乔治·勒梅特 (Georges Lemaître):发现时间起点的主教
当教皇庇护十二世 (Pope Pius XII) 在1951年的一次演讲中暗示大爆炸理论为《创世纪》提供了科学确证时,这位真正提出该理论的神父却予以反驳。乔治·勒梅特曾说:“据我所见,这种理论完全处于任何形而上学或宗教问题之外。”他悄悄说服了梵蒂冈停止公开这种联系。对于一个毕生坚持其罗马领和数学公式属于两种独立、互不竞争的世界理解方式的人来说,这是一个微小而有意义的时刻——尽管正是他从数学上推导出宇宙有一个开端。
工程师、士兵与神学院学生
乔治·亨利·约瑟夫·爱德华·勒梅特 (Georges Henri Joseph Édouard Lemaître) 于1894年7月17日出生在比利时的沙勒罗瓦,出身于一个虔诚的天主教家庭。在鲁汶天主教大学开始土木工程学业之前,他曾在耶稣会学校接受教育。他的学业因第一次世界大战而中断,他在比利时炮兵部队服役,并因其贡献获得了多项军事荣誉。战后他完全改变了方向,进入神学院学习,同时攻读数学和物理学博士学位,并于1920年完成学业;他于1923年被任命为天主教神父,将科学训练与宗教使命融合成了一份单一而独特的职业。
爱丁顿 (Eddington) 的杰出学生
受戒后,勒梅特前往剑桥师从天文学家亚瑟·爱丁顿 (Arthur Eddington) 学习。爱丁顿是当时最受尊敬的物理学家之一,也是爱因斯坦广义相对论的早期捍卫者。爱丁顿后来称他的学生为“一位非常杰出的学生,头脑敏锐、思维清晰,且具有极高的数学天赋”。在当时那个狭小的相对论宇宙学界,这位严谨的科学泰斗的评价具有极高的分量。勒梅特随后前往美国进一步深造,直接与当地的天文学界接触,而该群体当时正汇集观察证据,从而解释了勒梅特的理论工作。
独立发现的膨胀宇宙
1927年,勒梅特发表了一篇论文,推导出爱因斯坦引力场方程的解,描述了一个膨胀的宇宙——这是独立于俄罗斯数学家亚历山大·弗里德曼 (Alexander Friedmann) 此前类似工作的结果。关键在于,勒梅特不仅仅局限于纯数学练习:他预测星系的后退速度应与其距离观察者的距离成正比,这一关系后来于1929年被埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 通过观察证实,并在随后的几十年里被称为“哈勃定律”。2018年,为表彰勒梅特独立且更早的理论预测,国际天文学联合会投票决定将其正式更名为“哈勃-勒梅特定律”。
原始原子
勒梅特将其1927年的数学推论带到了其逻辑结论,这在当时是非常不流行的想法:如果宇宙正在膨胀,那么在时间上反向推导意味着它必然起源于一个极度致密、紧凑的状态。1931年,他提出宇宙中所有的物质曾经凝聚成一个点,他将其称为“原始原子”。这一假设成为了后来被称为大爆炸理论的理论种子。大爆炸 (Big Bang) 这个名称由天文学家弗雷德·霍伊尔 (Fred Hoyle) 在1950年创造,他本人是该理论的怀疑论者,后来坚称这个词只是作为一个方便的速记,而非嘲讽,尽管无论他的意图如何,这个词都流传了下来。爱因斯坦本人起初抗拒非静态、演化宇宙的思想,直到1929年哈勃对星系红移的观察提供了独立的确认,证明宇宙确实在膨胀后,这种抗拒才告终。
保持分离的信仰与物理学
勒梅特于1927年成为鲁汶大学的全职天体物理学教授,后来担任梵蒂冈宗座科学院院长,这一职位使他处于天主教会生活与前沿物理学的直接交叉点。他始终坚定地认为两者不应混为一谈:他坚持认为科学与宗教是“对世界不同但平行的解释”。当教皇庇护十二世公开暗示大爆炸支持创世教义时,勒梅特致力于将这种神学框架从教会的官方声明中撤除,坚持认为他的宇宙学在任何方面都不含宗教含义。
为什么乔治被称为天才
勒梅特的天才之处在于他愿意信任广义相对论的数学,推导出其全面且反直觉的结论——即宇宙并非他那个时代几乎每一位物理学家(包括爱因斯坦)所假定的那个固定、永恒的背景——并且在哈勃的观测结果出现确认之前的两年,就从这一结论中导出了具体的、可验证的预测。爱丁顿评价他为一位极其清晰且有数学天赋的学生,并非事后的恭维;这一评价是在勒梅特的宇宙学突破之前做出的,并由后来的成就所证实。2018年对哈勃定律的重新命名是科学界在某人去世几十年后,正式修正历史记录以支持其个人的罕见案例。实事求是地说,勒梅特在与伟人的紧密合作与重叠中工作——弗里德曼独立且更早地得出了类似的方程,爱丁顿训练了他,而正是哈勃的望远镜,而非仅靠勒梅特的数学,让物理学界相信了该理论的真实性。他的天才在于他从方程到关于宇宙历史的可证伪预测之间,做出了具体的、勇敢的推论跨越——这是包括爱因斯坦在内的几位杰出同时代人起初拒绝做出的跨越。
遗产
勒梅特在鲁汶继续任教直到1964年退休。同年他患上心脏病,并于1966年6月再次住院。在住院期间,他的朋友兼前学生奥东·戈达尔 (Odon Godart) 告诉他,阿诺·彭齐亚斯 (Arno Penzias) 和罗伯特·威尔逊 (Robert Wilson) 发现了宇宙微波背景辐射——这一观察证据最终证实了他三十多年前提出的宇宙热而致密的起源。勒梅特于几天后的1966年6月20日去世,享年71岁,他活得足够长,得以获悉他的理论已被证明是正确的。这位坚持将物理学与信仰分置于不同房间的神父,如今被尊为现代宇宙学解释一切如何开始的创始理论家。
