深度長文：宇宙是如何通過“無中生有”誕生的？（建議收藏）

我們的宇宙到底是怎么來的？

這是一個宇宙終極奧秘，或許我們永遠也找不到最終的答案，但可以嘗試盡可能接近真相。

目前的主流科學界認為，宇宙誕生于138億年前的一場大爆炸，這就是宇宙大爆炸理論。說的是，在138億年前，一個體積無限小，密度溫度無限高的奇點突然急劇膨脹，宇宙誕生了。

大爆炸理論其實是一個假說，一開始甚至帶有諷刺甚至開玩笑的味道，誰也想不到后來竟然成為詮釋宇宙起源的主流理論。

但不得不說，大爆炸理論這個假說雖然不夠完美，但確實能解釋很多大自然現象，更重要的是，有力的證據也支撐了宇宙大爆炸理論。比如說上世紀20年代哈勃發現的遙遠星系的紅移現象，讓人類知道了宇宙原來一直在膨脹。

還有后來發現的宇宙元素豐度，宇宙微波背景輻射等，都是宇宙大爆炸理論的有力證據。

但是大爆炸理論也有瑕疵，有一個致命的瑕疵：那個奇點到底是一個什么樣的存在方式？到底是怎么來的？

相對論和量子力學是現代物理學大廈的兩大基石，一個統治了宏觀世界，另一個統治了微觀世界。但不管是相對論還是量子力學，一旦遇到了奇點，都無能為力了。

奇點，被認為是一個無限小的點，體積為零，這么小的一個東西，按道理講應該屬于量子力學范疇。但是在量子力學里，有最小的長度和時間單位，分別是普朗克長度和普朗克時間，兩者被認為是有意義的最小長度單位和最小時間單位。

雖然普朗克長度很短，只有大約10的負35次方米，但是再短也肯定比零要大，也不是無限小。按照量子力學的詮釋，任何小于普朗克長度的單位都沒有意義。而奇點的體積為零，意味著沒有長度，當然在量子力學面前也就失去了意義。

同時，奇點本身并沒有時間和空間的概念，而在我們世界里，不管是宏觀還是微觀，都具有時間和空間概念。我們很難理解一個沒有時間和空間概念的奇點。

還有，奇點的體積無限小，溫度密度無限高。“無限”是一個非常抽象很難直觀描述的概念，而科學研究的對象往往都是具體的，可描述的。所以物理學一旦遇到“無限”的概念，往往都很頭疼，因為無限只屬于數學范疇里面的東西，嚴格來講，數學并不屬于科學。

更重要的是，日常生活中，我們感知到的任何事物都是有限的，很難想象出一個無限的東西，不管是無限小還是無限大。在人類眼里，無限小就等同于不存在，一個“不存在”的奇點怎么能突然膨脹？更不可思議的是，一個無限小的奇點竟然能演化出如今我們看到的如此浩瀚的宇宙！

退一萬步講，就算我們暫且不管奇點的存在方式，還有更大的問題：這個奇點到底是怎么來的？

不可能憑空出現的吧？你還別說，宇宙大爆炸理論還真的認為奇點是“憑空出現的”。

看到這里，你可能要罵街了：什么？一個東西竟然能憑空出現？這是見鬼了吧！即便奇點真的是憑空出現的，還會有問題：為什么會憑空出現？

其實“宇宙大爆炸是憑空產生的”這種“無中生有”的觀點，并不嚴謹，只是一種通俗的說法。更嚴謹來講，大爆炸之前的宇宙是一種“混沌狀態”，“量子混沌狀態”。也就是說，在宇宙大爆炸之前，就已經有某種狀態存在了，意味著有某種東西存在。

正應了那句話“科學是沒有盡頭的”，這時候問題又來了，那種混沌狀態到底是什么？某種東西又是什么？到底是如何產生的？

如果一直追問下去，我們會發現永遠找不到最終的答案，好像不知不覺中就走進了自己設定的“陷阱”里，永遠走不出來。

其實這時候已經不僅僅屬于科學范疇了，還涉及哲學范疇。簡單講，任何問題只要一直追問下去，最終一定不會有答案，甚至會出現自相矛盾的結果。

其實用“哥德爾不完全性定理”也能理解，簡單理解就是，任何理論其實都是不完備的，也不能做到完全自洽。說白了任何理論最終都會出現矛盾，無法解釋的結果。

好像有點跑題了。回到正題：宇宙大爆炸之前的“混沌狀態”到底是一個什么樣的存在方式呢？

我們需要用量子力學，準確地說是用“量子場論”來回答這個問題。

上學時物理課上我們都學過，萬物都是由最基本的粒子組成的，比如說電子，光子和夸克等。但是按照量子場論的詮釋，這些基本粒子并非世界的基本形態，宇宙萬物的基本形態其實是量子場，而所有的基本粒子都可以看做是不同的量子場量子化后的東西。

通俗理解是這樣的，一開始宇宙中就充滿了各種場，這也就是剛才所說的“混沌狀態”，這些場彼此交織在一起，而每一種場都會產生相應的基本粒子。

比如說，光子對應的是電磁場，中微子對應的是中微子場，而電子對應的是電子場。按照標準粒子模型，如今我們知道的有62種基本粒子，那么就有62種不同的場。所有的這些場可以分為三大類，分別是：費米子場，媒介子場還有希格斯場。

費米子場會產生基本粒子，比如說電子和夸克。媒介子場產生各種媒介，也就是傳遞相互作用力的媒介子，比如說光子和膠子等。而希格斯場產生希格斯粒子，也被稱為“上帝粒子”，是質量的源泉。

也就是說，場是比基本粒子更基本的存在狀態。那么場到底是如何產生基本粒子的呢？

按照量子場論，一開始所有的場都處于基態，也是最穩定的狀態，其實就是我們平時所說的真空狀態，這種狀態下沒有任何基本粒子。基態的場也有擁有能量的，只是最低的能量，但不是沒有能量。

但是我們的宇宙總是會隨機出現能量波動的，因為不確定性總是存在的。當處于基態的場能量波動，就會轉變成激發態，然后產生對應的基本粒子。不同的場會產生不同的粒子。

也就是說，場的激發和退激，代表的就是粒子的產生和湮滅。同時不同的場之間還能進行能量交換，這個過程就會表現出某種物理現象。

比如說，用量子場論就可以很好解釋中子的衰變，中子通過β衰變可以變成質子，電荷還有反中微子。

用量子場論解釋就是，中子場從激發態退激到基態，這個過程會釋放能量，這些能量會引起電子場，質子場和中微子場的激發，最終產生電子，質子還有反中微子。

場的基態就像是波瀾不驚的大海一樣，非常平靜。而受到能量波動的場會轉換成激發態，就像是洶涌澎湃的大海，而基本粒子就像是大海中的浪花一樣。

量子場論的這種解釋，可以某種形式上的“無中生有”，當然這里的“無”并不是“什么都沒有”。更重要的是，量子場論讓科學家成功避免了“奇點”的出現，不用再去考慮那個讓我們煩惱的無窮小的奇點了。而且從量子力學的角度來講，這種詮釋確實是合情合理的。

量子場論中強調的場的基態和激發態的轉變，其實就是我們常說的“量子漲落”，這種漲落是隨機的，漲落就相當于平靜的大海轉變成洶涌澎湃的大海，基本粒子就是在漲落的過程中產生的。

雖然量子漲落隨機產生的是虛粒子對，而且虛粒子對衍生出來之后，會瞬間消失把能量歸還給真空。但按照量子力學不確定性詮釋，只要時間足夠長，任何事情都可能發生，而且一定會發生。于是經過了足夠長時間的某個瞬間，虛粒子對并沒有發生湮滅，而是成功保留了下來，最終成為基本粒子。

這個過程看上去違反了大自然法則，但其實不然。量子力學本來就完全顛覆了我們對大自然的認知，我們不能用傳統思維方式衡量量子世界里面的故事。而且，在量子世界，是不存在時間概念的，所以“足夠長的時間”也可能只是“一瞬間”！

上世紀80年代，霍金等著名物理學家，就利用量子引力場論，也就是把廣義相對論和量子力學結合起來的理論來探索宇宙起源問題，用“波函數”描述宇宙誕生瞬間的量子狀態，然后運用費曼的路徑積分方法計算出我們的宇宙誕生的概率。

理論上講，這種概率是非常低的，但無論多低，最終一定會發生的。按照這種觀點，包括你我在內的宇宙萬物，只不過是隨機的“量子漲落”罷了，而且是非常大的漲落！

我國古代哲學家老子，早在兩千多年前就提出了“無中生有”的思想，認為“無中生有”才是宇宙的真相。他的《道德經》中有提到：天下萬物生由于有，有生于無！這里的“有”像極了處于受到激發的場，而“無”更像是宇宙誕生之前的“混沌狀態”，充滿了處于基態的場。

到這里，宇宙的誕生就講完了。

千萬不要再糾結宇宙誕生之前的“混沌狀態”，也就是“基態的場”是怎么來的，沒有人能回答這樣的問題，起碼目前我們無法回答。剛才我也強調了，任何問題一旦窮其所問，最終一定會走進死胡同。

這也是一種矛盾，我們明明知道不可能有最終的答案，但還是會去不斷尋找世界的真相。這樣的矛盾其實是無處不在的，或許世界的真相就是一個“矛盾體”！

完！