万事皆有因,似乎是自然界的金科玉律。我们所见所感,皆有其来由,没有事物会无缘无故地出现或消失。
因果法则,在我们生活的每个细节里无声地运作,尽管我们往往对其视而不见。警方追查案件时,亦常通过追索作案动机来锁定嫌犯,那动机便是因果链上的一环。
然而,似乎有那么一个异数挑战了这一自然法则,那就是宇宙大爆炸。这一理论描述了宇宙的起源,在科学界获得了广泛认同。大爆炸似乎就是无中生有,没有任何先兆或原因。
我们不妨简单回顾一下大爆炸理论的来历。
20世纪20年代,哈勃这位物理学家在观察遥远星系运动时,偶然发现这些星系发出的光线出现了红移,这暗示它们正在离我们远去。进一步的计算揭示了更为惊人的事实:星系不仅在远离,且速度越来越快,有的甚至超越了光速,并且越是遥远的星系,远离速度越快。
这清楚地表明,我们的宇宙不是一成不变的,而是正在膨胀。时间的流逝,膨胀速度也在增加。若逆流时光,宇宙将逐渐收缩,最终缩成一个无限小的点,我们称之为奇点,那就是大爆炸的瞬间。
大爆炸理论初现之时,更多的是作为假设,甚至带些戏谑意味。然而,不可思议的是,这一理论逐渐成为主流,得到了许多证据的支持,除了哈勃的发现之外,还有宇宙微波背景辐射、宇宙元素的丰度等。
大爆炸理论提出,宇宙从一个密度和温度无限大的奇点中诞生,这个奇点超出了我们已知的自然法则的界限。
这一理论在诸多方面能够解释宇宙的诞生,但它也有其固有的缺陷,即未能回答大爆炸之前的宇宙状态。
在相当长的时间里,大爆炸理论甚至直接回避了这类问题,认为它们没有答案。因为根据理论,时间和空间都是大爆炸的产物,在“大爆炸之前”,时间并不存在,没有时间,“之前”又从何谈起?
显然,这种简单的回避并不足以令人信服。
实际上,我们目前所知的物理法则,只能追溯到大爆炸后的一个普朗克时间。普朗克时间之前的事,对我们而言是毫无意义的,因为那已是时间的最小单位。
准确地说,我们对大爆炸瞬间的细节一无所知,更别提大爆炸之前的宇宙状态了,因为这些问题超出了我们现有的物理法则。
但不管怎样,大爆炸理论似乎更倾向于这样的观点:存在结果,但无原因!
换句话说,就是“无中生有”!
这似乎与我们的日常生活经验背道而驰,毕竟在我们的理解中,任何物体的产生或消逝,都应有其成因,更不用说庞大的宇宙了。
可观测宇宙的直径达到了930亿光年,拥有无数星系,每个星系又包含无数星体,这么多的物质,怎能是“无中生有”的呢?
关键在于我们对“无”的理解。何谓“无”?
我们曾以为真空就是“无”,并试图制造出完美的真空环境,但不论如何努力,我们始终无法达到真正的真空。大自然似乎极其排斥真空的产生。
后来科学家们认识到,完美的真空是不存在的。“无”可以分为两类。一种是绝对的“无”,那里没有物质,没有能量,甚至没有时间和空间,即真正的真空。另一种则是只有时间和空间存在,没有物质和能量的“混沌”或“太初”状态。
在这样的“混沌”状态下,根据量子力学的不确定性原理,总会出现扰动,产生虚粒子对,这些虚粒子对有一定的概率转化为实体粒子,这便是我们宇宙的诞生。
虚粒子对的产生过程,实际上就是量子涨落。量子涨落不符合我们的日常经验,因此难以理解。
量子涨落可以被理解为“无中生有”,在特定的真空环境下,虚粒子对会突然出现又立即消失,将能量还给真空。只要时间短到一定程度,这总是可能发生的,大自然对此并无反对。
简而言之,在极短的时间内,任何事情都有可能发生,且最终一定会发生。
还有一种理论,称为“量子场论”,认为在宇宙诞生之前,就存在一种“混沌”状态,充满了各种场,这些场处于能量最低的状态,如电子场、中子场、希格斯场等。
这些场是宇宙诞生的基石。根据量子力学的不确定性,基态的场会受到扰动,成为激发态,形成基本粒子,如电子场受到激发便产生电子。
总之,无论哪种理论,都表明在大爆炸之前,宇宙已经存在某种状态,这种状态一直持续,宇宙中并没有绝对的“无”。
至此,你可能会问:宇宙诞生前的“混沌”状态从何而来?
这个问题可能只有造物主知道,甚至超出了科学所能解答的范围。科学往往在不断追问后,陷入死胡同。
然而,科学并非我们认识世界的唯一途径,我们所坚信的“因果律”或许并不存在。
世界的存在为何一定要有原因?宇宙为何一定要有开端?
人类寻求原因,可能只是因为我们需要,我们希望世界能给出一个解释,以便我们理解。换句话说,我们希望世界为人类负责!
但为什么世界要为人类负责呢?