方面
来消除它们之间的分歧，同样，赞同稳恒态模型的宇宙学家也可以解释
其他一些问题来做到这一点。然而，宇宙学不是可以共享荣耀的竞赛。
大爆炸模型和稳恒态模型在最基本的层面上是矛盾的和不相容的。一种
模型宣称宇宙是永恒的，而另一种则声称宇宙是创生的，它们不可能都
正确。假设两种模型中只有一种是正确的，那么最终取得胜利的这个就
必然粉碎其竞争对手。
表4
下表列出了可以判断大爆炸模型和稳恒态模型孰是孰非的不同判
据。它显示的是在1950年所获数据的基础上这两个模型的表
现。“√”和“×”给出每个模型在相关判据前的大致优劣，问号表示该项缺
乏数据或赞同和不赞同的难辨胜负。判据4和5的问号是由于缺乏观测数
据。
时标困难
大爆炸的支持者所面临的最紧迫的问题是表4中的第六项判据——
宇宙年龄。打叉突显出大爆炸模型的荒谬：宇宙要比它所含的恒星年
轻。这就像一位母亲比女儿年轻一样荒谬——恒星肯定不能比宇宙本身
