深度科普：宇宙诞生于138亿年前大爆炸，到底是谁启动了大爆炸？

著名物理学家霍金，这位科学界的传奇人物，在其著作《大设计》中掷地有声地提出：量子理论最新的推算表明宇宙从不需要创始者 ，宇宙银河系太阳系地球，以及所有一切事物都可以无中生有，它们可以在量子论的空间中自发产生，所以我们真的不需要上帝来创造宇宙，只需遵循物理定律就可形成。

霍金及其合著人伦纳德・曼罗蒂诺坚信，物理法则具有让整个宇宙自发形成的神奇力量。

量子理论认为，在微观世界里，粒子可以在极短的时间内凭空出现，然后又迅速消失，这种现象被称为量子涨落。这就好比在一片看似平静的湖面下，时刻都有无数微小的涟漪在短暂泛起又迅速平息。

科学家们已经在实验室中成功观察并测量到了这种粒子的 “凭空出现” 与 “消失”，就像在现实中捕捉到了这些微观世界里的神秘涟漪。

从量子涨落的角度来看，宇宙的诞生就像是一场宏大的 “量子涨落盛宴”。在宇宙诞生之前的虚无中，量子涨落时刻都在发生。大多数情况下，这些量子涨落只是昙花一现，如同夜空中稍纵即逝的流星，瞬间消逝。

但在极其特殊的情况下，某些量子涨落没有像往常一样消散，而是开始持续发展和扩张。它们就像是获得了神奇的力量，不断吸引周围的物质和能量，逐渐形成了最初的物质团块。随着时间的推移，这些物质团块不断演化、合并，最终构建起了我们如今所看到的这个浩瀚无垠的宇宙，从虚无中创造出了一个充满无限可能的世界。

尽管量子理论为宇宙诞生于虚无提供了一种极具创新性的解释框架，但当我们深入探究宇宙诞生前的那一刻时，就会发现量子理论面临着诸多棘手的困境，这些困境也引发了科学界和神学界激烈的争论。

根据目前最成熟的宇宙起源论 —— 大爆炸理论，宇宙源自于一个奇点，在这个点上，一切物质、空间、时间和能量甚至物理定律似乎都是从这个点爆发出来的。

然而，当科学家们试图运用物理基本定律去解释大爆炸究竟是如何发生的时候，他们遭遇到了 “奇点” 这个巨大的障碍。在奇点处，物质的密度无穷大，时空的曲率也无穷大，现有的物理定律似乎变得无效了 。

这就好比当我们驾驶着物理定律这艘飞船驶向宇宙诞生的源头时，却突然遭遇了一片无法逾越的 “风暴区”，所有的 “导航系统” 都失灵了，我们无法再依靠现有的理论工具来理解和解释眼前的一切。

例如，广义相对论在描述宏观世界的引力现象时取得了巨大的成功，但在奇点处，广义相对论的方程却无法给出合理的解，这使得我们对大爆炸的初始时刻感到无比困惑，理论上似乎必须有一个超常的上帝来驱动这一切，而这对于秉持科学理性的科学家来说，无疑是一个巨大的挑战。

从量子理论的角度来看，虽然量子涨落可以解释宇宙如何从虚无中产生物质，但对于物理定律是如何以及何时起源的，我们却知之甚少。

如果宇宙是自发创世的，那么这就要求在大爆炸前就有自然规则存在，霍金所说的虚无是一种物理定律支配的量子真空。但问题是，这些物理定律在宇宙诞生前又是如何存在的呢？它们的起源又是什么呢？

这就如同我们发现了一座神秘的城堡，城堡里的一切都遵循着特定的规则运行，但我们却不知道这座城堡是如何建造的，那些规则又是由谁制定的。有些物理学家提出，我们目前还无法确定物理定律的起源和时间，这就使得量子理论在解释宇宙诞生的最初始阶段时，显得有些底气不足 。

就好比我们试图用一幅拼图来还原宇宙诞生的全貌，但在关键的起始部分，却缺失了许多重要的拼图碎片，导致我们难以完整地描绘出整个画面。

神学家们则从另一个角度对量子理论提出了质疑。

当神学家们谈到宇宙起源之前已有的存在时，他们想象宇宙曾是虚空，那意味着有某物超越了宇宙，创造了宇宙，将宇宙从虚无发展至有物质，这个超常的实体就是上帝。在他们看来，霍金的理论虽然看似合理，但却无法解释物理定律在宇宙诞生前的存在基础。

他们认为，量子理论所描述的虚无和其中的量子现象，也应该存在于某种形式下，而这种形式的背后必然有一个超自然的创造者。就像我们看到一本写满了规则和知识的书籍，我们会自然而然地想到这本书是由某个作者创作出来的，同样地，神学家们认为宇宙背后也必然有一个 “作者”，即上帝 。

他们坚信，在宇宙处于虚空状态之前终归需要一个开始，即某种超自然的力量推动了宇宙形成。

例如，许多神学家支持 BGV 定律，它由三位杰出的主流物理学家提出，阐述了 “任何一个膨胀宇宙必有其起源” 这一观点，他们认为这是真理，即使这个宇宙处于多重宇宙的环境中，只要其他宇宙也在同时膨胀，都有一个起源，其所展示的每个膨胀中的宇宙模型定会需要引入时间的边界，即使这一边界将是向新型物理学的过渡，即使在那个环境下，仍然需要边界，所以他们认为宇宙的起源离不开超自然力量的作用。

科学家们也在不断努力寻找解决这些困境的方法。

霍金和其他无边界假设的支持者们认为宇宙并非始于一个奇点，更像一个圆顶，大爆炸一发生，时空就扭曲在一起。根据无边界假设，物理定律一直有效，空间和时间没有边界，没有边缘，没有开始，没有奇点，所以试图回到宇宙初始就像试图去往北极的北边，或是达到比一个圆顶更高的地方，那是无法到达的，因为根本没有这样的地方。若沿着宇宙历史回溯到以为的最初时刻，一切全都融合成了某种量子模糊，所以从未存在一个起点，宇宙是自给的，没有以前，时间也不能延伸至永恒，空间和时间随宇宙诞生而诞生，所以这样一来，就没有起始的一点 。

然而，这种观点也并非得到了所有人的认同，神学家们就指出该假说并没有明确说明宇宙会无限地回缩至时间之中，只提到初始阶段一切都处于混沌状态，说白了，还是存在一个起点的。

量子理论在解释宇宙诞生时虽然带来了新的曙光，但在宇宙诞生前的物理定律起源、奇点等问题上仍然面临着诸多困境，科学家和神学家们基于各自的立场和理论依据，展开了激烈的争论，这也促使我们不断深入思考宇宙的本质和起源这一终极问题，激励着科学界继续探索，寻找更加完善的理论来解开宇宙诞生的奥秘。

面对量子理论在解释宇宙诞生时遭遇的困境，霍金和其他无边界假设的支持者们提出了一种极具创新性的观点，试图打破这一僵局，为宇宙起源的探索开辟新的道路 。

无边界假设认为，宇宙并非像传统大爆炸理论所描述的那样始于一个奇点。在传统观念中，奇点是一个密度无穷大、时空曲率无穷大的点，所有物理定律在奇点处都失效，这使得我们对宇宙最初的状态难以理解。而无边界假设则提出，宇宙更像是一个圆顶。

当大爆炸发生的瞬间，时空并非从一个无限小的点开始膨胀，而是以一种独特的方式扭曲在一起 。这就好比一个没有尖锐顶点的圆顶，不存在一个绝对的起始点，宇宙从一开始就以一种相对平滑的状态开启了它的演化历程。

在这个假设中，物理定律一直有效，空间和时间没有边界，没有边缘，也没有开始和奇点。试图回到宇宙初始，就如同试图去往北极的北边，或是达到比一个圆顶更高的地方，这是无法实现的，因为这样的位置根本不存在。沿着宇宙历史回溯到我们以为的最初时刻，一切并没有汇聚到一个明确的起始点，而是全都融合成了某种量子模糊状态 。

这种量子模糊状态，意味着宇宙在最早期并非是一个清晰可辨的、遵循经典物理规律的系统，而是充满了量子不确定性和波动性，所有的物理量都处于一种不确定的叠加态中。在这种状态下，我们无法用传统的时间和空间概念去定义一个确切的起点，宇宙是自给的，没有所谓的 “以前”，时间也不能延伸至永恒，空间和时间随宇宙诞生而诞生，所以不存在一个传统意义上的起始点。

无边界假设对传统宇宙起源观念发起了强有力的挑战。

传统观念中，宇宙有一个明确的起始点，从这个点开始，时间和空间以及物质和能量开始演化。而无边界假设则打破了这种线性的、有明确起点的思维模式，让我们重新审视宇宙的诞生和演化过程 。它暗示着宇宙的存在可能是一种更加自然、自洽的状态，不需要一个超自然的力量或明确的起始推动。

例如，在传统观念中，我们总是试图寻找宇宙诞生的第一推动力，就像一个机械钟表需要有人上紧发条才能开始运转一样。但无边界假设下的宇宙，更像是一个自我维持、自我演化的系统，它从一开始就处于一种动态的平衡和演化之中，不需要外部的 “上发条者”。

无边界假设也并非毫无争议。

神学家们对这一假设提出了反驳，他们认为该假说并没有明确说明宇宙会无限地回缩至时间之中，只提到初始阶段一切都处于混沌状态，这意味着实际上还是存在一个起点的 。从科学的角度来看，无边界假设虽然在理论上提供了一种优美的解决方案，但目前还缺乏直接的观测证据来支持。

由于我们无法直接观测到宇宙诞生初期的状态，对于无边界假设所描述的量子模糊状态和时空的特殊结构，还只能停留在理论推测和数学模型的层面 。然而，尽管面临诸多挑战，无边界假设依然为我们理解宇宙的起源提供了一个重要的方向，激励着科学家们不断探索和研究，寻找更多的证据来验证或完善这一理论。