以太问答：我们的宇宙真的是从无中诞生的吗？

2025年7月25日

关于宇宙是否从“无”中诞生，科学提供了一个基于物理规律的可能解释，而哲学则探讨了更绝对的概念。科学认为，我们的宇宙始于约138亿年前的大爆炸，其复杂的结构源于早期宇宙的特定条件，包括物质多于反物质、暗物质的存在以及微小的密度波动。宇宙暴胀理论提出，宇宙可能源于一个充满能量的“空无”状态（物理意义上的“无”），通过指数级膨胀形成了我们今天所见的宇宙。然而，科学无法解释宇宙如何从一个绝对的、哲学意义上的“无”（即不存在时空和物理法则）中诞生，这超出了当前可验证的范畴。

我们今天看到的宇宙

我们目前对宇宙的观测描绘了一幅高度一致的图景：

宇宙诞生于约 138 亿年前的一场热大爆炸。
它由物质（而非反物质）构成，并遵循着在任何地方都相同的物理定律。
宇宙的主要成分是 68% 的暗能量和 27% 的暗物质，普通物质、中微子和辐射只占很小一部分。
宇宙处在不断膨胀和冷却的过程中，引力使其内部形成了星系、恒星和行星等复杂结构。

追溯宇宙的构成要素

我们今天宇宙中的复杂结构并非生来就有，而是演化的结果。为了理解这一切的源头，我们需要一步步向后追溯：

生命和行星：需要由恒星核反应产生的重元素。
恒星和星系：需要引力将早期物质聚集起来。这要求有预先存在的质量团块。
质量团块的形成：需要暗物质作为引力支架，防止早期星系形成时物质被喷射回星系际空间。
宇宙的初始成分：需要恰当比例的普通物质、暗物质和辐射，以及微小的密度波动作为结构增长的“种子”。

简而言之，要形成我们所见的宇宙，早期的大爆炸必须具备三个关键要素：物质-反物质不对称、暗物质和初始密度波动。

宇宙诞生所需的三大关键要素

科学家们认为，宇宙从一个更简单的状态演化而来，但这个过程需要一些关键的“初始设置”。

物质多于反物质：物理定律在很大程度上对物质和反物质是对称的。然而，我们的宇宙几乎完全由物质构成。这意味着在宇宙极早期，一定发生了某种机制，打破了这种对称，创造了微量的额外物质，这些物质最终构成了我们看到的一切。

暗物质的来源：暗物质不属于标准模型中的任何已知粒子。它可能是在宇宙早期通过多种方式产生的，例如：
- 初始密度波动：宇宙在大尺度上是均匀的，但也存在微小的密度差异。这些差异如同种子，在引力作用下逐渐成长为星系和星系团。

这些要素从何而来？这就引出了关于宇宙起源的更深层次理论：宇宙暴胀。

宇宙暴胀：从“无”中创生万物？

宇宙暴胀理论为大爆炸之前的状态提供了一种解释。它认为，在热大爆炸发生前，宇宙经历了一个指数级快速膨胀的时期。

核心思想：宇宙并非始于一个无限热、无限密的奇点，而是始于一个充满巨大能量的“空间本身”。
过程：这个高能量的空间（或称场）导致宇宙以惊人的速度膨胀。当暴胀结束时，储存在空间中的能量转化为物质、反物质和辐射，从而引发了我们所知的热大爆炸。
成果：这个过程自然地解释了宇宙为何如此平坦、温度如此均匀，并创造了后来形成星系所需的密度波动。

从这个角度看，整个可观测宇宙确实是从一个物理意义上的“无”——即一个没有物质粒子，只有空间能量的空旷状态——中诞生的。

“无”的定义：科学与哲学的边界

“从无到有”的说法很大程度上取决于你如何定义“无”。科学和哲学对此有不同的理解。

在科学语境下，“无”可以有多种含义：

我们关心的“事物”尚未存在的时期。
空无一物的物理空间。
处于最低能量状态的空的时空。
剥离整个宇宙及其物理法则后剩下的状态。

根据前两种定义，我们可以说宇宙是从“无”中诞生的。但暴胀前的状态是一种高能量状态，所以不符合第三种定义。至于第四种定义，即绝对的、哲学意义上的“无”，则完全超出了物理学的范畴。

物理学无法处理一个没有空间、时间、也没有物理法则的“绝对虚无”概念。这样的想法虽然在逻辑上可以构想，但它只是我们思维的产物，无法通过物理现实进行检验。

暴胀理论本身也抹去了关于其之前状态的任何信息。因此，尽管我们可以合理地推断宇宙是从一个物理上的“空无”状态演化而来，但关于它是否来自一个绝对的“无”，科学目前无法给出答案。