大燕文学

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第6部分（第4页）

和质量所产生的引力场的其他性质。G是大家熟悉的引力常数。

这个方程已经通过研究水星的运动而得到验证。这颗行星最

靠近太阳，因此，它的轨道最灵敏地反映出爱因斯坦基本方程的

细节，已经发现，它的轨道的近日点（也就是这颗行星在沿其扁

长椭圆形轨道运行时最接近太阳的那一点）在空间并不是固定不

变的，而是每转一圈都会系统地改变它相对于太阳的取向，这种

进动，有一部分来源于其他行星的引力场对水星所起的摄动作用，

有一部分可以用水星的质量由于其运动而产生的狭义相对论性增

大来解释。但是，还剩下一个很小的剩余量（每世纪43弧秒）是

无法用旧的牛顿万有引力理论来说明的，不过却很容易用广义相

对论来解释。

对水星的观察连同前面所提到的其他实验结果，都证实了我

们关于广义相对论的判断是正确的——它是能够最好地解释我们

在宇宙中实际看到的各种现象的引力理论。

在结束这篇演讲之前，我想再指出方程（12）的两个很有意

义的结论。如果我们所考虑的是一个均匀分布着质量的空间，比

如像我们这个分布着恒星和星系的空间，那么，我们将得出这样

一个结论：除了在各个分开的恒星附近偶尔出现很大的曲率以外，

这个空间在正常情况下总是倾向于在大距离上均匀地弯曲。从数

学上说，方程（12）有几种不同的解，其中有一些解相当于空间

本身最后是封闭的，因而具有有限的体积；另一些解所代表的则

是类似于鞍形面的无限空间，后者我已经在这篇演讲的开头提到

过了。方程（12）的第二个重要的结果是：这样一些弯曲空间应

该总是处在膨胀（或收缩）的状态中，从物理学上说，这就意味

着分布在这种空间中的粒子应该不断彼此飞离（或者正好相反，

应该不断相互靠拢）。不仅如此，我们还可以证明，对于体积有

限的封闭空间来说，膨胀和收缩是周期性地相互交替着的——这

就是所谓脉动宇宙。但是，无限的“类鞍形”空间则始终不变地

处在膨胀（或收缩）状态中。

在数学上各种不同的可能解当中，究竟哪一个解同我们所居

住的空间相适应呢——这个问题只能依靠对星系团的运动（包括

它们彼此飞散的速度减慢的情况）进行实验观察来解答，或者也

可以把宇宙现有的全部质量加在一起，再计算出减慢的效果会有

多大。目前，天文学所得到的证据还不太明确。但是，有一点是

肯定的——我们这个空间目前正在膨胀着。不过，这种膨胀是不

是有朝一日会转变成收缩？我们这个空间的大小究竟是有限的还

是无限的——这两个问题现在都还没有明确的答案。

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