“万万没想到”极限分辨率

科学家现在对科学观测和人类知识的有限性有了更多理解，一些天文学家在最近发表的文章中提出了一种观点，人们对宇宙的观测存在分辨率的极限，人们使用的天文望远镜究竟能看到多远，分辨率的极限限制了人们看到的最远距离。遥远星系与我们的地球“相隔万里”，最遥远的天体似乎位于宇宙的边缘，人们不能看到最遥远星系和天体的清晰图像。简单说来，星系和天体离地球越近，我们在地球的观测中看得越清晰；星系和天体离地球越远，我们在地球的观测中看得越模糊。

加拿大国家研究院的科学家最近对望远镜的观测距离产生了浓厚兴趣，他们在问题研究中提出了分辨率的极限概念，人们对宇宙距离的观测存在特定类型的分辨率界限，一旦天文观测的距离超出了分辨率的界限，遥远星系和天体的图像将会变得模糊不清，无论天文学家使用了多大口径望、多强功能的望远镜都是如此。

加拿大天文学家指出的分辨率的极限概念对人类的天文探索可能是一个坏消息，天王文学家在深空探测领域使用了大型望远镜，地面和太空望远镜被制作成越来越大的口径、越来越强的功能，人们现在不能认为，天文望远镜在“做大做强”的过程已达到了分辨率极限值，而分辨率的极限概念意味着人类的观测和相应的认识能力受到限制，借用加州理工学院的著名天体物理学家肖恩·卡罗尔说过的一句话，“我们的宇宙需要上帝吗？”。哲学家指导了现代科学的认识，我们的极限化观测和认识需要哲学家吗？

天文学家希望在不久的未来发射詹姆斯·韦伯太空望远镜时能提供遥远星系和天体更为清晰的图像，目前超期服役的哈勃太空望远镜遇到分辨率不够的难堪境地，哈勃望远镜在制造过程中存在人为的缺陷，航天员已消除了哈勃望远镜的一些故障，从而延长了望远镜的使用寿命，但未来使用的詹姆斯·韦伯太空望远镜也会存在分辨率界限的问题，没有一个“一劳永逸”的观测工具，天文观测的极限距离有科学原理的解释。

高分辨率太空望远镜能展现更为清晰的天体世界，但仔细地思考一下，从遥远星系发出的光线经过“万水千山”的长途跋涉，当遥远的星光到达望远镜的镜头时，我们得以看到遥远星系的图像，如果在星系和望远镜之间存在任何干扰光线旅行的环境因素，那么抵达观测者视线的光线图像有可能变得昏暗、模糊，没有一部望远镜能修正原本模糊不清的图像。

为什么存在环境因素的干扰？科学家找到了一种量子力学的原因，在星系之间、星系和观测者之间存在广阔的空间，而空间尺度的最小单位为“普朗克尺度”，量子力学规律在“普朗克空间”发挥了作用，而在不是完全虚无的量子空间，持续地发生粒子的闪现和相互湮灭，粒子间的物理反应非常小，但它们反复无常的物理反应足够引起时空纤维的波动，好像在看似平静的海面下暗藏了激流涌动一般。好像光线穿越地球大气层，遥远星系和天体发出的光在旅行中产生了变形，遥远光线的“变形记”给有太空梦想的天文学家带来了不确定性的难题，他们希望得到遥远星系更为清晰的图像，但“天公不作美”，他们只有研制未来的“移动天文台”，在近距离上接收遥远星系和天体的光线。

在目前发生的全方位科技革命时代，人类还是不能把太空望远镜发送到更遥远的天空，而在月球和火星上设置固定的望远镜还停留在未来的设想。平常人有生活和心理的无赖，科学家有观测和认知的无力。量子效应造成了光线的变形，而在量子力学领域发生了很多的争议，比如：一提到“幽灵粒子”行为，一些哲学家可能想到了“伪科学”性质。如果目前被普遍认可的量子力学理论是错误的，那么分辨率极限概念可能不正确；反之，如果量子力学理论正确，那么分辨率极限概念意味着人类对宇宙的观测和认识远远不足，大尺度的宇宙超乎想象，无论使用什么口径、什么类型的天文望远镜，人们都难以看清超出界限的星系和天体的“庐山真面目”。

（编译：2015-11-25）