大爆炸的瞬間是不存在物質的，只有能量。沒有物質粒子，也就沒有時間、空間，沒有規則，是混沌、無序。這種狀態，只能是大爆炸。

大爆炸之前是大擠壓，如同黑洞內部核心，沒有空間。粒子被無限壓縮，失去了物質形態，轉變為大爆炸時期的能量。

原創思想，現在的宇宙學家們是故弄玄虛，把一個簡單的事情搞得是無比的複雜。宇宙島（注意了，不是宇宙大爆炸!）如何執行?簡而言之就是宇宙島總能量和質量的總引力勢能之間的相互轉換，能量驅動宇宙島膨脹時，以消耗能量的代價增加了質量的引力勢能，反之宇宙島在總引力的作用下收縮時，以消耗引力勢能的代價增加了運動能量。從而使得宇宙島在膨脹和收縮之間永恆交替。愛因斯坦的E=MC2誤導了人類對宇宙的認識。

宇宙大爆炸應該是超越所有物理定律的存在，那個時候還沒有誕生各種粒子，宇宙還處於奇點的狀態，奇點內是什麼沒人知道，用語言來描述就是一團混沌。之後宇宙爆炸創造了時間和空間，以及各種粒子。這才有了後面的能量守恆定律之類的物理定律。

那麼宇宙大爆炸的力量應該換一個說法。應該叫宇宙大爆炸後才出現了力量的概念。奇點的爆發只是某個特殊零界點的必然演變情況。在這之前的宇宙無人知曉。也無法談是誰觸發的哪。只能說是造物者把這個宇宙打開了吧。

這個問題沒有確切的/已證實的/公認的答案。然而，“膨脹宇宙”等模型產生了許多不同的觀點。

這個模型假設，就在大爆炸之前，宇宙中充滿了一種不穩定的能量形式，而我們對它的性質一無所知。在某一時刻，這種能量被轉化為基本粒子，我們今天所觀察到的所有物質都是從這些基本粒子中產生的。這個點就是我們所說的大爆炸或奇點。

這個模型的結果是，我們看到，如果一個很小的空間包含這種形式的能量，這個空間就會迅速膨脹，產生同樣的能量。然後你可以說，宇宙中所有的物質都可能來自於最初的一小部分，不穩定的能量形式。

現在，你可能會問，我們是如何產生這樣一個場景的？將愛因斯坦的引力理論應用到膨脹的宇宙模型中，我們知道自然法則解釋了宇宙中的物質和能量從何而來，理論上說，只要一開始就有一點點能量。

這種場景/模型只有在做出可以用證據檢驗的預測時才有用。宇宙膨脹模型做出了幾個可驗證的預測，其中最重要的一點是，最初的能量在空間中分佈不均勻——這是由於一種量子噪聲在宇宙很小的時候佔據了它的位置，這種模式會被轉移到大爆炸期間突然出現的粒子上。

結果，充滿宇宙的物質並沒有均勻地分佈。如果是這樣，那麼恆星和行星就永遠不會形成。

如果膨脹的宇宙模型是正確的，那麼我們應該在大爆炸的餘輝中看到這個塊狀的圖案。這一預測模式是在2003年由美國宇航局的WMAP太空探測器拍攝的一張大爆炸餘輝的照片中觀察到的，也就是宇宙微波背景。

宇宙中最古老的光的全圖。顏色表示“較暖”(紅色)和“較冷”(藍色)斑點。橢圓形是展示整個宇宙的投影，類似於地球的球體可以被表示為一個橢圓形。

這張照片向我們展示了宇宙在大爆炸後30萬年的樣子。

膨脹的宇宙模型很重要，但沒有人知道第一個空間、時間和物質是如何產生的，科學家們提出了更深層的問題。如果一開始什麼都沒有，那麼自然法則從何而來？

一、宇宙物質傳化成能量

1.能量守恆

物質和能量有點像是雞蛋和母雞的例子，物質的變化必定伴隨著能量的轉移，同樣能量的轉移必定引起物質的變化，愛因斯坦的能量守恆定律就是解釋這個的，E=M*C*C ，E是能量，M是質量，C是光速。最通俗的表現比如植物的光合作用就是利用光能轉化成物質的表現，而動物進食之後將物質轉化成能量和其他物質。因此周圍的物質每天減少變成能量形式，同時能量又透過其他方式轉變成物質形式，僅僅是存在的形式不一樣而已，故而物質能量仍然是守恆的！

2.宇宙的基礎可能不是能量或物質，而是資訊

一些物理學家說它是亞原子粒子，其他人認為是能量，甚至是時空。其中一個比較激進的理論認為資訊是宇宙最基本的元素。

儘管這一理論源自20世紀中期，在今天的傑出科學家中，正在經歷一場復興。

如果我們知道宇宙的構造和所有的特性，並且有足夠的能量和技術，從理論上講，我們可以把宇宙拆分成二進位制的1和0，然後利用這些資訊，重新構造它。

當然，只有卡爾達肖夫指數V級文明才能實現這一壯舉。

卡爾達肖夫指數（英語：Kardashev Scale）是用技術先程序度來量度文明層次的指標的一種方法，根據一個文明所能夠利用的能源數量。

V型文明已經超越了他們起源的宇宙，可能存在於各個多元宇宙內或者更高的維度內，可以在宇宙尺度下操縱物質，相當於宇宙中的管理者。如同上帝一般。

克勞德·艾爾伍德·夏農（Claude Elwood Shannon ，1916年4月30日—2001年2月24日）是美國數學家、資訊理論的創始人。

他被譽為“資訊理論之父”。

1948年，他寫了“通訊的數學理論”，為數字時代奠定了基礎。

在他之前，需要透過昂貴的模型製作，嘗試和錯誤來完成的。今天，布林代數被用於設計通訊和計算機系統、硬體、軟體等等。

基本上，任何產生、儲存或以電子方式傳輸資訊的東西都是基於夏農的書。

夏農理論的重要特徵是熵（entropy）的概念，他證明熵與資訊內容的不確定程度有等價關係。熵曾經是波爾茲曼在熱力學第二定律引入的概念，我們可以把它理解為分子運動的混亂度。

熵越大，資訊越不清晰，直到它變得無法理解。

從量子觀點看資訊理論，粒子的位置，它們的運動，行為，所有屬性，展示的是它們的資訊和它們背後的物理力量。

粒子可以表示為資訊，並用二進位制程式碼描述。

所以亞原子粒子可能是宇宙作為巨型超級計算機正在處理的的資訊。

除了量子力學，資訊理論已經被應用到音樂、遺傳學、投資等領域。

此外，19世紀早期的數學家查爾斯·巴貝奇(Charles Babbage)，他首先將資訊稱為所有事物的中心組成部分。

約翰·阿奇博爾德·惠勒也是資訊理論的有力支持者。

惠勒說，宇宙有三個部分：

首先，一切都是粒子。

第二，一切都是場。

第三，一切都是資訊。

在20世紀80年代，他開始探索資訊理論和量子力學之間可能的聯絡。

正是在這個時期，他創造了“bit”這個短語。

每一個粒子都攜帶一定的資訊，稱之為宇宙內在散發出來的想法。

一些資訊理論的支持者認為，資訊可以把廣義相對論和量子力學之間的裂痕縫合起來。

1989年，惠勒宣佈：

“每一個粒子，每一種力量，甚至是時空的連續性本身——都源於它的功能，它的意義，它的存在完全在於二元選擇，可以分解為位元資訊。”

一些物理學家認為，我們可能被困在一個巨大的全息圖中。

宇宙是一個投影，很像3D模擬。

現實本質是可以簡化為資訊的，那就暗示資訊的釋出者是一個有意識的心靈，而我們的心靈是一個接收端，去解讀和理解它。

意識是一箇中心角色。

如果按照夏農理論熵的概念，熵越大，資訊越不清晰。因此心靈這個接受終端，需要降低資訊的熵（混亂程度），才能理解資訊。

但是由於宇宙傳遞的資訊本質是按照自己的意志而排列組合的，所以任何接受者，接受的資訊只是宇宙自身意志的一部分，某一段。

因此，心靈這個接受終端，只有吻合了宇宙意志自身某一段的表達，才能清晰的接受一段資訊。

所以，從這個角度來說，一切感知，均是宇宙自身意志的表達。區別在於，有的人只能接受很小一部分，有的人接受的是還原度、純淨度很高的資訊，或者接受的是扭曲的資訊。

這就象收音機一樣，你必須調諧頻道，才能接收到某一頻率的廣播。由於人自身這個元器件的侷限性，只能接收一部分頻率的廣播。而且，有的人能接收的比較清晰，有的接收的噪音很大。

而宇宙如此之大，電臺如此之多，你所需要體驗的只是你願意接收的某個臺，是聽音樂還是聽新聞，在於你自身這個接收端的解碼能力。當然，大多數可能一生下來，頻道就是固定的，只能接收某個3D空間的固定頻率。這是上天安排好的任務。

這就存在一個有趣的現象，人先天的元器件，必須接收某個固定的頻道。因為人自身這個資訊體，也是宇宙位元流的一部分。你身處的3D物質環境，包括你的肉身，形形色色的資訊位元流衝擊著你，主導你的主觀意識，你固定在一個特定頻道上了。

而你想接收宇宙更多的資訊，需要改造你的身體，具備換臺能力，其次，吻合更多的宇宙意志，才能調諧到宇宙其它頻道（意志表達）上。

而換臺能力，就是自由意志。大多數的資訊均為明意識和潛意識，在0和1之間選擇後，顯化出來的一條路徑。只是大多數人，並不清楚自己無時不刻在選擇。如果能強化自身的選擇能力，明白事物的前後因果，趨勢走向，就能更好的掌握自由意志。然後再忘記它，做到“無自性”，讓潛意識默默的選擇。

而更寬廣的宇宙頻率，也需要做到“無他性”。不要糾纏於宇宙的某一段意志表達，才能融入更大的海洋。瞭解更全面的宇宙。

而做到這一切，原本可能屬於宇宙更高一層面的意志表達。

3.資訊產生宇宙意識，意識產生宇宙

（1）資訊不斷產生

（2）意識不斷進化

（3）宇宙意識不斷交織成意識網路

（4）四D打印出不同的物質

4.物質守恆嗎？

物質既會誕生，也會死亡！N億年後，物質星系全部死亡，宇宙中僅剩下黑洞（暗星系）和暗能量，所以，質量，能量和虛空組成的不可分割的三位一體既是舊物質死亡的墓地，又是新物質誕生的搖籃，當數以百億計的黑洞暗星系，在強大的引力作用下，以雷霆萬鈞之力收縮，並在爆炸點碰撞時，質量和能量相互作用再次誕生出新的物質宇宙，於是宇宙在有物質的宇宙和沒有物質的宇宙之間永恆迴圈往復。

至今仍在物質堆裡迷茫的主流物理科學家們，早就應該與時俱進，站在超越物質的高度進行探索了！

或許我們所謂的存在，在別的生物眼裡，只是一張白紙，他們把起點和終點畫好了。剩下的只是遊戲？但他們是怎麼來的？

這是個駁論！換位思考一下，他們是不是也是一張白紙！也是被別人畫好了現在。人是一根思想的蘆葦。道家的道德經中一句話，道有一，故一生二，二生三，三生萬物。O，1，ⅤR改變了我們都是事物的看法，我們是不是生活在夢中！

從一維到四維，從弱小到富強，以前從愚昧，到有了文明！我們在地球上！既然讓時間來計算。我們只是存在一天？那我們換角度，想，銀河系！太陽系！在科學上叫宇宙大爆炸。想一想那麼多，太過於虛擬嗎？那不可一世的恐龍，只因一顆小行星，就滅亡了！是不是因為我們太過弱小，才得存活？

處於宇宙之中客觀存在的所有物質是守恆的，雖然，宇宙空間物質階段性存在的形式各有不同，但是物質存在的總量是不會發生任何變化的，從單方存在可視物質的表現上看，是會有階段性的變化現象，這不會造成宇宙整體物質存在的變化。

而單方物質體的變化，只是大與少或存在形式上發生了變化，其宇宙空間累加的物質存在總量都是定量而守恆的。

那麼，宇宙中最初的物質是哪來的？

要正確認識和理解這個問題，關健點是在於最初兩字，我認為，宇宙之中的可視物質是不存在著最初哪裡來的，因為，宇宙客觀存在的物質，是一種從分散到集中再到分散又迴歸到集中之無限週期迴圈變化的輪迴繁衍過程，宇宙之中所有存在的可視物質都是宇宙時間階段性的形態體現，只會在個體(星體)或區域性(星系)上發生變化。

隨著時間的推移，這些個體或區域性都會不斷地發生隨機演化的。可以說最初也就是起點，起點是人為可以設定，如地球、水星最初的物質哪來的等。對於宇宙物質存在的個體或區域性而言是可以設定起點的，但對宇宙物質存在的整體來說，是沒有任何起點或終點的，只會物質迴圈永恆地存在。

科學的發展是以人們所能瞭解到的世界作為基礎的，而我們的眼界總是帶有侷限性的，哥白尼用向世界申訴太陽是宇宙的中心，在他那個時代這個發現無疑是顛覆性也正確的，今天看來太陽是宇宙中心是多麼荒繆。牛頓力學完美的解釋了從地面的物體運動到太空的行星運轉，是多麼的簡潔、完美！但是今天的電動力學和量子力學告訴我們牛頓力學只是他們在人類感知範圍內的一種近似。然而電動力學和量子力學之間的爭吵卻一直存在，未來他們又是哪個理論的近似？

科學總是這樣：從錯誤走向正確，再從正確走向錯誤，週而復始，但是每次批判否定到新理論的確立都是人類的對世界瞭解的進步，然而這個進步不會停止，因為宇宙是無窮無盡的！而我們也不會得到最終的答案，因為我們就在這個答案裡。

愛因斯坦發現e=mc方之後，物質就不守恆了。能量與物質可以相互轉化。原子彈就是在劇烈反應後，一部分物質變成了能量。

至於最初的物質從哪來，這問題目前無解。一般認為大爆炸理論能夠解釋，但是尚無明確的證據。所謂大爆炸理論首先定義了一個宇宙初始點，在也就是宇宙的時間空間能量質量的最初原點。叫做奇點。在這個奇點之前，沒有時間和空間的概念。在奇點上發生了一次能量物質形式的大分裂，於是開始有了時間空間物質和能量的相互轉換。

我們考察上面的愛因斯坦質能公式會發現，其中包含四個元素，能量，質量，光速，也就是距離除以時間。光速是一個常數，但常數正表示時間與空間的內在聯絡是固定的。

在談論宇宙本初問題時，時間空間能量質量都是無法迴避的，也就是要說就只能一起說。

物質說白了就是由各種元素組成的，元素又是宇宙大爆炸產生了很多基本元素，電核之間相互吸引排斥，形成物質逐漸發展到現在的樣子。

二、宇宙物質從何而來？

1.微觀物質

質子的內部結構，有夸克、膠子和夸克自旋。核力的作用就像彈簧，如果不拉伸，力可以忽略不計，但如果拉伸到很大的距離，力就很大。

我們的宇宙是一個膨脹和冷卻的宇宙。當它從一個熱的、密集的、均勻的狀態發展到一個冷的、稀疏的、塊狀的狀態時，宇宙歷史上發生了許多重大的事件。在熱大爆炸的那一刻，宇宙充滿了各種超高能量粒子、反粒子和輻射量程，它們以光速或接近光速運動。

2.宏觀宇宙

另一方面，今天，我們的宇宙充滿了恆星、星系、氣體、塵埃，以及許多其他在早期宇宙中能量過低而不存在的物質。一旦物體冷卻到足以讓希格斯粒子給宇宙提供質量，你可能會認為質子和中子會立即形成。但它們不可能馬上就形成。

3.微觀物質組成宏觀宇宙

在非常高的溫度和密度下，有一個自由的，未束縛的夸克膠子等離子體。在較低的溫度和密度下，有更穩定的強子:質子和中子。

早期宇宙在基本粒子獲得靜止質量之後，就有了所有粒子-反粒子的組合，它們在能量上可能相互碰撞。有:

夸克和反夸克,

輕子和反輕子,

中微子和反中微子

以及規範玻色子，

根據愛因斯坦的質能方程，只要有足夠的能量，所有這些粒子都會形成。大爆炸開始後，粒子獲得質量只需要10^-10秒，但還沒有質子或中子。

早期的宇宙充滿了物質和輻射，它是如此的熱和密集，以至於它阻止了所有的複合粒子，比如質子和中子，在第一個瞬間穩定地形成。

相反，宇宙是如此的炙熱和“稠密”以至於只能存在夸克膠子等離子體。如果你只熟悉重力和電磁，那麼這是違反直覺的。在這種情況下，兩個粒子離得越近，力的大小就越強。使兩個電荷之間的距離減半，使它們之間的力增加四倍;按照廣義相對論的說法，將兩個質量之間的距離減半，引力可能會增加3倍以上。

但是會有例外，假設有一個夸克-反夸克的組合，如果把它們之間的距離減半。它們之間的強度並不會擴大4倍。它甚至沒有翻倍。相反，他們之間的力量下降了。

在高能量(小距離)下，強作用力的相互作用強度降為零。在遠距離，它迅速增長。這就是漸近自由的概念，它已被實驗證明是非常精確的。

這很奇怪，但這就是原子核和強核力的工作原理。在一定的距離下，帶色電荷的任何兩個粒子(夸克和膠子)之間的力實際上會降為零，只是隨著它們距離增大而增大。在這些非常早期的高溫和密度下，核力太弱，無法將任何東西結合在一起。結果，粒子只是到處亂竄，相互碰撞，產生新的粒子，然後湮滅。

但隨著宇宙的膨脹，密度減小，溫度降低；隨著時間的推移，越來越難製造出質量更大的粒子。

從純能量中產生的物質/反物質對(左)是一個完全可逆的反應(右)，物質/反物質湮滅回到純能量中。產生和湮滅過程遵循E = mc ^ 2，是唯一已知的方法來建立和摧毀物質和反物質。在低能量下，粒子-反粒子的產生受到抑制。

此外，除了最輕的夸克(向上和向下，加上反向上和反向下)和最輕的荷電輕子(電子，加上正電子)之外，所有其他粒子對放射性衰變都是不穩定的。當皮秒（10^-10s)變為納秒，納秒累積為微秒時，較重的粒子停止產生並從我們的宇宙中消失。底/反底夸克首先消失，接著是tau和anti-tau輕子。然後是魅力夸克/反魅力夸克，接著是奇異夸克/反奇異夸克。

宇宙中基本粒子的剩餘質量決定了它們何時以及在何種條件下能夠被創造出來。粒子質量越大，它在早期宇宙中自發形成的時間就越少。

當失去越來越多的粒子/反粒子組合時，它們會產生更多更輕的粒子/反粒子對，但也會產生更多的光子。每次我們從粒子/反粒子湮滅中產生兩個光子，它就會稍微減慢宇宙的冷卻速度。宇宙變得越來越冷，越來越稀疏，但它也在改變其中的物質。在早期階段，周圍的粒子中只有一小部分是光子、中微子和反中微子，但數量可觀。但是隨著這些粒子開始消失，這些分數會越來越高。

在早期宇宙中，全套粒子及其反物質粒子非常豐富，但隨著宇宙冷卻，大多數粒子湮滅了。今天剩下的所有傳統物質都來自誇克和輕子，而所有湮滅的物質都產生了更多的光子、中微子和反中微子。

隨著宇宙進一步冷卻，介子和反介子開始衰變，同時上下夸克(加上反上夸克和反下夸克)開始分離到相當大的距離(飛米:10^-15米)。大爆炸後10到20微秒，達到了臨界溫度/密度的組合。現在已經冷卻的溫度在2萬億K (2×10^12 K),夸克和反夸克現在相距足夠遠,強大的力量開始變得充實。

就像一個未拉伸的彈簧不會產生力但是拉伸的彈簧會，夸克在到達一定距離之前不會感受到限制力。但一旦它們這樣做了，就會受到約束。

質子的三個價電子夸克有助於它的自旋，膠子、海夸克和反夸克以及軌道角動量也是如此。靜電斥力和強核力的相互作用共同決定了質子的大小。

逐漸地，進行了轉變:從自由向上、向下、反向上和反向下的夸克到束縛質子、中子、反質子和反中子。宇宙仍然足夠熱，可以形成新的粒子-反粒子組合，當物質足夠稠密時，還可以形成很多上/反上和下/反下夸克組合。

但是現在它們的密度不夠大，有質子和中子(反質子和反中子)，宇宙不夠熱，不能自發地產生新的質子/反質子或中子/反中子對。這意味著，當質子和反質子(或中子和反中子)相遇時，它們會相互湮滅，無法制造新的質子。

無論什麼時候使一個粒子與其反粒子碰撞，它都能湮滅成純能量。這意味著如果讓任意兩個粒子以足夠的能量碰撞，就能產生一對反物質。但如果宇宙低於某個能量閾值，你只能湮滅，而不能創造。

那麼，當宇宙在這一關鍵階段冷卻下來時，會發生什麼呢?

剩餘的自由夸克開始受到限制，變成質子、中子、反質子、反中子和介子(不穩定的粒子，稱為介子)，

介子衰變，反質子和反中子與質子和中子湮滅，

這讓我們只剩下質子和中子，只是因為在早期，宇宙創造了比反物質更多的物質。

隨著宇宙的膨脹和冷卻，不穩定的粒子和反粒子會衰變，而物質-反物質對會湮滅，光子再也不能以足夠高的能量碰撞，從而產生新的粒子。但是總會有一些剩餘的粒子無法找到它們的反粒子。它們要麼是穩定的要麼會衰變，但它們都對我們的宇宙有影響。

最終，宇宙開始像我們今天認識的那樣。當然，又熱又密。當然，沒有原子，甚至沒有原子核。當然，它仍然充滿了一堆正電子(電子的反物質對應物)和電子，並且仍然在自發地創造和消滅它們。但是現在存在的大部分物質，在大爆炸開始25微秒後，仍然以某種形式存在著。質子和中子將成為原子的組成部分;中微子、反中微子和光子將成為宇宙背景的一部分;電子/正電子對湮滅後剩下的電子將與原子核結合，使原子、分子和複雜的生化反應成為可能。

但在這個階段，最大的新發現是粒子不再是個體的，在所有尺度上都是自由的。相反，宇宙第一次創造了一個穩定的多粒子束縛態。質子是兩個上夸克和一個下夸克，由膠子束縛，中子是一個上夸克和兩個下夸克，由膠子束縛。僅僅因為創造了比反物質更多的物質，宇宙才會有質子和中子;只有希格斯粒子給了基本粒子靜止的質量，我們才能得到這些束縛的原子核。

三、宇宙能量從何而來？

宇宙的誕生，目前的科學家認為，是一個無中生有的過程，由一個無窮小，能量無窮大的奇點，138億年前大爆炸，產生了整個宇宙的其他物質，包括時間和空間。

1.宇宙最初的能量從何而來？

宇宙的能量其實是與質量同時產生的。但卻不能說質量就是能量能量就是質量。

原始空間本為零性態，我們知道0可以分化等量的正數與負數。質量與能量，就是由原始0性態空間分化的等量正負性體。因此，質能是相輔相成共同誕生的；質能是既相生又相制相剋的關係，但卻不是能夠互相轉化的關係。極性對應關係的哲學定義就是既互相推動、又相制相剋的關係，這種關係也是宇宙萬物普遍對立關係的實質所在。質能公式與極性分化式的一丁點差異，就註定了質能公式的找不到出路。

宇宙就是個物質存在，這個存在沒有開始的時刻，物質宇宙只有在物質自身所攜有的能量驅動下的迴圈變化，一個迴圈的變化不需要開端，物質結合靠物質自身的結合能，物質離散又釋放這些結合能。能量只是物質的一個屬性，它伴隨物質而存在，物質的存在不需要有什麼開始，能量伴隨著物質，當然也無需一個什麼開始，而能與物質同在。

2.什麼是物質？

現在的科學已經知道原子內部絕大部分是空的，是由很少的粒子：電子、質子、中子組成的。而認為電子是沒有結構的，是所謂電子雲的形態存在的。其實電子也是有結構的，只不過現在的科學手段達不到那麼微觀探測不到。

3.物質怎麼轉化成能量？

能量守恆定律是每一個學過物理的人都知道的一個物理“常識”：能量不會憑空產生，也不會憑空消失。

這對於我們目前的認知來說，可以說是一個絕對的定理。能量可以轉換成不同的形式，甚至可以轉變成質量，也就是變成“物質”，但是卻無法完全消失，或者完全從虛無中產生。

不過，這也讓很多人產生了一個疑問：既然能量無法憑空產生，那麼，構成我們這個宇宙的能量又是從哪裡來的呢？

事實上，我們不能單純地只從能量的角度來思考這個問題，而是要站在更高的角度來思考。

所謂的能量，其實是一種用來度量四維空間的物理量。我們在度量二維空間時，一般用到的是質量，度量三維空間的時候用到的是動量，而四維空間就是質量了。

能量在不同的閾值內，就會有不同的表現：可以表現為能量，也可以表現為質量——二者是統一的。而在表現為質量的時候，它也會有不同的形式——中子、質子、電子、光子等等。

138億年前，宇宙大爆炸。一個體積無限小、溫度無限高、時空曲率無限大、密度無限高的奇點爆發。同時，大量的微觀粒子形成，它們在138億年的歲月裡逐漸形成了今天的宇宙。

在這些微觀粒子形成的同時，反物質也形成，它們的數量和我們的物質相同，性質完全相反。而這個奇點內所含的能量能形成多少物質和反物質，就遵從愛因斯坦的相對論了。

回到最初的問題，

4.奇點內的能量是從哪來的呢？

其實，就像我們說的，這個能量不會憑空產生，而是從一個更高的維度被“創造”出來的，而其模式我們是完全不懂的。

從我們的維度來說，我們認識到的所謂的能量守恆定律，可能在更高的維度來看，只是一個非常有侷限性的理論罷了。

就像時間，在我們看來是一個真實存在卻又似乎虛無的東西，其實也只不過是四維空間中的一個維度。

前不久，科學家發現了所謂的時間晶體，可以不借助任何能量，就能持續地重複某種運動。那麼，它的能量又從哪來的呢？

實際上，這種所謂的運動，其實就類似於我們三維空間中物質的排布罷了，都是有著極其完美的重複性而已。

所以，能量也是一樣的，也只是物質的另一種存在形式罷了。

能量不會憑空產生或消失，物質也不會。它們的出現，不是憑空的，而是從更高的維度裡透過某種極其高階的方式轉化過來的。

要怪的話，只能怪我們自己所處的維度太低，侷限了我們的認知。想要真正搞懂能量和質量的問題，只能期待我們早日“進化”到更高的維度了。

四、宇宙空間從何而來？

1.宇宙的一切到底從何而來？

（1）宇宙為何會存在？

人們為這個問題已經爭論不休了幾千年。全世界幾乎每一個古代文明都會有著自己對於這個問題的解釋——但儘管存在差異，但從本質上來說，他們 基本都將原因歸為某位神靈的創造。宇宙的起源問題同時也是哲學界長久以來探討的話題。然而在這場喧囂之中，科學界的聲音卻顯得格外微弱。

哈勃空間望遠鏡拍攝的影象。大質量天體會造成背景星系光線的彎曲，這是愛因斯坦的理論所預言的情景，被稱作“引力透鏡”

蟹狀星雲，這是超新星爆發留下的遺蹟。我們所在的宇宙或許只不過是一片無垠沙灘上的一顆沙粒而已

不過在最近幾年時間裡，一部分物理學家和宇宙學家們終於開始嘗試涉足這一終極問題的探討。他們指出我們目前已經大致瞭解了宇宙的歷史，並且也瞭解了可以對其進行基本描述的物理學定律。他們認為，藉助以上這些資訊，我們應該就可以探尋宇宙如何存在以及為何存在這類問題的答案。

天文學家們自己也承認，他們對於這個問題給出的回答聽上去是充滿爭議的：他們認為我們目前生活其中的，遍佈恆星的宇宙最初是從一場劇烈的大爆炸中誕生的，而在那之前什麼都不存在。天文學家們指出，大爆炸必然會發生，原因是“虛空”（nothing）本質上是不穩定的。

這樣的觀點或許聽上去會顯得非常詭異，或感覺就是另外一個瘋狂的創世學說。但物理學家們指出，這一理論是直接從物理學的兩大支柱，即量子力學和廣義相對論中推匯出來的。

可是，

（2）從“虛空”之中誕生，這怎麼可能呢？

2.真空中的粒子

“斯蒂芬五重星系”。哈勃空間望遠鏡拍攝影象

在探討這個問題之前，我們首先應該瞭解一下量子力學的一些觀點。量子力學是物理學的一個重要分支，主要適用於非常微觀的世界，如原子甚至更加微小的粒子。這是一個極為成功的理論，它實際上構成了現在我們使用的大部分電子器件背後的理論基礎。

量子力學告訴我們，並不存在所謂的“真空”。即便是最完美的真空之中實際上也充斥著粒子與反粒子，它們不斷誕生，然後幾乎在同時不斷湮滅。

這些所謂的“虛粒子”（virtual particles）存在的時間太過短暫，因而無法被直接測量到，但透過一些效應，我們可以確信它們的確存在。

時空——從零空間和零時間開始

3.多重宇宙就像這些氣泡一樣

從微觀事物，如原子，到宏觀事物，如星系。與描述微觀世界的量子力學不同，我們用於描述宏觀世界的理論則是廣義相對論。這是愛因斯坦一生最重要的成就，該理論描述了空間，時間和引力是如何運作的。

相對論與量子力學不同，並且迄今都沒有任何人能夠將這兩者成功地統一起來。然而藉助謹慎的近似方法，一些理論科學家的確已經成功地在某些具體問題上同時應用這兩大理論。比如英國劍橋大學的史蒂芬·霍金教授對於黑洞的研究便是如此。

在這樣嘗試的過程中，科學家們發現的一個情況就是，當將量子力學應用到在可能範圍內最小尺度的空間中時，空間本身將變得不穩定。在這樣的尺度上，空間不再顯示完美的平滑和連續，空間和時間都失去了其穩定性，它們混雜在一起，形成了時空的泡沫。

換句話說，微小的時空泡沫是可以自發形成的。美國亞利桑那州立大學坦普爾分校的勞倫斯·克勞斯（Lawrence Krauss）表示：“如果時空是量子化的，它們就會發生漲落。因此正如你可以創造出虛粒子一樣，你也可以創造出虛時空。”

除此之外，如果這些時空泡沫的形成是可能的，那麼它們就一定會形成。美國波士頓塔夫茨大學的亞歷山大·維蘭金（Alexander Vilenkin）指出：“在量子物理學中，如果某件事並非是被禁止的，那麼它真的發生的機率就不為零。”

4.從“氣泡”中誕生的宇宙

宇宙微波背景輻射分佈圖，這是宇宙大爆炸留下的餘暉

於是，並非僅僅只有粒子和反粒子能夠從“虛空”之中誕生並消亡：時空的“氣泡”也同樣可以。但即便如此，想象一下一個無限小的時空氣泡要變成一個內部包含有1000億個以上星系的巨大宇宙，這樣的跨越也實在太大了。難道不是嗎？即便這樣一個“氣泡”能夠形成，它也會在轉瞬之間再次消失。

但事實上，這樣的“氣泡”是有可能倖存下來的。但為了達成這樣的結果，我們還必須藉助另外一項宇宙奇蹟：暴漲。

大部分物理學家現在都同意我們生活其中的宇宙是從大爆炸開端的。起初宇宙中所有的物質和能量都被壓縮在一個無限小的點上，然後這個點爆炸了。之所以物理學家們能夠達成這樣的共識，主要源於20世紀早期的一項重要發現：觀測證據顯示宇宙正在膨脹。既然所有的星系都正在遠離我們，那麼在此之前的某一時刻，所有星系必定都曾經聚集在一起。

而暴漲理論指出，在大爆炸之後的一個階段，宇宙曾經經歷過一段急速膨脹的過程。這一聽上去有些荒謬的觀點最早是在上世紀80年代由美國麻省理工學院的阿蘭·古斯（Alan Guth）提出來的，隨後由現任職於斯坦福大學的安德烈·林德（Andrei Linde）進行了修訂。

這 項理論的主要觀點包括：在大爆炸發生之後的一瞬間，量子尺度的空間突然經歷難以想象的極速膨脹過程。在極短的時間內，原始宇宙的大小便從比一個原子核還要 小，突然膨脹為一粒沙子的大小。當這一膨脹過程最終減速時，驅動這一過程的力場轉變為充斥今天宇宙空間的物質與能量，也因此，古斯將這一暴漲過程稱作“終 極免費午餐”。

然 而更加讓人感到詭異的是，這一詭異的理論竟然與觀測現實的吻合度相當好。尤其是，它可以非常好的解釋宇宙微波背景輻射的存在，這是大爆炸留下的微弱餘暉， 這種微波輻射幾乎均勻地分佈在宇宙的各個方向，構成一種近似背景的模式。如果宇宙沒有經歷過如此快速的暴漲過程，那麼這一輻射背景的均勻度應當會差得多。

宇宙是平坦的，這很重要

研究的結果顯示，從最大的可觀測尺度上來看，我們的宇宙是平坦的。宇宙是平坦的——這一點極其重要，因為只有一個平坦的宇宙才能從“虛無”中誕生。

暴漲理論也給了宇宙學家們一把測量的工具，他們可以據此度量宇宙的幾何學特徵。對這一問題的研究結果對於我們理解宇宙如何從虛無之中誕生將具有關鍵意義。

愛 因斯坦的廣義相對論告訴我們，我們生活其中的時空可以三種形式存在。它可以表現為平坦的，就像一張桌子的檯面；它也可以具有正曲率，就像一個球體的表面， 在這種情況下，如果你旅行地足夠遙遠，你將會回到你最初出發的地方；最後一種，宇宙也可以表現為負曲率，此時宇宙在幾何特徵上的表現就像一個馬鞍。那麼究 竟哪一種才符合實際情況？

有一種方法可以找到答案。或許你還記得在你中學的數學課上，你的數學老師應該曾經告訴過你，三角形三個角的內角和等於180度。但實際上你的數學老師還遺漏了一項重要的內容，那就是這種情況只適用於平面。如果你在一個皮球的表面畫一個三角形，你會發現它的三個角的內角和會大於180度。反過來，如果你在一個具有負曲率的表面，比如一個馬鞍的表面畫一個三角形，你會發現它的三個角的內角和將是小於180度的。

那麼這樣一來，要想判斷宇宙是否是平坦的，我們就要測量一個巨大三角形的內角和。而這正是暴漲理論能夠發揮作用的地方，它決定了宇宙微波背景輻射中相對較為溫暖與較為寒冷的區域的平均大小分佈。對這些區域大小的測定在2003年完成了，這樣天文學家們便有了許多的三角樣本可以進行測量。這項研究的結果顯示，從最大的可觀測尺度上來看，我們的宇宙是平坦的。

宇宙是平坦的——這一點極其重要，因為只有一個平坦的宇宙才能從“虛無”中誕生。

所有現在存在的事物——恆星，星系以及我們藉以看到世界的光線，所有這一切必定源自什麼地方。我們已經知道粒子可以在量子層面上從虛空之中誕生，而要想產生出宇宙中的全部恆星和行星，將需要巨大的能量才能實現。

5.宇宙本身究竟是從何處獲得這麼多的能量的？

詭異的是，它或許根本就不需要去獲取能量。這是因為宇宙中的任何物體都會產生引力，這種引力會對其周圍的其他物質產生一股拉力。這種引力將會平衡掉最初用於創造物質的的能量本身。

這就有點像是一把舊式秤桿，你在一頭放上重物，而在另一端放置砝碼，直到兩者的重量相等。而在宇宙的案例中，物質被放在了秤桿的一端，放在秤桿另一端的砝碼就是引力，它必須能夠平衡掉物質的重量。

物理學家們的計算顯示，在一個平坦的宇宙中，物質中所蘊含的能量恰好被這些物質產生的引力所具有的能量所平衡掉。但這一點也僅僅適用於平坦宇宙的情形。如果宇宙具有曲率，那麼這兩者將難以相互抵消。

6.單一宇宙還是多重宇宙？

在宇宙的案例中，物質被放在了秤桿的一端，放在秤桿另一端的砝碼就是引力，它必須能夠平衡掉物質的重量

到了這一步，建立一個宇宙看起來似乎很容易了。量子力學告訴我們“虛空”是不穩定的，於是一開始從“什麼都沒有”到“有什麼”這一步似乎是不可避免的。隨後 在經歷暴漲過程之後，大爆炸中產生的那個微小的時空“氣泡”迅速膨脹並最終成為我們今天看到的這個巨大而繁忙的宇宙。正如克勞斯所指出的那樣：“根據我們 所瞭解的物理學原理，我們的宇宙應當是從‘空無一物’之中誕生的——沒有空間，沒有時間，沒有粒子，沒有任何我們已知的東西。”

那麼這一過程為何只發生了一次呢？如果可以有一個時空“氣泡”從虛無之中誕生，並經歷暴漲之後成為我們生活其中的宇宙，那麼有沒有可能這樣的過程會多次發生，並且產生多個類似的宇宙呢？

對於這個問題，林德給出了一個簡單但讓人有些難以理解的答案。他認為宇宙正在被不斷的創造出來，並且這樣的過程將會永遠地持續下去。

林德指出，當一個新生宇宙停止暴漲，它將仍然被一個持續暴漲的空間所包圍。這個暴漲的空間中產生出更多的宇宙，而它們的周圍也同樣是更多持續暴漲的空間。因 此一旦暴漲開始，它應當會持續不斷地產生出大量的宇宙，也就是林德所謂的“永恆暴漲”。我們所在的宇宙或許只不過是一片無垠沙灘上的一顆沙粒而已。

那些宇宙可能會與我們生活的這個宇宙存在著深刻的差異。在另外一個宇宙中，空間或許有5個維度，而不是像我們宇宙中的3維，即寬度，長度和高度，那裡的引力作用或許要比我們強上10倍，但也有可能弱上1000倍，甚至根本就不存在引力。那裡的物質也可能是由完全不同性質的粒子所組成的。

因此完全有可能存在著許許多多形形色色的宇宙。林德表示所謂的“永恆暴漲”並非僅僅是“終極免費午餐”，它還是唯一一場你可以吃到任何一樣美食的方式。

宇宙最震撼的事實

天體物理學家 Neil DeGrasse Tyson 接受《時代週刊》的一個採訪時被問到，“關於宇宙，你覺得最震撼的事實是什麼？”這支短片的內容便是他的回答。

間，存在著這樣一個事實。它顯現在我們能構想的所有尺度上。小至分子、原子和亞原子微粒；大到恆星、星系、類星體、星系間的氣體雲，以及宇宙微波背景。從最弱最弱的低頻光子，到最大的星系；從最不穩定的地心鈾原子衰變，到形成於460億光年外的首批中性氫原子。從、電磁力、強核力和弱核力，到粒子的存在和粒子的特性。

人類總覺得，相比宇宙的浩瀚自己如此渺小，但其實宇宙存在於你我之間，因為構成你我的那些原子正是來自宇宙的星辰，所以我們與宇宙存在著聯絡。很多人畢生追尋存在感，渴望成為大千世界的一部分，渴望自己與周遭發生的事件有所關聯，成為事件的參與者，但只要我們活著，我們就已經是參與者……這便是關於宇宙最震憾的事實，你我，其實皆是宇宙。

五、宇宙時間從何而來？

1.時間流動是真實的還是一種假象？

時間流動是一種假象，而且真誠地說，我不知道有多少科學家和哲學家會對此持有異議。之所以說它是假象，是因為如果不這麼認為，那所謂時間在流動到底是指什麼呢？當我們說某種東西像河水一樣流動，意思是某時某刻河流的一部分在之前的某個時刻處於另一個位置。換句話說，河水會隨時間而運動。但是，時間無法隨時間運動——時間就是時間。許多人在思維上犯了一個錯誤，認為時間不會流動的說法意味著沒有時間，時間不存在。這太荒謬了。時間當然存在。我們用鐘錶來測量它。鐘錶測量的不是時間的流動，而是測量時間的間隔。當然，不同事件之間存在著時間間隔；這正是鐘錶所測量的。

2.時間流動的印象從何而來？

我想要做個類比。假設我站著，旋轉幾圈後停止。然後我就會有一種壓倒一切的感覺，覺得整個宇宙都在旋轉。我感覺到旋轉，但我知道宇宙並沒有旋轉。類似的，我感覺時間在流動，但當然，我知道它並沒有流動。而且，有可能對這一假象的解釋與大腦中某些東西有關，並且與記憶（比如放下某段記憶）存在聯絡。因此，這是我們的一種感覺，但不是時間本身的性質之一。

人們思考的另一件事是：他們認為否定時間的流動就在否定時間對於世界的不對稱性。當然，世界上的事情都遵循一個方向序列。把雞蛋丟到地上，它就會破裂。你不會看到雞蛋重新組裝起來。地震後建築物會傾倒，而它們不會自動從碎石堆中重新崛起。日常生活中還有許許多多這樣在時間中不對稱的例子；這是世界本身的性質。這不是時間的性質，而對此的解釋可以追溯到非常早期的宇宙及其初始條件。那就是一個完全不同且值得尊重的課題了。

3.時間會不會流動？

那是哲學的一部分。

4.時間是宇宙的根本嗎？

時間和空間是我們制定當前所有宇宙理論的框架，但還存在一些疑問，它們是否可能是宇宙中後來出現，或者說次要的特性？或許宇宙的法則根本上是根據某種“前空間”和“前時間”制定的，而這些“時空”來自某種更加基礎的東西。

現在，很明顯，我們在日常生活中經歷的是一個三維的世界和一維的時間。但是，回到大爆炸的時候——我們並不知道宇宙如何在大爆炸中誕生，但我們認為量子力學可能與此有關——可能就是我們所說的經典時空的概念，一切似乎都有明確的定義，也許這一切都已經終結。因此，也許不僅僅是物質世界和能量，甚至時空本身也是宇宙早期階段的特殊產物。我們不知道。這項工作還有待研究。

5.時間是後來產生的？

在我的職業生涯開始之前，有關時空是後來產生的，是次要特徵——來自某種更加原始，或者說某種在我們對自然的描述中處於基礎位置的東西——的說法一直縈繞在我們周圍。美國理論物理學家約翰·惠勒（John Wheeler）相信這一說法，並在20世紀50年代為此撰文，稱存在某種前幾何學促成了幾何學的出現，正如原子促成了連續彈性體的出現。人們對這一說法很感興趣。

問題在於，我們沒有任何相關的實驗。你可以能為此想象出數學模型，但驗證它們似乎毫無希望。我認為原因在於，大多數人感覺如果存在某種支撐時間和空間的東西，以及任何偏離我們對時間和空間連續認知的概念，可能都只會在所謂的普朗克尺度上表現出來。這一尺度比原子核還小20個數量級，而我們目前最好的儀器只能探測比原子核高几倍的尺度。我們在普朗克尺度上以可控方式進行探測是非常困難的。

6.如果多重宇宙存在，它們是否有一個共同的時鐘？

不同觀察者和不同地方的時間相互比較，即使在同一個宇宙中也是一件很微妙的事情。當你談論時鐘的速率是多少時，比如說在黑洞表面附近，那裡時鐘的速率就與地球上的時鐘有很大不同。因此，甚至一個宇宙中都沒有共同的時鐘。

但是，如果現在存在一個多元宇宙，無論每一個宇宙是否都具有各自的時間，你都只能在擁有某種訊號傳遞途徑的前提下，對兩個宇宙的時間進行比較。這取決於你的多元宇宙模型。現在宇宙學家們提出了很多模型，在其中一個經常談論的模型中，各個宇宙似乎都處於一個膨脹的超級結構——外形上如同泡泡——之中，並沒有能直接比較兩個泡泡之間時鐘差異的方法。

在認識時間的最新進展中，你覺得最令人興奮的是什麼？

我對一個實驗室在時間感知方面所做的工作尤其感興趣，因為我認為他們有能力在接下來幾年裡很快做出成果。例如，在一些著名的實驗中，人們顯然是在特定時刻自由做出了決定，但後來發現，這些決定其實是在稍早之前做出的，表明他們自己對時間以及在那段時間內行為的感知在事件過後經過了某種編輯。當我們觀察世界的時候，我們看到的是一個明顯連貫和流暢的敘事，但實際上，大腦會不斷受到來自不同感官的資料轟炸，並將其綜合在一起。大腦將資訊整合，然後呈現出一種連貫的敘事，似乎這就是我們感知到的世界本身。於是，我們就有了這樣一種印象，覺得我們主導一切，一切都很順利。但是，事實上，大部分世界都是在事件之後重建的某種敘事。

當然，尤其令人震驚的是看到人們做出合理反應的速度，要比思考的速度快得多。你只需想象一個鋼琴演奏者，或者一個網球運動員，你就能明白他們不可能做出有意識的決定——“那個球正以這個方向飛過來；我最好移動到那裡擊球”。訊號到達大腦，然後從大腦再發出訊號到運動系統，做出反應，這段時間太長了。然而，他們依然會有一種壓倒一切的印象，覺得自己是在實時地觀察世界，並且掌控著一切。我認為這些都是非常吸引人的東西。

就基礎物理學而言，關於時間有什麼特別新的發現嗎？

我認為答案是並不見得。確實有一些新的觀點出現。我認為仍然是基礎性的問題；我們已經談論了其中一個問題：時間是後出現的性質，還是基礎性質？還有時間箭頭的終極起源問題，即世界在時間上的不對稱性，仍然存在爭議。我們知道必須追溯到大爆炸，但還有各種沒有完全解決的問題縈繞在周圍。不過，從時間測量或任何暴露時間本質的角度來看，這些都是某種空想的哲學性或理論性的問題。

當然，我們總是期待做實驗的同事們改進時間的測量。在某些階段，測量手段將變得足夠好，我們毫無疑問將看到某些奇特的現象出現。還有一個突出的根本問題，即儘管物理定律大部分情況下在時間上是對稱的，但是在某些情況下，有一組過程必須與弱相互作用有關，此時這種時間反轉的對稱性會出現少量明顯的基礎性崩潰。這一過程似乎發揮了重要作用，並且整合到了更廣大的宇宙拼圖中。我認為有些東西依然在發揮著作用。因此，粒子物理學領域還需要進行更多實驗，或許才能解開這個時間反轉的不對稱性難題。

你的猜想，你想象是什麼？