我們?cè)谟钪嬷杏卸嗝煨。俊粓?chǎng)關(guān)于尺度的終極思考

有時(shí)候，當(dāng)我躺在星空下仰望夜空時(shí)，心里會(huì)閃過(guò)一個(gè)念頭：我究竟有多??？

這個(gè)問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，卻足以擊穿我們?nèi)粘Ｉ钪蟹e累的所有自我確定性。我們習(xí)慣了把自己看作中心——家庭的中心、社會(huì)的中心、甚至生命本身的中心。但一旦你開(kāi)始認(rèn)真思考宇宙的尺度，這種中心感就會(huì)瞬間崩塌。

從地球開(kāi)始數(shù)數(shù)

讓我們從最熟悉的地方開(kāi)始。

我們腳下踩的地球，直徑大約12742公里?？雌饋?lái)很大對(duì)吧？但這只是數(shù)字游戲的第一步。

地球有個(gè)衛(wèi)星叫月球，它圍繞地球公轉(zhuǎn)。地球和月球之間的距離大約是38萬(wàn)公里。如果把地球縮小成一個(gè)彈珠，月球就是放在38米外的一粒灰塵。這個(gè)距離聽(tīng)起來(lái)仍然很遠(yuǎn)，但在宇宙的語(yǔ)境里，它近得幾乎觸手可及。

然后是太陽(yáng)。從地球到太陽(yáng)的距離大約是1.5億公里，我們用一個(gè)專(zhuān)門(mén)的單位來(lái)衡量它——天文單位（AU）。太陽(yáng)的體積是地球的130萬(wàn)倍。如果地球是一粒沙粒，太陽(yáng)就是一個(gè)足球場(chǎng)。

此時(shí)你可能會(huì)想，太陽(yáng)已經(jīng)很大了。確實(shí)。但它只是一個(gè)普通的恒星，甚至在宇宙中處于中等規(guī)模。我們的整個(gè)太陽(yáng)系——包括太陽(yáng)、八大行星、無(wú)數(shù)衛(wèi)星和小行星——被包含在一個(gè)直徑約100天文單位的球形區(qū)域內(nèi)。這看起來(lái)很寬敞，直到你意識(shí)到，從太陽(yáng)到最近的鄰近恒星比鄰星的距離是4.37光年，這相當(dāng)于27萬(wàn)個(gè)天文單位。

換句話(huà)說(shuō)，太陽(yáng)系周?chē)钦婵?。我們是孤?dú)的。

銀河系的真實(shí)面目

現(xiàn)在把視野擴(kuò)大到我們所在的星系——銀河系。

銀河系直徑大約20萬(wàn)光年。一光年是光在真空中走一年的距離，大約9.46萬(wàn)億公里。這個(gè)數(shù)字已經(jīng)超出了我們的直觀理解范圍。我們需要一個(gè)新的框架來(lái)思考。

銀河系包含大約2000億到4000億顆恒星。其中大部分恒星我們永遠(yuǎn)無(wú)法看到，因?yàn)樗鼈兲h(yuǎn)了，光線(xiàn)還沒(méi)有到達(dá)地球。如果把銀河系看作一個(gè)城市，太陽(yáng)只是這個(gè)城市中的一盞路燈，而地球不過(guò)是路燈旁的一粒塵埃。

讓我用另一種方式來(lái)表述這個(gè)尺度。如果你用一個(gè)普通的望遠(yuǎn)鏡指向天空中最暗的一個(gè)點(diǎn)——那個(gè)點(diǎn)只有滿(mǎn)月直徑的百萬(wàn)分之一——你會(huì)看到大約1500個(gè)星系。是的，你指向虛空中的一小塊地方，就能發(fā)現(xiàn)1500個(gè)星系。

這意味著什么？意味著整個(gè)可觀測(cè)宇宙中，星系的數(shù)量多得難以想象。

宇宙的真實(shí)規(guī)模

2016年，天文學(xué)家進(jìn)行了一項(xiàng)重新統(tǒng)計(jì)，他們發(fā)現(xiàn)可觀測(cè)宇宙中大約有2萬(wàn)億個(gè)星系。這個(gè)數(shù)字是之前估計(jì)的10倍。

2萬(wàn)億。

如果你想象每個(gè)星系都像銀河系一樣，包含幾千億顆恒星，那么整個(gè)可觀測(cè)宇宙中恒星的總數(shù)大約是10的24次方。這是一個(gè)1后面跟24個(gè)零的數(shù)字。相比之下，地球上所有沙粒的總數(shù)只有10的23到24次方。

換句話(huà)說(shuō)，宇宙中的恒星數(shù)量可能等于地球上所有沙粒的總數(shù)。

可觀測(cè)宇宙的直徑大約是930億光年。這個(gè)"可觀測(cè)"的前綴很關(guān)鍵——它意味著這是我們能夠看到的宇宙部分。但這并不是真實(shí)宇宙的全部。

宇宙膨脹的詭異之處

這里有個(gè)令人困惑的地方，需要特別說(shuō)明。

宇宙誕生于大約138億年前的大爆炸。但是可觀測(cè)宇宙的半徑是465億光年，而不是138億光年。這看起來(lái)矛盾，但其實(shí)不是。

原因在于宇宙在膨脹。當(dāng)早期宇宙中的光向我們傳播時(shí)，宇宙本身在不斷擴(kuò)張，所以光源在遠(yuǎn)離我們。這意味著那些138億年前發(fā)出的光，實(shí)際上來(lái)自于現(xiàn)在距離我們465億光年遠(yuǎn)的地方。這不違反相對(duì)論——沒(méi)有東西以超光速運(yùn)動(dòng)，而是空間本身在膨脹。

這個(gè)概念引發(fā)了一個(gè)令人不安的想法：真實(shí)的宇宙可能無(wú)限大。我們所觀測(cè)到的930億光年的可觀測(cè)宇宙，只是無(wú)限大宇宙中的一個(gè)小氣泡。就像海面上的一滴水，看不到周?chē)恼麄€(gè)海洋。

尺度的層級(jí)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在讓我們看一下宇宙是如何自我組織的。

第一層：地球——直徑約12742公里

第二層：太陽(yáng)系——直徑約200天文單位（大約300億公里）

第三層：銀河系——直徑約20萬(wàn)光年，包含幾千億顆恒星

第四層：本星系群——包括銀河系、仙女座星系和其他小星系，直徑約1000萬(wàn)光年

第五層：室女座超星系團(tuán)——包含本星系群以及數(shù)萬(wàn)個(gè)其他星系團(tuán)，直徑約1.1億光年

——一個(gè)超級(jí)結(jié)構(gòu)，直徑約5.2億光年，包含我們的整個(gè)鄰域

第七層：可觀測(cè)宇宙——直徑約930億光年

每一層都比下一層大數(shù)百倍、數(shù)千倍，甚至數(shù)萬(wàn)倍。這種層級(jí)結(jié)構(gòu)不僅體現(xiàn)了宇宙的復(fù)雜性，也揭示了一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)：無(wú)論你處于哪一層，下一層都會(huì)顯得你極其渺小。

時(shí)間的重量

如果說(shuō)空間的尺度讓人感到渺小，時(shí)間則以另一種方式增加了這種渺小感。

宇宙已經(jīng)存在了138億年。相比之下，人類(lèi)出現(xiàn)在地球上的時(shí)間還不到50萬(wàn)年——只有宇宙年齡的0.00036%。現(xiàn)代文明的歷史不過(guò)數(shù)千年。我們每個(gè)人的生命，對(duì)宇宙來(lái)說(shuō)，更是瞬間即逝的閃爍。

古人看星星時(shí)，只能看到幾千顆，他們認(rèn)為那就是全部的宇宙。今天我們知道，他們看到的星星數(shù)量大約是宇宙恒星總數(shù)的10的20次方分之一。

這個(gè)認(rèn)知的轉(zhuǎn)變發(fā)生得極其迅速。僅僅在100年前，天文學(xué)家還在爭(zhēng)論銀河系是否是整個(gè)宇宙?，F(xiàn)在我們知道，銀河系只是宇宙中2萬(wàn)億個(gè)星系中的一個(gè)。

被忽視的真相

我想指出一些經(jīng)常被忽視的東西。

當(dāng)我們說(shuō)可觀測(cè)宇宙包含2萬(wàn)億個(gè)星系時(shí)，這個(gè)數(shù)字代表什么？代表2萬(wàn)億個(gè)可能存在生命的地方。代表2萬(wàn)億個(gè)擁有自己星系歷史和結(jié)構(gòu)的獨(dú)立系統(tǒng)。代表2萬(wàn)億個(gè)我們永遠(yuǎn)無(wú)法觸及的世界。

而我們住在其中一個(gè)銀河系中，這個(gè)銀河系有幾千億顆恒星。其中一顆是太陽(yáng)。圍繞這顆太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的第三顆行星是地球。地球上有大約80億人。

如果你覺(jué)得自己在人群中無(wú)關(guān)緊要，想象一下你在宇宙中的位置。

但這里有個(gè)悖論。正是因?yàn)橛钪娴暮棋?，我們才存在。正是因?yàn)檫@些不可計(jì)數(shù)的星系、恒星和行星，才創(chuàng)造了必要的化學(xué)條件，使得生命在地球上誕生。我們不是宇宙中的異類(lèi)，而是宇宙對(duì)自身進(jìn)行探索和理解的一種方式。

我們真正知道什么

讓我說(shuō)實(shí)話(huà)：我們對(duì)宇宙的了解極其有限。

宇宙的95%是我們看不到、摸不著、無(wú)法直接測(cè)量的東西——暗物質(zhì)和暗能量。我們對(duì)它們的了解不過(guò)是數(shù)學(xué)猜測(cè)?？捎^測(cè)宇宙只是真實(shí)宇宙的一部分。在我們的觀測(cè)邊界之外，還有我們永遠(yuǎn)無(wú)法知道的東西。

我們就像住在一個(gè)巨大球形監(jiān)獄中的囚徒，只能看到這個(gè)球面上的景象，對(duì)球外的世界一無(wú)所知。或者用柏拉圖洞穴的比喻，我們看到的只是投影在洞穴墻上的影子。

最謙虛的科學(xué)家會(huì)承認(rèn)，我們所知的知識(shí)，相比于我們不知道的東西，只是大海中的一滴水。

這一切意味著什么

當(dāng)我們理解了自己的渺小，會(huì)發(fā)生什么？

有人會(huì)感到絕望。他們會(huì)想，既然我們這么渺小，那么我們的存在就沒(méi)有意義。我們的痛苦、歡樂(lè)、抱負(fù)和夢(mèng)想，在無(wú)盡的宇宙中都不過(guò)是微不足道的。

但我認(rèn)為，這種想法本身就是一個(gè)范疇錯(cuò)誤。

渺小并不意味著無(wú)意義。反而，對(duì)很多人來(lái)說(shuō)，宇宙的浩瀚提供了一種解放。它把我們的瑣碎煩惱放在一個(gè)更大的框架中。它提醒我們，我們?cè)谟钪嬷锌赡軣o(wú)足輕重，但我們彼此對(duì)對(duì)方而言，卻是一切。

它也激發(fā)了我們的好奇心。人類(lèi)之所以偉大，不在于我們的體型或力量，而在于我們能夠思考。我們能夠看著星空，問(wèn)出"為什么"和"是什么"。我們能夠建造望遠(yuǎn)鏡來(lái)看見(jiàn)我們的眼睛看不到的東西。我們能夠用數(shù)學(xué)和物理學(xué)來(lái)理解宇宙的運(yùn)作方式。

這種能力，這種對(duì)知識(shí)的追求，是我們作為物種的定義。

結(jié)語(yǔ)

下次當(dāng)你看到星星時(shí)，記住這一切。

你看到的大部分星星其實(shí)是銀河系內(nèi)的恒星，距離我們最近的也有數(shù)百光年。那些看起來(lái)像星星的點(diǎn)，其實(shí)是整個(gè)星系——每一個(gè)都包含數(shù)十億或數(shù)百億顆恒星，每一個(gè)恒星周?chē)赡芏加行行牵渲幸恍┛赡苡猩?/p>

我們住在這個(gè)無(wú)盡的宇宙中的某個(gè)角落，在時(shí)間的某個(gè)時(shí)刻，有幸能夠思考這一切。

也許，這本身就足以賦予我們的存在意義了。