宇宙从「无」经过虚数时间诞生？

黄启新

日本Newton科学杂志在2006年3月出版了一本名为《宇宙・从无诞生》1的图解科学杂志 。

以下是该杂志所阐述的宇宙创生方案(scenario):

  1. 宇宙从「无」(或作虚空)，经过“虚数时间”(Imaginary Time)诞生
  2. 急剧膨涨(Inflation)
  3. 大爆炸(The Big Bang)
  4. 物质诞生
  5. 宇宙天晴
  6. 天体诞生
  7. 银河系诞生
  8. 太阳系(包括地球)诞生

上述过程(2)至(8)符合我们现在所能观测的宇宙，例如红移(Red Shift)现象和微波背景辐射(Microwave Background Radiation)等，普遍被一般宇宙学家(cosmologists)所支持及接纳。可是过程(1)却是一些大胆而没有拫据的假设或臆测。笔者认为有 必要在此加以澄清，以免读者有所混淆。

宇宙从「无」诞生？

Newton杂志把“宇宙从「无」诞生”这个假设，归功于美借俄裔宇宙学家威令根(Alexander Vilenkin)2,3。威令根在1982年发表了一篇名为「从无而来的宇宙创生」(Creation of Universes from Nothing)的文章4。根据量子力学，即使在真空中，粒子(particle)和反粒子(anti-particle)会成对地产生，然后在很短的时间内成对地消灭。威令根于是提出在没有物质，没有能量，甚至连「空间」和「时间」也没有的「无」(或作“虚空”)中，量子涨落(Quantum Fluctuations)可能会产生10 -34cm大小的微型宇宙。微型宇宙有可能通过量子力学(Quantum Mechanics)的隧道效应(Tunnel Effect)5「自发地」诞生。微型宇宙继而急剧膨涨，最后形成我们现在的宇宙。

无神论者喜欢这个假说，因为他们认为如果宇宙生于「无」的话，就不需要上帝来作宇宙创生的第一因(The First Cause)。

可是我们要注意，在这里问题并非宇宙是否从「无」中生「有」，因为若上帝愿意的话，衪绝对可以从「无」把宇宙创造出来；问题是在于宇宙是否可以如威令根所说，在不需任何外来力量驱使下，「自发地」诞生。

其实我们只要问以下几个问题，就可以看出宇宙不可能如威令根所说「自发地」诞生:

(1) 在「无」(即没有物质、没有能量、没有空间、没有时间)的状态下，为什么会「有」例如量子力学等物理定律呢？
(2) 这些物理定律从何而来呢？为什么这些物理定律在宇宙还未诞生之前已经存在呢？
(3) 谁规定没有物质、没有能量、没有空间、没有时间的「无」，必须受到这些物理定律所支配呢？

我们不能期望威令根的理论或其他理论能够解答以上的问题。宇宙学家所利用来寻找宇宙起源的工具 — 物理定律，亦必须有其创造者。即使物理学家能够找到终极的统一场理论，并利用该理论计算出宇宙是怎样诞生的，亦不能解释统一场理论是谁创造的。

虚数时间

1983年，哈图(James Hartle)及霍金(Stephen Hawking)为了逃避在大爆炸里「奇点」(Singularity)的出现，于是提出了宇宙诞生时的时间是「虚数」(imaginary number)而非「实数」(real number)6。

为什么要逃避奇点的出现？因为奇点的体积为零，而温度和密度均为无限大。所有已知的物理定律都会在奇点崩溃，因此物理定律无法解释大爆炸从何而来，而最合理的解释是上帝以大爆炸创造了宇宙。

哈图和霍金希望逃避奇点的出现，去证明宇宙从未受造，也不会毁灭，从而避开创造者上帝的需要性。

可惜霍金的假说并未能避开创造者上帝的需要性，因为他们的假说是基于量子力学的。正如上面提到，他们并不能解释量子力学为何会在宇宙还未诞生之前已经存在，亦不能解释谁规定没有物质、没有能量、没有空间、没有时间的「无」，必须受到量子力学所支配。

理论物理学家帖勒(Frank Tipler)指出，霍金只是不自觉地以量力奇点取代广义相对论奇点：

“一个[如霍金所提出的]量子宇宙，必须包含不只一个四维球体，而是无限个不同可能性半径的球体。可是因为半径为零或少于零的球体都是无意义的，所以一个半径为零的四维球体，就成了霍金宇宙的界限......他[霍金]虽然排除了古典奇点(时间的开始)，但它却以另一种形态重现，古典奇点变成一个有所有可能性的四维球体的「开始」。 ”7

霍金本人曾承认，在虚时间里的宇宙历史中没有奇点的存在，可是当我的回到我们所处的实时间时，那里似乎仍有奇点的存在。 8 哈图和霍金虽然利用虚数时间的数学把戏硬将奇点从大爆炸中移除，但无可否认奇点仍以黑洞的形式出现于我们的宇宙中。既然奇点确实存在于我们的宇宙中，为何我们不能接受它亦曾在大爆炸中出现呢？

最后霍金亦得承认他的理论只是一个「提议」而矣，并不能从其他原理推论出来。 9

结论

宇宙是上帝以大爆炸创造出来的，上帝亦同时创造了物理定律来支配这个宇宙，令万物井井有条。单靠物理定律并不能够解释宇宙如何诞生，因为物理定律在宇宙创生前并不存在。

一些科学杂志，有时为了吸引读者，不惜加入一些未被证实，但充满科幻小说味道的假设或臆测。即使这些假设是由一些比较有名的科学家提出，我们亦不可以轻易相信。

圣经多处清楚说明宇宙是上帝所创造的：

创世记 1:1 起初　神创造天地。
列王记下 19:15 神阿、你是天下万国的　神．你曾创造天地。
历代志上 16:26 外邦的神都属虚无．惟独耶和华创造诸天。
历代志下2:12 创造天地的耶和华以色列的神、是应当称颂的、
诗篇96:5 外邦的神都属虚无．惟独耶和华创造诸天。
以赛亚书37:16 坐在二基路伯上万军之耶和华以色列的神阿、你、惟有你、是天下万国的神．你曾创造天地。
以赛亚书 40:28 永在的　神耶和华、创造地极的主、并不疲乏、也不困倦．他的智慧无法测度。
以赛亚书42:5 创造诸天、铺张穹苍、将地和地所出的一并铺开、赐气息给地上的众人、又赐灵性给行在其上之人的神耶和华、
以赛亚书44:24 我耶和华是创造万物的、是独自铺张诸天、铺开大地的。
以赛亚书45:18 创造诸天的耶和华、制造成全大地的神、他创造坚定大地、并非使地荒凉、是要给人居住．他如此说、我是耶和华、再没有别神。
以赛亚书 51:13 却忘记铺张诸天、立定地基、创造你的耶和华．
耶利米书 10:12 耶和华用能力创造大地、用智慧建立世界、用聪明铺张穹苍。
耶利米书32:17 主耶和华阿、你曾用大能和伸出来的膀臂创造天地、在你没有难成的事．
耶利米书 51:15 耶和华用能力创造大地、用智慧建立世界、用聪明铺张穹苍。
马可福音 13:19 自从　神创造万物直到如今、并没有这样的灾难．后来也必没有。
使徒行传14:15 我们传福音给你们、是叫你们离弃这些虚妄、归向那创造天、地、海、和其中万物的永生神。
使徒行传 17:24 创造宇宙和其中万物的　神、既是天地的主、就不住人手所造的殿．
以弗所书3:9 又使众人都明白、这历代以来隐藏在创造万物之神里的奥秘、是如何安排的．
希伯来书1:2 就在这末世、借着他儿子晓谕我们、又早已立他为承受万有的、也曾借着他创造诸世界．

其实上帝早知道人类会不相信衪创造宇宙和人类。圣经以赛亚书 29:16说：

「你们把事颠倒了．岂可看窑匠如泥么．被制作的物岂可论制作物的说、他没有制作我。或是被创造的物论造物的说、他没有聪明。」

我们虽然在宇宙中渺小如泥，但上帝仍然爱我们，甚至差派衪的独生子耶稣为我们受死。但愿无神论者放弃成见，接受上帝创造宇宙这个事实，并接受耶稣基督作为他们的救主。

 

1. 《宇宙・無からの誕生 — 137億年の進化？変遷？》, Newton Press ISBN4-315-51768-2
2. 《ゼロと無限の科学》, Newton Press ISBN4-315-51769- 0, p.54.
3. 其实Edward Tyron早在1973年已经主张，宇宙诞生可能是由真空涨落所引起的。参看Edward Tyron, "Is the Universe a Vacuum Fluctuation?" Nature 246 (1973), pp.396-397.
4. A. Vilenkin, "Creation of Universes from Nothing" Phys. Lett. B117 (1982) pp.25-28.
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