根据目前的科学观测与理论框架,我们所认知的可见宇宙约在138亿年前诞生,误差范围上下约为2000万年。
然而,若要涉及整个宇宙的整体,或者提出多元宇宙的假设,则尚无确切答案。不可见宇宙的尺寸和存在状态皆是未知数,我们不能断言它是否通过与可见宇宙类似的过程形成。
关于“塑造我们宇宙”的叙述,古代有神创造世界的传说,之后是“宇宙大爆炸”理论,到史蒂芬·霍金等人,则诠释为霍金-哈特尔无边界状态下的量子现象,在模拟宇宙理论中,则称之为“模型的启动”。
20世纪60年代,史蒂芬·霍金与罗杰·彭罗斯证明,在曲率足够大的时空中,时空不可避免地会坍缩,而爱因斯坦的引力方程在这种情况下将不再适用,需要新的量子引力理论来解释。彭罗斯-霍金的奇点定理指出,时空无法从一个奇点稳定平滑地展开,因此,“大爆炸奇点”这一概念是站不住脚的。
为弥合观测事实与理论之间的不符,1980年,美国物理学家阿兰·古斯提出了暴胀理论:在宇宙极早期,即10^-35秒到10^-34秒的极短时间内,宇宙经历了一次剧烈的加速膨胀。
暴胀宇宙论不仅预测了宇宙的不均匀性,而且对这种不均匀程度进行了估算。根据海森堡的测不准原理,在暴胀时期,宇宙中出现了微小的量子热力学起伏,这些起伏被暴胀过程放大至宏观尺度,成为现今宇宙结构的种子。暴胀理论还预测,这些初始起伏具有尺度不变性和高斯分布的特性。
以上预言已通过对宇宙微波背景辐射的测量得到验证。
霍金将理查德·费曼的总和历史法应用于探究宇宙的起源,该方法涉及对时空内每一条可能发生的世界线进行总和,这其中必须考虑到宇宙的边界条件,而最特别的边界条件便是不存在边界。1981年,霍金发表《宇宙边界条件》一文,提出宇宙可能不具备边界,没有明确的起始或终结。
1983年,霍金与詹姆斯·哈特尔共同提出了一个无边界的宇宙模型,在普朗克时期之前,由于量子力学的不确定性,宇宙并无明显的时空边界;在宇宙极早期,只有空间而没有时间,因此宇宙起源的概念毫无意义。
霍金后来多次阐述,宇宙可能通过量子机制在虚无中自发形成。
我们可以构建这样的宇宙模型:宇宙的总能量为零。
在这样的模型下,恒星的能量可以通过引入引力来平衡,引力是相互吸引的,其能量为负,将引力束缚的系统(例如地球与月球)分离需要做功。
然而,地球的引力能仅占地球物质粒子不变质量对应能量的亿分之一不到。恒星的引力能更加负值,且恒星越小,其引力能越负。但通常在恒星引力能抵消自身不变质量之前,恒星已坍缩成黑洞,而黑洞具有正的能量。
这使得真空相对稳定,避免了在你眼前随机出现恒星或黑洞的状况——亦即避免了量子波动给你带来不测。
而整个宇宙却能自发地涌现。因为引力塑造了时空,让部分时空相对稳定而整体不稳定。在整个宇宙尺度下,物质的能量可以被引力的负能量抵消至零。
由此,宇宙可以从无中自我创造,无需特别的奇点或任何形式的创世者。
过去几十年里,众多无需大爆炸奇点的宇宙学理论不断涌现。
三十多年前,曾广受欢迎的永恒暴胀模型认为,宇宙是一个永无止境的高速膨胀的伪真空,在其中随机形成膨胀减缓的岛宇宙。
这个理论可以与开放宇宙的遥远未来或大撕裂理论结合,提出我们的宇宙未来可能回归永恒暴胀。
近年来,一些质疑永恒暴胀必须有起始点的论文,尽管有些荒谬,却也出现在同行评议论文集中。因此,在该领域,人们可以大胆地进行思考。
支持模拟宇宙论的一个主要论点是:
如果一个先进的文明对“自己的历史”或“落后文明的发展”感兴趣,并且有能力创建模拟世界,他们很可能会建立模拟世界来研究模拟出的文明。这一过程可以不断重复(一个先进的文明可能模拟多个落后文明)并进行多层次嵌套(模拟出的文明在一定阶段也可能建立自己的模拟)。因此,在多重宇宙中,虚拟文明的数量可能远超实体文明,我们身为虚拟文明的概率非常高。
2001年至2003年,英国牛津大学哲学教授尼克·博斯特罗姆提出,一台质量与行星相当的超级计算机,每秒可进行10^42次运算,有能力运行整个人类规模的模拟,包括所有人的记忆、思想和感觉。博斯特罗姆提出了一个三难选择,认为以下三个命题中必有一个为真:
1、文明发展到能运行高度逼真的模拟的几率接近于0;
2、先进文明对模拟自身进化史的兴趣接近于0;
3、我们是先进文明模拟出来的几率接近于1。
博斯特罗姆认为,显然,前两个选项不可能为真,因此第三个选项必定成立。
但悲观主义者可能会认为,第一个选项的可能性更大。
看似极其复杂的模拟宇宙底层规则,其实并不复杂。康威的生命游戏这种简单的规则,在大尺度上就能产生巨大的混乱和秩序。2020年引起关注的斯蒂芬·沃尔夫勒姆的数学结构理论也有类似的观点。
如果我们能找到这个模拟系统的重大错误,就能证实模拟宇宙论。考虑到具体情形,这可能比研究其他宇宙理论还要简单。当然,也可能我们无法发现这个错误,或者错误看起来像是一种机制。
至于“人类在这个世界中以何种姿态存在”,这是一个次要问题。
如果你相信你所认识到的即是实体,那么人的姿态便是你感官所告诉你的那样。
如果你相信你所认识到的一切都是大脑中的信号,或者“类似大脑的东西”中的信号,那么不存在所谓的“人的真实姿态”,你所能把握的不过是你建立的种种模型。
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