(Latimeria chalumnae）
西元1938年12月22日，有人在南非東方的印度洋深海中捕獲了一條形狀非常奇特的怪魚。這條魚的發現，立刻轟動了全世界，因為牠是一條活生生的腔棘魚。
科學家從來只見過腔棘魚的化石（古生代泥盆紀至中生代白堊紀均發現其化石），因此一直都以為這種魚早在6500萬年前與恐龍同時滅絕了，萬萬沒想到，現在居然會捉到活的標本。英國的魚類學者史密斯教授研究了這條魚之後，把牠命名為拉蒂曼魚，以紀念最先描繪這條魚的南非博物館員拉蒂曼小姐。
非常遺憾的是，當這條魚被送到拉蒂曼小姐的手中時，內臟已經腐爛，因此無法進一步研究這種稀有活化石的生理與生態。史密斯教授只好重金懸賞，希望有人捕獲第二條活標本，以供研究。他等了14年，才於西元1952年12月20日，在東非的科摩羅(Comoro)群島附近，捕獲了第二條腔棘魚，而確定了這種魚的產地。
近些年來，世界各國的魚類學家都在競相研究這種活化石，想了解有關牠的一切知識。因為研究這種活化石，不但可以明瞭這種深海怪魚的生活情況與生理、生態知識，而且可進而了解古代總鰭魚類是如何登陸而演化成陸上的四足動物。這段史實，事關整個脊椎動物的歷史。
腔棘魚為啥麼這麼的受到大家的注意，歸類於下列幾點：
．最為著名的魚類活化石，被認為早在七千萬年前就該滅絕了的生物，後來居然發現了活體。
．可能是魚類近化成兩棲類中間重要的一環，就像中國獵龍可能是恐龍進化成鳥類中，非常重要的一環那般。
．雖然已經發現了存活的腔棘魚，不過數量少到已快變成真化石了。
．腔棘魚與七千萬年前的變化不大，是怎樣的條件讓腔棘魚有本事與其他更能適應環境的魚一起存活了下來。
生命生存需要水，如果地球表面沒有大氣層，地面上的水全會蒸發散逸到空中，消失不見。大氣層擋住水氣，使地球有了雲雨變化，形成水循環，保護住珍貴的水資源。
過熱或是過於寒冷的溫度都不適合生物生活，大氣層像是座玻璃罩圍住了地球。白天大氣層讓陽光照射進地球，帶來熱量，到了夜晚，這座玻璃座又擋住大量向外輻射的熱量。所以地表附近的熱量不會失去太多。靠著大氣層這座大溫室的照顧，地球表面的溫度始終保持在一定的範圍內；隔絕了各種有害的太陽射線。沒有大氣層就沒有生氣盎然的地球。
我們都知道，生物生存的三大要素就是陽光、空氣和水，缺少任何一個，生物都很難生存下去。既然如此，除了我們地球上，還有哪些星球符合這些條件，而有生物生存在那兒呢？
首先，太陽這各熾熱的火球，顯然就不會有生物在上面了。再看月球，人類登陸後發現，它的各處溫度變化懸殊，空氣稀薄又沒有水，所以生物也難在此地生存。接著，九大行星裡的水星與冥王星，也是沒水沒空氣，因此不可能有生物。
至於木星、土星、天王星和海王星上雖有空氣，但其主要成分卻是氨和甲烷，缺少氧及水氣，再加上它們都離太陽很遠，溫度很低，所以也難有生物存在了。
那金星呢？很早之前，就發現它被一層厚厚的大氣掩蓋住，只知道這層大氣外主要是二氧化碳，至於裡面有些什麼，會不會有其他條件適合生物生存，目前仍是個謎。
在太陽系的九大行星之中，根據我們的認知，除了火星在以往可能擁有生命之外，目前僅有地球孕育著眾多而複雜的生命，並且發展出了高度文明。在我們推測生命起源之前，必須先給生命下一個定義：首先它要能繁殖後代，如此才能使生命長久延續，其次它要能獲取「食物」，並排除體內廢物，以完成新陳代謝；再者本身的組織具有一定的界限，而能與環境區隔開來，具有以上這些條件的，才可說是生命。關於地球生命的起源，可說是眾說紛云，然而其中有一種很大膽的理論，認為生命或許很早就在太陽系外的太空深處形成、發展，並藉著從天而降的隕石，帶著生命的種子來到我們地球。
三十多年前的1969年，一顆不尋常的隕石墜落在澳洲維多利亞省的莫啟生鎮，科學家利用精密的電子顯微鏡透過嚴謹的程序，發現這顆估計在四十多億年前所形成的隕石中，具有某種「已成為化石的微生物」！
科學家所觀察到這顆來自外太空的隕石中，生命的形式與目前在炎熱的溫泉內、酷寒的南極冰層下、甚至是某些核子反應爐具有強烈放射線的環境中，所發現活的微生物非常地類似，都是屬於在極端惡劣的環境下，仍然能存活的細菌。對於莫啟生隕石中發現有微生物的化石，當時有些人深表懷疑，認為這顆隕石在墜落地面後，是否受到地球「生物性污染」，而造成今日的錯誤判斷；這使得科學界受到很大的壓力。但時至今日，目前新發展出來的科技，已能正確地判斷出一個隕石樣本，受到生物性污染與真正微生物化石間的區別，1969年在澳洲莫啟生隕石科學家相信內有氨基酸存在的證據
啟生隕石，科學家幾乎可以確定隕石中有不容置疑的微生物化石，如果這顆隕石是在陸地石塊中所發現的話，科學家一定會認為：它，就是塊微生物的化石。
過去，我們曾在隕石中發現構成生命物質之一的氨基酸，於是提出生命可能源自外太空的說法，但是最近科學家又在隕石內發現了複合醣，這更給生命起源來自外太空的理論提供了另一項佐證。
生命源自外太空，由隕石帶至地球的理論。我們不懂得如何製造生命，但隕石內似乎含有生命所需的必要成份，你也可以說，生命所有的材料都在隕石內，它來到地球，生命就帶入至地球。
在銀河系的早期，在外太空的深處，星際之間渾沌一片混雜著塵埃的雲氣中，靈敏的電波望遠鏡已觀測到包括有氨、水、一氧化碳、甲醛及其它九十多種複合分子，它們在濃密的雲氣內發生神奇的化學作用，因而逐漸形成與生命有關的化合物，像是氨基酸、複合醣類等有機物，在數十億年前就已形成。這些化合物再彼此凝聚成塊狀，在太空中漂浮、漫遊，當逐漸地接近我們太陽，並順著繞日運行的軌道，運行到接近地球時，在受到地球強大的引力下，直衝地球熾熱的大氣層，雖然外表經過高溫的燒熔，但裏面的核心部份還是殘存而墜落地面，受到當時強烈的閃電及大量χ射線與紫外線轟擊下所提供的能量，就將甲烷、氫與氨等簡單的分子，組合成像是蛋白質的構成物氨基酸等較複雜的化合物，因而導致各種非常近似生命的化學反應，如此，地球上最簡單的原始生命就這樣形成了。去年義大利的科學家甚至作出一戲劇性的實驗，他們將長時間沈寂於隕石內的微生物，經過取出「喚醒」後，居然能重新地進行活動和繁殖，這更使地球生命起源於外太空的理論得到佐證。如此看來，隕石可說是生命之母，生物之源。
過熱或是過於寒冷的溫度都不適合生物生活，大氣層像是座玻璃罩圍住了地球。白天大氣層讓陽光照射進地球，帶來熱量，到了夜晚，這座玻璃座又擋住大量向外輻射的熱量。所以地表附近的熱量不會失去太多。靠著大氣層這座大溫室的照顧，地球表面的溫度始終保持在一定的範圍內；隔絕了各種有害的太陽射線。沒有大氣層就沒有生氣盎然的地球。
我們都知道，生物生存的三大要素就是陽光、空氣和水，缺少任何一個，生物都很難生存下去。既然如此，除了我們地球上，還有哪些星球符合這些條件，而有生物生存在那兒呢？
首先，太陽這各熾熱的火球，顯然就不會有生物在上面了。再看月球，人類登陸後發現，它的各處溫度變化懸殊，空氣稀薄又沒有水，所以生物也難在此地生存。接著，九大行星裡的水星與冥王星，也是沒水沒空氣，因此不可能有生物。
至於木星、土星、天王星和海王星上雖有空氣，但其主要成分卻是氨和甲烷，缺少氧及水氣，再加上它們都離太陽很遠，溫度很低，所以也難有生物存在了。
那金星呢？很早之前，就發現它被一層厚厚的大氣掩蓋住，只知道這層大氣外主要是二氧化碳，至於裡面有些什麼，會不會有其他條件適合生物生存，目前仍是個謎。
在太陽系的九大行星之中，根據我們的認知，除了火星在以往可能擁有生命之外，目前僅有地球孕育著眾多而複雜的生命，並且發展出了高度文明。在我們推測生命起源之前，必須先給生命下一個定義：首先它要能繁殖後代，如此才能使生命長久延續，其次它要能獲取「食物」，並排除體內廢物，以完成新陳代謝；再者本身的組織具有一定的界限，而能與環境區隔開來，具有以上這些條件的，才可說是生命。關於地球生命的起源，可說是眾說紛云，然而其中有一種很大膽的理論，認為生命或許很早就在太陽系外的太空深處形成、發展，並藉著從天而降的隕石，帶著生命的種子來到我們地球。
三十多年前的1969年，一顆不尋常的隕石墜落在澳洲維多利亞省的莫啟生鎮，科學家利用精密的電子顯微鏡透過嚴謹的程序，發現這顆估計在四十多億年前所形成的隕石中，具有某種「已成為化石的微生物」！
科學家所觀察到這顆來自外太空的隕石中，生命的形式與目前在炎熱的溫泉內、酷寒的南極冰層下、甚至是某些核子反應爐具有強烈放射線的環境中，所發現活的微生物非常地類似，都是屬於在極端惡劣的環境下，仍然能存活的細菌。對於莫啟生隕石中發現有微生物的化石，當時有些人深表懷疑，認為這顆隕石在墜落地面後，是否受到地球「生物性污染」，而造成今日的錯誤判斷；這使得科學界受到很大的壓力。但時至今日，目前新發展出來的科技，已能正確地判斷出一個隕石樣本，受到生物性污染與真正微生物化石間的區別，1969年在澳洲莫啟生隕石科學家相信內有氨基酸存在的證據
啟生隕石，科學家幾乎可以確定隕石中有不容置疑的微生物化石，如果這顆隕石是在陸地石塊中所發現的話，科學家一定會認為：它，就是塊微生物的化石。
過去，我們曾在隕石中發現構成生命物質之一的氨基酸，於是提出生命可能源自外太空的說法，但是最近科學家又在隕石內發現了複合醣，這更給生命起源來自外太空的理論提供了另一項佐證。
生命源自外太空，由隕石帶至地球的理論。我們不懂得如何製造生命，但隕石內似乎含有生命所需的必要成份，你也可以說，生命所有的材料都在隕石內，它來到地球，生命就帶入至地球。
在銀河系的早期，在外太空的深處，星際之間渾沌一片混雜著塵埃的雲氣中，靈敏的電波望遠鏡已觀測到包括有氨、水、一氧化碳、甲醛及其它九十多種複合分子，它們在濃密的雲氣內發生神奇的化學作用，因而逐漸形成與生命有關的化合物，像是氨基酸、複合醣類等有機物，在數十億年前就已形成。這些化合物再彼此凝聚成塊狀，在太空中漂浮、漫遊，當逐漸地接近我們太陽，並順著繞日運行的軌道，運行到接近地球時，在受到地球強大的引力下，直衝地球熾熱的大氣層，雖然外表經過高溫的燒熔，但裏面的核心部份還是殘存而墜落地面，受到當時強烈的閃電及大量χ射線與紫外線轟擊下所提供的能量，就將甲烷、氫與氨等簡單的分子，組合成像是蛋白質的構成物氨基酸等較複雜的化合物，因而導致各種非常近似生命的化學反應，如此，地球上最簡單的原始生命就這樣形成了。去年義大利的科學家甚至作出一戲劇性的實驗，他們將長時間沈寂於隕石內的微生物，經過取出「喚醒」後，居然能重新地進行活動和繁殖，這更使地球生命起源於外太空的理論得到佐證。如此看來，隕石可說是生命之母，生物之源。
一組科學家宣稱他們利用高感度雷射偵測到有35億年歷史的細菌石，這項發現可能使明確證明地球最早有生命的年代大幅向前推10億年。但郤有科學家提出質疑。
UCLA的古生物學家William Schopf的研究小組於1993年在澳洲西部類似頁岩的結構中發現這種「微化石」，裡面有非常細的絲狀物，就是所謂生命的證據。Schopf在發現這個東西後曾說，它可能是地球上有已知的最早生命。這發現比已確認的細菌化石早了10億年，並且 也顯示生命在地球形成的10億年後就出現了複雜的生命現象。
Schopf在近一期的Nature上撰文說，他和伯明罕Univ. of Alabama的同儕利用雷射拉曼造影技術對樣本作進一步的分析。他們使用的雷射技術可以測量極小粒子的分子震動，並畫出其化學結構。參加這項研究的Univ. of Alabama天文物理學家Thomas J. Wdowiak說道：「我們分析的結果，使得明確證明地球最早有生命的年代向前推10億年。」
參加這項研究的科學家認為他們的實驗結果顯示，在澳洲發現的東西是由有機碳構成，這證明它曾經是活的東西。然而由牛津大學古微生物學家Martin Brasier所領導的另外一個研究小組也在同Nature上撰文，對這種說法提出嚴正質疑。他們認為裡面的絲狀物可能是由海底熱泉所形成的礦物質石墨，只是它看起來想是像是細菌而已。他們認為除非排除所有可以顯示這個東西不是生命的可能性，否則不能認同它曾經是生物。但Schopf反對該說法，否則類似的東西就到處都可找到，並認為Brasier的解釋只是個錯誤，因為他們對前寒武紀的化石無足夠的經驗。
Schopf得到一些學者的支持，但其他學者則站在Brasier那邊，哈佛的著名古生物學家Andrew Knoll就說道：「Schopf所描述的微化石顯然是非生物性的一串更大的銀河狀構造的一部分」。「我懷疑問題能由在這些化石上用更聰明的方法來解決，」雪梨Macquarie Univ.的Malcolm Walter說道：「問題會由更多的化石上進行的更多工作而解決。」
即使能證明有生命跡象，這些微化石也不一定是地球上發現的最早生命。在此之前，從格陵蘭島上發現的石頭上的化學證據已顯示出生命可能在38億5千萬年前就形成了。地球在38億5千萬年前可能曾遭小行星撞擊，一些科學家認為，小行星將生命或生命所必需的成份─帶到地球。
UCLA的古生物學家William Schopf的研究小組於1993年在澳洲西部類似頁岩的結構中發現這種「微化石」，裡面有非常細的絲狀物，就是所謂生命的證據。Schopf在發現這個東西後曾說，它可能是地球上有已知的最早生命。這發現比已確認的細菌化石早了10億年，並且 也顯示生命在地球形成的10億年後就出現了複雜的生命現象。
Schopf在近一期的Nature上撰文說，他和伯明罕Univ. of Alabama的同儕利用雷射拉曼造影技術對樣本作進一步的分析。他們使用的雷射技術可以測量極小粒子的分子震動，並畫出其化學結構。參加這項研究的Univ. of Alabama天文物理學家Thomas J. Wdowiak說道：「我們分析的結果，使得明確證明地球最早有生命的年代向前推10億年。」
參加這項研究的科學家認為他們的實驗結果顯示，在澳洲發現的東西是由有機碳構成，這證明它曾經是活的東西。然而由牛津大學古微生物學家Martin Brasier所領導的另外一個研究小組也在同Nature上撰文，對這種說法提出嚴正質疑。他們認為裡面的絲狀物可能是由海底熱泉所形成的礦物質石墨，只是它看起來想是像是細菌而已。他們認為除非排除所有可以顯示這個東西不是生命的可能性，否則不能認同它曾經是生物。但Schopf反對該說法，否則類似的東西就到處都可找到，並認為Brasier的解釋只是個錯誤，因為他們對前寒武紀的化石無足夠的經驗。
Schopf得到一些學者的支持，但其他學者則站在Brasier那邊，哈佛的著名古生物學家Andrew Knoll就說道：「Schopf所描述的微化石顯然是非生物性的一串更大的銀河狀構造的一部分」。「我懷疑問題能由在這些化石上用更聰明的方法來解決，」雪梨Macquarie Univ.的Malcolm Walter說道：「問題會由更多的化石上進行的更多工作而解決。」
即使能證明有生命跡象，這些微化石也不一定是地球上發現的最早生命。在此之前，從格陵蘭島上發現的石頭上的化學證據已顯示出生命可能在38億5千萬年前就形成了。地球在38億5千萬年前可能曾遭小行星撞擊，一些科學家認為，小行星將生命或生命所必需的成份─帶到地球。
反物質維基百科，自由的百科全書跳转到： 1928年英國物理學家狄拉克預言存在一種「正電子」，它的質量、自旋、電荷量都與電子一模一樣，只是帶有正電荷，這就是反電子。後來發現，不僅電子有它的反粒子，質子，中子……都有其對應的反粒子，分別叫做反質子，反中子……。 反質子、反中子和反電子如果像質子、中子、電子那樣結合起來就形成了反原子。由反原子構成的物質就是反物質，與此相對的是正物質，也就是通常所說的物質。 反物質和物質一旦相遇，就相互吸引、碰撞而全部轉化為光並釋放出的巨大的能量，這個過程叫做湮滅。湮滅過程會釋放出正、反物質中蘊涵的所有靜質量能，根據愛因斯坦著名的質能關係式 E=mc² 一種在科學界受到普遍認同的理論認為，宇宙大爆炸早期曾產生了數量相當的物質和反物質，隨後發生的物質和反物質的湮滅消耗掉了絕大部分的正、反物質，遺留下的少部分正物質構成了現如今的物質世界。但是為什麼宇宙大爆炸不是產生了等量的正反物質，即所謂的「正反物質對稱破缺」，雖已被粒子對撞試驗證實了，但仍是物理學上一個未解決的問題。 儘管在人們在已經在自然界中發現了為數眾多的反粒子，並且在實驗室中製造出了反原子，然而目前在自然界中尚沒有發現反物質。一種觀點認為即使自然界中存在反物質，它也很快會和正物質發生湮滅。 [編輯] 時間表 1995年歐洲核子研究中心的科學家在實驗室中製造出了世界上第一批反物質--反氫原子。1996年，美國的費米國立加速器實驗室成功製造出7個反氫原子。 1997年4月，美國天文學家宣佈他們利用伽馬射線探測衛星發現，在銀河系上方約3500光年處有一個不斷噴射反物質的反物質源，它噴射出的反物質形成了一個高達2940光年的「反物質噴泉」。 1998年6月2日，美國發現號太空梭攜帶阿爾法磁譜儀發射升空。阿爾法磁譜儀是專門設計用來尋找宇宙中的反物質的儀器。然而這次飛行並沒有發現反物質，但採集了大量富有價值的數據。 2000年9月18日，歐洲核子研究中心宣佈他們已經成功製造出約5萬個低能狀態的反氫原子，這是人類首次在實驗室條件下製造出大批量的反物質。 取自"http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8D%E7%89%A9%E8%B4%A8"
黑暗物質與黑暗能量
皮布爾斯教授計算輕元素比例時發現，由質子、中子等組成的普通物質，只可以佔宇宙總質量的一小部份，其它大部份是不明成份、不放射亦不吸收光的物質，稱為「黑暗物質(dark matter)」 (7) 。近幾十年來，天文學家利用大型望遠鏡觀測遠方星系及恆星的運動，亦證實了宇宙必然存在大量黑暗物質。物質多了，物質之間的萬有引力也大了，那麼，宇宙的膨脹會否終有一天被萬有引力拉停，甚至倒轉過來變成宇宙塌縮呢？
欲知宇宙的未來，天文學家放眼宇宙最遠的過去。只要量度出很久以前宇宙膨脹的速率，與現在的比較，我們便可以知道萬有引力把宇宙膨脹減慢的程度。怎樣量度宇宙從前的脹速？我們可看見遠方的星體，是靠它發出的光，而光的傳播速度雖然很高，卻是有限的。因此，我們接收到的星光都是以前發出的。距離愈遠，星光需要愈多時間才到達我們的望遠鏡，也就是愈久遠前發出的光。我們只要量度極遙遠星系的飛離速度，便知道很久以前的宇宙膨脹速率了。問題是，星體愈遠，星光愈暗，觀測也愈難！幸好自然界有一類標準光源是非常明亮的，那就是IA類超新星(Type IA Supernovae) (8) 。很多恆星耗盡燃料而死亡時，總會經歷一次猛烈的大爆炸；星球的外殼被猛力推出太空，恆星光度亦於短時間內暴增百億倍！這便是超新星。而且，我們相信IA類超新星都是由狀態及質量相同的恆星所產生，所以它們的光度都應該是一致的。幾年前，兩組美國天文學家分別量度一大批遠方IA類超新星的飛離速度及距離，不約而同得出一個驚人的結果：宇宙膨脹不但沒有減速，反而正在加速 (9) ！那就是說，宇宙除了萬有引力外，必定存在更強的斥力，我們稱它為「真空斥力」，而對應的能量，便稱為「黑暗能量」(dark energy)。這個發現亦被＜科學＞雜誌評選為一九九八年最重要的科學突破(10) 。有趣的是，當年愛因斯坦曾經引入「宇宙常數」(cosmological constant)以抗衡萬有引力，使宇宙維持不脹不縮的穩定狀態，但當哈勃發現宇宙膨脹後，愛因斯坦才後悔引入這神秘的、代表真空斥力的宇宙常數。黑暗能量的發現，不啻是替宇宙常數翻案！而且，前述宇宙微波背景輻射不均勻性的數據，亦支持黑暗物質及黑暗能量的存在，數值上與其他觀測亦完全吻合。
香港中文大學的相關研究
在香港從事宇宙論研究的人屈指可數，集中在香港中文大學及香港大學物理系。在中大，我和幾個研究生過去幾年從事一些宇宙學理論研究，包括宇宙微波背景輻射不均勻性的理論計算、以中微子星解釋部份黑暗物質、黑暗能量的模擬及早期宇宙物理性質的研究等。
宇宙論的新世紀
那究竟黑暗物質是甚麼？它們如何分佈？黑暗能量又究竟如何產生？黑暗能量及黑暗物質遵從怎樣的物理定律？科學家驚覺我們大致熟悉的物質和能量，只是宇宙中微不足道的一小部份。我們基本上完全不明白宇宙大部份的物質及能量！人類對自然探索了那麼多年，竟處於比瞎子摸象更尷尬的境況！諷刺的是，科學家放眼到宇宙最深遠之處，才發現我們是如此無知。
然而，這倒令科學家興奮！正如其他重大的科學發展一樣，宇宙學的新發現引發更多的疑問，打開更多研究領域的大門，促成更多更新鮮、更意想不到的發現。沒有人知道明天的宇宙觀是什麼模樣，但肯定的是，關於天文及宇宙的理論仍會繼續使人著迷，激盪人類的思考。
「平衡宇宙」是指根據熱力學的觀點，宇宙各處的溫度最終會相等的一種狀態。而「平行宇宙」概念的提出，則是為了應付量子力學中量子態一旦被觀察就會變成某一確定狀態的奇怪現象。我想節目提及的應是「平行宇宙」。
例如著名的電子雙狹縫實驗中，一顆電子通過了狹縫，在屏幕上出現的位置並非狹縫的直線投影，而是偏折了一個角度。累積很多電子的話，會產生干涉條紋。很明顯，電子好像懂分身似的，同時通過了兩道狹縫並產生干涉現象。但假若我們在每條狹縫中各安裝了探測器，電子又變得只會選擇其中一道狹縫通過，不出現干涉現象。
為了解釋這個怪現象，有些物理學家提出了平行宇宙的說法。他們認為，電子其實仍然是同時通過了兩道狹縫的，只是在我們的宇宙中它通過其中一道，而在新生的另一個宇宙中它通過了另一道而已。每當我們觀察電子（電子遇上探測器）的時候，便會馬上出現另一個宇宙，來「彌補」在現實世界中缺失了的狀態。
大家應該猜到不少科學家都抗拒這個說法，因為根本無從驗証它的真偽。除非能証實其它宇宙的存在，否則這說法對我們科學地了解宇宙是沒有幫助的。美國著名的科普雜誌Scientific American 最近有一篇關於平行宇宙的文章，對這個題目有興趣的朋友可以看看。
至於所謂十一維時空，其實是超弦理論中的產物。超弦理論牽涉的數學很深奧，我們只能在這裏作極為粗疏的介紹。該學說認為組成物質的最基本單位是一條極短（10-35米）的弦，不同頻率振動的弦，成為了各類基本粒子。但為甚麼要是弦，不是一點呢？最主要原因是弦給出了空間的最小尺度，避免了廣義相對論在更小尺度時失效的困局。
在天文學的尺度上，時空可以是彎曲的；在日常生活的尺度上，時空則是平直的。但兩者都有一個共通點：時空是平滑的。但在超微小的尺度10-35 米，稱為普朗克長度），因為量子力學中的不確定原理，空間隨機漲落，起伏不定。廣義相對論無法應用於這種不平滑幾何形狀的時空當中。所以量子力學和廣義相對論一直被認為是互不相容的。
但弦的大小大於普朗克長度。弦與弦（即物體和物體）作用時的位置和時間都必須大於超微小的尺度。在弦的尺度下，空間仍舊是平滑的，廣義相對論仍然有效。由於超弦理論避免了廣義相對論的失效，因此有人認為它就是千呼萬喚，統一宇宙中各種作用力的終極理論。
究竟超弦理論真的挽救了廣義相對論，抑或只是迴避了問題？
但弦理論要求時空必須是十維的，而且，超弦理論有五個不同的版本，後來，更出現了要求時空為11維的M理論。M理論認為各種不同的超弦理論其實都是等價的，全部是M理論在十維時空的近似。至於比我們感官所認識的四維時空多出來的空間，超弦理論認為它們卷曲至1-5米那麼小，故此以現今的科技根本無法被檢測出來。
雖然這些理論憑著嚴謹的數學得到不少學者的垂青，可是缺乏驗証的方法，使它們同樣備受批評。此外，它沒法清楚交待只能有四維的時空能夠展開，其餘的維非卷縮不可的原因。
例如著名的電子雙狹縫實驗中，一顆電子通過了狹縫，在屏幕上出現的位置並非狹縫的直線投影，而是偏折了一個角度。累積很多電子的話，會產生干涉條紋。很明顯，電子好像懂分身似的，同時通過了兩道狹縫並產生干涉現象。但假若我們在每條狹縫中各安裝了探測器，電子又變得只會選擇其中一道狹縫通過，不出現干涉現象。
為了解釋這個怪現象，有些物理學家提出了平行宇宙的說法。他們認為，電子其實仍然是同時通過了兩道狹縫的，只是在我們的宇宙中它通過其中一道，而在新生的另一個宇宙中它通過了另一道而已。每當我們觀察電子（電子遇上探測器）的時候，便會馬上出現另一個宇宙，來「彌補」在現實世界中缺失了的狀態。
大家應該猜到不少科學家都抗拒這個說法，因為根本無從驗証它的真偽。除非能証實其它宇宙的存在，否則這說法對我們科學地了解宇宙是沒有幫助的。美國著名的科普雜誌Scientific American 最近有一篇關於平行宇宙的文章，對這個題目有興趣的朋友可以看看。
至於所謂十一維時空，其實是超弦理論中的產物。超弦理論牽涉的數學很深奧，我們只能在這裏作極為粗疏的介紹。該學說認為組成物質的最基本單位是一條極短（10-35米）的弦，不同頻率振動的弦，成為了各類基本粒子。但為甚麼要是弦，不是一點呢？最主要原因是弦給出了空間的最小尺度，避免了廣義相對論在更小尺度時失效的困局。
在天文學的尺度上，時空可以是彎曲的；在日常生活的尺度上，時空則是平直的。但兩者都有一個共通點：時空是平滑的。但在超微小的尺度10-35 米，稱為普朗克長度），因為量子力學中的不確定原理，空間隨機漲落，起伏不定。廣義相對論無法應用於這種不平滑幾何形狀的時空當中。所以量子力學和廣義相對論一直被認為是互不相容的。
但弦的大小大於普朗克長度。弦與弦（即物體和物體）作用時的位置和時間都必須大於超微小的尺度。在弦的尺度下，空間仍舊是平滑的，廣義相對論仍然有效。由於超弦理論避免了廣義相對論的失效，因此有人認為它就是千呼萬喚，統一宇宙中各種作用力的終極理論。
究竟超弦理論真的挽救了廣義相對論，抑或只是迴避了問題？
但弦理論要求時空必須是十維的，而且，超弦理論有五個不同的版本，後來，更出現了要求時空為11維的M理論。M理論認為各種不同的超弦理論其實都是等價的，全部是M理論在十維時空的近似。至於比我們感官所認識的四維時空多出來的空間，超弦理論認為它們卷曲至1-5米那麼小，故此以現今的科技根本無法被檢測出來。
雖然這些理論憑著嚴謹的數學得到不少學者的垂青，可是缺乏驗証的方法，使它們同樣備受批評。此外，它沒法清楚交待只能有四維的時空能夠展開，其餘的維非卷縮不可的原因。
導論：
在人類歷史上的大部分時間，人類對宇宙的認識還只是停留在神創論的階段。在每種宗教的歷史上，基本上都有創世說存在。也就是說在人類把宇宙起源作爲一個科學命題研究之前，創世神話已經開始關注這個問題了。
最早的創世神話出現於古代兩河流域蘇美爾人文化之中，在《Enuma Elish》（I-VI）中有談及世界創生過程的篇章。《聖經》中關於上帝創世，洪水滅世，諾亞方舟等神話故事，無疑是以古蘇美爾人神話爲原本的。我國古代也有盤古開天闢地，女媧補天的神話，我國古代人們認爲遠古的時候還沒有天地，宇宙間只有一團氣，它迷迷茫茫、渾渾沌沌，誰也看不清它的底細，在一萬八千年前，有位盤古氏開天闢地，才有了日月星辰和大地。到了漢代才有了“道之大原出於天，天不變，道亦不變”之說。在古埃及文化中並沒有明確的創世神話，古埃及人篤信靈魂不死，認爲逝者將去“西盧之野”，死後可以復蘇，所以他們努力將死者的遺體製成“木乃伊”。
隨後，開始有一些哲學家對宇宙的形成提出不同的觀點。在古代，解決宇宙形成問題的是哲學家，而不是科學家。他們是用哲學的觀點來解釋宇宙形成，根本上來說是非科學的。但是，其中唯物主義哲學家們是具有樸素的辯證法思想的，所以他們的解釋雖然是非科學的，但是仍然帶有合理的成分。
宇宙誕生的各種理論：
長久以來，關於宇宙的誕生，一直存在著兩種截然不同的觀點。一種觀點是認為，宇宙沒有所謂的起源，它就是存在，並將繼續存在無限久。另一種觀點是認為，宇宙並非一直存在，而是有一個起源，在某一時刻誕生的。1781年，哲學家伊曼努爾‧康得在他的著作《純粹理性批判》一書中指出，不論宇宙是有開端還是沒有開端都是不可能的，這就是著名的“二律背反”。當然，今天的物理學家是不會同意康得的觀點的，因爲他的論證本身隱含了時間可以脫離宇宙而存在的假設，這是不能被接受的。
穩恒態宇宙觀：
觀點：
此一論點是認為，宇宙在根本上隨時間不變，即是說，人們相信宇宙是穩恒的。可是，這一觀點從一開始就值得懷疑，熱力學第二定律和牛頓的引力定律都暗示了宇宙只可能運行有限的時間並且不可能處於穩恒狀態。然而，穩恒宇宙的思想的影響是如此之深，以至於在20世紀之前，都沒有人提到過，宇宙是在膨脹還是在收縮。就是那些意識到宇宙不可能保持穩恒的人，也總是試圖去修正牛頓的理論，而不去考慮宇宙有可能是變化的。牛頓本人是知道這個問題的，但是，他相信大致均勻的分佈在無限空間中的無限天體足以讓宇宙保持穩恒。甚至是愛因斯坦也沒有意識到宇宙的變化。愛因斯坦的廣義相對論本身預言了宇宙不是在膨脹就是在收縮，然而，愛因斯坦對穩恒宇宙的思想是如此的執著，以至於要在他的公式中加入一個宇宙常數用以抗衡引力。
這個局面直到哈勃發現各星系正在以驚人的速度不斷分散之後才受到致命的打擊。尤其是在大爆炸理論推斷出奇點的存在，也就是宇宙必然存在一個開端，這個理論才逐漸銷聲匿迹。
相關學說：
連續創生論
因爲大爆炸理論並沒有被證明是真理，所以並不是每個人都會同意大爆炸理論。在近代宇宙學史上曾經和大爆炸理論抗衡的宇宙形成理論還有連續創生論。
1948年，兩位奧地利天文學家邦迪和戈爾德提出一種理論，承認膨脹宇宙但否定大爆炸。後來英國天文學家霍伊爾發展並普及了這個理論，在星系散開的過程中，星系之間又形成新的星系；形成新星系的物質是無中生有的，而且運動的速度非常緩慢，用現在的技術無法測出。結論是，宇宙自始至今基本上保持著同一狀態。在過去無數個紀元中，它看上去就是現在這個樣；在未來的無數個紀元中，它看上去還是現在這個樣子，因此既沒有開始也沒有結束。
這種理論被稱爲連續創生論，由此形成一個穩恒態宇宙。在十多年的時間裏，大爆炸和連續創生論的爭論非常激烈，但沒有實際的證據來決定哪一個對。
1949年，伽莫夫指出，假若大爆炸曾經發生，伴隨而生的輻射在宇宙膨脹過程中應該損失能量，而現在應該以射電輻射的形式存在，作爲一個均質背景從天空的四面八方射來。這種輻射在絕對溫度5K（-268℃）時應該是天體的特徵。美國物理學家迪克進一步發展了這一觀點。
1964年5月， 德國出生的美國物理學家彭齊亞斯和美國射電天文學家R·W·威爾遜接受迪克的建議，探測到與伽莫夫預見的特徵非常相似的射電波背景，它顯示出宇宙的平均溫度爲絕對溫度3度。
大多數天文學家認爲，射電波背景的發現爲大爆炸理論提供了結論性的證據。現在一般天文學家都接受大爆炸理論，而放棄了連續創生論的觀點。所以，連續創生論已是明日黃花了。
霍金無邊界條件的量子宇宙論
根據量子力學的原理，物質的存在是以波的重合，也就是所謂的波動函數來表示，所以宇宙從什麼都沒有而突然出現的可能性是存在的。也就是說，存在於某個時刻裡的某個物質，有可能再其他時刻裡突然消失。當物體縮到10-31公分的大小時，其存在的或然率會比1還要小很多，所以可能會忽而出現，忽而消失。這就是1980年皮雷基恩所認為的宇宙起源。霍金認為這個說法很奇怪，所以提出了他自己的一套理論。
霍金在1982年提出了一種既自洽又自足的量子宇宙論。在這個理論中，他主張不要將宇宙的起源當作特殊的現象，宇宙中的一切在原則上都可以單獨地由物理定律預言出來，而宇宙本身是從無中生有而來的。這個理論建立在量子理論的基礎之上，涉及到量子引力論等多種知識。
在他的理論中，宇宙的誕生是從一個歐氏空間向洛氏時空的量子轉變，這就實現了宇宙的無中生有的思想。這個歐氏空間是一個四維球。在四維球轉變成洛氏時空的最初階段，時空是可由德西特度規來近似描述的暴漲階段。然後膨脹減緩，再接著由大爆炸模型來描寫。這個宇宙模型中空間是有限的，但沒有邊界，被稱作封閉的宇宙模型。
從霍金提出這個理論之後，幾乎所有的量子宇宙學研究都是圍繞著這個模型展開。這是因爲它的理論框架只對封閉宇宙有效。
如果人們不特意對空間引入人爲的拓撲結構，則宇宙空間究竟是有限無界的封閉型，還是無限無界的開放型，取決於當今宇宙中的物質密度産生的引力是否足以使宇宙的現有膨脹減緩，以至於使宇宙停止膨脹，最後再收縮回去。這是關係到宇宙是否會重新坍縮或者無限膨脹下去的生死攸關的問題。
可惜迄今的天文觀測，包括可見的物質以及由星系動力學推斷的不可見物質，其密度總和仍然不及使宇宙停止膨脹的1/10。不管將來進一步的努力是否能觀測到更多的物質，無限膨脹下去的開放宇宙的可能性仍然呈現在人們面前。
可以想像，許多人曾嘗試將霍金的封閉宇宙的量子論推廣到開放的情形，但始終未能成功。今年2月5日，霍金及圖魯克在他們的新論文“沒有假真空的開放暴漲”中才部分實現了這個願望。他仍然利用四維球的歐氏空間，由於四維球具有最高的對稱性，在進行解析開拓時，也可以得到以開放的三維雙曲面爲空間截面的宇宙。這個三維雙曲面空間遵循愛因斯坦方程繼續演化下去，宇宙就不會重新收縮，這樣的演化是一種有始無終的過程。
大爆炸理論：
觀點：
大爆炸理論是關於宇宙形成的最有影響的一種學說，英文說法爲Big Bang，也稱爲大爆炸宇宙論。大爆炸理論誕生於20世紀20年代，在40年代得到補充和發展，但一直寂寂無聞。直到50年代，人們才開始廣泛注意這個理論。
大爆炸理論的主要觀點是認爲我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期裏，宇宙體系並不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質密度從密到稀地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規模巨大的爆發。根據大爆炸宇宙學的觀點，大爆炸的整個過程是：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質密度也相當大，整個宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。但是因爲整個體系在不斷膨脹，結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時，中子開始失去自由存在的條件，它要麽發生衰變，要麽與質子結合成重氫、氦等元素；化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度後，早期形成化學元素的過程結束（見元素合成理論）。宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時，輻射減退，宇宙間主要是氣態物質，氣體逐漸凝聚成氣雲，再進一步形成各種各樣的恒星體系，成爲我們今天看到的宇宙。
在人類歷史上的大部分時間，人類對宇宙的認識還只是停留在神創論的階段。在每種宗教的歷史上，基本上都有創世說存在。也就是說在人類把宇宙起源作爲一個科學命題研究之前，創世神話已經開始關注這個問題了。
最早的創世神話出現於古代兩河流域蘇美爾人文化之中，在《Enuma Elish》（I-VI）中有談及世界創生過程的篇章。《聖經》中關於上帝創世，洪水滅世，諾亞方舟等神話故事，無疑是以古蘇美爾人神話爲原本的。我國古代也有盤古開天闢地，女媧補天的神話，我國古代人們認爲遠古的時候還沒有天地，宇宙間只有一團氣，它迷迷茫茫、渾渾沌沌，誰也看不清它的底細，在一萬八千年前，有位盤古氏開天闢地，才有了日月星辰和大地。到了漢代才有了“道之大原出於天，天不變，道亦不變”之說。在古埃及文化中並沒有明確的創世神話，古埃及人篤信靈魂不死，認爲逝者將去“西盧之野”，死後可以復蘇，所以他們努力將死者的遺體製成“木乃伊”。
隨後，開始有一些哲學家對宇宙的形成提出不同的觀點。在古代，解決宇宙形成問題的是哲學家，而不是科學家。他們是用哲學的觀點來解釋宇宙形成，根本上來說是非科學的。但是，其中唯物主義哲學家們是具有樸素的辯證法思想的，所以他們的解釋雖然是非科學的，但是仍然帶有合理的成分。
宇宙誕生的各種理論：
長久以來，關於宇宙的誕生，一直存在著兩種截然不同的觀點。一種觀點是認為，宇宙沒有所謂的起源，它就是存在，並將繼續存在無限久。另一種觀點是認為，宇宙並非一直存在，而是有一個起源，在某一時刻誕生的。1781年，哲學家伊曼努爾‧康得在他的著作《純粹理性批判》一書中指出，不論宇宙是有開端還是沒有開端都是不可能的，這就是著名的“二律背反”。當然，今天的物理學家是不會同意康得的觀點的，因爲他的論證本身隱含了時間可以脫離宇宙而存在的假設，這是不能被接受的。
穩恒態宇宙觀：
觀點：
此一論點是認為，宇宙在根本上隨時間不變，即是說，人們相信宇宙是穩恒的。可是，這一觀點從一開始就值得懷疑，熱力學第二定律和牛頓的引力定律都暗示了宇宙只可能運行有限的時間並且不可能處於穩恒狀態。然而，穩恒宇宙的思想的影響是如此之深，以至於在20世紀之前，都沒有人提到過，宇宙是在膨脹還是在收縮。就是那些意識到宇宙不可能保持穩恒的人，也總是試圖去修正牛頓的理論，而不去考慮宇宙有可能是變化的。牛頓本人是知道這個問題的，但是，他相信大致均勻的分佈在無限空間中的無限天體足以讓宇宙保持穩恒。甚至是愛因斯坦也沒有意識到宇宙的變化。愛因斯坦的廣義相對論本身預言了宇宙不是在膨脹就是在收縮，然而，愛因斯坦對穩恒宇宙的思想是如此的執著，以至於要在他的公式中加入一個宇宙常數用以抗衡引力。
這個局面直到哈勃發現各星系正在以驚人的速度不斷分散之後才受到致命的打擊。尤其是在大爆炸理論推斷出奇點的存在，也就是宇宙必然存在一個開端，這個理論才逐漸銷聲匿迹。
相關學說：
連續創生論
因爲大爆炸理論並沒有被證明是真理，所以並不是每個人都會同意大爆炸理論。在近代宇宙學史上曾經和大爆炸理論抗衡的宇宙形成理論還有連續創生論。
1948年，兩位奧地利天文學家邦迪和戈爾德提出一種理論，承認膨脹宇宙但否定大爆炸。後來英國天文學家霍伊爾發展並普及了這個理論，在星系散開的過程中，星系之間又形成新的星系；形成新星系的物質是無中生有的，而且運動的速度非常緩慢，用現在的技術無法測出。結論是，宇宙自始至今基本上保持著同一狀態。在過去無數個紀元中，它看上去就是現在這個樣；在未來的無數個紀元中，它看上去還是現在這個樣子，因此既沒有開始也沒有結束。
這種理論被稱爲連續創生論，由此形成一個穩恒態宇宙。在十多年的時間裏，大爆炸和連續創生論的爭論非常激烈，但沒有實際的證據來決定哪一個對。
1949年，伽莫夫指出，假若大爆炸曾經發生，伴隨而生的輻射在宇宙膨脹過程中應該損失能量，而現在應該以射電輻射的形式存在，作爲一個均質背景從天空的四面八方射來。這種輻射在絕對溫度5K（-268℃）時應該是天體的特徵。美國物理學家迪克進一步發展了這一觀點。
1964年5月， 德國出生的美國物理學家彭齊亞斯和美國射電天文學家R·W·威爾遜接受迪克的建議，探測到與伽莫夫預見的特徵非常相似的射電波背景，它顯示出宇宙的平均溫度爲絕對溫度3度。
大多數天文學家認爲，射電波背景的發現爲大爆炸理論提供了結論性的證據。現在一般天文學家都接受大爆炸理論，而放棄了連續創生論的觀點。所以，連續創生論已是明日黃花了。
霍金無邊界條件的量子宇宙論
根據量子力學的原理，物質的存在是以波的重合，也就是所謂的波動函數來表示，所以宇宙從什麼都沒有而突然出現的可能性是存在的。也就是說，存在於某個時刻裡的某個物質，有可能再其他時刻裡突然消失。當物體縮到10-31公分的大小時，其存在的或然率會比1還要小很多，所以可能會忽而出現，忽而消失。這就是1980年皮雷基恩所認為的宇宙起源。霍金認為這個說法很奇怪，所以提出了他自己的一套理論。
霍金在1982年提出了一種既自洽又自足的量子宇宙論。在這個理論中，他主張不要將宇宙的起源當作特殊的現象，宇宙中的一切在原則上都可以單獨地由物理定律預言出來，而宇宙本身是從無中生有而來的。這個理論建立在量子理論的基礎之上，涉及到量子引力論等多種知識。
在他的理論中，宇宙的誕生是從一個歐氏空間向洛氏時空的量子轉變，這就實現了宇宙的無中生有的思想。這個歐氏空間是一個四維球。在四維球轉變成洛氏時空的最初階段，時空是可由德西特度規來近似描述的暴漲階段。然後膨脹減緩，再接著由大爆炸模型來描寫。這個宇宙模型中空間是有限的，但沒有邊界，被稱作封閉的宇宙模型。
從霍金提出這個理論之後，幾乎所有的量子宇宙學研究都是圍繞著這個模型展開。這是因爲它的理論框架只對封閉宇宙有效。
如果人們不特意對空間引入人爲的拓撲結構，則宇宙空間究竟是有限無界的封閉型，還是無限無界的開放型，取決於當今宇宙中的物質密度産生的引力是否足以使宇宙的現有膨脹減緩，以至於使宇宙停止膨脹，最後再收縮回去。這是關係到宇宙是否會重新坍縮或者無限膨脹下去的生死攸關的問題。
可惜迄今的天文觀測，包括可見的物質以及由星系動力學推斷的不可見物質，其密度總和仍然不及使宇宙停止膨脹的1/10。不管將來進一步的努力是否能觀測到更多的物質，無限膨脹下去的開放宇宙的可能性仍然呈現在人們面前。
可以想像，許多人曾嘗試將霍金的封閉宇宙的量子論推廣到開放的情形，但始終未能成功。今年2月5日，霍金及圖魯克在他們的新論文“沒有假真空的開放暴漲”中才部分實現了這個願望。他仍然利用四維球的歐氏空間，由於四維球具有最高的對稱性，在進行解析開拓時，也可以得到以開放的三維雙曲面爲空間截面的宇宙。這個三維雙曲面空間遵循愛因斯坦方程繼續演化下去，宇宙就不會重新收縮，這樣的演化是一種有始無終的過程。
大爆炸理論：
觀點：
大爆炸理論是關於宇宙形成的最有影響的一種學說，英文說法爲Big Bang，也稱爲大爆炸宇宙論。大爆炸理論誕生於20世紀20年代，在40年代得到補充和發展，但一直寂寂無聞。直到50年代，人們才開始廣泛注意這個理論。
大爆炸理論的主要觀點是認爲我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期裏，宇宙體系並不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質密度從密到稀地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規模巨大的爆發。根據大爆炸宇宙學的觀點，大爆炸的整個過程是：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質密度也相當大，整個宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。但是因爲整個體系在不斷膨脹，結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時，中子開始失去自由存在的條件，它要麽發生衰變，要麽與質子結合成重氫、氦等元素；化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度後，早期形成化學元素的過程結束（見元素合成理論）。宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時，輻射減退，宇宙間主要是氣態物質，氣體逐漸凝聚成氣雲，再進一步形成各種各樣的恒星體系，成爲我們今天看到的宇宙。
參考資料:
詳細資料：http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1005031500910
