定义宇宙比你想象的更难

宇宙的本质是什么？这个问题听上去似乎不值一提，根本无需费心深究。正如愤世嫉俗者会说的那样：“谁在乎呢？”

但事实上，理解宇宙的本质，与我们认知自我、找准自身在自然界中定位的过程息息相关。要明白这一点，不妨看看 16 世纪的人们是如何看待世界的。

在当时的认知里，地球是创世的中心，永恒静止。月球、行星、太阳、恒星等所有天体，都围绕地球转动。宇宙呈球形，结构如同洋葱般层层嵌套，且有明确的边界。在诸天球之外，是原动天—— 这个天球负责为内层诸天球提供运动的动力。原动天之外，便是最高天，那是上帝与诸神的居所，由纯粹的光构成。彼时的人类身处一个有限的球状宇宙中，世间万物有着清晰的纵向等级秩序。尘世生活的终极目标，就是为最终升入天堂铺平道路。换句话说，人们的生活与抱负，直接映射着宇宙的几何结构。

当然，这一切在哥白尼之后发生了改变。而开普勒、伽利略、笛卡尔与牛顿建立起日心宇宙体系后，人类的宇宙观更是发生了翻天覆地的变革。

尤其是牛顿，他打破了宇宙的有限性。他提出，只有无限的宇宙才能在引力作用下保持稳定，尽管这种稳定有时需要借助上帝的力量来维系。在无限的宇宙中，曾经支撑人类精神追求的纵向等级秩序彻底消失了。不过，牛顿宇宙观中的宇宙依然是静止的。空间仅仅是一个背景舞台，各种自然现象都在这个舞台上发生。

当时间来到爱因斯坦的时代，进入 20 世纪的宇宙学领域后，一切变得更为深奥微妙。空间与时间不再割裂，而是融合成了一个名为时空的整体。这个四维结构不再是简单的背景，而是具备了动态属性，会随物质与能量的分布情况发生变化。正是从爱因斯坦开始，时空拥有了可塑性。

研究宇宙，从此不再只是研究宇宙中存在的各类天体，更要研究宇宙本身。从真正意义上来说，宇宙与其所包含的万物之间，不再有清晰的界限。

说到这里，事情就变得有些令人困惑了。那么，我们该如何定义宇宙呢？一个初步的答案或许是：“宇宙是我们能够观测到的空间范围内，所有事物的集合。” 具体包含哪些事物？星系、恒星、行星、星系团、黑洞等。这些都是我们可以借助仪器探测，并能明确测定其质量、化学成分、速度、自转等物理属性的天体。天文学与天体物理学的研究核心，正是这类天体的集合。从这个最基础的定义层面来看，我们可以将宇宙理解为其内部所有天体的总和。

当然，宇宙中还存在一些我们能够观测到，却完全不了解其本质的事物。比如暗物质，这是一种性质未知的粒子，至今仍未被直接探测到，但它会对星系和星系团产生引力作用。还有暗能量，这种神秘的力正在加速宇宙的膨胀。此外，宇宙中还存在真空能，它与暗能量之间或许存在关联，或许毫无关系。而那些我们尚未观测到的事物，无疑也真实存在于宇宙之中。

如此说来，我们似乎可以列出一份长长的宇宙天体清单，并声称清单上的所有事物加起来就是宇宙。但这样的说法，是不是有些牵强？宇宙，绝不仅仅是它所包含的万物本身，对吧？

那么，宇宙究竟是什么？问题的难点在于，宇宙并非像恒星或星系那样，是一个可以被明确界定的 “物体”。我们能够测量一些定义宇宙属性的物理量，比如宇宙微波背景辐射的温度波动。这种辐射是宇宙大爆炸后约 40 万年，第一批原子形成时遗留下来的。我们还能测量宇宙的膨胀速率。但即便如此，这些测量对象也并非宇宙本身，而是宇宙中的事物。宇宙微波背景辐射就像浴缸里的水，而非浴缸本身。宇宙膨胀速率的测量，实际上是通过分析遥远星系光谱的红移现象得出的。而我们之所以推断这一现象与宇宙几何结构的膨胀有关，是因为爱因斯坦的广义相对论早已预言，整个宇宙的几何结构存在膨胀或收缩的可能性。

既然如此，我们口中的宇宙，难道只是爱因斯坦理论推导出来的一个方程解吗？其实也并非如此。因为要推导出这个方程，我们经历了一系列的处理。爱因斯坦的方程是对宇宙的建模，其目的是描述宇宙最显著的特征。这样我们才能建立起理论与观测之间的联系，用观测结果来验证理论。但我们永远不能将模型方程的解，与现实世界划上等号。

由此可见，宇宙更像是一个概念，而非一个具体的物体。

在日常表述中，我们习惯将 “宇宙” 一词等同于它所包含的万物，比如星系、宇宙微波背景辐射等。同时，我们也会将其等同于宇宙的几何结构，比如弯曲的、平坦的、静止的、膨胀的等。事实上，即便是在试图将宇宙起源建模为物理过程的理论领域，也就是所谓的量子宇宙学中，当我们计算一个特定宇宙从 “无” 中诞生的概率时，我们依然是将宇宙定义为一个拥有特定几何结构和物质组成的实体。

不同的几何结构和物质组成，对应着不同的模型宇宙。但这些模型，与真实的宇宙相差甚远。物理学是我们用来描述观测到的世界的工具。然而，有时我们会过于沉迷于理论，将这些本质上只是思维工具的模型，当成了真实的存在。

我知道这种说法听起来或许有些离经叛道，但在我看来，宇宙或许就是这样一种思维工具。