第34章 兄妹相认34（1 / 2）

在向这个终极目标前进的道路上，温伯格可以说是走出了第一步，他建立的模型叫做“弱电统一理论”，也就是证明了弱核力和电磁力实际上是同一个东西。这也是他获得诺奖的原因。那么在温伯格之后，现在我们正在尝试把强核力也包括进来，证明它和弱核力、电磁力同样是一个东西，不过这个理论还没有最终完成。当然了，如果将来有人能够把引力也包括进来，达成所有四种力的大统一，那这个人就完成了物理学界的最终目标，到时候，他的历史地位肯定将会媲美牛顿和爱因斯坦。

现在你知道了，温伯格在物理学界的地位是非常高的，那么我们今天讲的这本书《最初三分钟》，就是他写的一本著名的科普书。所以说，如果你想体验当代最好的物理学家为你讲解宇宙的诞生，这本书无疑就是你的首选。

这本书最早出版于1977年，而就在那之前的十几年里，人类对宇宙的认识发生了一次巨大的飞跃。一种新的理论，也就是今天我们熟知的“大爆炸理论”登上舞台，成为公认的关于宇宙起源的科学解释。本书其实就是对这个新兴理论进行的一次全面总结，它的内容大致可以分成两部分：其一是对大爆炸理论发展的历史回顾，关于这部分内容，“每天听本书”栏目有另外一本书《大爆炸简史》的讲解，你可以去收听，我在这里就不重复介绍了。

今天要给你讲的是这本书的精华部分，其实从书名就可以看出来，就是宇宙诞生之后三分钟内所发生的故事。在这本书里，温伯格体现出了他深厚的功力，通过理论计算，他就像放电影那样，准确地给我们描绘了宇宙诞生之后三分钟，或者更准确地说，3分46秒这段时间里发生的一切。所以这本书严格来说，其实应该叫做《最初的3分46秒》。不过温伯格自己说了，如果书名取成这样，大概会吓跑一大半读者，所以我们也不必在名字上过多纠结。当然，你肯定很好奇，为什么是3分46秒？这个数字到底有什么重要意义？不要着急，接下来，就让我们跟随温伯格的脚步，一起去看一看这场关于“宇宙创世”的电影，去了解一下在最初的3分46秒里到底发生了什么神奇的故事。

第一，我们的宇宙由什么构成？为什么说它的“配方”是在最初的3分46秒里决定的？

第二，为什么这3分46秒不但可以解释宇宙，同时也是对大爆炸理论本身最有力的支持？

所以这个方程告诉我们，物质和能量其实是一回事，它们之间可以相互转化，比方说原子弹爆炸，就是一小部分质量转化成能量的结果。从某种程度上说，你可以把物质粗略地理解成一种凝聚得很“紧密”的能量形态，质量越大，其中“凝结”的能量也就越多。

我们知道，今天的宇宙是由“物质”主导的，换句话说，今天宇宙里大部分能量都以“物质”的形态存在。而你在中学里都学过，物质的质量主要集中在原子的原子核当中，原子核又主要由质子和中子组成，其中质子带正电，中子不带电。

所以总而言之，在今天的宇宙里面，绝大多数物质都由质子和中子这两种粒子组成。如果把我们的宇宙比作一锅汤，那么，质子和中子就是这锅汤里面最基本的两种配方，它们构成了这锅汤的主体。另外还有很多其他基本粒子，但是它们只相当于调料，并不是这锅汤的主要成分。

科学家通过观测知道，在今天的宇宙里，质子和中子的比例大概是7:1，也就是说，每七个质子对应着一个中子。所以，这就是我们宇宙的主要“配方”，它在很大程度上决定了宇宙这锅汤的“味道”。如果这个比例不是这样，那么，我们的宇宙就会变成一个完全不同的样子，银河系，太阳系，甚至我们自己是否还会存在，那就不好说了。

但是，为什么是7:1？这个比例是怎么来的？人们在很长一段时间里都并不知道，甚至为什么会有“中子”存在，这也曾经是一个谜团。因为在自然界，中子是一个不稳定的东西，如果它没有被吸纳到原子核里面，而是独立存在的话，它就会自动放出一个电子，从而衰变成质子，这个过程叫做“Beta衰变”。所以，最初的中子从哪里来？它又是如何被保存到原子核里去的？质子和中子为什么会保持7:1的比例，而不是所有的中子都彻底衰变成质子？这些问题都关系到我们宇宙最根本的秘密。在这本书里，温伯格告诉你，原来一切的答案就取决于宇宙诞生之后的最初3分46秒。

在这3分46秒里面究竟发生了什么？温伯格指出，其实道理很简单，只要假设我们的宇宙是从一个非常高温高密度的状态膨胀而来，我们就可以回答前面提出的所有问题，甚至还可以详细地描绘出这个过程中的每一个步骤。接下来，就让我们像放电影那样，来看一看宇宙是如何慢慢进化的。

在宇宙诞生的极早期，它局限在一个非常小的空间里面，就像是一个小点。这时候，整个宇宙都处在一个极度高温高密度的状态。比方说，在大爆炸之后的0.01秒，宇宙的温度可能高达1000亿度，这是什么概念？我们知道太阳表面的温度只有6000度，1000亿度是太阳表面温度的1600万倍，是一个难以想象的高温。