演化的宇宙模型，在现代宇宙理论中占了压倒多数。其中最有根据的，是以A. A. 弗里德曼思想为基础的热大爆炸模型；人们又把它称为标准模型，因为它实际上在科学界得到了公认。然而在这个模型的基础上，产生了一系列早已为大家所知的困难，例如奇点问题、视界问题、初始涨落问题、空间平坦度问题、重子不对称问题。这些困难迫使宇宙学家们去寻求新的概念，以便解决上述问题的全部或某几个。最新概念之一，是不久前提出的一种理论，它的基础是假定：在宇宙演化的极早期，经过了一个极剧烈的按指数膨胀的阶段。人们把这个阶段上的宇宙，叫做暴胀宇宙或通货膨胀宇宙，目的是想强调它在这个阶段上的膨胀速度极其巨大，和标准模型所描述的膨胀速度比起来高得不可比拟。

这个理论能够作出一系列带有哲学性质的重要结论。研究这些结论的根据，把这些结论的本质和现代辩证唯物。主义对宇宙结构与演化的看法、和物质的普遍性质、和人认识自然过程的某些特殊方面进行对比，无论从马克思主义哲学观点来看，或者对于暴胀宇宙理论本身来说，都会带来一定的好处。本文就是进行这种研究的。然而我们首先要大致地叙述一下暴胀宇宙理论。

这个理论的创立者是美国宇宙学家A. H. 古斯。第一个方案是他1981年在《暴胀的宇宙：视界与平坦度问题的可能解》—文中提出的。

古斯理论的基础，是运用“大统一”理论（即用统一方式描述强、弱和电磁相互作用的理论）来描述宇宙演化的最初时刻。它以宇宙的演化始于热大爆炸的假设为根据，主张大爆炸为宇宙的膨胀过程奠定了基础。在这点上，暴胀宇宙论和标准模型没有分歧。紧接在大爆炸之后的宇宙温度非常高，超过“大统一”温度好几个数量级（“大统一”温度为10²⁸K，这时强、弱、电磁相互作用结合为一个统一的相互作用）。根据“大统一”理论，在这种温度下，相应的希格斯场的值等于零，所以宇宙处于对称状态。在宇宙膨胀过程中，宇宙温度在某个时刻降到10²⁷K。从“大统一”理论的观点来看，这个数值相应于相变的临界温度。在这个温度下，希格斯场的值变成大于零（希格斯场是标量场，它的要素是一些特殊的粒子——玻色子，叫做希格斯粒子或希格斯玻色子），宇宙过渡到对称破缺的时期或阶段。然而和宇宙冷却的速度相比，这种相变实现得很慢。这两种过程进行速度上的差别，使宇宙冷却到比10²⁷K低得多的温度，而希格斯场的值却仍旧等于零。这种现象叫过冷。随着过冷的加深，宇宙便向所谓假真空的特殊状态接近。和能量密度最小的真真空不同，假真空的能量密度可能很大。假真空的存在，至今尚未用实验方法成功地加以证明。这是某种假定的状态，但量子场论预言了它的存在。随着温度的迅速降低，从而宇宙能量中热组分密度的减少，宇宙的能量也就集中在希格斯场中。希格斯场值等于零，意味着假真空有巨大的能量密度。正如大家从量子力学所知，真空会发生经常的涨落。这种特性也是假真空所固有的。它的量子涨落会引起偶然“穿透”现象，换句话说，会引起希格斯场通过势垒（它把假真空和对称破缺态区别开来）而“渗透”的现象。穿过势垒时，希格斯场形成“气泡”，形成对称破缺态。然后，这些气泡开始以接近于光速的速度增长，并把假真空转换成对称破缺态。

假真空的一个确定而十分特殊的特点，是它的压力。这种压力很大，然而是负值。古斯和斯坦哈特写道：“要理解为什么如此，则要重新研究真真空的，‘气泡’在假真空中的发展过程。这种气泡的增长在能量上是有利的，因为真真空的能量比假真空的能量低。同时，气泡的扩大说明：真真空的压力应该比假真空的压力高，而且应该迫使气泡壁向外张开。真真空的压力等于零，所以假真空的压力应该为负值”。根据广义相对论，假真空的压力会影响万有引力的大小。因为在假真空中，压力的影响比能量密度的影响更大，并且具有相反的符号；所以，负压力这种奇怪的现象本身，还会引起一种更奇怪的效应——引力排斥。这种效应在暴胀宇宙论中起着很重要的作用，它引起宇宙膨胀速度的加快。因为真空的密度是固定的，所以宇宙膨胀速度的加快也是固定的。膨胀速度不断增大，宇宙的范围按指数扩大，这时宇宙的直径每过10^-34秒就翻一番。

宇宙的这个剧烈膨胀期，叫做通货膨胀阶段，它是暴胀宇宙模型的主要组成部分。按照这个模型，通货膨胀阶段持续大约10^-32秒（或更长一点），而宇宙的直径在这期间增加10⁶⁰倍（或更多一点）。在这个巨大的膨胀时期以后，最终形成了对称破缺态。这就引起了假真空的能量密度的释放，并作为结果产生了大量粒子。区域重新被加热到具有10²⁷K的温度……。从这个时刻起，区域就按照标准大爆炸模型冷却与膨胀。它很容易膨胀到能够包容观测所及宇宙的体积。

古斯创立暴胀宇宙理论的目的，是想解决两个和标准模型有关的问题：视界问题和宇宙空间的平度问题。暴胀宇宙模型确实促进了这两个问题的解决。这个模型中，取消了视界问题；因为根据这个模型，观测所及宇宙由之开始的空间，比标准模型中的小了10⁵⁰倍。由此应该说，在通货膨胀阶段开始之前，可观测宇宙的所有各点所处空间的大小，比视界前的距离小得多。换句话说，所有各点都分布在总视界的范围之内，都是有因果联系的，并能够依靠相互作用而达到均匀的和热力学上平衡的状态。在暴胀宇宙模型中，也解决了空间的平度问题，因为根据这个模型，宇宙中的现存实物，是由假真空的能量向正反实物粒子的质量与能量转化而产生出来的。既然真空的密度等于临界密度，那么从真空中产生的粒子的密度，也将等于临界密度。换句话说，密度参量Ω的大小将等于1。既然参数值是1，则空间是平坦的，即是欧几里得空间。

标准模型中产生的某些问题，依靠古斯的理论取得了解决的可能性，这肯定是这一理论的优点。然而从另一方面来看，这个理论也产生了新的困难，从而使理论的正确性成为问题。古斯本人也意识到这点。这困难是和宇宙的指数膨胀时期如何平稳地结束相联系的。古斯指出：气泡在新阶段上混乱地产生，会在宇宙中产生巨大的非均匀性，宇宙应该高度不均匀，而这和物质在观测所及宇宙部分的实际分布不相符。这被认为是暴胀宇宙图景的基本缺点。

暴胀宇宙理论的出现，在宇宙学界引起了极其热烈的争论。许多大科学家都得出结论说：消除古斯理论的缺点是不可能的。然而在1981年底，创立了一个新的暴胀宇宙理论方案。它的创立者是苏联物理学家A. D. 林杰，以及和他没有关系的两位美国科学家A. 阿尔布列赫特、P. J. 斯坦哈特。根据林杰的证明，新的暴胀宇宙图景不仅消除了古斯概念的某些决定性的缺点，而且可能解决一系列其他和标准模型有关而又没有被古斯观点加以排除的问题。

正如古斯和斯坦哈特所认为的那样，暴胀宇宙理论新方案的起点，和原方案是一样的。新方法的特点表现在相变的机制上，量子涨落或微小的残余热涨落，都会引起希格斯场值偏离零；而且因为没有势垒，希格斯场会逐步增长，就像一个小球，从一个具有能量密度函数曲线形式的小山顶上滚下来，其速度会逐步增大。一开始，宇宙的进化相对较慢；后来宇宙过渡到暴胀阶段（加速膨胀），那时它的大小大约每10^-34秒翻一番。而当希格斯场值达到曲线的较陡部分，宇宙便停止加速膨胀，而是像在标准模型中那样膨胀。在暴胀阶段上，宇宙范围的扩大和第一个暴胀宇宙理论方案所预言的相类似，即扩大了10⁵⁰倍。

古斯和斯坦哈特强调指出，新的暴胀宇宙模型对相变的描述是简洁的，因为宇宙中实际上产生了许多不同的对称破缺态，它们是各个希格斯场的不同组合，并且具有非零值。这些场之所以具有这样的值、是由于偶然涨落的作用，原始宇宙的不同区域将过渡到不同的对称破缺态，而每个区域都是一个初始半径大致等于视界距离的区域。暴涨阶段结束以后，区域的大小超过10²⁶厘米。整个可观测宇宙可以毫无困难地装入这种区域之内。

不难发现，借助于区域思想，暴胀宇宙模型第一个方案的基本缺点（非均匀性问题）被消除了。因为区域的范围大大超过了可观测宇宙的规模，后者能全部装在区域之内，因而我们观测不到由于区域壁的互撞而产生的非均匀性。

林杰认为，新方案不仅可以解决视界和空间平度问题（解决方法和古斯理论相似），还可以解决初始涨落问题，也能解决重子不对称的问题，因为在矢量介子与标量介子衰变时，同时会发生宇宙中重子不对称的过程。

然而这个方案有一个严重的薄弱环节，古斯和斯坦哈特已注意到这点。这就是它把慢滚动类型的相变引入了方案，使模型参数的取值范围变得很狭窄。古斯和斯坦哈特像多数理论家一样，认为这个条件难以相信。要消除这个薄弱方面，就要建立所谓超级对称的模型，必须把具有整数自旋和半整数自旋的粒子的性质统一起来。

新方案绝对不是暴胀宇宙论的最后方案。现在已经有了这个模型的第三个方案，它叫混沌的暴胀宇宙理论或模型。这个理论主要也是由A. D. 林杰发展起来的。第三方案表明：暴胀现象或阶段作为一个事件，从其能在宇宙进化过程中存在的观点来看，比暴胀宇宙理论前两个方案中得出的存在概率大得多；在前两个方案中，这一事件是相当奇异的现象。第三方案试图证明：宇宙的暴胀，是原始宇宙中混沌初始条件的自然结果。

以上概略地说明了暴胀宇宙论，这可以使我们对它的哲学问题的性质形成一个总观念。我们首先研究这个理论的出发点。对宇宙出发状态的本性的看法，往往带有哲学的性质，古代和现代研究这个问题的人，都相信宇宙的出发状态是一切可能状态中最简单的状态。对于古人来说，这种状态是某种不确定的原始混沌。对于本世纪的宇宙学家来说，关于什么样的宇宙状态最简单的见解，是五花八门的。这种分歧也表现在暴胀宇宙论中。在前两个方案中，宇宙进化的出发状态，是对称占统治地位的量子力学真空；某些物理学家把它定义为极端对称状态。而在第三方案中，这种状态被混沌初始条件所代替，它允许非均匀性和各向异性的存在，但同时又是一种确定的量子力学真空。

从暴胀理论的“对称”论或“混沌”论出发，必然认为宇宙史上有一个时期只存在一种特殊形式的物质（真空），只存在一种物质运动形式（以场的真空[零点]涨落形式出现的量子力学运动）。这是一个很重要的哲学结论，它有利于讨论：对于恩格斯关于物质和运动在质上不灭的观点，究竟应怎样理解。这里有两种理解：一是断定恩格斯所说的物质和运动在质上不灭，指的是宇宙中永远存在着多种形式的物质与运动；二是认为：恩格斯相信，物质产生多种运动形式的能力是不会丧失的。不难发现，从暴胀宇宙理论的观点来看，第二种理解是正确的。然而必须指出，暴胀理论并未解决恩格斯这个观点的理解问题。因为宇宙进化初始条件的选定是任意的，所以它不可能成为对恩格斯观点作第二种理解的证据。暴胀宇宙理论并不能回答下述问题：其中究竟哪些条件，确实是我们宇宙的进化出发点。

从哲学的角度来看，如果在暴胀宇宙理论中起着巨大作用的假真空思想是正确的，就意味着我们的宇宙观念可以用新的、具有完全特殊性质的物质形式来补充。这种形式具有巨大的密度，显现出巨大的负压力，并引起引力排斥效应。理论和实验物理学的现代状况，还不可能准确地确定这种思想是否正确。假真空状态至今尚未观测到，而真空（不管是假的还是真的）理论还很不完善。根据И. Д. 诺维科夫的意见，可以得出的两条重要结论只是：一、从暴胀宇宙理论赋予假真空的那些性质的角度来看，并不知道假真空概念是否正确；二、科学正处在发现新物质形式的门坎上。这种新物质形式，或是具有正能量密度和负压力的真空，或是具有负能量密度和正压力的真空。两种形式同样都不平常，不管哪一种是真的（也可能两种形式同时都是真的），都再一次证明了列宁关于物质不可穷尽的思想。

暴胀宇宙理论反映了宇宙进化的辩证性。该理论中的相变，用辩证唯物主义的术语来说就是飞跃式的质变，是作为一定量变稳定增长的结果而产生的。膨胀宇宙的温度降低是量变，它降低到一定程度，引起对称的破坏，使具有假真空形式的物质向粒子物质（现实的基本粒子和相应的反粒子）转化。粒子物质和短命的虚粒子不同，一经产生就能存在相当长的时间，而某几种（如电子）在一定条件下能无限长久地存在下去。现实基本粒子的出现，是宇宙史中的质变，同时也是宇宙物质进一步质变的必要条件。

物理学家按动力学把相变分成两种不同的类型：第一种相变，以飞跃方式完成；第二种相变，平稳地实现出来。暴胀宇宙论中所说的相变，属于第一类相变。“大统一”理论认为，在宇宙进化的早期还有一种相变。它发生在暴胀阶段结束以后，那时大爆炸已过去了10^-10秒，而宇宙的温度已冷却到了10¹⁵K。这是相变的临界温度，相变的实质是把弱相互作用和电磁相互作用区分开来。这种转化属于第二种类型，发生得平平稳稳；依靠这类相变，宇宙才过渡到新质状态，物理学上的四种相互作用才变成独立的相互作用。我觉得，两种相变的概念，能丰富辩证唯物主义对质变的理解。当然，这个结论在“大统一”理论发展的现阶段上，只应该看成是一种释设；它的现实意义，只有在进一步研究第二种相变的物理机制以后，才能予以评价。

暴胀宇宙理论对于解决下述哲学争论是一个贡献：现代宇宙理论是全部宇宙还是部分宇宙的模型，是否可以把总星系和整个宇宙等同起来。迄今为止，对这些问题的回答通常可归结为两种类型：1）宇宙理论是整个宇宙的模型，整个宇宙就是总星系；2）宇宙理论只是宇宙中已观测部分的模型，宇宙被称作总星系是有条件的。

暴胀宇宙理论对这个问题的回答，和上述两种不同。它认为：标准模型被一个按指数膨胀的阶段所补充，该模型描述整个宇宙的结构上进化，总星系是宇宙的一部分。总星系不是一个物理系统，而只是无数物理系统（区域）集合中一个系统的一个部分，这些物理系统是作为第一种相变的结果而产生出来的。由于我们的认识能力不断地扩大，我们一定会在某个时候获得整个区域的信息。发现宇宙最遥远区域中物质的分布非常不均匀，将是接近区域边缘（或说“壁”）的信号。

暴胀宇宙理论创立了和现在公认的“宇宙岛”概念不同的关于宇宙宏观结构的观念。它认为“宇宙岛”并不是宇宙宏观结构的要素。从大范围来看，宇宙并不具有“岛的”结构。宇宙结构的要素，是类型一样的、各向异性的、彼此被“壁”分开来的区域，即是高度不均匀的区域。我认为，应该把这种结构叫做细胞结构。问题是我们能否像研究“岛的”结构那样来研究这种结构？古斯和斯坦哈特强调指出：因为暴胀阶段上产生的巨大距离，研究作为统一整体的宇宙结构还没有可能。实际上，现在我们有可能获得的经验资料，只是和我们生活在其中的哪个区域的一部分有关。我们不能完全研究这个区域，我们尤其不可能用经验方法研究其他的区域。关于那些区域的特点，我们只能根据希格斯场的各种组合的性质，建立一定的理论假说。这是否意味着将永远如此呢？马克思主义作了否认的回答。恩格斯在《反杜林论》中研究了人类认识的有限和无限问题，他说：人作为个人、民族或考最后作为生活在一定时代的人群，其认识永远是有限的；而人作为类，作为一代接着一代的无限系列，其认识是无限的。对于给定的人、给定的时代是不可逾越的认识界线，后—辈人和后一时代会把它克服而跨越过去。事实证明，恩格斯的概念正确地描述了各代人们依次克服某些宇宙模型中产生的特殊认识界限的过程；这种认识界限就是视界（通常叫粒子的视界），它是由物理相互作用的最终传播速度、宇宙进化和结构的客观性质所决定的。对于任何一个在t₁＞t₀（t₀为大爆炸的时刻）的确定时刻研究宇宙的观测者来说，视界前的距离是严格地被确定了的，也是不可跨越的认识界限。但是随着时间的流逝，这个距离也在增大，光或者其他类型的物理相互作用可以从越来越远的距离而达到观测者，所以另一个在t₂＞t₁时刻研究宇宙的观测者的视界，将比第一个观测者的视界广阔。对于第一个观测者来说的不可逾越的障碍，将被第二个观测者跨越过去；第二个观测者的视界，同样会被在t₃＞t₂的时刻研究宇宙的第三个观测者突破等等。可见，从现代宇宙学的知识来看，认识宇宙的过程是无限的，甚至在对宇宙作出充分描述这个意义上说也是无限的；视界模型所给出的描述，不存在人的认识永远无法跨越的界限。

最后，我想从辩证唯物主义哲学的角度，对暴胀宇宙理论作一个简短的评价。我觉得，它是丰富我们关于宇宙进化与结构知识的有益尝试，包含着自发辩证法的因素。当然，这个尝试还很不完善。只有当我们的知识从根本上扩大并加深了时，才可以评价这个理论真正的自然科学意义和哲学意义。

然而我认为，不管暴胀宇宙理论今后的命运如何，它今天这个样子从辩证唯物主义的观点来看就很重要，因为它加强了就其实质来说是辩证的宇宙观，并提出了一些从马克思主义观点来看可能特别重要的哲学问题。

[《Фuлософскuе Наyкu》1985年No. 5]