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想象一下，如果你把宇宙中某個(gè)部分的所有東西全都拿走，那么還剩下什么？你或許會(huì)認(rèn)為答案是“空無一物”，但這并不太對(duì)。在空間中充滿了粒子和反粒子，各種不同的輻射，空間的曲率和引力波，你可以把這些東西以某種方式全都拿走，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己處于一個(gè)純粹的空的空間，沒有任何東西可以讓你與之相互作用。但是，這真的代表“空無一物”嗎？或者仍然有東西在那里？ 一個(gè)平坦、空的空間，沒有物質(zhì)、能量或任何曲率。（? Amber Stuver） 在物理學(xué)中有這么一個(gè)概念可以描述這個(gè)狀態(tài)，即量子真空。它是指處于最低能量狀態(tài)的空間，該狀態(tài)所擁有的能量稱為零點(diǎn)能，或者叫宇宙的基態(tài)。而量子物理最令人困惑的性質(zhì)之一就是這個(gè)基態(tài)并不是真正處于零能量的狀態(tài)。相反的， 它有一個(gè)有限的正值。但是，根據(jù)理論計(jì)算，這個(gè)值要比天文觀測(cè)所測(cè)量到的值高出10^120倍，這無疑是物理史上最糟糕的預(yù)測(cè)。 毫不夸張的說，我們對(duì)”空“的物理其實(shí)知之甚少?？茖W(xué)家到現(xiàn)在還無法解釋，為什么零點(diǎn)能不會(huì)隨著時(shí)間的推移而稀釋或減少？ NASA的WFIRST衛(wèi)星的概念圖，預(yù)計(jì)2024年發(fā)射，屆時(shí)會(huì)對(duì)暗能量進(jìn)行最精確的測(cè)量。（? NASA/GSFC） 未來，ESA的Euclid衛(wèi)星和NASA的WFIRST都將對(duì)時(shí)空各處的零點(diǎn)能進(jìn)行高精度的測(cè)量，并更好的對(duì)該值進(jìn)行限制。通過對(duì)宇宙的膨脹進(jìn)行測(cè)量，我們應(yīng)該能夠以前所未有的精度確定零點(diǎn)能是否在整個(gè)宇宙歷史中處處都保持一致。 量子真空中的虛粒子。（? Derek Leinweber） 但這是否意味著零點(diǎn)能就等同于空？又或者我們對(duì)空的感知和概念僅僅是一種幻覺？它是否是我們理解宇宙更深層秘密的一把鑰匙呢？ 關(guān)于這個(gè)問題，不久前科學(xué)家在IAI（類似TED的一個(gè)組織）對(duì)此問題進(jìn)行了一次討論（點(diǎn)擊文末閱讀原文查看）。這次討論包括了物理學(xué)家Laura Mersini-Houghton 和 John Ellis，以及哲學(xué)家James Ladyman。要回答這個(gè)問題，我們還需要嘗試去理解許多問題：
當(dāng)我們?nèi)ニ伎肌拔覀兊目铡被蛟S與“別處的空”不同時(shí)，這聽起來似乎很奇怪。 量子真空——宇宙的零點(diǎn)能——是由“球”的位置所決定的。在宇宙暴脹的時(shí)候，它在“頂上”；而今天，它則在底端（但不等于零）?；蛟S在未來它還會(huì)轉(zhuǎn)化到更低的狀態(tài)。（? E.Siegel） 但是宇宙熱大爆炸就是沿著這個(gè)思路來的。宇宙的膨脹，就是從一個(gè)較高的零點(diǎn)能狀態(tài)轉(zhuǎn)化到較低的零點(diǎn)能狀態(tài)的過程，也就是空間內(nèi)在的大量能量轉(zhuǎn)化到低能狀態(tài)的過程。在這個(gè)轉(zhuǎn)化過程中會(huì)產(chǎn)生所有的物質(zhì)、反物質(zhì)和輻射。理論上，我們或許會(huì)在未來的某個(gè)時(shí)間再一次經(jīng)歷這樣的轉(zhuǎn)化。 宇宙大爆炸后產(chǎn)生了物質(zhì)、反物質(zhì)和輻射。（? E.Siegel） 但是哲學(xué)對(duì)這樣的解釋并不滿意。這個(gè)物理上的“空無一物”聽起來就像“某些東西”，不是嗎？當(dāng)我們想要談?wù)摽盏臅r(shí)候，我們的概念是跳出這個(gè)宇宙時(shí)空的，但這樣的思考是否真的有意義？在連空間都還沒有產(chǎn)生的時(shí)候，哪有所謂的“外面”？在時(shí)間還沒開始的時(shí)候，又何來的“之前”？ 不管“空”究竟是什么，它應(yīng)該包含了整個(gè)宇宙。 許多物理學(xué)家認(rèn)為在正確理解空的意義前，想要從根本上的理解這個(gè)世界的萬物是不可能的。我們可以理解支配空的時(shí)空的基本自然定律，但是我們不知道這些基本定律是從何而來的，以及它們本身是否就是“某樣?xùn)|西”。 粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型，描述了宇宙中的四分之三的基本定律。（? Contemporary Physics Education Project） 所以我們可以說宇宙確實(shí)來自于空，只要等待足夠長(zhǎng)的時(shí)間，它最終也會(huì)趨近于空。但前提是我們需要接受物理學(xué)意義上的空等同于真正的空。對(duì)空的定義可能無法不依賴于時(shí)空的定義，以及宇宙中的“規(guī)則”；這不是物理學(xué)家、哲學(xué)家或其他人都必須同意的觀點(diǎn)。也沒有任何物理實(shí)驗(yàn)可以說“我們創(chuàng)造了空”。 但有一些事情是肯定的：我們并非一直存在；我們也不會(huì)一直存在；我們只存在于當(dāng)下。無論空是什么，我們都是存在于當(dāng)下的某物。而無論當(dāng)下存在著什么，在某些程度上說，它們都來自空，不管我們?nèi)绾味x空。無論我們對(duì)宇宙有多了解，它都將回歸到一種無限的物理意義上的空的狀態(tài)。至于空的本性究竟是什么？這是我們會(huì)一直去尋找的答案。 |
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