五、太阳家族的诞生
在自然万物中,恐怕没有任何东西能比太阳更引人注目了。在古代,人们把太阳看作世界的主宰,太阳神乘着船或驾着车在天上巡察着世上的一切。后来,科学证明了它既不是世界的主宰,又不是宇宙的中心,它只是宇宙中极普通的一员。然而,在太阳系这个家族中,太阳仍旧是强有力的一位统帅,在它的率领下,一切秩序井然,呈现出一幅和谐而庄严的壮丽景象。所有主要行星都近似地处在一个平面上,以相同的方向,自转着并且围绕太阳公转着;所有卫星绕行星运转的情况同行星绕太阳运转的情况也非常相似。
面对这非同寻常的一致性,人们不禁肃然起敬。大科学家牛顿就曾断言,自上帝的“第一次推动”后,宇宙就毫无改变地一直保持着现在这个样子。这样,自然界的任何变化和发展都被否定了。这种形而上学的宇宙观在牛顿那个时代很流行。
首先在这个僵化的自然观上打开第一缺口的,不是一个自然科学家,而是一个哲学家,他就是德国古典哲学的创造人康德(1724-1804)。他根据当时人类已达到的认识水平,在前人思想的启发下,于1755年提出了太阳系起源的星云假说。
他认为太阳系是从原始星云演化来的。起初,宇宙中充满了疏密不同的物质微粒,在万有引力的作用下,密度比较大的微粒把周围密度比较小的微粒吸引过来,聚集在一起,它们又一起再聚集到密度更大的质点上去,逐渐形成巨大团块,这一团块最终形成了太阳。除了引力之外,微粒间还存在着斥力,在斥力作用下,变成偏斜运动的微粒,会围绕引力中心做圆周运动,逐渐形成绕“太阳”转动的大小不同和离太阳远近各异的物质团块,这些团块最终聚集成同太阳大致在同一平面上转动的行星。就这样,太阳家族终于诞生了。
康德还认为宇宙中有无数个太阳,这些太阳处于永恒的生成和毁灭之中,正像神话中的“火凤凰”,从自焚的灰烬中再死而复生。
康德的星云假说否定了开天辟地必须借助上帝力量的创世说和“天不变,道亦不变”的形而上学思想;证明了大自然仅凭自身的力量就能够绘出一幅太阳系和谐完美的壮丽画卷,而根本不需要“上帝直接插手”。
康德曾经豪迈地说:“给我物质,我就能够造出一个宇宙来!”无独有偶,1796年法国科学家拉普拉斯(1749-1827)在不知道康德星云说的情况下,独立提出了一个与此相似的星云假学。他认为太阳系是由一个转动的热气体星云形成的。星云随着冷却、收缩,自转加快,离心力变大,形成偏球状,边缘的气体物质失去引力控制,就会被抛到空间中去,形成几个环,每一个环凝聚成一个行星,星云的中心部分收缩成太阳。
拉普拉斯出生于法国诺曼底地区的一个农场主家庭。他从小就喜欢寻根问底,后来成了著名的科学家。他曾经培养了许多有名的学生,拿破仑就是其中的一个。拿破仑曾任命拉普拉斯为内政部长,六个月后,发现他并不称职,又将他罢免。拿破仑还曾开玩笑地说,拉普拉斯想把数学中的“无穷小精神”带到工作中。不久,他就任命拉普拉斯为军队中的总工程师。
当拿破仑得知拉普拉斯的星云假说后,就问他在宇宙形成的时候,为什么没有提到上帝。拉普拉斯说,他所认为的宇宙体系并不需要这样的假设。
既然太阳系是从原始星云演化来的,那么,原始星云又是从哪里来的呢?宇宙又是怎样形成的呢?天文学家发现,宇宙中的绝大多数星系都在飞离我们而去,距我们越远的星系离去的速度越快,就像一个正在充气的皮球,而我们自己则像站在这个膨胀气球的一点上。那么,宇宙为什么要膨胀呢?
本世纪上半叶,科学家们提出了宇宙大爆炸理论,来解释宇宙的膨胀等一系列现象。