现在，最干流的解说国际怎样来历的理论是暴胀理论，今日，咱们就来讲讲那段发生于上个世纪70时代，关于“暴胀”的往事。
不得志的粒子物理博后，
富丽变身国际学大佬
1977年，美国康奈尔大学物理系来了一个混得不太好的粒子物理学家。他没做出过什么有名的作用，再加上命运很背，出世的时分赶上了美国战后的婴儿潮，所以一向没能在一所研讨型大学里找到助理教授的职位。无法之下，他只好跑到康奈尔大学做他的第三期博士后。
这个不得志的博士后便是暴胀学派的创始人阿兰·古斯（Alan Harvey Guth）。
阿兰·古斯（Alan Harvey Guth）。| 图片来历：Betsy Devine｜Wikipedia
在康奈尔，古斯遇到了一个同病相怜的第三期博士后，他是一个华人，名叫戴自海（Henry Tye）。
戴自海。| 图片来历：Cornell.edu
戴自海曾经也研讨粒子物理，后来转行做了国际学。他游说古斯，说粒子物理中最重要的标题现已被他人做得差不多了，不如和他一同做国际学。尽管古斯彻底没理睬他，但戴自海也不泄气，仍是隔三岔五地来游说古斯，这一游说便是两年。
直到1979年，工作才有了起色。那年年头，闻名粒子物理学家、诺贝尔物理学奖得主史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）到访康奈尔大学，并在校园里进行了两场关于怎样将粒子物理理论应用于国际学的讲演。古斯一看，连美国粒子物理学界的首领、台甫鼎鼎的温伯格都这么关怀国际学，再加上戴自海隔三岔五的游说，古斯总算决定要抛弃粒子物理，与戴自海一同转战国际学。
暴胀理论，
始于一个“八棍子撂不着”的课题
古斯和戴自海一开始研讨的是一个与国际来历八竿子也打不着的课题，叫磁单极子问题。听起来好像很杂乱，其实特别简略。你平常必定见过磁铁吧？全部的磁铁都有一个一起的特征，即它必定一起具有南北南北极。即便把一块磁铁从中心全部两半，新得到的两块磁铁也会自动地从头发生南极和北极。那可不或许存在一种只需南极或许只需北极的磁铁呢？理论上是或许的。像这种只需南极或北极的磁铁，便是磁单极子。
依据其时粒子物理最盛行的大统一理论，磁单极子在国际中应该是无处不在的，但为什么在实在国际中却连一个也找不到呢？这便是在物理学界中台甫鼎鼎的磁单极子问题，也是古斯和戴自海决计应战的课题。经过研讨他们发现，处理磁单极子问题的要害是一个被称为“假真空”的概念。这个概念说简略也简略，说杂乱也杂乱。
让咱们先从你更了解一些的内容——真空谈起。
很多人以为，真空便是一片什么都没有的空间区域，但这种观点是错的，真空里其实是有能量的。这有点欠好了解，不过它的确是一个现实，并且是一个现已被科学实验重复验证过的现实。它的深层原因涉及到量子场论，比较杂乱，这儿暂时略过。你只需知道真空有能量这个现实就足够了。
一旦知道真空也有能量，假真空就不难了解了。
幻想一座延绵崎岖的大山，高的当地是山峰，矮的当地是山沟。现在问题来了，假如在这座山上放一个小球，它在哪里能够静止不动呢？答案清楚明了，当然是在山沟。现在咱们把山的海拔凹凸当成是空间自身的能量巨细。那么但凡能让小球静止不动的山沟，全都处于真空的状况。换句话说，真空便是一个能让置身其间的物体安稳存在的时空区域。就假如不同的山沟也会有海拔凹凸之分，即便是真空中的能量也会有差异。在全部的真空中，有一个能量最小的真空（对应于海拔最低的那个山沟）被称为“真真空”；而其他能量较大的真空（对应于海拔较高的那些山沟）则被称为“假真空”。换言之，假真空便是能量较高的真空。
戴自海首先认识到了一个最要害的问题：假如国际在诞生之初就处于一个假真空的环境里，它将会怎样演化？但就在获得严重打破的前夕，戴自海却跑回我国参加了一个为期一个半月的学术会议。这是我国科学史上机遇最差的学术会议，没有之一。
要知道，那是一个没有电子邮件的时代。戴自海一回我国，他与古斯的联络便彻底中断了；等他从头回到康奈尔的时分，古斯现已脱离康奈尔去了斯坦福，两人的协作也就此停止。
正是在两人分隔后的这段时期，古斯做出了国际学前史上最严重的打破之一。他发现假如国际诞生在一个高能量的假真空环境里，它就会被假真空的能量推进而向外胀大。这有点像烤箱里的面团，会因为遭到烤箱的热量而胀大成面包。
更要害的是，古斯发现这种情况下，国际的胀大必定是指数式的胀大。
没错，这正是前面说过的暴胀。
有了暴胀，磁单极子问题就变得很简略了。打个比如，假如将一把花瓣撒到一盆水中，你必定能很轻易地从这盆水中把这些花瓣都找出来，那假如把这盆水变得和太平洋相同大，你还能在太平洋里把这些花瓣都找出来吗？明显就做不到了。找不到磁单极子也是相同的道理。
除了能处理磁单极子问题以外，古斯发现暴胀还能一起处理别的两个愈加扎手的国际学难题：平整性问题和视界问题。
是不是听起来有点不知所云？不要紧，下面咱们就经过打比如的方法来讲讲它们究竟是什么。
平整性问题和视界问题的浅显解说
咱们日常日子中对平整和曲折的概念其实都限制在二维。比如说，桌子外表是平整的，皮球外表是曲折的，这两个外表都是二维的。因为咱们是从三维国际看二维，所以能够很直观地判别这些二维物体究竟是平整仍是曲折。但假如换成是一只日子在二维空间的小蚂蚁，它该怎样判别自己所在的空间究竟是平整仍是曲折呢？有一个简略的方法：在自己的空间内画一个三角形，然后丈量此三角形的三个内角之和。假如内角之和等于180°，它的空间便是平整的；假如内角之和大于180°，它的空间就被弯成了一个球的形状；而假如内角之和小于180°，它的空间就被弯成了一个马鞍的形状。
回到咱们日子的三维空间，这个空间自身是平整的仍是曲折的？因为不能从四维国际看三维，这个问题对咱们这些三维生物来说就不是那么直观了，但它的实质彻底没变，仍然能够用画三角形的方法来判别。还真有人这么干过，那便是被称为“数学王子”的闻名数学家高斯。高斯是国际上最早置疑咱们日子的三维空间或许并不平整的人之一，为此他还专门跑到德国的深山里画过三角形。不过这事高斯是鬼鬼祟祟干的，因为他怕他人发现以后会讪笑他是神经病。
言归正传。从理论上讲，国际既或许是平整的，也或许是曲折的。因为平整的状况只需一种，而曲折的状况有无数种，从概率的视点来说应该是处于曲折状况的或许性要大得多。但实践的地理观测标明，咱们的国际是平整的。这就很奇怪了。为什么国际会恰恰处于那种或许性最小的平整状况呢？这便是所谓的平整性问题。
现在让咱们来看看视界问题。视界问题是问，为什么国际会这么均匀，以致于处处看起来都相同？这听起来很玄奥，咱们打个比如来解说。
假设有一群考生在同一间教室里参加了一场时刻为两小时的考试，教师在修改卷子的时分发现全部人的答卷居然彻底相同，甚至连过错都一模相同。这该怎样解说呢？仅有的或许便是这些考生相互对了答案；或许说，他们彼此之间沟通了信息。
《天才枪手》官方剧照｜图片来历：豆瓣
那假如现在有两群考生，其间一群人呆在地球，而另一群人呆在离地球4.3光年之遥的比邻星，他们也在同一时刻参加了一场时刻为两小时的考试。你猜怎样着？全部人的答卷居然仍是一模相同！这就很怪异了。答卷一模相同阐明他们之间必定沟通了信息。但这两群考生相距4.3光年之遥，即便用速度最快的光也要花整整4.3年才能把答案给传曩昔。那他们是用什么方法，在短短两个小时的时刻内就完结了信息的沟通？
这个问题能够推行到整个国际。现在的地理观测标明，在足够大的尺度上，国际中物质散布地特别均匀，以致于处处看起来都一模相同，这阐明曩昔必定发生过信息的沟通。但整个国际又这么大，即便是速度最快的光也不或许跑得完，那它们怎样完结了信息的沟通？换句话说，国际怎样完结超光速的信息沟通？这便是所谓的视界问题。
古斯提出的暴胀，它砸扁了这两个“钉子”
你看，不管是平整性问题仍是视界问题，都很让人隐晦吧？不过有了暴胀理论，这两大难题全都方便的解决。
先说平整性问题吧。为什么国际会如此平整？因为不管它在创生之初是什么形状，暴胀都能把它给弄平。举例来说，假如给你一颗小玻璃球，你能够很快判别出它并不平整。现在把这颗玻璃球变得和地球相同大，你还能很快判别出它并不平整吗？现实上，咱们每天日子在地球上，底子发觉不到大地其实是球形的。这意味着，半径越大的圆球，它的曲折程度就越小。暴胀敏捷扩大了整个国际的尺度，然后把国际创生之初的空间曲折给抹平了。
视界问题也变得很简略了。暴胀的作用能够幻想成是把一座两层高的小楼，在转瞬之间就变得和整个银河系相同大。所曾经面说到的那两群考生其实原本就呆在同一间教室，仅仅后来暴胀使空间自身发生了极速的胀大，然后让这两群考生一下就相距了4.3光年——但其实在一开始，他们就现已完结了信息的沟通。
1981年，艾伦·古斯宣布了一篇划时代的论文。这篇论文正式提出了暴胀的概念，让古斯在学术界一夜爆得台甫。但耐人寻味的是，这篇论文主要在研讨平整性问题和视界问题，而对磁单极子问题只一带而过。古斯对此的解说是，磁单极子仅仅是大统一理论的一个预言；大统一理论自身就不见得对，磁单极子问题天然就不值得仔细评论了。这个解说自身当然无可厚非，但正是因为没怎样评论磁单极子，戴自海就没能成为这篇论文的作者。
现在想来，假如戴自海最初没有回我国开会，或许当年能像现在这样方便地经过电邮或微信来沟通，或许前史就会是另一个写法了吧。
一点番外，以及下集的预告
让我再讲一点关于古斯的趣事吧。一夜成名后的古斯很快就完毕了流离失所的博士后生计，成了麻省理工学院的一名正教授。在麻省理工学院，他很快又因日子肮脏而再度知名。
有一年，《波士顿举世报》安排评选最脏乱差的名人办公室，成果古斯的办公室以压倒性的优势取胜。此外，古斯还喜爱在听学术陈述的时分睡觉。他往往会在陈述完毕世人拍手的时分醒来，然后向讲演者问几个问题。
因为能一起砸扁三枚钉子，暴胀理论获得了巨大的成功。但很快就有人发现，古斯的暴胀理论其实存在着一个丧命的缺点。
下一次，咱们就来聊聊这个缺点究竟是什么。
排版：Ruiying
题图来历：universe | wikipedia
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