第6章 绝对正确

得多。

会议安排古斯在会议的第三周发言。他担心斯坦哈特及其同伙可能会使他难堪，因此利用一切机会回到自己的房间，检查计算过程。后来，古斯意识到，为了准备报告，他甚至错过了会议的晚宴。

尽管形势日益紧张，却并没有发生什么战斗。在古斯报告的前几天，斯坦哈特和他的合作者们承认了自己的失败。他们发现自己使用的近似值有一些错误，修改之后获得了和其他人一致的结果。古斯的报告进行得很顺利，他重申了之前取得的原始结果。因此，到研讨会结束时，参与其中的四个小组都达成了全面共识。

这场引人注目的比赛最后的惊喜，发生在研讨会结束很久之后。这些曾经的参赛者沮丧地发现，他们拼命想要解决的由量子效应引发的密度扰动问题，在他们决战剑桥的整整一年之前，就已经被解决了。解决方案由来自莫斯科列别杰夫研究所两位苏联物理学家共同发表，他们是斯拉瓦·穆哈诺夫和根纳季·奇比索夫（Gennady Chibisov）。他们基于斯塔罗宾斯基的暴胀模型计算出了扰动，但是结果与标量场模型的计算结果基本相同。阅读苏联的物理学期刊，你总是能发现一些有趣的东西！

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计算最终得到了一个公式，描述了暴胀期间标量场滚下的过程中，由标量场的量子涨落导致的密度扰动的程度。扰动程度取决于能量函数的形状，也取决于扰动发生的区域的大小。宇宙中各种结构的尺度相差甚远，恒星的尺度比星系小得多，而星系又远小于星系团。在这些截然不同的尺度上，扰动的程度可能也大不相同。但是，根据我们得到的这个公式，所有的扰动都差不多，从最小到最大的宇宙结构，扰动幅度变化不会超过30%。

暴胀的扰动与尺度无关，这也不难理解。最初，量子冲击只影响到一个微小的空间区域内的标量场，但是随着宇宙的指数级膨胀，扰动会被拉伸到一个大得多的尺度上。暴胀期间，越早产生的扰动被拉伸的时间越长，涵盖的区域也越大。但是扰动的程度是由最初的量子冲击所决定的，因此，对于所有相关的尺度来说，这个数值几乎都是一样的。密度扰动与尺度无关这一性质可以用于预测天空中宇宙微波辐射强度的变化，并最终检验暴胀理论。这样，关于宇宙早期的推测性的假说就变成了一个可以被验证的物理学理论。但实际上，又过了十年，暴胀理论才得到检验。

一夜成名的秘诀

一个新理论从产生到被大家普遍接受，就算不用几十年，至少也需要数年时间。物理学家可能会对一个美妙的想法表示欣赏，但只有当这个想法被实验或者天文观测证实之后，他们才会被说服从而接受这一理论。在宇宙学研究中尤其如此，观测天文学家总是很难跟上理论学家的想象力，大爆炸理论就是一个很好的例子。亚历山大·弗里德曼的论文直到他去世之后才引起重视，乔治·伽莫夫的研究工作在十多年间被完全忽视。这与暴胀理论被接受的过程形成了鲜明的对比！

古斯最初那篇论文发表之后的第一年里，就有近40篇关于这一新理论的论文发表。几年后，这一数字攀升至200，而在接下来的十年中，仍然保持着每年200篇左右的新论文数量。人们似乎都放弃了自己的研究方向，转而开始研究暴胀理论。

为什么暴胀能取得这样一鸣惊人的成功？部分要归功于社会学方面的原因。当时粒子物理学家们刚刚完成强相互作用与弱电相互作用的统一，有那么一小群人发现自己找不到什么事情做了。粒子物理学的各种新想法都与超高能量相关，但这些学说无法在现有的粒子加速器中得到验证，学科发展也因此停滞不前。唯一能将粒子加速到所需能量的加速器似乎只有大爆炸了，所以越来越多的粒子物理学家将目光转向宇宙学领域，将这里作为他们新理论的试验场。截至20世纪80年代初，从粒子物理学向宇宙学的大规模转移仍在进行。转移是为了开辟新的战场，找到一些有趣的问题来解决。

正是在这种背景下，古斯提出了他关于暴胀的想法，这正是物理学家们苦苦寻找的东西。古斯的理论尚不完备，而这一点恰恰帮了大忙。试想，如果你完全解决了一个重要问题，人们会对你的工作表示钦佩，但是并不会纷纷投身于此。与此相对，暴胀仅仅是一个理论框架，还有大量空白等待填补，这就为你和你的研究生们提供了大量的研究课题。

但是，排除掉社会学因素，暴胀理论的长期流行主要还是来自这种想法本身所具有的吸引力和影响力。从某种程度来说，暴胀理论类似于达尔文的进化论，它们都为原先被认为无法解释的事物提供了一种解释，因而大大拓展了科学探索的领域。此外，这两种理论提供的解释都极具说服力，而且从未有过其他合理的替代方案出现。

与进化论的另一个相似之处是，在古斯提出暴胀理论的时候，暴胀的想法其实已经存在了。古斯的主要贡献在于，他清楚地意识到暴胀对什么有益，并且促进了优雅退出问题和其他一些问题的解决。

宇宙是一顿免费的午餐

到目前为止，我们假设了暴胀的起点是一个小小的封闭宇宙，其中有一个处于伪真空中的标量场，正位于自己能量函数的顶峰。但是这些前提假设并不是必需的。相反，我们可以假设一切起始于一个无限宇宙中的一小块伪真空，这样