輕小說大展_領券
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大霹靂模型現在是主流科學。宇宙學家認為,他們可以描繪出宇宙從創生後的瞬間一直到當今的演變過程,包括很短暫的飛速擴張時期,稱為暴脹(inflation),以及第一批恆星的誕生過程。然而,實際創生出來的那一刻仍然只是臆測,在那個起點,我們解釋真實世界的理論開始站不住腳,為了有所進展,我們必須研究出如何讓廣義相對論與量子理論達成一致。不過,儘管花了數十年腦力,物理學家仍舊不改初衷。但是我們確實大概知道,該如何回答在大霹靂理論的核心糾纏不去的問題:如何無中生有?
 
如何從無生有?
 
這是個非常合理的問題,因為某些基本物理學顯示,宇宙幾乎不可能存在。熱力學第二定律說,無序的狀態(或熵)永遠會隨著時間增加。「熵」(entropy)就是在衡量能有多少種方法,把系統的組成構件重新排列,又不會改變總體外觀。以高溫氣體中的分子為例,這些分子可以有許多排列方法,來產生相同的總體溫度以及壓力,所以這種氣體是高熵的系統。相較之下,生物的分子就不太能重新排列,而又不會把它變成非生物,這就使我們成為低熵的系統。
 
由同樣的邏輯,空無是熵最高的狀態;你可以對它為所欲為,結果看起來仍然像什麼事也沒發生。
 
根據這個定律,我們很難理解怎麼可能從無生有,更別說誕生出宇宙了。但熵只是故事的一部分。另外一部分是一種特性,物理學家稱為對稱性──這與我們平常跟形狀聯想在一起的那種對稱性,不完全相同。對物理學家來說,一件東西具有對稱性,是指我們可以對這樣東西做某種運作,而在做完之後它看起來沒變。由這個定義,空無是全然對稱的:你可以對它做任何事,而結果仍然是什麼也沒有。
 
物理學家已經明白,對稱性就是等著被打破,而當對稱性一打破,就為宇宙帶來深遠的影響。
 
量子理論事實上在告訴我們,沒有空無這樣的東西。空無的完美對稱性太過完美,無法長久,結果被粒子渾湯打破,這些粒子只是突然出現接著就消失了。
 
這產生了一個違反直覺的結論:儘管有熵,「有」是比「無」更自然的狀態。在這種意義上,宇宙萬物都只是量子真空的激發(excitation)。
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