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有一个。
恒星演化的新学说，可以概括叙述如下：恒星是旋涡星云的旋臂中所飞
出的大小相近似的气体团。它们发放辐射，其质量因而减少。又因其体积较
大的发出辐射的速度较快，所以它们的质量逐渐趋于相等。
无论其温度与压力为何，最年轻的星最重，而辐射也最多。如果它们全
由象地上的原子所组成，则温度与压力增高时，辐射也当随之而增加，情况
就与上面所说的不相同了，这一证据又表示辐射能量大部来自我们所未知的
几种类型的极端活跃的物质。这些物质当星衰老时即归于消逝，很可能是由
于原子的嬗变，使物质湮灭并转化为电磁辐射。这样释放的能量是很大的，
照相对论一节中所说：质量M 可以转化，mc2 的能量，这里C 为光速，每秒3
×l010 厘米，所以，一克质量的物质转化为辐射后，其能量等于9×l020 尔格。
由于物质湮灭或即使是适宜的嬗变，所释放出来的能量是很大的（见451
页）。
天体物理学上的这一个新理论，使人想到牛顿《光学》书中的质疑第30
所说的：“庞大物体和光不是可以互相变化的吗？物变为光与光变为物，是
同似乎乐于变化的自然程序十分符合的。”
恒星可能正在化为辐射，宇宙间物质的命运不是直接化为空间的辐射，
就是变成具惰性而不活动的东西，如构成我们世界的主要物质。地上的物质
含有92 个元素，自原子序数为1 的氢，至原子序数为92 的铀。如果还有别
的元素存在，它们不是同位素，便是有更高的原子序数，其结构必较铀更为
复杂。现在至少已经发现一个名叫钚①。它们必然富有强烈的放射性，所以不
会稳定，因而大多数可能早已失其存在了。从前以为光谱的证据说明物质的
演化由简单而趋于复杂，自老年星中的氢，而趋于青年星中的钙。可是今天
对于这事实的解释大不相同。人们认为这只表明，各种恒星中的情况，有利
于氢或钙在其大气之中与其上辐射的放出。有些天文学家以为在恒星的演化
中便伴有复杂原子的分裂，其中大部直接化为辐射，小部变为不活泼的灰分；
这些灰分虽是宇宙变化的副产品，但却是组成我们身体和我们世界的物质。
铀与镭或者是介于留在地上的这些活泼原始原子的最后残迹，与构成我们的
①
周期表中原子序数大于92（即铀）的元素叫做“超铀元素”，是由人工方法产生的放射性元素。钚（Pu）
即是其中的一种。——译注
不活泼元素两者中间的物质。
只有与我们所处的情况很相近的星球好象才有生命的可能。行星系可能
是稀有的，我们的行星似乎不可能维持“别的世界上的生命”。
凯尔文的能量散逸原理指明了事物的最后的状态，在这种状态中，物质
与能量都作均匀分布，而不再有运动的可能。现代理论虽然把其过程加以修
改，但也得到相似的结论。宇宙所趋向的最后情况，乃是从活泼的恒星原子
化作空间的辐射，与变成将熄的太阳中或凝冻的地球中的惰性物质而已。即
令宇宙中物质全部毁灭，所产生的辐射也仅能使空间的温度增高几度罢了。
秦斯算得：只有当温度增高到7。5×l012 度时，空间方能为辐射与再度沉淀
的物质所饱和。活动物质的原子遗存的概率和辐射浓聚于一处，使物质再度
沉淀的概率，都非常渺小。不管我们等候这机会的来临需要等候怎样久的时
日，永恒总是更久的。霍尔丹（J。B。S。Haldane）曾经提出一种看法［据爱丁
顿告诉我，汉堡的施特尔内（Sterne）教授在谈话中也曾提出过这种看法］，
认为这种巧合的浓聚情形很可能在现有的宇宙消灭后，重新创造出一个新的
宇宙——我们现在的宇宙或者就是在辐射弥漫的漫长年代以后，产生的。但
是秦斯与爱丁顿都曾对我说，他们不相信这种说法。别种情况发生的机会更
大，会防止那种很少可能的偶然情况发生。
在这些问题上，我们似乎不可能找到确实的证据。历史昭示我们需要谨
慎从事。天体物理学的现代观点仅开始于数年以前，我们已经知道的比有待
学习的实在还少得很。
相对论与宇宙
相对论提供的新的自然观，在其发展进程中，必然深刻地影响我们对于
物质宇宙的观念。它在解释万有引力时，用引力场中呈现弯曲的自然路径的
理论去代替吸引力的观念。这就不但在精密的实验中，导致稍有不同的结果，
而且如我们以前所说过的，也完全改变了我们对于宇宙广袤的观念。
如果采用欧几里得的空间与牛顿的时间，则我们自然以为存在是无穷
的。空间无限地伸至最远的恒星以外，时间则通达过去与未来，均匀而永恒
地流逝着。
但是，如果我们的新时空连续区，由于物质的存在而表现弯曲，我们就
进入另一思想境界了。时间或者仍然是无止境地从永久到永久地流逝着，而
空间的弯曲则指示出一个有限空间的宇宙。设想我们以光速继续前进，则终
将达到一个有限的境界，或重返回到我们的出发点。哈布耳估计整个空间约
为威尔逊山大望远镜所可见到的那一部分的十万万倍，而这个望远镜能够看
见我们星系以外的星云两百万个之多。这表明光线经行宇宙一周，约需千万
万（1011）年。爱因斯但曾描绘过一个三维的空间，其弯曲的方式正如我们
在二维空间所谓的圆柱面那样。时间则相当于圆柱的轴线。德·西特（DeSitter）则想象一个球面时空。如果我们向外旅行，去追寻更大的球，则我
们终将达到一个最大的球。这里的时间，从地球上看去，好象停止不动。正
如爱丁顿所说：“好象疯人的茶会，时间永远是六点钟，不管我们等候多久，
总是看不到什么动静。”但是如果我们能够达到这个保守的天堂，则我们必
定感觉在该处经历的时间，也依然流逝，不过其流逝的方向不同而已。
德·西特指出，这种从地球上所见的时间的变慢，有一轻微的证据。有
些旋涡星云是我们所知道的最远的物体。它们光谱中的谱线，与地球上光谱
的同一谱线比较，位置颇有移动，如哈布耳所指出的，绝大多数都移向红端。
这现象经常被解释为由于旋涡星云具有很大的退行速度（比较其他任何天体
的都大），这现象有时又被解释为宇宙的膨胀。十分可能，我们现在所观察
的这一现象，就是从地球上可以看见的原子振动的变慢，即大自然的时计的
速度的改变，或时间的尺度的变化。
天体物理学近况
现在已有许多证据表明，星际空间有稀薄物质的存在。猎户座δ星是一
对双星中的一个成员，与上述的别的双星一样，当其环绕其伴星旋转时，其
谱线表现有移动的现象。1904 年，哈特曼（Hartmann）注意到H 和K 两条钙
线，并不参加这种周期性的移动，而且在别的双星的光谱里钠的D 谱线也象
是驻定的。但是普拉斯基特（Plaskett）与皮尔斯（Pearce）发现这些谱线
并非真正固定，而表现有相当于我们的星系自转的运动。这些差不多固定的
谱线，只在1000 光年外的恒星光谱里才看得见，而且恒星距离愈远，这些谱
线愈强；它们显然是散布在空间的钙和钠所造成的，在有些地方，凝聚成宇
宙云或气体星云。这种星际物质的密度极小；就平均而言，这是10…24，即每
立方厘米内只有一个原子；即在一个典型星云（例如猎户座大星云）的中心，
也是10…20，只有实验室所能造的高度“真空”的密度的百万分之一。由于碰
撞的稀罕，宇宙云里的质点不会丧失很多的热量，其所能维持的温度达15，
000℃，而空间里陨星的温度可以降到－270℃，仅在绝对零度上3°而已。
气体星云不自发光，而是靠其范围内的极热星的光而发光。极热星所发
的光激发星云的质点，使其射出不同周期的光线，换句话说，即造成荧光效
应。还有所谓暗星云。这种暗星云阻碍其后面的远星的光透过。暗星云可能
与亮星云具有相同的性质，只是在其范围内没有热星激发其发光而已。这些
星云里的质点、大小和449 光的波长相似；它们具有很大的吸光能力。
亮星云光谱中有明线，主要是电离氢和氦的谱线，以及实验室里还没有
见过的谱线，