宇宙的“有生于无”

量子场论应该是把所有的东西(包括能量)都看作 粒子。比如正物质与反物质的湮灭, 这"湮灭"的含义 过去是认为物质消灭了, 转化成了能量; 而量子场论 则认为是转化成了光子(当然光子带着能量)。

能量是不能凭空产生, 但真空产生粒子是可能的。 真空极化产生的粒子在无外界干扰的情况下其寿命是 很短的; 但如果有个黑洞, 在其视界附近由真空极化 而产生一对正反粒子, 某一个粒子掉到黑洞中去, 则 另一个反粒子则成了自由粒子, 其寿命是不很短的, 看起来好象黑洞是在辐射(经典黑洞可是"只进不出" 的), 这就是霍金的"黑洞蒸发"理论。这说明真空是 有其内禀性质的。

上面都是题外话, 是目前大家接受的说法。下面 再谈谈还没有被完全接受的观点。

大家都认为真空是量子基态, 那么基态便同样有 各种物理性质, 包括具有能量。因此有些人认为我们 用仪器所测得的物理量实际上是真实物理量与真空物 量之差。譬如一个电子的静能量是511keV, 它实际所 在的能级还要高, 因为真空的能量不为零。

真空相变产生了Higgs鬼粒子, 这种粒子好象对 夸克的形成很有作用(细节记不清了, 毕竟十年了,这 些东西差不多全还给老师了)。同时真空相变导致"对 称性破缺", 也导致了"宇称不守恒"。

真空相变的含义是原来的真空态由稳定变成不稳 定, 此时在相空间中出现一左一右两个更低的能态。 这样原来的真空态便会向左或向右的低能态跃迁, 最 后形成新的真空态。原来的真空态是左右对称的, 而 新的真空态则左右不对称, 这就是"对称性破缺"。

学过量子力学的人都知道, 从高能态向低能态跃 迁是要释放能量的。真空相变导致的跃迁所放出的能 量便是宇宙大爆炸时的"火球"。这个火球的温度极高, 光子可以产生任何类型正反粒子, 同时正反粒子湮灭 成光子。而由于新的真空态是左右不对称的, 正粒子 的数目要比反粒子多一丁丁点。随着火球的膨胀, 温 度不断下降, 越来越多的正反粒子湮灭成光子, 最终 所有成对的正反粒子全部湮灭成光子, 而光子因能量 太低无法产生正反粒子, 称"光与物质脱耦"。这些光 子成了宇宙背景辐射; 正粒子由于数目比反粒子多了 一小点, 因此残留下了极小部分, 这些残余形成了电 子、质子和中子, 形成了氢氦等轻元素, 形成了"原 始氢云", 形成了星系, 形成了恒星; 恒星在其自己 的演化过程中合成出了所有的化学元素, 以后才会有 了行星, 有了地球, 有了生命, 有了人。

我们的宇宙在真空相变时是正粒子比反粒子略多 一点, 最终形成了"正物质宇宙"。如果在真空相变时 是向另一个新的真空态跃迁, 则反粒子略多一点, 那 最终形成的是"反物质宇宙"。

我个人相信新的真空态最后还是要回复到原来的 真空态, 也就是说我们的宇宙最终要消亡的。这也符 合"有生必有死"的观点(又转到哲学了:-))。

如果相信上述真空理论, 则"道生一"或"有生于 无"就很显然了。"道"或"无"就是原来的真空态,"一" 或"有"就是跃迁到新的真空态时所释放的能量(当然 也是物质), 而造成这种现象的便是真空相变。

另外还有一种"有生于无"的科学理论, 有个姓吴 的中国人曾参与其中, 当年老方极力鼓吹过。

其实这种东方哲学与现代科学的平行性类比并不 难, 只要细心钻研一下就行。问题在于大部分人不相 信几千年前的人能够得出我们现在才得出的最新科学 的结论。我也是前几年接触到混沌理论和非线性科学 后才想清楚了这些问题。