DDS023-「宇宙有多大？」

在月白風清的夜晚，偶爾抬頭仰望天空，只見滿天星斗，一望無際，所謂「宇宙浩瀚，星海無涯」，這大概是每個人，從小到大，都曾或有過的經驗。長大後，進了學堂，才知道我們生存的地球，只不過是繞行太陽的八大行星中的一顆行星而已（下圖所示，即是我們太陽系（solar system）的真實形貎，它包括了太陽、八大行星及其衛星、介於火星和木星之間的小行星帶（asteroid belt；credit: http://verelcielonews.files.wordpress.com/2012/09/estructuraa.png ），而我們的太陽，也不過只是我們銀河系（galaxy，又稱為 Milky Way）數十億個恆星中的一顆恆星而已，尤有甚者，我們所在的銀河系，又只是「宇宙（universe）」中，近兆個銀河系之一。依此，簡單的數學就告訴你，我們習稱的「宇宙」，大約有 10²¹ 個大小不同的星球。換句話說，「宇宙」之大，是完全超乎你我所能想像的。

另外，不要忘了，再怎麼大，指的也還只是我們所能觀測到的部分（observable universe）而已，至於那些遠遠超過，我們目前所能觀測到的更遙遠的星系，還真的不知道有多少？〔註一：我們所能觀測到的星系，是因為其所熾射出來的光線，已經傳到了地球，至於那些來自其他更遙遠的星體，若其光線還沒到達地球，我們當然還「看」不到它們，這就是為什麼，當我們在討論「宇宙」大小的問題時，關鍵不在「空間（space）」，而是「時間（time）」。註二：此外，我們的「宇宙」目前還在不斷的持續膨脹中，而且其「膨脹速率（expanding rate）」，還在持續加速中。有關這「宇宙膨脹（cosmic expansion）」的理論，我在下一篇部落格文中（DDS027-「宇宙膨脹說」），再為你做詳盡的解說。〕

有了以上的理解，讀者就知道，要回答「宇宙有多大？」這個看似平易的問題，還真的是不容易，依目前天文學家的推估，我們所能觀測到的「宇宙」，其長度約為 460 億光年（light year；指的是光行進一年的距離，是長度單位，每一光年約等於 9.46 兆公里），而「整個宇宙（entire universe）」大約橫跨 14 兆光年。依此數據，我們「所能觀測到的宇宙」，其實僅約佔「整個宇宙」的3% 而已。

有了以上有關「宇宙」大小的基本概念後，接下來，你肯定想問的是：「宇宙到底長的像什麼樣子？是圓？是扁？是方？還是其他你想得到的形狀？」。同樣的，要回答你這個問題，也不是那麼容易的，因為日常生活經驗告訴我們，要描述一個物體的外貌形態，你非得身處在這物體的外面才行，所謂「不識廬山真面目，只緣身在此山中」，同樣道理，由於目前我們人類還是無法，飛越脫離出我們身處的「宇宙」之外，又如何能看得到，我們的「宇宙」到底長的是什麼樣子（即形狀）呢？這個時候，你就不得不「佩服」（假如你夠謙遜的話，我的正確用辭是「敬畏」），那些偉大科學家們的智慧，他們只稍利用簡單的「光」學和「幾何」學原理，加上現代的天文科技，就能回答這個千古以來，一直引發我們人類好奇的問題。

為了有助於你能徹底了解，科學家們是怎麼做到的，讓我們先來了解下，天文學家們，用來描繪「宇宙」形狀的術語。就天文學而言，「宇宙」的形狀，不外有三種：開放形（open）、封閉形（close）和平面形（flat）。以幾何三角形為例，在平面上，此三角形的內角總合為180^o（Ω_o=1），若在球面上，此三角形的內角總合則變成大於 180^o （Ω_o>1），反之，若將此三角形，投射在一如馬鞍狀的曲面上，其三內角的總就小於 180^o （Ω_o<1）了（見下圖； credit: NASA / WMAP science team / Gary Hinshaw）。〔註：在愛因斯坦「廣義相對論」的概念範疇裡，「宇宙」時空之所以有不同的形態（即時空的扭曲變形），主要是因為其「能量密度（energy density；此能量指的是所有質量和各種不同形式能量的總合）」之不同所造成。〕

依此原理，假如我們能拍攝到，「宇宙」中各星體，其炙射出來光芒的圖像，我們就可以依其圖像，是否變形（即影像是否變大、變小或不變）來判別「宇宙」的外貌形狀。下圖（Image credit: Smoot Cosmology Group / Lawrence Berkeley Labs.）所示，即是此種判圖方法的解說：假如「宇宙」是封閉形（close；下圖左），則光線傳達到觀測者時，其路徑就會向內彎曲，使得觀測者看到的圖像，較其實際的大小為大，反之，若「宇宙」是開放形（open；下圖右），則會造成觀測者，誤以為該物體較原物為小，（下圖中）指的則是，當「宇宙」為平面形（flat）時，則觀測者所看到的圖像，應和其原大小一樣。

其實，早在 1990 年代（即「布莫實驗（BOOMERanG experiment）」），天文學家早已觀測到，「宇宙」呈現的圖像屬下圖（中）之情形，也就是說，「宇宙」是平面（flat）的（見下圖；credit：A.E. Lange and P. de Bernardis et al. for the Boomerang collaboration）。無奈當時的偵測儀器工具，其精準度無法達到，解析此「彎曲孤度（curvature）」的要求，因此科學界對「宇宙是平的（flat）」這樣的看法，持著相當保留的態度。

直到近來，特別是今年三月間，人類有史以來，最精密的「宇宙微波背景（cosmic microwave background）」圖問世後，科學家們終於可以，據此精密的「宇宙」光影圖像，依前述的原理和方法，再對「宇宙」的確切形貌，做進一步的觀察。結果證實，「宇宙」不但是「平（flat）」的，而且是非常、非常、非常的「平（flat）」！ 〔註一：有關「宇宙微波背景（cosmic microwave background）」圖的詳盡說明，請參考我之前部落格文（DDS008）；註二：請注意，我一直重覆在中文「平」這個字後面加註英文（flat），是有其深意的，讀者們請稍有耐心，繼續看完下一段說明，這樣你才不致於被人譏為「半吊子」，讀科學、做科研，最忌諱的就是，「說不懂，似乎又懂；說懂，又似乎不是真懂」，我可是不願「陷你於不義」的啊！〕

所以，回到你最早問的問題：「宇宙到底有多大？又長的像什麼樣子？」我只能說：「宇宙很可能是無盡的，它即沒有中心，也沒有邊，而且一直向外無限的延伸。」既使如此，讀者還是要警惕到，這樣的見解，嚴格說來，還是僅限於我們「所能觀測到的宇宙」 而已，也就是說，對長度只有 460 億光年的距離（「所能觀測到宇宙」的長度）而言，它確確實實是「平」的，但對「整個宇宙」的長度（ 14 兆光年）而言，是否還是「平」的，至少在目前科學的能耐下，還是無法證實（或否定）的。

下圖（credit: Ned Wright's cosmology tutorial）即是以一球體「大小」和其表面「弧度（curvature）」的關係，來說明目前認為「宇宙」是「平」的，並不一定表示「整個宇宙」是「平」的，因為，以同樣在球體表面的距離而言，若球體很小，你看到的是一有弧度的曲線，但當該球體變得愈來愈大時，該曲線的弧度，就變得愈來愈小，當該球體大到非常非常大時，該曲線看起來，就像一條直線了，同樣道理，以上所說的「宇宙」，「平」或不「平」，端看「宇宙」有多大？若夠大的話，對有限距離而言，看起就是「平」的了，換句話說，這也間接印證了，我們的「宇宙」，要嘛就是「平」的，要嘛就是大到你無法想像。

DDS022-「公元一六四四甲申年」（III）

讓人無法屏息置信的是，「明」朝開國皇帝，太祖「朱元璋」，當年即是以平民起義，號召黎民，創建了「大明」王朝，為中國歷史上，第一個真正的平民皇帝，焉知歷經了 276 年，到了「崇禎」帝朱由檢，「大明」王朝又被「李自成」所率農民軍所推翻，誠所謂「天理昭彰，報應不爽」，「成也農民軍，敗也農民軍」。

中國自古，以農立國，民以食為天，陝北土地貧瘠，俗話說：「陝西饑，流賊起」，到崇禎元年，陝西境內，大大小小的所謂「流賊」，已多達百股（包括有：高迎祥、李自成、張獻忠、羅汝才、王左掛、神一魁、滿天星、不沾泥、一丈青、飛山虎、大紅狼、混天王、黑煞神、王和尚、老回回等等。）平心而論，明末的陝西民變，剛開始的時候，主要還是肇因於旱荒嚴重，百姓無以維生，才挺而走險。此時，朝廷「撫」、「剿」政策卻始終無法落實，間或又搖擺不定，時而用撫，時而用剿，農民軍也就時而受撫，時而又叛降。雖然各股農民軍勢力，在此其間，消長不一，但最終還是愈剿愈多，終至一發不可收拾。

從氣候角度而言，明代末期，從萬曆二十八年至崇禎十七年（公元 1600 至 1644 年），是中國氣候史上的第五個小冰期，也是中國兩千多年來，氣候最為嚴寒的時期。單就崇禎在位的短短十七年間（公元 1628 至 1644 年）而言，不但寒災不斷，旱災更是連年肆虐，造成災區百姓人口大量流失，十室九空，村無犬吠，家無雞鳴。事實上，依「陝西通志」記載，崇禎登基的前兩年，已連續八年大旱不雨，此外，崇禎二、四、五、十三年，山西、陝西、江西紛降大雪，雪深丈餘。崇禎六年，西安飢荒，米脂（「李自成」出生地）大旱，斗米千錢，人相食。「山東通志」也記載著，崇禎六年至十六年，共有八年大旱。其間，崇禎十三年，中國北部旱災、蝗災嚴重。崇禎十四年，遼東大雪，天奇寒。崇禎十五年，甚至連京畿也大旱，依「崇禎實錄」記述，崇禎十四、十五、十六連續三年，京師瘟疫橫行，死亡晝夜相繼，由於死亡人數過多，甚至無人收殮。

也就是因為這種連年大旱，農作歉收，地方百姓為求裹腹，爭相食草根、樹皮、雁糞、觀音土、青葉石。災荒嚴重時，甚至人相食，餓莩遍野。「崇禎」帝為此還曾下詔罪己，避居武英殿，撤樂減膳，以示自懲並與民共戚，希望「用回天心，以救民命」。〔註：說起來也是令人不勝唏噓，堂堂一個大明「崇禎」帝，在位 16 年，由於天災民亂，連同其最終遺言，竟分別於崇禎八、十、十五、十六和十七年（2次）頒佈了總共 6 次的罪己詔，平均幾乎三年不到就一次，堪為中國歷代皇帝之最。所謂「時」也，「運」也，終究是「命」也，而偏偏「天命」又是「難違」的。〕

歷史的長河，穿越時空，在古老的神州大地，伏仰奔流，湍急詭譎。緬懷祖靈，山川依舊壯麗而又多情，奈因內亂、外患不斷，天災頻仍，民不聊生，哀鴻遍野，加以皇室傾頹，軍臣弄權，貪官橫行，餉賦苛重，使得百姓生靈塗炭，只好揭竿自救，以求活命。整個神州故土，因而硝煙四起，兵戎密佈，戰亂不休，「國不恆亡者，幾希？」追撫過往，勝敗本是兵家常事，改朝換代也屬歷史的必然，可憐的只是無辜百姓。「公元一六四四甲申年」，這一年，「明亡清興」，是「天災」？是「人禍」？

〔註一：「觀音土」，呈白色，顆粒細膩，狀似麵粉，為製造瓷器和陶器的主要原料。學名為高嶺士 （kaolinite），是一種含鋁的矽酸鹽礦物，為粘土礦物的一種。

註二：「觀音土」在大饑荒時期，曾被饑民當成食物充饑，吃下雖能暫時解除饑餓感，但觀音土並非有機食物，含大量氧化鋁，不能被人體消化吸收，儘管吃了能暫緩饑餓，但吃多了會引發腹脹、手足浮腫、難以排泄，最終還是足以致命。崇禎元年（1628年）陝西大饑，陝西巡按「馬懋才」在《備陳大饑疏》中曾言及，陝西災民只能以吃觀音土來充飢。事實上，即使在1960年代，中國發生三年大饑荒期間，也曾出現過大量食用觀音土致死的案列。筆者於2009 年，赴陝西西安考察明末民變時，特別購得一產自鳯翔觀音土之老鼠造型泥塑（見下圖），做為紀念，也謹表對苦難先民的由衷悼念。

註三：《備陳大饑疏》作者「馬懋才」，字「晴江」。陝西延安安塞縣馬家溝人，天啟五年（1625年）進士，曾任湖廣副兵備道、禮部郎中、西蜀參議等職，為人正直敢言。崇禎元年（1628年）陝西大饑，餓殍枕藉，奉命入陝調查，見故鄉吃人的慘景，於是將沿途查訪所得災情，寫成《備陳大饑疏》，奏報朝廷。

註四：《備陳大饑疏》記述陝西當年，旱荒景況和百姓慘絶人寰的活命掙紮，今日讀來，仍然令人惻然色變，引其全文如下：

臣見諸臣具疏，有言父棄其子，夫鬻其妻者，言掘草根以自食，采白石（即前面提及的觀音土）以棄饑者，猶未詳言也，臣今請悉為皇上言之：

臣鄉延安府，自去歲一年無雨，草木枯焦。八九月間，民爭採山間蓬草而食。其粒類糠皮，其味苦而澀。食之，僅可延以不死。至十月以後而蓬盡矣，則剝樹皮而食。諸樹惟榆皮差善，雜他樹皮以為食，亦可稍緩其死。

迨年終而樹皮又盡矣，則又掘其山中石塊而食。石性冷而味腥，少食輒飽，不數日則腹脹下墜而死。

民有不甘於食石而死者，始相聚為盜，而一二稍有積貯之民遂為所劫，而搶掠無遺矣，有司亦不能禁治。間有獲者，（盜賊）亦恬不知怪，曰：「死於饑與死於盜等耳，與其坐而饑死，何不為盜而死？猶得為飽死鬼也。」

最可憫者，如安塞城西有冀城之處，每日必棄一二嬰兒於其中。有號泣者，有呼其父母者，有食其糞土者。至次晨，所棄之子已無一生，而又有棄子者矣。

更可異者，童稚輩及獨行者，一齣城外便無蹤跡。後見門外之人，炊人骨以為薪，煮人肉以為食，始知前之人皆為其所食。而食人之人，亦不免數日後面目赤腫，內發燥熱而死矣。於是死者枕藉，臭氣熏天，縣城外掘數坑，每坑可容數百人，用以掩其遺骸。臣來之時已滿三坑有餘，而數裏以外不及掩者，又不知其幾許矣。

小縣如此，大縣可知；一處如此，他處可知。幸有撫臣「嶽和聲」，弭盜賑饑，捐俸煮粥，而道府州縣，各有所施，然粥有限而饑者無窮，杯水車薪，其何能濟乎？又安得不相牽而為盜也？有司束於功令之嚴，不得不嚴為催科。僅存之遺黎，止有一逃耳。此處逃之於彼，彼處復逃之於此。轉相逃則轉相為盜，此盜之所以遍秦中也。

總秦地而言，慶陽、延安以北，饑荒至十分之極，而盜則稍次之﹔西安、漢中以下，盜賊至十分之極，而饑荒則稍次之。天降奇荒，所以資自成也。

         註五：有關「崇禎」時期之農民起義史事，《明季北略》一書皆有詳盡記載。該書留存之抄本，由中華書局於1984年出版，原作者為「計六奇」，清初史學家，江蘇無錫人，字「用賓」，號「天節子」，別號「九峰居士」。全書共分二十四卷，從明「萬曆」二十三（1595）年，清太祖「努爾哈赤」興起東北，至明「崇禎」十七（1644）年，「吳三桂」引清兵入關止，取材廣泛，分年記述。據後來史學者考證，由於該書成書于康熙初年，距明亡為時不久，所載史事大多無誤，但也有部分來自訛傳，間或有迷信不實之處。〕（全文完）

DDS021-「公元一六四四甲申年」（II）

把時間稍稍拉回至三月初，自「李自成」二月十六日頒發「永昌詔書」後，北京城內外，四處人心浮動，原本熙攘的市容，也因物價飛漲，變得有集無市，官府朝廷此時雖然亟力試圖安撫民心，也在內、外城關門設立柵口管制，但還是無法抑阻，百姓擕家帶眷避走城外的人潮。「祟禎」這時當然更是心急如焚，試圖力挽狂瀾，雖然連日廷議不斷，無奈百官仍是衆議紛云，苦無良策，整個朝廷上下，顯得一籌莫展，甚至各個相互推諉塞責，只想苟安避戰。其實「祟禎」自己心裡也有數，自從前次錯殺「袁崇煥」之後，朝廷上下，已難有能勘重任的將才，而且京畿禁衛軍人數，與農民軍衆相較，更是懸殊不成比例。雖然如此，為保「大明」江山命脈於不墜，「祟禎」幾經苦思之後，決定做出最後一搏。

遂于三月初四，敕命鎮守「寧遠」（離山​​海關約二百里）一帶的「平西伯」​「吳三桂」，火速領兵入關（即山海關；見下圖，credit: www.oktu.cn），進衛北京。三月初十，「吳三桂」接火急詔命後，遂率遼東軍民數十萬衆，​從「寧遠」向「山海關」挺進。三月十六日，「吳三桂」關寧軍已抵達「山海關」，準備繼續向北京進軍馳援。但於三月二十日，行至「豐潤」附近，探馬回報，京師已​陷落於「李自成」農民軍手中，而且帝后均已殉難，「明」王朝至此實質上已宣告覆亡。「吳三桂」聞此惡耗後，悲憤不已，宣令衆將士，就地披蔴遙祭先帝之靈，但一時也不知該如何是好，只得先命關寧軍，暫且就地駐紮整備，以觀後變，並謀良策。

那知，四月初五，驚聞「闖王」「李自成」，挾持了自己父親​「吳襄」和愛妾「陳圓圓（見下圖；source: 發佈于網路上，由貴州岑鞏縣馬家寨，吳氏第11代傳人吳永鵬先生所珍藏）」全家三十多口，要脅棄械歸順「李自成」「大順新朝」，​心中更是義憤填膺，惱怒不已。也就在這期間，「多爾袞」的​招撫、勸降密函卻始終未斷，幾經反覆思考，從原本答​應投誠「李自成」的念頭，轉而決定投靠「大清」。隔了三天，四月初八，「吳三桂」毅然​下令關寧軍即刻搬師東返，據守「山​海關」，做為日後再起的根據地，同​時號召士民，共同聲討闖賊「李自成」。〔註：陳圓圓為秦淮八豔之一，常州武進(今屬江蘇)人，本姓邢，名沅，字畹芬。蘇州名妓，善歌舞，後被吳三桂納為妾。陳圓圓其實是個有過人智慧和氣度的女子，她深受吳三桂寵愛多年，吳三桂還曾一度想把她扶正，卻被她婉拒。陳圓圓最後得以善終，主要還是因為每每在危險到來之前，她總能及早嗅到那種氣息。〕

「李自成」聞此訊息後，決定不再蹉跎，乾脆打鐵趁熱，一舉殲滅明軍殘部「吳三桂」關寧軍，遂於四月十三日，親領大順軍出京，直撲山海關而來，意欲與「吳三桂」關寧軍一決勝負。「吳三桂」得此軍報後，即於四月十五日，接連三次，密函「多爾袬」，要求予以「借兵」，並提議將來敉平「李自成」大順農民軍後，願與「大清」彼此「分疆而治」。「多爾袬」接獲「吳三桂」密函，知悉其意圖後，幾經度算，決定暫且不置可否，以拖待變，也就不急著回覆「吳三桂」所求。緊接著二十日，又再接獲「吳三桂」馳信求援，要求「多爾袬」：「速整虎旅，直入山海，首尾夾攻，逆賊可擒」。眼見機不可失，「多爾袞」當即親率八旗軍，徹夜​穿過寧遠，急馳「山海關」外。翌日，八旗軍已抵「山海關」外的「歡喜嶺」，「多爾袞」下令八旗軍，就地紮營休​整，暫且按兵不動，靜觀其變。二十一日，「李自成」大順軍已抵達「山海關」外，隨即屯兵於石河西岸與「吳三桂」關寧軍隔岸遙相對峙。

此時，大明「吳三桂」的關寧軍、大順「李自成」的農民軍、大清「多爾袞」的八旗軍，齊聚「山海關」關門一帶。只見遍地旌鼓，戰雲密佈，空氣中也似乎瀰漫著一股，一觸即發，令人窒息的腥風血雨氣息，這也就是史上著名的「山海關大戰」的前兆，俗謂「山雨欲來，風滿樓」，應是此時此景的最佳寫照。隔日，「李自成」大順軍即向駐守「山海關」的「吳三​桂」關寧軍，展開攻城的殊死戰，「山海關」形勢即刻陷入危急之中，但卻始終不見，密謀約定前來馳援的八旗軍蹤影。中午時分，​迫於情勢，「吳三桂」只好親率關寧軍奮勇出關，與「李自成」大順軍，激戰​於石河西岸，只見方圓數十里內，旌鼔齊揚，雙方肉搏廝殺，傷亡亟為​慘重。就在這千鈞一髪的時刻，只見「多爾袞」率八旗軍，以鐡騎為首，步兵殿後，由臨坡山林側翼，狂飆衝撲而下，同時迅即​和「吳三桂」關寧軍聯手，前後夾擊「李自成​」大順軍。​由於兩軍密謀合擊，完全出乎「李自成」先前所料，頓時也慌了手腳，雙方奮勇激戰，血流成河，整個戰局，因而也逆轉直下，大順軍傷亡過半，竟意外潰敗下來。

這時「李自成」見敗局已定，決意不再戀戰，遂率殘部迅循原路狼狽逃命，搬師回京，隔日徹離至永平（今河北盧龍縣），四月二十六日回到北京城，離其十三日率農民軍出京，攻討駐守「山海關」的「吳三桂」，前後僅僅相隔了十四天。 反觀「吳三桂」這邊，見機不可失，決定乘勝追繫，不容「李自成」大順軍有一絲喘息的機會，隔日即率軍圍攻北京城。由於「山海關之戰」，大順軍幾乎折損殆盡，殘衆已無法固守京城，「李自成」見大勢已去，又在部衆慫恿下，於二十九日在紫禁城「武英殿」匆匆就帝位，冀望如此，或能以先皇繼統，名正言順的號令天下。隔天（三十日），聞知「吳三桂」率關寧軍，已攻破北京外城，直搗內城而來，京城即將失守，「李自成」即刻決意，率領大順軍殘部，撤離北京城，避走關中，圖謀日後再舉。總計「李自成」在北京城，前後僅停留了四十一天，而在北京稱帝也僅僅一天。

就在這國祚危亂之際，五月初三，「多爾袞」決定親率八旗軍，威揚浩蕩​地逕經山海關，尾隨著「吳三桂」的關寧軍，進入北京城。清軍入京後，勵行「官仍其職、民復其業」的懷柔策略，很快的就把北京城內的官民安撫下來。​隨後，「多爾袞」以先皇遺命，獨排眾議，決定由「盛京」遷都「北京」，表示「滿清」入主中原，一統中國的決心。一切就緒，隔了三個多月，八月二十日，年僅七歲的「福臨」，在鄭親​王「濟爾哈朗」的護衛下，啟程赴京。十月一日，抵達北京，在天壇宣讀「告天​禮文」後，正式稱帝，改年號為「順治」元​年。從而開啟了，往後統治中國，​長達 267 年（公元 1,644 至 1911​ 年）的滿清帝國大業。

〔註一：「順治帝（1638年3月15日－1661年2月5日），見下圖；source: 北京故宮博物院）」，即清世祖，滿洲愛新覺羅氏，名「福臨」，清太宗愛新覺羅「皇太極」第九子。崇德三年正月三十日（1638年3月15日）戌時生於盛京（即今遼寧省沈陽市），其母為永福宮莊妃，即「孝莊文皇后」。崇德八年二月十六（1643年4月4日）承襲父位，時年僅6歲，由叔父睿親王「多爾袞」及鄭親王「濟爾哈朗」輔政，但實際清廷政務多由「多爾袞」攝制。1644年改元「順治」。九月自盛京遷都北京，十月初一（1644年10月30日）即皇帝位於武英殿。「福臨」是於順治元年入關的清朝的第一位皇帝。十四歲（1651年）親政。順治十八年（1661年）正月，逝于禁宮內，時年二十四歲。遺詔傳位於第三子「玄燁」，即「康熙帝」。〕（待續）