“奧伯斯佯謬”證明可怕事實？愛因斯坦憑什麼認為宇宙是四維的？

哲學受制於常識，而科學突破常識。

宇宙是什麼形狀的？它到底是無限的還是有限的？這是一個困擾了哲學家們幾千年的謎題。德國的天文學家、星雲起源說的假設者康德，曾經提出過一個著名的時空悖論，指出在關於宇宙是無限還是有限的問題上，人類總是陷入難以理解的自相矛盾。

宇宙

牛頓就對宇宙的尺度進行了一番認真的思考。他本人是宇宙無限論的支持者。在牛頓的想象中，宇宙相當於一個無限大的屋子，屋頂遍佈著無數盞吊燈——這些就相當於宇宙中的恆星。他認為，恆星之間也依靠萬有引力互相發生聯絡，不管它們的數量有多少，哪怕是無限顆，也一定是有聯絡的。但是如果遵循牛頓的觀點，就會引出“光度怪論”。

“光度怪論”，又被稱之為“奧伯斯佯謬”。所謂佯謬，就是這個現象看起來違背常理，非常怪誕，理應不可能發生的。但是它偏偏就發生了。就像做宇航員的男人乘坐相對論飛船飛向深空，他返回地球之後，發現自己的女兒比現在還老。父親怎麼可能比女兒還年輕呢？從常理上看，這個結論是自相矛盾的。但是，很多奇奇怪怪的事情就偏偏會發生。

奧伯斯

“奧伯斯佯謬”，是德國天文學家奧伯斯提出的一個問題。1823年的一個晚上，奧伯斯在晚飯後散步仰望夜空，他突然驚訝的發問，如果宇宙真的是靜止、無限、穩恆態的，那麼人類看見的夜空就不應該是這樣啊！因為假設宇宙中遍佈無數個恆星，而且它們在穩恆態的宇宙中，互相的間距也是應該維持不變的，也就是說，它們的互相之間的距離，就應該是平均的、等距離的。

如果恆星的分佈規律是這樣的話，那麼這些恆星所發射出來的光線，就應該把地球的上空照耀的一片白晝。

此外，如果恆星的數量是無限多的，那麼恆星上發射的光線所攜帶的能量，也應該是無限多的。宇宙中無限的恆星發射出無限的能量，它們將把包括地球在內的一切行星都烤糊掉。

既然是這樣的情況，那麼地球表面就應該是一片熾熱的火海，也就不可能誕生人類。而且所有的生命都不可能存在於世上。

奧伯斯的推理設定是完全合理的。因為當時學術界都相信牛頓的穩恆態宇宙的模型理論。甚至一百年後的大科學家愛因斯坦也相信這個穩恆態理論很久——只到他遇見了美國天文學家哈勃。

穩恆態理論，它確實非常容易被普通人接受。一個動態發展的、空間距離不斷分開的宇宙，不太容易被理解。因為這樣動態發展的宇宙，非常需要一種無可抗拒的巨力來推動它的形成。而穩恆態理論真的是簡潔易懂，在假設上不需要這個巨力。所以當時的人們都相信宇宙是永遠穩定的。

建立在穩恆態宇宙理論上，就必然導致“奧伯斯佯謬”被發現。這是不可避免的。科學家為什麼智慧超群，因為他們總是善於發現現象，在現象中提出的新的問題。

奧伯斯在1826年，正式提出了他的設想。但是當時他還不能否認牛頓的穩恆態宇宙模型。因為如果他的設想成立的基礎，就是肯定宇宙是靜態和無限的。但是現實世界中，地球恰恰比較涼快，這顯然與牛頓宇宙是違背的。那麼，則有兩種可能性：

第一種可能性，宇宙確實是穩恆態的，但是有一種特殊的機制，保護了地球免受宇宙中無限數量恆星的放射線能量的傷害。則等於說，地球這顆行星的地位非常特殊，極其不平凡，或者是一種“神力”保護了地球。但是我們知道，現代宇宙學後來證明地球是平凡的，連恆星都是平凡的。

第二種可能性，證明牛頓的穩恆態宇宙模型是錯誤的。雖然從常規認識來看，一個穩恆態宇宙模型最容易被人們接受的，推翻它是比較痛苦的，但是真理就是真理，不一定要與常識嚴絲密縫。如果宇宙不是穩恆態的狀態，那麼就需要一個新的數學模型來描述它。

在新的宇宙模型中，宇宙是動態發展的。既然是動態發展的，就意味著宇宙是可能有一個起點的。既然有起點，那麼宇宙也可以是有限的。這個就是愛因斯坦提出的“有限宇宙”的模型。

愛因斯坦依據相對論理論，提出“把宇宙看作是一個在空間尺度方面是有限閉合的連續區”。愛因斯坦的理論，並不是純粹的哲學思辨，而是有嚴格的數學證明。他從宇宙物質均勻分佈的前提出發，在數學上做了計算，建築了一個著名的新的宇宙模型，即一個“無限有邊界”的“四維連續體”。或者翻譯為“四維超圓形體”。

在愛因斯坦的“四維超圓形體”宇宙模型中，不管宇宙的尺度有多大，它就是內卷的，內卷為一個閉合體。假設有一束光從宇宙中任一個位置發射，理論上它將最終返回到最初的出發點。如果這是成立的話，那麼時空就不可能是平面，而是一個彎曲的物質時空。而造成時空被彎曲的原因，就是源於物質的存在。

愛因斯坦

愛因斯坦的宇宙觀，今天的人看來沒有啥，但是在他的那個時代，無異於石破天驚，很多人都覺得匪夷所思。因為他超越了基於平直空間的歐幾里得幾何學，得出了一個“有限、無邊界”宇宙的全新概念。

為什麼說科學家總是走在哲學家前面？

哲學家只能提出有限的想法，而且他們的想法不能離開常識很遠。愛因斯坦他們的科學理論則就可以突破一切既有常識。相對論剛剛被提出來的時候，歐洲哲學界就完全不能理解，反而對相對論表達了極其強烈的反對，因為這太有悖於常識經驗了。事實證明，相對論贏了，愛因斯坦戰勝了全球的哲學家。

哲學受制於常識，而科學突破常識。