二、时间零点
1.量子涨落
宇宙是从一片时间和空间的虚无中创生的,那么它是如何从虚无中创生的呢?我们首先要提到的是一个物理学名词"量子涨落"。
宇宙学是一门综合性学科。而宇宙创生就直接涉及最前沿的物理学-相对论、量子力学和自组织理论。相对论告诉我们宇宙的膨胀特性,而量子力学则告诉我们宇宙是如何开始的。
量子力学最重要的一个原理就是"测不准原理",它引申的一个结论就是:任何物质的参数都不能被精确地测量。在我们所处的宏观世界中,任何东西都有它的参数。例如我们提及一把尺子,总是说类似下面这样的话:这把尺子在某年某月某日某时刻的长度是1米,宽度是2厘米,厚度是1毫米。这个测量在宏观世界是当然的结论,但是,一旦我们要非常精确地测定这把尺子的长度时,量子力学却告诉我们:我们永远无法在微观尺度上更精确地测定这把尺子的长度。例如在万分之一个原子长度的精确度内,我们永远不能确切地知道这把尺子到底精确到万分之几个原子长度。这并非是由于测量工具不够先进造成的,而是量子力学阐述的一个物理规律。无论人类测量长度的工具精确到何种程度,都无法在万分之一个原子尺度上精确确定这把尺子的长度。
如果我们换个角度思考这个问题,这把不能被精确测量长度的尺子也可以被认为是长度可以改变的。这个想法很奇怪,但这却是量子力学最重要的描述方法,就是几率描述。当我们不能精确确定它到底精确到万分之几个原子的长度时,我们就只能用几率来描述,例如说它有三分之一的几率精确到万分之二个原子长度。几率通常是数学上的一种说法,但是在物理学规律中,这把尺子的不确定存在方式却是一个真实的事实。
当这把尺子的长度作万分之一原子长度的变化时,我们就可以说这把尺子的长度在进行量子涨落。
量子涨落绝不是一个无聊的数学或者文字游戏,它是一种真实客观的存在,已经有很多实验和技术在证明和使用,它是可以计算和测量的。例如,当今科技前沿的量子计算机就是量子涨落规律的一个应用。原子的状态由于量子效应而呈现不同的情况,当这种情况可以控制和测量时,原子就可以由量子涨落标记为0和1两个状态,涨是0而落是1。有了0和1,我们就有可能在原子尺度内建造一台计算机,因为任何一台计算机记录数据的最原始状态就是0和1。我们现在使用的计算机是用电压的高和低来标记0和1的状态,而量子计算机则使用量子涨落。
现在,我们回到宇宙最开始的时间和空间荒漠状态。荒漠最重要的特征就是"无","无"是一种绝对的状态,而量子力学拒绝任何绝对的状态。换句话说,"无"是一种不可能稳定存在,甚至是一种不存在的状态。正如一把尺子无法保持稳定的状态一样,虚无也不能保持稳定。在"无"上面,量子涨落开始发挥它的作用,它打破了荒无边际的沉默。
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