大家好，我是科学羊🐏。
今天是周末，我们继续聊脑洞，脑洞其实就是一个让我们增长见识与智慧的栏目，我将会在每个周末与你同在，并与你一起探索天文科学身边有趣的故事。
如果你是一个思考者，即使在没有任何现代观测工具的古代，你只需抬头仰望繁星点点的夜空，就能自然而然地提出诸多令人着迷的问题。因为宇宙的尺度能激发了我们的思考，推动了我们向着未知深处探索。例如，一个古老且普遍的疑问：这个浩瀚宇宙的一切，究竟是从何而来？诸多古代智者给出了各种各样的答案。但让我来告诉你，可能最贴近现代科学的答案，出自一位中国东汉末年的年轻天才——著名玄学家何晏，他是曹操的女婿，何进的孙子，著名的玄学家。他认为，万物各有其独特的形状、颜色和声音，但从概念层面来看，越是高级的概念，其普遍意义就越强，越趋于单一化。而低级的概念则更具体化，多样化。例如，当我们说起“鸡”和“鸭”时，大家都能想象出它们的形象。
再进一步，当提到“生命”时，我们几乎无法描绘出具体的形状。因此，何晏推论，万物的根源，必定是一个无形状、无颜色、无声音的存在。这种思考方式与佛学中的“空”概念颇有共鸣。
在佛学中，“空”并非简单的无，而是指一切事物都缺乏固定的本质，一切皆是相互依赖、相互影响而存在。何晏的理论，无形中表达了这种“空”的概念：万物的起源，必定是“无”，或者说是一种超越形态和感知的存在。何晏将这个最高级的起源，或者说宇宙的规律，归结为“无”。他说：“有之为有，恃‘无’以生；事而为事，由无以成。”这种看法比起希腊神话中“混沌生盖亚”或是哲学家泰勒斯的“水为万物之源”显得更加高深莫测。如果万物源自水，那水又是从何而来？现代科学认为，宇宙囊括了一切，而且确实有一个大爆炸式的起源。既然大爆炸之前一无所有，那么宇宙的起源确实只能是“无”。但这引出了另一个问题：“无”是如何转变为“有”的呢？为什么它不一直保持“无”的状态？这个问题，古代的哲学家们无法解答。而现代科学，尤其是量子力学，为我们提供了可能的答案。没有具体原因。在量子力学从“无”生“有”是日常现象。量子力学认为，即使是真空，也不是真正的空无。在真空中，随时都可能产生一对虚拟粒子，然后它们又会互相湮灭。因此，理论上，从“无”中产生一个宇宙，似乎并非不可能。但物理学家对宇宙起源的具体过程尚未达成共识。有许多理论模型，但证据仍不足。让我们来探讨两个最著名的说法，它们都与量子力学息息相关。
这是1983年，霍金和詹姆斯·哈特尔提出，大爆炸并不需要一个“奇点”。他们认为，宇宙的起源过程就像一个平滑开始的毽子。霍金声称，在宇宙开始之前，只存在空间，没有时间。由于没有时间，也就无所谓“之前”，这才是真正的“无”。在这个状态下，宇宙处于量子叠加态，拥有多种可能的历史，最终通过波函数的坍缩，时间开始流动。霍金的理论认为，我们所经历的只是宇宙众多可能历史中的一种，甚至可能不是最有可能的那一种。其他许多宇宙也可能无缘无故地起源，但大多数很快就会消失。这个理论的优点在于它解除了“宇宙之前”的问题，并提供了无中生有的机制，这些都是量子力学的贡献。与霍金的模型相比，学术界可能更偏爱另一个理论——“暴涨”理论，由阿兰·古斯于1981年提出。古斯的理论认为，只需一小块真空区域，就可能诞生一个新宇宙。
量子力学告诉我们，真空并非绝对空无。不确定性原理意味着，即使在真空中，也存在着微小的能量波动，即真空的“零点能”。古斯认为，某种量子力学效应可能导致某个空间区域偶然获得略高于零点能的能量，进而产生一个“激发态”。这种状态虽然看似无害，但因量子隧道效应，可能会突然衰变成真真空，从而引发宇宙的起源。这个过程中，由于能量的微小变化，产生了负压力，根据广义相对论，这种负压力转化为反向的引力，促使宇宙开始暴涨。这个过程比大爆炸快得多，可以想象为空间在各个地方同时发生大爆炸。由于能量守恒，空间各处的正能量衰变成物质，最终形成了我们今天所见的宇宙。宇宙起源的问题仍然充满了未知和神秘。未来的观测可能会为我们提供更多证据。其中一个关键的证据是“宇宙微波背景辐射”，这是宇宙最初光线的遗迹，为今天的宇宙提供了一个基本的温度。
至于哪种理论更接近真相，目前尚无定论。但无论宇宙是如何起源的，最初的暴涨都留下了痕迹，未来对这些痕迹的更精确观测或许能揭示宇宙起源的直接证据。这些痕迹，就是我们现在观测到的“宇宙微波背景辐射”。微波背景辐射是宇宙最初光的遗迹，它为现代宇宙提供了一个基础温度。通过对这些辐射的研究，我们可以揭示宇宙的许多秘密。其中之一就是，为何宇宙如此均匀？当我们仰望星空时，可以看到四面八方的星星大致数量相同，这表明宇宙在大尺度下是均匀且各向同性的。这种均匀性暗示着宇宙有着共同的起源。然而，如果宇宙完全均匀，那么物质就无法聚集形成恒星。宇宙的不完全均匀性，正是量子力学中的不确定性所带来的结果。早期宇宙中的量子场波动，就是造成宇宙不均匀的原因。我们可以从微波背景辐射中看到这些波动，它们是宇宙早期不同区域温度的直接证据。总的来说，量子力学不仅揭示了宇宙从“无”到“有”的过程，还为宇宙的均匀性和不均匀性提供了解释。如果没有量子力学，我们很难想象还有什么理论能如此完美地解释这些宇宙现象。
我们从哪里来，我们又到哪里去，读完文章后，该干嘛就干嘛...，可能以上所有我们都不在乎！这也如《穿越平行宇宙》迈克斯·泰格马克所说，宇宙注定无需我们理解。不过，我倒觉得，人生短暂，在有生之年多去了解一些有意思的脑洞和智慧，哪怕不对或只是猜想，但是能给我们启发就是最大的乐趣，因为这个世界还是蛮多有意思的东西。
好，今天就先这样~
科学羊🐏 2023/12/09
祝幸福~
参考文献：
[1].https://www.dedao.cn/course/article?id=g258WANERjwQJDbL0KbOMG1rZqkPl
[2].精英日课*4 量子力学
[3].图片来自精英日课
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