無事生非

科學逐漸揭示為何存在“有”而非“無”

為何存在“有”而非“無”?這是一個容易提出但難以回答的深刻問題。千百年來,人類只是簡單地說:“上帝創造了它”:一位造物主在宇宙之前就存在,並從無中創造了宇宙。但這只是引出了一個問題,即是誰創造了上帝?如果上帝不需要造物主,那麼邏輯也表明宇宙也不需要。科學處理的是自然(而非超自然)的原因,因此,科學有幾種方法來探索“有”從何而來。

多重宇宙。存在許多從數學和物理學預測出的多重宇宙假說,這些假說表明我們的宇宙可能是從另一個宇宙中誕生的。例如,我們的宇宙可能只是眾多具有不同自然規律的泡泡宇宙之一。那些自然規律與我們相似的宇宙會產生恆星,其中一些恆星會坍縮成黑洞和奇點,從而誕生新的宇宙——方式類似於物理學家認為產生大爆炸的奇點。

M理論。斯蒂芬·霍金在他和倫納德·蒙洛迪諾於2010年出版的《大設計》一書中,接受了“M理論”(弦理論的擴充套件,包括11個維度)作為“宇宙完整理論的唯一候選者。如果它是有限的——這還有待證明——它將成為一個宇宙自我創造的模型。”


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。


量子泡沫創造。太空真空的“無”實際上是由亞原子時空湍流組成的,其距離非常小,可以在普朗克尺度上測量——在這個尺度上,時空結構由量子引力主導。在這個尺度上,海森堡不確定性原理允許能量短暫衰變為粒子和反粒子,從而從“無”中產生“有”。

虛無是不穩定的。在他的新書《無中生有的宇宙》中,宇宙學家勞倫斯·M·克勞斯試圖將量子物理學與愛因斯坦的廣義相對論聯絡起來,以解釋宇宙從無到有的起源:“在量子引力中,宇宙可以,而且確實總是會從無中自發出現。這樣的宇宙不必是空的,但可以包含物質和輻射,只要總能量,包括與引力相關的負能量[平衡物質的正能量],為零即可。” 此外,“對於可能透過這種機制創造出來的閉合宇宙來說,為了持續比無限小的時間更長的時間,類似暴脹的東西是必要的。” 觀測表明,宇宙實際上是平坦的(物質剛好足以減緩其膨脹,但不足以阻止它),總能量為零,並且在大爆炸後不久經歷了快速暴脹或膨脹,正如暴脹宇宙學所描述的那樣。克勞斯總結道:“量子引力不僅似乎允許宇宙從無中被創造出來——意味著……沒有空間和時間——它可能需要它們。“無”——在這種情況下,沒有空間,沒有時間,什麼都沒有!——是不穩定的。”

其他假說也是可檢驗的。關於新宇宙可以從坍縮的黑洞中出現的想法,可能會透過更多關於黑洞特性的知識來闡明,而黑洞的特性目前正在研究中。其他的泡泡宇宙可能會在宇宙微波背景輻射的細微溫度變化中被探測到,宇宙微波背景輻射是我們自身宇宙大爆炸遺留下來的。美國宇航局的威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)航天器正在收集關於這種輻射的資料。此外,雷射干涉引力波天文臺(LIGO)旨在探測極其微弱的引力波。如果存在其他宇宙,那麼引力波中的漣漪可能會發出它們存在的訊號。也許引力是一種相對較弱的力(與電磁力和核力相比),因為它的一部分“洩漏”到其他宇宙中。

即使假設上帝是自然規律的創造者,而自然規律導致宇宙(或多重宇宙)從無中突然出現——如果這些規律是確定性的——那麼上帝在宇宙的創造中別無選擇,因此是不需要的。無論如何,當我們的自然理解仍處於起步階段時,為什麼要轉向超自然?我們應該明智地聽取這個懷疑主義原則:在你說某物是超凡脫俗之前,首先要確保它不是這個世界上的東西。

本文以“無事生非”為題發表在印刷版上。

© .