《宇宙学原理》_地理论文

《宇宙学原理》: 查字典地理网 来源|2014-10-11 发表|教学分类：地理论文

(1)初始宇宙

康德曾论证过，如果纯粹出于理性的思考，假设宇宙是有限的和无限的都会导致矛盾。然而，究其根源，宇宙必定是从无到有，从静到动的质的转变。犹如任何一条江河究其源头，必定是由一条溪流，直至一滴水开始一样，宇宙必定存在着一段空无一物的历史，在一个虚空的历史中，其必定是一个无限的空间。这个时期的宇宙图像可作为初始宇宙的空间考虑。宇宙变化如果遵循热力学第二定律，熵随时间而增大。那么，在一个空无一物的虚空世界中，亦可视为有序程度最高，此时的宇宙空间处在平滑有序的阶段。虽然在真空条件下存在虚粒子。然而，在场还未能转化成粒子的那一刻前，无论其存在多么久远，没有熵变化的空间，在时间上是失效的。

普利高津的耗散理论告诉我们，早期物质的产生只能够是从场把能量转化为狭义意义上的物质(即粒子)，那一刻开始，对于整个虚无的无限空间而言，是质的转变，它是从无到有，从静到动的转变。随着熵的增大，此时的空间具有时间的方向箭头，时间同时具有了形态和方向，在理论上，如果霍金先生描述的时间箭头是正确的话，可以认为此时的时间具有了热力学时间箭头，心理学时间箭头失效，而宇宙学时间箭头则不存在。

在一个无限空间中，由于粒子的不断产生，空间中的物质随着场转化成粒子数量的增多，在无限空间中必定会形成无数个中心点，每个中心点所形成的引力作用，一定会对其周围的粒子产生吸引力。所以，中心点物质的集聚是熵不断增大的主要原因。

为了区分我们所定为的宇宙概念，在本文中，我把在一个无限的虚无空间中，由第一个粒子产生的那一刻开始的宇宙称之为初始宇宙。把下一节描述的泡的世界中空间确定为宇宙概念，以示区别。无限的初始宇宙具有以下几个特征：

1、初始宇宙具无限空间，在空无一物的无限空间中，时间是时效的。

2、初始宇宙必定是从有序程度最高的阶段开始的。

3、初始宇宙满足宇宙演化的时空条件。

关于初始宇宙，本人所描绘的定义表示如下几个方面。首先，初始宇宙在空间是无限的，真正的宇宙必须注入时间概念，而时间注入的时机则又可假定空间中由于场的能量产生狭义意义上的物质开始即无限的空间中产生第一个粒子开始，这个时候的宇宙具备了无限的空间和无限时间，具有了高度有序初始条件，无序程度会随时间而增大，并且与时间箭头方向一致。为什么要这样定义呢?首先：原始宇宙的空间必定先存在虚空的前提;任何形式的物质均来自于最基本的粒子，如果在一个密闭的空间或是充满物质的有限空间作为原始宇宙同样是不可想象的，霍金先生的理论隐含了大爆炸前是一个有限的空间，奇点是唯一的。因为，其大爆炸开始的瞬间，奇点外围也必定存在着空间，这个空间一定亦是空无一物的，因为所有的物质已经成为产生唯一奇点的“材料”。当霍金先生把大爆炸之前的事件理解为“不可能产生任何效果的，并不作为宇宙模型的一部分”，亦即把这个过程排除在外，正因为这样的论述，让人们无法知晓大爆炸前的图像，在我的理论中，原始宇宙就是一个无限的空间，当空间中产生第一个粒子的那一瞬间，引入时间概念，时间具有与空间相一致的形态和热力学时间箭头，宇宙真正产生了，而在这之前不能称之为宇宙，只有时间和空间同时具备才能成为真正意义上的宇宙。同样的，无限的空间如何形成，是一个比较容易解释的，但是在这之前的宇宙图像却可以理解为不可能产生真正效果的。因为，这时的原始宇宙具备了宇宙创生的条件，也附合宇宙从高度有序到无序的过程。

(2)时间本质

关于时间，牛顿在其《数学原理》中提出的第一个模型，在这个模型中将时间看成是一根单独的线，并且它是一个独立的线，它的过去与未来均不会与空间产生任何联系，也不会被空间中的任何东西影响，即时间从无限的过去流向无限的将来，时间独立于宇宙。

爱因斯坦在他的广义相对论中提出，空间和时间不再是绝对的，不再是事件的固定背景，相反的它们是动态的，宇宙中的物质和能量确定其形状，并且将空间和时间结合起来，构成一个四维空间，并且爱因斯坦本人也存在这样一种偏见，即时间应该是向两方向无限延伸。

然而霍金先生给出了一个独特的证明方法，霍金先生举了一个光锥的例子，由于物质与能量的影响，光锥产生的扭曲，即过去时间的光锥由于扭曲结合到一点，即为大爆炸的奇点，并且引入了虚时间概念。

然而，事实情况是，时间无处不在，时间和空间结合在一起，时间似乎不止是一维，没有空间即不存在时间。同样的，在不同维度的空间中，时间维度还能表达出不同的性状。在宇宙中，时间具有物质属性。同样可以理解为，物质属性的时间必定具有能量，它和空间中的其他物质相互作用，产生多维度时空成为了可能。

时间存在空间中，似乎象粒子一样充斥在宇宙空间中，犹如导线中的电子，因为电流而变的有方向性，当熵的变化产生时间方向开始，即时间具备形态和方向两个属性，根据方向性有以下几种情况：

1、时间方向首先由热力学时间箭头决定，亦即熵随时间而增大，在一个平滑有序的空间中，时间具从过去到未来的属性。热力学是时间方向主因。

2、根据人择原理，心理性时间箭头，是因为存在诸如我们这样有智慧生命的一种自我感觉的意识存在。

3、在一个初始宇宙状态下，宇宙不存在着膨胀与缩小的可能性，故宇宙学时间箭头也不存在。当时间不再平滑，所表现出不再是四维时空的时候，时间具何种形态，具何种方向呢?由粒子组成的物质质量确定其形态，熵确定其方向。时间是物质的，时空维度才能表现出如此复杂。

时间方向由时空维度决定，维度的不同，可以表现在不同时空区域中时间特性，比如：不占空间的时间也即失效的时间;同时在不同维度的空间中，时间表现的属性是不尽相同的。

时间会随着宇宙中的物质和能量引起形状和方向变化;宇宙只存在两种结构，有序和无序，时间在平滑有序状态下，它所表现出来的是，我们所能感觉到的，具方向性和形状的，如心理学箭头和热力学箭头。当时间由于宇宙中强大的物质引力和能量作用，也即处于无序状态，时间和空间会发生扭曲，时间和方向和形态会发生变化，时间会形成维度，甚至是几个维度，时间如水，其形状由容器决定。同时，时间也犹如导线中的电子，电子的运动方向由电流决定，时间无处不在，象充斥在空间中的粒子，随时都有它存在的足迹。这样的时间就是客观存在的事实。因为这个时候时间的方向会因为区域不同而表现不同。因此，时间不是以点的方式作为开端。它只和空间中物质有序和无序程度相关，时间不再是传统概念中的点和线的形态，它充满宇宙空间中与空间合二为一，随时随地与空间物质和能量结合成任何一种时空图像。

这种时间概念，会引申出一个非常理想的宇宙图像，当原始宇宙具备空间时，一旦引入时间概念，时间的方向随空间物质和能量变化而变化，从那一刻起，时间的演化与原始宇宙的物质和能量变化有关，其他所有事件不作为该理论的考虑范围。

时间和空间同时存在，在一个没有物质存在的空间中，时间具备形态，但不具备方向性，在宇宙的初始状态下，所有时间箭头是失效的。亦即当时间和虚无空间结合在一起时，没有起始和终点。

由于空间中产生了物质，时间就会在所对应的物质区域和能量范围内表现出形态及其方向性，而这些表现是局部的，不影响整个宇宙中时间的多种表现形式，是联贯的统一体，时间在各区间之间不存在必然的联系，时间一旦注入空间的时候，就可以理解为它就具备了在任何区域范围内独立存在，时间在各自不同的区域中，可以随心所欲地表达其各自的方向与形状。

静态空间引入时间是失效的。另外，熵是随时间而增大的，一个熵在最小时引入的时间，即可理解为时间的起点。然而，由于时间，一旦进入空间，它即充满所有空间。因此，时间起点和终点是有空间的性质决定的。

在一个无限的宇宙空间中，宇宙不存在膨胀和收缩。因此，时间只存在两种时间箭头，即第一类，热力学时间箭头——沿着这一时间方向，无序程度或熵总是增加的;第二类，心理学时间箭头，这个方向使我们感觉到时间在不断流逝。在宇宙初期，由于“人择原理”心理学的时间箭头，这时也失效，在初始宇宙中只存在热力学时间箭头。

把初始宇宙中第一次由场转变成物质并引入时间概念的那一刻作为宇宙的起源，是具科学道理的。因为无论在这之前发生过何种事件;但这个时刻却始终是宇宙起源的开端;无论怎样论证，结论肯定如此。即使在原始宇宙存在之前已经有过事件发生，而此时的状态必定是多次或一次周期行为的开端。

时间与空间结合产生形状，熵的变化具备方向性，时间在宇宙的不同区域可表现出不同的形态，时间可以平滑而有序，时间可以与空间物质和能量紧紧地扭曲在一起，时间可以形成多维状态;时间是物质的，取之不尽用之不竭，有极强的可塑性。因此，时间和空间及能量之间是一个相互作用相互变化的关系。

3、星系的产生

宇宙的空间，只存在两种可能，一种为有限空间，一种为无限空间，无论取哪种空间，按照人类目前所观测的结果及推断都无法作出肯定的判断结果。因为，无论即哪种结果都会产生康德论证的“二律背反”。这就是现有理论的缺陷。然而，奇点大爆炸理论隐含了该理论的前提是宇宙必是有限的，并且在此后的论证中得出宇宙是有限和无边界的。因此，关于宇宙的起源问题论证，在本文中描述的初始宇宙则是无限的，无限的宇宙满足了构建现今宇宙的图像，从结果来看本文所描述及推导的结果更经得起推敲，甚至有可能成为宇宙起源重要学说。更能便于描述整个宇宙的起源、归宿、现象等相关问题。

在前文描述的初始宇宙中给出了这样一幅图像，在一个无限的空间中，一开始不存在任何物质的，只有当场的能量产生了狭义意义上的物质的那一刻起，因为空间内物质的产生，宇宙从静态成为了动态，时间概念将被引入，该时间在前文也描述过时间不是以点开始，而是以物质形态在瞬间充斥着无限的空间，当无限的空间注入了无限的时间，亦即成为了完整意义上的宇宙概念，而这时的宇宙即为初始宇宙。此时的初始宇宙具备以下条件：首先，一个虚空的空间为未来物质的产生预留了无限的可能。其次，此时的宇宙正处于有序向无序状态刚转折的一瞬间，与热力学时间箭头方向一致。初始宇宙处无限状态，其大尺度不存在膨胀与收缩的问题，在宇宙大尺度上，时间不存在所谓的起点和终点，只存在热力学时间箭头，然而，时间在局部区域由于会同时存在热力学时间箭头，宇宙学时间箭头，甚至会出现心理学时间箭头，如在地球因为人类的存在。而让我们感觉到时间在不断流逝。

宇宙的起源从初始宇宙诞生的那一瞬间开始，其基本图像只有两种：即有序结构和无序结构，所有组成基础为时间、空间以及由场产生的物质，早期宇宙的主要以物质的量变为主，量子理论就可以很好地解释此时的宇宙图像，在物质不断由场的能量转化过程中，这个过程的能量守恒。

宇宙空间中温度不高，粒子会相互吸引开始聚集起来，根据量子理论测不准原理，粒子的密度和速度必然都存在少量的涨落，由于宇宙为无限的空间，因此宇宙中任何一个点均有可能视为中心点，亦即在这个空间中，任何点均可能产生因物质内落、集聚而形成的物质团块;这种类型的中心区域将广泛地分布在宇宙空间中，由于这类团块的结构，形状，大小形成的时间等有区别。因此，在形成过程中，每个点的无序状态会随时间而增大，亦即熵的增大，耗散结构理论告诉我们，熵会因为物质密度增大而发生爆炸，爆炸点是形成原始星云的物质基础，星云的形成亦即成为了随机，同时由于在宇宙空间存在无限个这样的中心点，所以熵的爆炸成为了无限多个星系产生的原因，由于熵的爆炸过程中在结构形状、大小、时间上有差异，体现在星云状态上也能表现出星云的形态、规模、星云的年龄等差异化，熵的爆炸与奇点爆炸有本质区域，因为根据普利高津“耗散结构理论”熵的爆炸主要是产生无序和无序结构，原始星云由熵的爆炸形成后，并就此不断演化，星云内部仍然会成为区域中心，爆炸会继续在每个原始星云中不断重复发生，而根据涨落原理，星云中心物质爆炸产生的物质会逐步产生有序物质结构从星云中分离出来，经推导离星云中心区域越远的星系物质其形成时期更早，离中心区域较近的星系物质形成时间稍晚。而从星云物质中分离出来的星系物质，可视作为有序结构，而一直处于星云状态的物质结构应视为无序结构，星系的有序结构表现为稳定的有规律的运动。由于物质在形成熵的大爆炸前，物质密度很高，时间会因为引力作用，时间与空间扭曲在一起，形成强大的时空曲率，在爆炸瞬间，熵会形成膨胀，会形成宇宙单泡物质，同时，由于宇宙空间中分布无数个中心区域，熵爆炸形成独立的星云系统，而并不会被其它更大质量的物质所捕获。但如果是在有限空间中，就存在两种可能，一种是所有物质都内落集聚成一个点，成为唯一的中心点，如霍金先生描述的奇点大爆炸。另一种情形是，所有物质也可能形成多个爆炸点，但爆炸后仍会被其中心区域更大的物质所捕获，如果是这样，宇宙运动方式就是以星系围绕宇宙中心旋转而不是膨胀方式了。

宇宙中的物质的演化，是在原始宇宙中缓慢进行的过程，与文中所假定的宇宙空间，无论在此之前发生过何种事件，最后必将还原于这个状态：因为只有此时的宇宙图像才能满足宇宙演化的条件和目前我们所能观测的世界与之是如此的吻合。

4、泡的世界

熵的爆炸温度极高，在如此高温下，强核力、弱核力和电磁力全部会统一成单一的力，宇宙的温度会随膨胀而降低，同时粒子的能量随之减小。

随着熵爆炸形成的区域不断膨胀，温度进一步下降，在碰撞过程中，电子和电子对的产生率，会变得低于它们因湮灭而消失的速率，于是大部分电子和反电子会彼此湮灭，产生出更多的光子，只剩下为数不多的电子。

随着温度进一步下降，质子和中子所具有的能量已不足以摆脱强核力的吸引作用，它们开始可以结合在一起，生成氘原子核，其中包含了一个质子和一个中子。然而，氘核又会和别的中子和质子结合，生成含有两个质子和两价目中子的氦核，此外，还会生成少量的两种较重的元素，即锂和铍。

最终当温度继续下降至几千度时，电子和原子核不再具有足够的能量来克服它们之间的电磁力的吸引作用，这时，它们就会开始结合在一起，并生成原子。这种过程的继续演化，随着时间的推移，原始星云物质开始形成了。

早期宇宙由熵爆炸形成星云之后，各个独立的星云结构的单泡已随着温度的逐渐下降，表现出相对温和的膨胀速度，泡与泡之间的并合成为了可能，由于熵的爆炸会有差异。因此当爆炸开始时，会快速远离，泡体积因膨胀增大后，各泡内温度是由差异的，然而，随着泡的并合，泡与泡之间的温度在并合后，可以根据热力学第二定律，泡的温度会趋于一致。因此，早期泡与泡之间的并合非常频繁，当泡的体积不断膨胀后，整个宇宙空间中泡的数量却逐步减少，泡内星云及星系物质却随着并合而不断增加，由于熵的爆炸发生在无限空间中，由无数个熵引起的。因此，可以想象，泡的并合永远不能终结，或者说，初始宇宙中的无限空间与泡并合后形成的泡内空间，永远是存在与被存在之间的关系，我们目前所观测到的宇宙可以理解为无限个泡中的一个泡内时空区域，正因为这样，我们现在所观测到的宇宙才能在大尺度上如此均匀，早期的温度会如此相同。

可以对泡分两个步骤分析：第一步，在熵爆炸时产生的单个泡内区域的形成过程，经过爆炸形成的物质从粒子、光子、中微子进行核反应，形成重金属等物质，逐步会形成原始星云，原始星云的中心区域又会由于引力坍缩而不断发生新的爆炸，原始星云物质从中心区域不断分离出来，平衡与非平衡状态中，通过爆炸产生的一系列反应，产生了不同区域的有序和无序结构，逐步远离区域中心的物质，逐步形成了星系物质，有序结构与区域中心成反比，亦即与区域中心距离越远，有序结构越高，离区域中心越近有序结构越低，这个过程加速原始星云通过爆炸不断产生新的物质而使质量和区间规模不断增大，这个时期，单泡内主要发生泡内温度压力下降，泡的体积不断膨胀，原始星云物质规模不断处于扩大之中，并且星系从星云中分离出来，整个泡内物质逐渐向有序和无序两种结构方向演化，接着由于泡的体积膨胀到一定程度后，张力与泡外压力处于相对平衡，泡与周边相应的单泡发生并合的过程，由于是一个无限空间中产生的由无数个熵爆炸形成的单泡结构，在爆炸前期单泡数量密布，加上快速膨胀，泡的并合速度相当频繁，根据热力学第二定律，温度由高温向低温传递，可以想象泡的并合，首先带来泡内温度的不断变化，而泡或多泡之间的并合，使温度趋于一致，原始宇宙中存在无数的单泡结构在不断的并合，星云物质之间不具可塑性和相干性，星系间发生碰撞的概率极低，即使有也是泡内物质由于质量太大，捕获了对方或有因距离较近而发生碰撞的可能，可以假定，早期宇宙中，泡的并合是最主要活动的现象，随着单泡数量的减小，体积不断庞大单泡内的星系数量也不断增加。因此，泡内星系物质仍旧受到来自单泡自身张力以及外泡的整体引力作用，泡内星系物质均表现为泡的边缘运动，这与我们观测到的星系在膨胀的结果是相一致的。

因为存在无数的熵爆炸的区域，就可以理解我们所观测到的称之为宇宙的时空，只能算是初始宇宙中的一个区域，初始宇宙中同样存在着无数个象我们这样的区域，我们所处的区域同样受到周围这种类似区域的强大引力，而且周围的物质相对平均的，所受的引力也表现为大致相同。因此，泡内物质(星云、星系)所表现形式为膨胀，所有的星系都沿着向外的路径远离，泡与泡物质(如星云、星系)在并合中，两个泡内物质(星云、星系)具不相干性和不可逆性，因此，主要的变化是泡与泡并合后区域内的温度和压力的变化。

首先是我们所知的区域内，在时间上，同时具有了热力学时间箭头，心理学时间箭头及宇宙时间箭头等三个时间箭头，而我们的空间永远在并合的过程中，使我们目前所处的空间范围不断庞大，时间不可能倒退，宇宙也不会缩小，更不会因此而成为一个奇点，我们的区域只会越来越庞大，但不可能无限，一个有限的区域始终不可能成为无限。时间箭头不会反演，宇宙只能取膨胀相而不可能有收缩相。

5、关于旋转

根据牛顿名著《自然哲学数学原理》，它不仅提出了描述物体在空间和时间中运动规律的理论，而且还推导出分析这类运动所需的数学公式，不仅如此，牛顿还提出了万有引力。

根据他的定律，由于引力的作用使月球沿着椭圆轨道绕地球运动，也就得地球和其他行星遵循椭圆形路径绕太阳运动。

1949年，逻辑学家哥德尔在广义相对论中发现了一个非常奇特的解，描述一个整体旋转的宇宙——哥德尔宇宙，该模型想表达的观点是，我们整个宇宙都在旋转，包括时间也在旋转。

以上这些旋转现象在宏观大尺度上的一致性，似乎有了规律可循，也证明了旋转的永恒，1929年，哈勃通过望远镜观测，及对光谱的变化分析后，得出星系都在远离我们而去，并且远离的速度越快，证明了宇宙在膨胀而非在旋转，同时，两位美国物理学家彭齐亚斯、威尔逊设计一台高灵敏微波探测器，结果是辐射表现为各向同性，那么宇宙一定具高度均匀及各向同性，至少在大尺度上应该如此，从而佐证了宇宙中的星系物质的均匀分布，使得宇宙缺失了所有星系围绕其旋转的中心区域，从旋转的特征来看，中心区域的质量所占比例较大，如太阳占整个太阳系物质质量的99.96%。银河系外围的旋臂星系物质也围绕着其中心旋转，是否表明以下几个推导的正确性。

1、星系是一个相对独立的、完整的、不受其他外围物质影响的整体，是质量指数级最高的整体。

2、星系自身的旋转是宇宙中规模等级最高的例子。

3、星系外围的物质的旋转遵循着规律性、周期性。

4、宇宙中的膨胀，表明宇宙中不存在区域中心。

按照旋转的规律性，哥德尔宇宙是非常完美的，因为旋转的运动方式是一个有规律可循的，而且在运动过程中也符合力学原理，那为什么到了星系为单元的宇宙大尺度上，宇宙怎会表现出膨胀的特性呢?

在一个无限的空间中，就不存在任何使之内落集聚的中心点，因为，无限大的空间中物质间的距离为无限远，所以物质的集聚必为产生无限久远的时间，也可以理解为，宇宙中每一个点都被视为中心，在无限的空间中，就不可能存在唯一的中心点。因此，可以推导出，宇宙因为存在无限的空间，才能演化成我们今天所能观测到的各向同性的均匀宇宙。如果是在一个有限的空间中，宇宙中的物质必定会内落集聚成一个中心点，在一个唯一奇点爆炸形成的空间中，奇点外围的物质由于完全被奇点吸引，这个时候应假定为虚空的。一个密度和时空曲率为无穷大的奇点，在爆炸前它停顿在何处?当等待无限久远后，奇点爆炸的瞬间，原有的宇宙空间还能作为初始宇宙的空间吗?当在唯一的奇点爆炸后，空间中会充满因爆炸形成的污染，成球状向四周空间放射，这时候一定会在爆炸过程中产生的张力与有限空间外围物质对其形成的压力，会阻止膨胀的速度，暴胀的可能就不存在。如果爆炸中有多个奇点，并且有时间先后，那么提前爆炸的奇点产生的物质，仍然会被中心区域物质所捕获，如在地球上燃放焰花一般，从以上判断，宇宙的空间只有在无限大时才能观测到现今的结果。亦证明了，旋转只是宇宙部分天体的运动规律。

6、物质如何内落集聚

牛顿推断说，如果恒星的个数为无穷大，且又大致均匀分布在无限大的空间内，对恒星来说就不存在任何使之内落，集聚的中心点或者说，在一个无限的宇宙中，每一个点都可以被视为中心，因为，在每一点处朝各个方向看去都会有无穷多颗恒星，认识这一问题的正确途径是，应该考虑的是一种有限的空间，其中的恒星都会彼此内落并集聚，现在我们要问，如果在上述有限区域的外围加上一些恒星，且它们大体上为均匀分布，那么情况会有哪些变化?根据牛顿定律，后来补充的恒星与原来的那些恒星毫无区别，因而它们会接连不断地内落，这样的恒星可以想增加多少就增加多少而不受限制，始终保持不断地自行，坍缩，现在我们知道了，不可能构筑一个静态无限的宇宙模型，在其中引力永远是一种吸引力。

在一个有限的空间中，恒星将会因此内落而存在一个中心点，一个无限的空间和有限空间存在本质的区别是当处在无限空间时，每个点都将视作中心点，而不能从有限推及无限，有限的空间如何转变成无限的空间呢?只有无限个有限空间才能形成一个无限空间，一个动态的宇宙中，不可能因为吸引仅存唯一的一个中心点。在无限空间中，星系内落成为不可能的理由有：

①在一个无限空间中的中心点之间的距离会成为无限远，无限远的距离意味着，无限宇宙空间中的物质内落集聚也必须要等待无限久远的时间。

②物质之间既存在引力的作用，同时也存在斥力作用，当无限的空间中存在无限个中心点的时候，中心点之间存在距离的远近，对于任何一个中心点来说，当与其中一个点彼此吸引的时候，该中心点也必定会与其它中心点之间存在斥力作用。因此，即使有限空间中的中心点可以推广到无限空间也必然会存在唯一个中心点，但要完成这样的过程，宇宙的等待必然是无限的。

③根据耗散结构理论，如果整个宇宙是可积的，那么它最终就可分成许多得立的单位(如星系)，而这些单位彼此之间的相互作用就可以忽略掉，从而就不会有所谓的相干性和不可逆性，也即星系间的内落似乎是不可能的。

我们习惯称之为宇宙的是一个有限时空区域;另一个则类似于我们称之为宇宙的无限时空区域，亦即在本文中所阐述的初始宇宙概念，初始宇宙是我们所能理解的一切本源。宇宙一开始必为一个虚无的空间，虚无的空间的初始也必为无限的。因为虚无的空间才能称之为“无”，也就能产生无限的虚空。

7、维度与生物之间有关系吗?

在初始宇宙的描述中，我在无限空间中第一次引入了时间概念，引入的理由是空间中由场转变成狭义意义上的物质，第一个粒子开始，这时候的时间和空间组成了完整意义的宇宙。

然而，在一个无限空间中，即使没有产生物质，时间和空间却同时存在，只是这时的时间和空间在本质上没有任何区别，在一个无限的、静止的空间中可视为时间也充满了整个空间，这时候的时间与空间具相同形态，不具任何方向性，时间的热力学、心理学、宇宙学时间箭头均不存在。

根据霍金先生关于三维空间和一维时间描述的情况来看，我们目前所处的环境和我们人类自身处于相同的维度之中，空间和时间共同组成的四维空间刚好是人类能够很好地生活在这个时空中，因为维度太少或太多都同样不适合我们这样的生物存在。

那么，引起时空扭曲或平滑的根本原因是什么呢?引力当然是其中很重要的因素之一，引起可以让时间和空间扭曲形成一个密度和时空曲率为无穷大的奇点，然而问题是如果引力处于各种不同阶段时，时空扭曲形成的维度应该如何?平滑的维度和卷曲的维度又各自会形成哪些形态?可以想象，维度在时空中的表现形式应该是多样性的，是否可以表明，在其它未知区域内是否对应存在着与维度相一致的生命体呢?

在重力的强大引力下，时间会扭曲，空间也同时被扭曲，维度的卷曲程度可以使得时空在不同区域内表现出不同的形状和特性，维度的数量、卷曲后能保留几个平滑有序的维度均受引力影响。因此，可以推断，维度的个数和生命特征有关，还与生命的智慧有关，不同维度的时空中，生物的本质不相一致，当然目前还无法证实，除三维生物之外的物种是否能生存?还有除三维空间与一维时间组成的时空以外时空中，时间的运动又该遵循何种方式呢?

时间以物质形式出现，它不作为一维形态而是与空间共同形成多维度的排序，则时空所表现出的结构就趋于更为复杂。也即，时空的维度数目中，时间的维度数目也不仅仅以一维的方式呈现出来。

8、关于星系物质有序和无序的界定

传统地讲，有序是与平衡相联系的，但是在我们现在所看见的有序是与非平衡相联系的，在远离平衡态下分子可在宏观尺度上互通信息，它与平衡态形成鲜明对比，在平衡态附近，每个分子只能和自己附近的邻居交换信息，而在远离平衡态的情况下，每个分子能和周围极大数量的分子发生联系，这就是耗散结构理论。

初始宇宙中随着场把能量逐渐转化成物质的时候，物质的无序程度随着时间而不断增大，亦即熵不断增大，熵的增大会导致其爆炸的形成，熵即所有物质内落集聚成为中心区域。因此，此时的熵在爆炸中形成了原始星系物质，原始星系物质又在区域内表现出平衡与非平衡区域，这两种不同的区域，随着时间的演化，从而向有序与无序两个方向发展，有序物质脱离中心区域向外围拓展，而无序区域又进行新一轮熵的爆炸，因此，中心区域不断处于爆炸，外围物质不断增多，在星系中外围星系的相对稳定和规律性，可以表示为有序程度较高的结构，而中心区域则表现为无序程度较高的结构。

9、《宇宙原理》解决了哪些问题

宇宙起初应该是简单的，完全可以理解的，只是在演化过程中产生了大量的物质和能量，才使得宇宙变得如此神奇和复杂，本文中力图从源头还原宇宙的初始状态。首先它解决了以下几个问题。

首先，解决时空问题。在历来的宇宙研究中，时空的有限还是无限是理论物理学家和哲学家颇感头痛的问题，而只有把它作为经验之外的理论，甚至悲哀的断定，人类可能永远都无法证实，然而在本文中引入了一个初始宇宙概念，却很好地解决了这道难题。“在一个无限的初始宇宙中，存在着无限个有限无界的宇宙，有限和无限是相对独立的。”

其次，还解决了一系列大爆炸理论所不能解决之难题：

(1)第一次明确论证了时间具形态与方向，独立于意识之外，是物质的、具物质属性的，同时具能量，从这一点可以引申出关于造成时空中维度数复杂的原因。

(2)宇宙在超低的太空条件下仍处膨胀的原因是“泡”外物质对宇宙的引力作用，可以理解为这种引力就是我们所指的“暗物质”和“暗能量”，膨胀仍将继续而无终结。

(3)星系的年龄是初始宇宙中熵形成的时间决定的。因此，星系在爆炸中的规模、时间、形态上有差异，就能说明为什么在宇宙的某些区域会存在一些黑洞和产生星系的爆炸。

(4)在本文中很明确地阐述了无限的初始宇宙空间容纳了无限个有限的诸如我们的宇宙。

(5)很好地解决了大爆炸前宇宙的景象。

(6)很好地回答了现今宇宙空间高度均匀和各向同性的原因。

(7)宇宙开端前的图像，可以作为宇宙的起源，以初始宇宙中产生粒子的那一刻计算，所以宇宙的年龄决不是100-200亿年，如果霍金先生关于黑洞蒸发所推导的结果是正确的，那么，把形成与蒸发的时间定为一致，初始宇宙年龄应该在1066年左右。

10、人类的未来

人类的命运与地球休戚相关，在这里只简述地球的温度变化与《宇宙原理》的关系问题。

(1)我们人类所处的泡的宇宙在并合过程中，会受到来自于其它泡的温度引起的变化，或高或低均有可能。

(2)太阳围绕银河系在旋转过程中，地球行进的路线中必定会在运动过程中遭遇不同的环境，环境中温度、幅射、磁场等的变化会引起地球的温度变化。