宇宙起源假说：奇点大爆炸

作者：黃爾文

公元2022年9月22日

（PS：以下内容参考了《起源：万物大历史》以及许多网络上的资料）

关于宇宙起源的假说¹，有很多不同的版本，比如“神创论”：在西方基督教的宇宙起源假说当中，宇宙由神明“上帝”所创造；而在中国古代神话当中，关于宇宙起源假说又有《盘古开天辟地》、《女娲造人》等故事……

但是这些假说都找不到科学证据作为支撑，目前唯一能够找到科学证据作为支撑的宇宙起源假说版本，就是“奇点大爆炸”假说。

要了解“奇点大爆炸”的宇宙起源假说，大家可以阅读《起源：万物大历史》一书（作者：大卫·克里斯蒂安），当然也可以在互联网上搜索“大爆炸宇宙论”查阅相关资料进行了解。

《起源：万物大历史》

在我看来，这些假说依然还是“假说”，不代表着确切的真相，我们只是试图使用这样的“理论工具”去解释宇宙、去解决问题，包括头脑当中的问题，以及现实面临的客观问题。

我们确实难以得知在我们诞生以前的、没有任何语文记载的极其远古时期的事情真相是怎样的，我们只能用逻辑和经验去推演、去猜测，希望找到合理的解释版本。

尽管“奇点大爆炸”的宇宙起源论，是目前最为完善，也是融贯了最多科学证据的假说（其它的宇宙起源学说甚至没有任何证据），但在我看来，这依然不能代表确切的真相，这只是一种“理论工具”，而人类需要这样的“理论工具”来解决问题，包括头脑当中的问题，以及现实面临的客观问题。

在我看来，各种宇宙起源假说，似乎只能解释宇宙如何诞生，却无法解释一切万物如何诞生，因为在宇宙诞生之前，似乎早有一些东西存在着：

正如“神创论”的宇宙起源假说当中，虽然认为宇宙是由神明所创造的，但如果继续往前追问，却无法解释谁创造了神明，如果说混沌²中诞生了神明，那么混沌又是由谁创造而诞生的呢？混沌似乎本身就存在，或者说：总有一些东西本身就存在着…… 那么在我看来，“奇点大爆炸”的宇宙起源假说，同样无法解释在“奇点”诞生之前，那些“运作规则”和“能量”从何而来…… “能量”和“运作规则”似乎在宇宙（奇点）诞生之前，在混沌当中一直都存在着。

现在我们已经知道了“物质”和“能量”是同一种东西，“物质”是高度压缩的能量的一种存在形式，所以，对物质进行“解压缩”将会获得巨大能量，“氢弹爆炸”就是这种“物质解压缩”的过程。

氢弹爆炸

那么宇宙中的“物质”从何而来？当然是从“能量”当中来，而“能量”和“能量的运作规则”，在宇宙诞生之前就一直有存在。

在许多神话故事的宇宙起源假说当中，在宇宙诞生之前，一切处在混沌状态，而在“奇点大爆炸”的宇宙起源假说当中，这个宇宙诞生之前的混沌状态，可能是一种“量子³真空”状态。

量子理论⁴认为，在这个“量子真空⁵”里，充满了巨大能量，这些能量以“量子泡沫⁶”的形式随机涨落，这种涨落就是不断地出现“虚粒子⁷”。

这些“虚粒子”是以“正负电荷⁸”形式成对出现的，在极短的时间出现又湮灭。

“虚粒子”的出现其实就是“无中生有”，这并不违反能量守恒定律（能量运行规则之一），只要“虚粒子”消失的速度足够快，大自然一点也不反对。“虚粒子”通过“赊借”能量衍生出来，然后瞬间消失把能量归还，只要这个过程足够快，就可以一直上演！

“虚粒子对”如果表现得都是非常对称和完美，就都会湮灭，永远不会有物质留存下来。

但是微观世界在总的对称状态下，存在着破缺，会偶尔出现不对称的状态，“奇点”就是在这样一种“虚粒子”不断衍生的过程中出，在偶然出现的不对称状态下诞生的。

现在科学家们已经在实验室里用“粒子加速器”做过实验，观测到了在真空条件下从“虚无”中诞生的粒子。因为物质和能量是相互转换的，在这个没有物质的真空环境（量子真空）中是有能量的，只要有能量就可以转换成物质，这就是爱因斯坦的贡献——E=mc²，就把物质和能量的转换的道理说明白了。

而“奇点”就是这样从“量子真空”中诞生。

“奇点”是一个极奇小的点，比原子还要小得多，它的温度、密度、压强极奇高，蕴含的能量极奇大，它突然发生了爆炸，原本的“奇点”随着爆炸而极速膨胀，这是“空间”的膨胀，故事自“奇点爆炸”这一刻起，“时间”开始计算，往后这些“时间”和“空间”当中的一切，被我们称之为“宇宙”——“奇点大爆炸”从而诞生了“宇宙”。

概念解释

①假说：指按照预先设定，对某种现象进行的解释，即根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及其规律性提出的推测和说明，而且数据经过详细的分类、归纳与分析，得到一个暂时性但是可以被接受的解释。

②混沌：在许多神话中世界（宇宙）都始源于混沌，起初天地连在一起，即处于混沌状态，直至创世神将他们分开。

③量子（quantum）：又叫“能量子”，是现代物理学的重要概念；即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是“量子化”的，并把最小单位称为“量子”。“量子化现象”主要表现在微观物理世界，描写微观物理世界的物理理论是“量子力学”。通俗地说，“量子”是能表现出某物质或物理量特性的最小单元。

④量子理论：又叫“量子力学”或“量子物理学”；量子理论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。

⑤量子真空：自然现象，宇宙从量子真空中诞生。一般意义上的“真空”指没有任何实物粒子存在的空间，但什么都没有的空间是不存在的。假设你把一个空间的气体都赶跑，会发现还是不时有基本粒子在真空中出现又消失，无中生有。物理上的“真空”实际上是一片不停波动的能量之海。当能量达到波峰，能量转化为一对对正反基本粒子，当能量达到波谷，一对对正反基本粒子又相互湮灭，转化为能量。

在当代量子物理学中，“量子真空”被定义为：其方程既遵守波动力学也遵守狭义相对论的系统的最低能量状态。

⑥量子泡沫：是惠勒（John Wheeler）于1955年根据量子力学提出的概念。量子泡沫是极小尺度（普朗克长度量级）下量子振荡的定性描述。在这么小的时间空间尺度下，不确定性关系使粒子和能量瞬间产生，然后消失。这样在微小世界的能量起伏，就是量子涨落。

⑦虚粒子（virtual particle）：量子力学术语，是指在量子力学中确实存在并具有可测量效应的粒子，曾被人们认为是一种永远不能直接检测到的粒子。

根据量子力学的不确定性原理，宇宙中的能量于短暂时间内在固定的总数值左右起伏，起伏越大则时间越短，从这种能量起伏产生的粒子就是虚粒子。当能量恢复时，虚粒子湮灭。虚粒子是构成虚物质的微粒子，和实物粒子有非常密切的关系，分布在实物粒子的周围，与实物粒子具有类似的性质。虚粒子不是为了研究问题方便而人为地引入的概念，而是一种客观存在。

虚粒子可以用来描述承载力的粒子，包括引力子（承载引力）、胶子（承载强力）、光子（承载电磁力）、和玻色子（承载弱力）。

⑧电荷（electric charge）：物理学术语，为物体或构成物体的质点（有质量但不存在体积或形状的点）所带的具有正电或负电的粒子，带正电的粒子叫正电荷（表示符号为“+”），带负电的粒子叫负电荷（表示符号为“﹣”）。也是某些基本粒子（如电子）的属性，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

⑨能量守恒定律(Law of conservation of energy)：是自然界普遍的基本定律之一，适用于一切领域。一般表述为：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。