现代宇宙学中不确定性的幽灵

自从爱因斯坦的广义相对论中出现了详细的宇宙数学模型以来，物理宇宙学的科学地位一直是哲学辩论的主题。这些辩论围绕宇宙学是否以及在多大程度上满足一门学科成为科学的既定划界标准，以及鉴于一门旨在研究宇宙本身的起源、组成和命运的学科所面临的独特挑战和局限性，如何最好地描述宇宙学作为一门科学。本文回顾了20世纪50年代Herman Bondi和Gerald Whitrow之间关于宇宙学科学地位的早期辩论，并考虑了近几十年来宇宙学的巨大进展。我们分析了宇宙学从一门新兴科学到现代物理学基石的转变，强调了其在建立Λ冷暗物质（ΛCDM）模型以及提供各种成功的新预测方面的经验成功。尽管取得了显著的科学成功和进步，我们认为现代宇宙学面临着一个更深刻的挑战：其奇异能量成分（暴胀、暗物质和暗能量）的微观物理性质的永久不确定性。通过与光谱学在揭示原子物理学微观物理性质方面的历史作用进行类比，我们认为阻碍我们确定这些奇异能量成分微观物理性质的认识论障碍是显著的，这反过来又对宇宙学能否超越这些特定的认识论挑战产生了怀疑。最后，我们反思了未来突破和/或非经验论证的前景，这些突破或论证可以最终决定这个问题。