第一章 时间零点
一、时间荒漠
按照大爆炸宇宙学理论，宇宙起源于一个"奇点"。所谓"奇点"，实际上是一个数学上的描述，这个"奇点"的特征就是体积无限小，质量无限大，密度无限大，时空曲率无限大。突然有一天，这个"奇点"发生了改变，变得不再是"奇点"，而是产生了时间和空间的结构，在这个时间和空间的结构上，宇宙开始创生。物理学家们形象地称之为"大爆炸"，这就是所谓"大爆炸宇宙学"的起源。
实际上，上面这些看起来很玄妙、超越我们想象能力的描述，不过是物理学家和数学家用以描述宇宙最初状态的一种方式。
根据爱因斯坦的广义相对论，宇宙不是静止的，而是膨胀的，或者是收缩的。后来的物理学家和天文学家经过天文观测注意到，在很大的尺度上，各种星系都在离我们远去。这不但印证了爱因斯坦的理论，而且说明宇宙在膨胀。既然它在膨胀，那么如果往回想，过去的宇宙一定比现在小；如果继续推算回去，宇宙在过去的某一个时间，一定是从一个点开始的。物理学家就用我们上面提到的"奇点"来形容这个点。物理学家和天文学家甚至根据宇宙膨胀的速度计算出这个点开始膨胀的时间大约在140亿年前。
那么，人们一定会问，在140亿年以前宇宙是什么样子的呢？其实，这个问题不用回答。因为只要奇点存在，时间和空间就不存在。这也许很让人费解，但这的确是事实。你不用费尽心思去思考这个所谓的"点"是怎么存在于虚无中的，事实上，所谓的"奇点"就是虚无。没有时间，没有空间，什么都没有。
我们不妨借用我国古代思想家老子《道德经》中的话"道生一，一生二，二生三，三生万物"、"有物混成，先天地生……吾不知其名，故强字之曰道"来解释，老子认为宇宙是从"道"演化来的，而"道"就是"无"。哲学从来都和物理学密不可分，这个哲学上的虚无，在物理学的描述中，就是我们说的"奇点"。看起来，早在两千多年前，中国古代就有了洞悉宇宙秘密的思想家，甚至在《易经》中也认为"太极"（又称为气、道或无）是世界的本原。
好了，"奇点"就是虚无。既然是虚无，实际上使用"点"这个字眼就已经没有什么意义了。你可以认为这个虚无是不存在的，也可以认为是无限大的。在这里，没有时间的概念，我们不能说虚无存在了多长时间，而只能说时间的历史只有140亿年，我们的宇宙只存在了140亿年。
在140亿年前，宇宙是一个永恒的、连绵的、无始无终的虚无，是一片时间和空间的荒漠。
一、时间荒漠
按照大爆炸宇宙学理论，宇宙起源于一个"奇点"。所谓"奇点"，实际上是一个数学上的描述，这个"奇点"的特征就是体积无限小，质量无限大，密度无限大，时空曲率无限大。突然有一天，这个"奇点"发生了改变，变得不再是"奇点"，而是产生了时间和空间的结构，在这个时间和空间的结构上，宇宙开始创生。物理学家们形象地称之为"大爆炸"，这就是所谓"大爆炸宇宙学"的起源。
实际上，上面这些看起来很玄妙、超越我们想象能力的描述，不过是物理学家和数学家用以描述宇宙最初状态的一种方式。
根据爱因斯坦的广义相对论，宇宙不是静止的，而是膨胀的，或者是收缩的。后来的物理学家和天文学家经过天文观测注意到，在很大的尺度上，各种星系都在离我们远去。这不但印证了爱因斯坦的理论，而且说明宇宙在膨胀。既然它在膨胀，那么如果往回想，过去的宇宙一定比现在小；如果继续推算回去，宇宙在过去的某一个时间，一定是从一个点开始的。物理学家就用我们上面提到的"奇点"来形容这个点。物理学家和天文学家甚至根据宇宙膨胀的速度计算出这个点开始膨胀的时间大约在140亿年前。
那么，人们一定会问，在140亿年以前宇宙是什么样子的呢？其实，这个问题不用回答。因为只要奇点存在，时间和空间就不存在。这也许很让人费解，但这的确是事实。你不用费尽心思去思考这个所谓的"点"是怎么存在于虚无中的，事实上，所谓的"奇点"就是虚无。没有时间，没有空间，什么都没有。
我们不妨借用我国古代思想家老子《道德经》中的话"道生一，一生二，二生三，三生万物"、"有物混成，先天地生……吾不知其名，故强字之曰道"来解释，老子认为宇宙是从"道"演化来的，而"道"就是"无"。哲学从来都和物理学密不可分，这个哲学上的虚无，在物理学的描述中，就是我们说的"奇点"。看起来，早在两千多年前，中国古代就有了洞悉宇宙秘密的思想家，甚至在《易经》中也认为"太极"（又称为气、道或无）是世界的本原。
好了，"奇点"就是虚无。既然是虚无，实际上使用"点"这个字眼就已经没有什么意义了。你可以认为这个虚无是不存在的，也可以认为是无限大的。在这里，没有时间的概念，我们不能说虚无存在了多长时间，而只能说时间的历史只有140亿年，我们的宇宙只存在了140亿年。
在140亿年前，宇宙是一个永恒的、连绵的、无始无终的虚无，是一片时间和空间的荒漠。
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。
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。