本世纪30 年代初期,美国天文学家哈勃(1889—1953)的工作给宇宙论带来了巨大的改革．哈勃生于密苏里州,在芝加哥大学学过物理,后来到英国在牛津大学学习法律成为一位律师,其后,由于兴趣的转移,他再次回到芝加哥大学学习天文学并获得博士学位．在其他国家里,通过律师资格考试后再转行搞自然科学的事例令人难以置信,然而在美国,看来人们有很大的自由去选择自己的天职。

1920 年,哈勃来到威尔逊天文台工作,他仔细地观测了许多恒星的固有运动．起初,哈勃测量了18 颗已知距地球距离的恒星,结果表明从它们发来的光全部存在着红移,他对此吃了一惊．所谓＂红移＂,用通俗易懂的说法就是: 从构成恒星物质的分子观点推定的本来是偏蓝的光,我们看到时却感到它偏红．哈勃于1929 年发表了他的观测结果．如果恒星一边后退一边发光而且光速(相对于观测者)是不变的话,根据多普勒效应,我们接收到的光的波长就会长于其原来的值．声音将变向低音,光将偏向红色。

哈勃的观测结果发表后,一些理论家提出了宇宙膨胀说: 星星在逃逸,而且距离越远的恒星逃逸速度越快．据说哈勃本人一开始并不支持该学说,宇宙在膨胀? 不是在说胡话吧? 如果恒星表面存在很强的引力场的话,也会造成红移现象．总之应该慎之又慎才对……

哈勃进一步对恒星进行了观测．如果恒星带有自转,那么它的一端会靠近地球而另一端则会远离,他详细研究了各种可能因素,结果表明: 红移只能用星体的后退来解释。

星体在后退也就是宇宙在膨胀,通过观测所发现的这一事实使哈勃名载史册．不过,在爱因斯坦时代想也不曾想过的宇宙膨胀学说真正得以定型,是在第二次世界大战之后的事情。

□图3－2 埃德温·哈勃

1946 年,第二次世界大战结束后翌年,一位名叫乔治·伽莫夫(1903—1968)的学者提出了宇宙起源于大爆炸的令人惊叹的学说．伽莫夫生于俄国的敖德萨,在前列宁格勒大学取得博士学位,后来到德国的哥廷根大学、丹麦的哥本哈根大学等当时量子力学的发祥地学习,其后,他又到过剑桥大学以及巴黎、伦敦等地的大学,伽莫夫像候鸟一样地迁徙于众多的大学之间,1934 年他来到美国并在那里定居。

在美国,伽莫夫曾经担任乔治·华盛顿大学以及科罗拉多大学的教授,他的研究领域涉及物理学、天文学甚至生物学,他在晚年研究过DNA 的遗传密码．伽莫夫还是一位多产的科普读物作家,他的作品被翻译成多种文字出版,许多学者就是在少年时代被他的书吸引、受其影响走上物理学的研究之路的．伽莫夫考察过原子核中基本粒子的隧道效应、研究过高温高压的星体的性质,他的研究课题内容十分广泛．不过,伽莫夫这个名字使我们首先联想到的还是大爆炸宇宙学说．该学说最初并没得到大家的信任,或许在大家的眼里,伽莫夫的研究课题过于分散,大爆炸不过是假说之一罢了。

但是,随着基本粒子理论的发展,理论研究逐步趋向于用统一的观点去理解自然界中存在的力,因此有必要回到宇宙的创生时期,考察当时的情况．所谓宇宙的创生……难道就是伽莫夫所预言的大爆炸? 除此之外找不到别的更可信的学说,人们开始相信大爆炸有充分的理论根据．此外,彭齐亚斯和威尔逊于1965 年发现的存在于宇宙空间各方向上的强度相同的宇宙背景辐射,作为大爆炸遗留下来的电波来解释,更使大爆炸理论越发可信．宇宙的初始即时间的初始是什么? ……候鸟型物理学家伽莫夫首先触及了这个问题。