第二節(jié) 科學(xué)常識(shí)

20世紀(jì)以來(lái)的自然科學(xué)發(fā)展歷程中，出現(xiàn)了以相對(duì)論、量子力學(xué)、基因理論和系統(tǒng)理論創(chuàng)立為主要內(nèi)容的現(xiàn)代科學(xué)革命，從而使自然科學(xué)的認(rèn)識(shí)領(lǐng)域突破了宏觀(guān)世界，迅速向宇觀(guān)、微觀(guān)和中觀(guān)世界進(jìn)軍。

一、現(xiàn)代宇宙學(xué)

現(xiàn)代宇宙學(xué)是在天文學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，主要研究宇宙的本質(zhì)、結(jié)構(gòu)、空間分布以及演化規(guī)律。

(一)現(xiàn)代宇宙學(xué)的理論基礎(chǔ)

廣義相對(duì)論是現(xiàn)代宇宙學(xué)研究的理論基礎(chǔ)。廣義相對(duì)論建立了空間、時(shí)間是隨著物質(zhì)分布和運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化的理論，從而為現(xiàn)代宇宙學(xué)奠定了重要理論基礎(chǔ)。廣義相對(duì)論認(rèn)為，空間－時(shí)間本質(zhì)上是物質(zhì)客體的廣延性和持續(xù)性，它本身不是獨(dú)立存在的。這－思想由于其革命性和數(shù)學(xué)形式上的深?yuàn)W，在－段時(shí)間里不為科學(xué)界所接受。但由于得到越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，今天廣義相對(duì)論已被公認(rèn)為研究大尺度時(shí)空的理論基礎(chǔ)。這些實(shí)驗(yàn)主要包括：(1)水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)；(2)光譜引力紅移；(3)光線(xiàn)在引力場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)。自此，廣義相對(duì)論被科學(xué)家稱(chēng)為“人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一”。

(二)宇宙研究的觀(guān)察手段

1.多普勒效應(yīng)與譜線(xiàn)紅移

多普勒效應(yīng)是物理學(xué)測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)速度的有力手段。它描述了這樣－種現(xiàn)象，即面向觀(guān)察者運(yùn)動(dòng)的光源譜線(xiàn)(與靜止光源相比)將向高頻(即光譜藍(lán)端)移動(dòng)，而背向觀(guān)察者運(yùn)動(dòng)的光源譜線(xiàn)將向低頻(即紅端)移動(dòng)，波長(zhǎng)的相對(duì)移動(dòng)量與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度成正比。

1929年，美國(guó)科學(xué)家哈勃在仔細(xì)研究了－批星系的光譜之后發(fā)現(xiàn)，除個(gè)別例外，絕大多數(shù)星系的光譜都表現(xiàn)出紅移，而且紅移量大致同星系的距離成正比。如果將紅移解釋為多普勒效應(yīng)，那就意味著所有星系都在離地球而去，其退行速度和與地球的距離成正比。這－重要發(fā)現(xiàn)證實(shí)了宇宙是不斷膨脹的，它不僅說(shuō)明宇宙的無(wú)限性，也說(shuō)明物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的性，還說(shuō)明宇宙在不斷地演化和發(fā)展。愛(ài)因斯坦本人根據(jù)這－發(fā)現(xiàn)。自動(dòng)放棄了“靜態(tài)宇宙結(jié)構(gòu)模型”。

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