（譯文。原著者：Laura Mersini-Houghton)
第四章 宇宙起源的模型
物理學家最高興的時候，是他們發現了新問題，其次是找到了新的解決方案。(有時，當他們聽到有人說自己比同事更聰明時也挺高興）。新問題意味著可能有新發現，也意味著不會感到無聊了。而量子世界的魅力就在於，它從未停止為老事情提出新問題和新洞見，這包括宇宙膨脹的豐富故事。
2000年從威斯康星大學密爾沃基分校獲得博士學位後，我決定將大部分時間投入宇宙學研究。憑直覺，我知道這一領域即將進入黃金時代。技術讓我們能夠更深入地探索外層空間和微觀空間，而宇宙學標準模型，這個描述宇宙演化的主流理論模型，比以往任何時候都蘊含著更多的奧秘，新一代科學家將有機會解開這些奧秘。
在我開始新選擇的科學生涯時，有一個謎團特別吸引我的興趣。
在宇宙學的標準模型中，大爆炸結束後的幾分之一秒，宇宙大約隻有一個藍莓那麽大。它已經脫離了最初的暴脹階段，是一個經典天體了（其內部的物質仍是量子的）。雖然其增長不再加速，但仍在繼續膨脹。
首先，當最原始的那片空間像氣球一樣被吹大而向各個方向擴展，並覆蓋了這個嬰兒一樣的整個宇宙時，裏麵的萬物也都跟著被拉伸。
“拉伸”是什麽意思呢？需要說明：我們雖然假定粒子被拉伸的尺度與宇宙相同，這並不意味著一個電子突然變得和當時整個宇宙一樣可比。相反，被拉長的是粒子的波長。這些粒子本身仍然是亞原子，受量子理論支配，因此保留了波粒二象性。總結一下，隨著宇宙的膨脹，這些光子和粒子的波長會被拉長，而不是粒子本身。
這一現象能說明另一個問題：初始宇宙的冷卻。當這些波粒的波長擴大時，它們的能量以相同的比例關係減少【能量與頻率成正比】，這導致整個宇宙在膨脹時會均勻地冷卻下來。
也就是說，暴脹結束後，宇宙的溫度會繼續下降，因為宇宙還在繼續膨脹。但是，膨脹粒子的能量必須流向某個地方—它們確實流向了某個地方。膨脹粒子衰變成其他物質和光粒子，並將其能量全部轉移給了它們，這個過程被稱為再加熱。不過，這是個錯誤的名稱。事實上，宇宙並沒有重新加熱；相反，它充滿了輻射，就像喬治-伽莫夫在他的熱大爆炸模型中預言的那樣。再加熱這個錯誤的名稱，來自於我們對宇宙在暴脹和伽莫夫的熱大爆炸之後類似性質做解釋的時候。
宇宙膨脹時的持續冷卻為基本粒子--質子、中子和電子--的穩定創造了條件。它們首次出現在宇宙大爆炸後的大約千萬分之一秒。稍後，這些粒子結合成第一批氫原子（見圖 7），宇宙於是被氫雲覆蓋。
宇宙誕生三分鍾後，發生了一種被稱為大爆炸核合成（BBN）的現象。大爆炸核合成產生了氦和其他比氫重的元素，使宇宙充滿了這些元素，這種現象持續了大約四分鍾。在這個階段，雖然宇宙已經開始冷卻（嚴格來說，它幾乎是在開始膨脹的同時就開始冷卻了），但它的溫度仍然很高，以至於光子（即光）和物質粒子（如質子、中子和電子）都被沸騰並混合成等離子體狀態，這使得宇宙不透明。
直到大約 38 萬年後，宇宙的溫度才下降到足以讓光子完全脫離等離子體中的其他粒子；此後，它們就像背景天空中的輻射浴一樣可見。隨著這些光粒子與物質分離，宇宙變得透明。這種至今仍彌漫在宇宙可及之處的背景輻射被稱為宇宙微波背景輻射，簡稱 CMB。(我稍後會再談 CMB，因為它在我的探索過程中非常重要）。
宇宙膨脹結束後的幾十億年左右，結構（恒星、星係和星係團）開始形成，這是氫雲殘餘物在引力作用下凝結的結果。天空中所有物質高度集中的區域在自身重量的作用下發生引力坍縮，並開始製造第一批恒星。下一個階段是產生更重的元素。金屬是在恒星的內核中通過聚變產生的—在極高的壓力下，較輕的元素撞在一起，從而產生較重的元素。
恒星一旦形成，宇宙就會經曆一個漫長的、也許不太有趣的時期，在這個時期裏，沒有什麽大事發生；【譯者：仿佛人類的中世紀。】宇宙繼續膨脹，溫度繼續降低。(從第一時刻到現在，我們膨脹的宇宙在空間和時間上的重建曆史如圖 7 所示）。
但是，如果我們的宇宙純粹是從宇宙膨脹的能量開始的，那麽宇宙中的一切，從光子到構成恒星和星係的物質粒子，又是如何形成的呢？
宇宙膨脹也為這個問題提供了答案，而且是一個非常好的答案。愛因斯坦方程令人信服地證明，宇宙的整體增長來自宇宙內部的物質和能量，而量子理論則揭示了宇宙膨脹結束後，是什麽在宇宙中播下了這些物質和能量的種子。這些結構的起源來自海森堡的不確定性原理。在量子力學中，能量的波動，包括宇宙膨脹的能量的波動，總是存在的。我們可以把量子波動看作是量子粒子軌跡上閃爍的不可預測的微小偏差，以及閃爍的能量變化。它們在數學上被海森堡不確定性原理所說明，因此，既然膨脹初始能量中的量子波動是不可避免的，那麽當宇宙停止膨脹時，它就會突然發現自己充滿了膨脹能量的量子波動波。膨脹能量的原始波動的整個頻譜，有些有質量，有些沒有質量，被稱為密度擾動。這個頻譜中較短的波，也就是那些“適合【fit，裝得下的】”宇宙內部的波【不適合的呢？】，會隨著宇宙的冷卻而變成光子或粒子，具體取決於它們的質量*。
暴脹結束後，由光子和粒子組成的原始湯均勻地散布在宇宙中，形成一團一團（質量大）和空洞（質量小）的分布。質量過大的區域在自身重量的作用下坍縮，形成恒星和星係。你今晚看到的天空就是這些原始波動的結果，表現為光和恒星。因此，宇宙中物質和光的起源純粹是量子性質的。
此外，愛因斯坦方程將這些波動的能量與它們所在的時空聯係起來（記得嗎？能量指示空間如何彎曲）。具體來說，膨脹波動所包含的能量會引發時空結構的微小震顫。而宇宙結構中的微小震顫反過來又會引起宇宙內部引力場的微弱漣漪或振動。這些漣漪被稱為原始引力波。
我們可以建立不成功的宇宙之模型。不同的暴脹模型會產生不同數量的物質和光，導致不同的密度擾動。這些密度擾動確定了宇宙的物質-能量含量，決定了宇宙的成長。如果產生了大量物質，宇宙就不會在人類到來之前停留足夠長的時間；在宇宙還很年輕的時候，它就會像黑洞一樣迅速自我塌陷、坍縮。如果這種波動太少，宇宙就不會有足夠的物質聚集在一起。過度密集的區域會太少，而且相距太遠—結果就是宇宙將沒有生命和結構。宇宙將繼續膨脹，但相對空虛。
在我看來，對這個謎題的答案，也就是為什麽我們的宇宙從可能性極小的正確類型的膨脹勢能和一片平滑的空間開始的，在於弄清楚膨脹能量起源於哪裏以及之前存在什麽。
暴脹模型的能量細節直接決定了產生所需密度擾動的暴脹波動的強度，並最終決定了我們在宇宙中觀測到的所有物質和輻射的強度。問題在於，宇宙暴脹範式下有一大堆模型。選擇正確的勢能，也就是從無數潛在的膨脹能量模型中挑選出一個，這個模型要包含所需的特征，能夠再現我們在宇宙中觀測到的結構。物理學家們希望有朝一日，他們能夠基於基本物理定律的激勵推導出這一獨特的宇宙膨脹模型，而不是現在這樣粗糙臨時的方法。這個挑戰讓我很感興趣。
當我看完一組流行的宇宙暴脹模型後，我明白了讓該理論的反對者最不高興的東西：如果暴脹模型必須經過精心構建才能給出正確的答案—即正確的擾動量才能解釋我們的宇宙是如何以一種極其平衡的形式存在的--那麽宇宙暴脹不就是一種很不自然的宇宙起源方式嗎？從觀測結果來看，我們的宇宙確實具有完美的密度擾動量（大約十萬分之一），能夠保持平坦，並持續足夠長的時間，讓恒星形成，並製造出更重的元素，最終產生人類生命。宇宙暴脹的反對者理所當然地擔心，這樣假設的勢能和我們宇宙暴脹的初始微小區域似乎是精心設計的，或者說是經過微調的，使得它恰好能夠產生這種數量的擾動。
這種特殊安排似乎是起源問題的關鍵所在。如果暴脹宇宙在其存在的初始時刻處於一種特殊的有序狀態，那麽它的熵必須接近於零，這意味著它發生的幾率微乎其微。換句話說，宇宙膨脹要想開啟並啟動宇宙的誕生，確實需要非常特殊的初始條件。要想擁有所有這些條件--一個平坦的宇宙，其結構數量均勻一致地散布在我們的天空中--隻需一個膨脹粒子的代價，嬰兒時期的宇宙必須處於一種非常不尋常的特殊秩序狀態。
這就是物理學家麵臨的困境：宇宙暴脹提供了整個宇宙起源的故事，讓人無法抗拒。但是，它卻以一個假設為代價：在高能量下，宇宙在一片極度平滑的微小空間上精巧地開始了。這是一個巨大的假設，因為我們所知道的關於宇宙運行的其他一切都告訴我們，我們的宇宙是以這樣的方式開始的，即在一個量身定做的具有特殊秩序且熵值幾乎為零的初始狀態下開始的，這種幾率小得可怕！
彭羅斯在 20 世紀 70 年代指出了這一令人尷尬的事實，也因此產生了一些更令人尷尬的影響，引起了轟動。既然以這種狀態開始一個宇宙比任何其他可能性都更不可能，那麽即使是被認為是不可能的事情，也會比我們的宇宙有更大的機會存在。
請看這個奇怪的例子，它戲劇性地說明了我們存在的不可能性：在空曠的太空中自發形成一個大腦的幾率（從統計學角度看）比通過宇宙膨脹創造我們的宇宙還要大得多！我沒開玩笑。這一令人信服的不可能性描述被稱為 "波茲曼大腦悖論"（Boltzmann brain paradox），以紀念這位在頭腦中提出熵方程及其與概率關係的人。宇宙學的標準模型似乎確實得出了這樣的結論：漂浮的大腦和其他各種你從未想過可能發生的科幻事件不僅存在，而且數量之多超過了我們所能想象，壓得我們喘不過氣來。盡管漂浮大腦的想法聽起來很荒謬，但你無法從任何物理學家那裏得到一個直接的答案，來解釋為什麽這些大腦不存在。誠然，這是一個離奇可笑的例子，但它提供了一個戲劇性的指標，說明宇宙膨脹的可能性極小。
對一些科學家來說，這些理由足以讓他們拋棄宇宙暴脹，代之以一種新的宇宙學模型。盡管我願意接受勸說，但我仍然相信宇宙暴脹是正確的，隻是並不完整。
此外，當我花了數年時間翻閱宇宙演化研究的每一頁時，我開始相信，拋棄宇宙暴脹並不是解決宇宙起源問題的明智辦法。宇宙暴脹在迄今為止對宇宙進行的所有觀測中都表現出色。
與此同時，在我們對宇宙的理解中，新發現的問題裂縫和悖論所帶來的壓力也越來越大。除了宇宙起源之謎，宇宙還向我們拋出了另一個 "曲線球"。1998 年，當我還在華盛頓大學讀研究生的時候，傑出的天體物理學家索爾-珀爾馬特（Saul Perlmutter）、亞當-裏斯（Adam Riess）和布賴恩-施密特（Brian Schmidt）宣布了一個驚人的消息：宇宙在膨脹！-又來了。
圖 7. 整個宇宙學標準模型就包含在這張圖中。時間在橫軸上，從大爆炸膨脹的第一時刻到現在。空間在縱軸上運行。請注意，宇宙在時間上是不斷增長的，而在空間上是平坦的，這一點可以通過對宇宙在每個時間點上的切片看出。（勞倫斯伯克利國家實驗室粒子數據小組）
讓宇宙再次膨脹的能量有個神秘而不祥的名字：暗能量。即使對最優秀的科學頭腦來說，暗能量也是一個真正的謎，它一直是我研究生期間最感興趣的。事實上，可以說，我對宇宙起源的濃厚興趣是通過思考它將如何終結而鞏固的。在意大利比薩高等師範學院（Scuola Normale Superiore di Pisa）的兩年博士後研究期間，這是我唯一專注的領域。比薩高等師範學院是我工作過的最鼓舞人心的機構之一，它豐富的曆史為思考宇宙的命運提供了完美的環境。伽利略和最近的偉大核物理學家恩裏科-費米都曾在這所大學神聖的殿堂裏走過。費米以前的辦公室離我的辦公室隻有兩扇門；而且，從我的窗戶可以看到比薩斜塔。
暗能量的行為就像乙醚；它的能量神秘地從真空中擴散出來，卻滲透到宇宙的每個小點，彌漫在時空結構中。與引發宇宙暴脹的能量類似，暗能量有兩個不同尋常的特性：單位體積內的暗能量數量，即其能量密度，（幾乎）是一個常數，而且其壓力是負的。能量密度和壓力這兩個組成部分決定我們的宇宙在未來會發生什麽。宇宙中所含的暗能量總量控製著宇宙膨脹的速度，而暗能量的壓力則控製著宇宙膨脹的加速度，即宇宙膨脹的增減速度。
暗能量總量的增長與宇宙的膨脹有直接關係，因此隨著宇宙的膨脹，其他所有能量源都會稀釋並最終耗盡，暗能量則成為僅存的能量。因此，暗能量成為宇宙命運的最終仲裁者。暗能量的密度很小，大約隻有千分之一電子伏特。不過，雖然這個數字聽起來很小，但不要被此蒙騙：暗能量主宰著我們現在宇宙的能量。
可見物質，即物理學家所說的重子物質或重子，是構成我們的物質；它包括每一個質子和中子、我們身體裏和每一個生物體內的所有原子，包括恒星和行星、星係和星係團以及宇宙塵埃。總之，它就是我們在周圍世界中看到的所有物質—它隻占宇宙總能量密度的不到 5%。暗物質--一種不發光的物質，因此肉眼看不見，約占宇宙能量的 20%。其餘的暗能量則占到了驚人的 75%。
奇怪的是，我們的宇宙在開始時擁有完美的暗能量—隻有一點點—這使得宇宙能夠存在足夠長的時間，讓所有的結構和生命得以產生。令人困惑的問題是：為什麽這個數字不是零，或者說，正好與大爆炸能量相同？
暗能量的發現帶來了另外兩個令人生畏的謎團。
首先，如果我們的宇宙含有哪怕多一點點這種深不可測的能量，它就會在物質聚集在一起形成恒星之前，過早過快地膨脹起來。在數十億年前的加速膨脹過程中，宇宙會被撕裂得支離破碎，毫無特征可言。我們怎麽會如此幸運？
其次，就像時間之初引發宇宙膨脹的能量的神秘來源一樣，暗能量的來源也是未知的。我在比薩時，我的西班牙籍同事和朋友馬-巴斯特羅-吉爾（Mar Bastero-Gil）和我提出了暗能量的可能來源，認為暗能量以一種特殊的方式儲存在可能是空的時空或真空的量子波動中。
沒有這些暗能量問題的答案，我們就無法明確解決宇宙未來將如何運行這個更大的問題。有很多這樣的問題，充滿了海森堡式的不確定性—也許這樣也好，因為選擇並不樂觀。
暗能量的未來會怎樣？根據我們對它的了解，暗能量會給宇宙帶來多種災難性的結局，其震撼程度甚至超過了最具創造力的科幻小說家的想象。不久（別擔心，物理學家所說的 "不久 “是指以數十億年為單位的宇宙學時間尺度），當暗能量幾乎成為宇宙中僅存的能量時，星係之間可能會迅速分離，以至於彼此失去聯係。包括我們銀河係在內的每個地方星係都將成為自己的宇宙，與其他區域斷開聯係，並被超光速才能達到的距離分隔開來。
宇宙學家假設，宇宙最終的死亡至少有三種方式。如果我們的宇宙永遠處於加速膨脹的狀態，恒星和星係之間的距離將變得如此之大，以至於我們的天空看起來空空如也，宇宙的溫度將降到近乎絕對零度。生命將無法產生或維持；星光將無法照到我們；天空將變得冰冷、空洞和黑暗。所有物種都將窒息，所有時鍾都將凍結。我們的宇宙時鍾在時間終結前的最後嘀嗒聲，將成為宇宙最後的心跳。
第二種可能是，暗能量實際上並不是真空能，而是一種膨脹形式的粒子，它暫時移動得很慢，很像純粹的真空能。但在未來，這種粒子可能會改變它的速度和能量。如果它的速度加快，最終可能會逆轉宇宙的膨脹，導致宇宙收縮、變熱，然後在熊熊烈火中坍塌。
最後，暗能量可能會變成人們所說的幽靈能量，即變得狂野而無法控製的能量。在這種情況下，星係、恒星、原子以及最終的宇宙結構都會被撕裂。更糟糕的是，這一過程會被加速，宇宙將在相對較短的時間內被撕碎，也許隻有 100 億年到 300 億年。
當然，宇宙的命運仍有待書寫。但我們確實知道，我們的結局與我們的開端密不可分，因為是膨脹能量和黑暗能量共同推動我們的宇宙加速膨脹。從宇宙誕生的第一刻到最後一刻，這兩種能量都在控製著宇宙的成長。而且從一開始，兩者就必須校準得恰到好處，以確保我們的宇宙能夠存活下來。否則，物質不可能聚集成團，恒星不可能形成，我們也不會在這裏，而宇宙的結構早在幾十億年前就已經支離破碎了。
宇宙的起源和命運都依賴於同一個基本謎團，即引發第一輪暴脹並創造了宇宙的同一種能量在宇宙終結時也會產生最後一輪暴脹。在與宇宙暴脹相關的問題中加入暗能量，也對宇宙起源的故事提出了挑戰，這對物理學家來說太重要了，不容忽視。
21世紀初，當科學家們麵對這兩個基本謎團，即宇宙的創造和最終命運的時候，宇宙學進入了一個黃金時代：一個需要解決大問題的時代。幸運的是，我也是在那個時候開始我的職業生涯，成為一名正式的在職科學家。和我的同事們一樣，我迫不及待地開始忙碌起來。
物理學家非常擅長利用所謂的思想實驗來扮演上帝。我們無法在實驗室裏重現宇宙大爆炸的暴脹，也無法穿越時空去探索宇宙大爆炸之前的世界。然而，我們的大腦就是我們的宇宙實驗室；我們可以利用數學、自然法則和天體物理觀測的嚴格限製，以思想實驗的形式想象、審視和篩選所有可能的場景。因此，按照 "紙筆型 “理論物理學家的習慣，我首先提出了各種新的思想實驗，並對現有的思想實驗進行了分析。
在我關於宇宙誕生的第一個思想實驗中，我依據的是彭羅斯定理，即宇宙目前的熵相當大，但在誕生之初幾乎為零。我設想從一個充滿熵的大宇宙開始，其中的所有結構都已經存在，就像我們現在的宇宙一樣。這難道不比從一個發生爆炸的小宇宙開始，曆盡千辛萬苦真正形成恒星和星係（以及我們）的結構更有可能發生嗎？
然後我調整了一下這個模型。如果我再變出一個非特殊的宇宙，一個開始很大，但沒有膨脹，而是不斷縮小，直到壓縮到一個點的宇宙呢？在這個新宇宙中，我會天真地顛倒時間的方向（我們的熱力學第二定律），用過去交換未來，將宇宙現在的高熵狀態與138億年前的低熵狀態對調。
這些技巧能解決起源問題嗎？從高熵狀態開始的宇宙是否比我們居住的真實宇宙更有可能發生？不幸的是，不是—沒那麽容易！這個一開始就充滿熵的新宇宙和我們這個一開始就沒有熵的小宇宙一樣不可能發生。原因很簡單：根據熱力學第二定律，宇宙的熵相對於它開始的位置會不斷增加。正如我們在第一章中所討論的，玻爾茲曼告訴我們，宇宙的熵是衡量其自發產生的概率的一個標準；因此，隻要宇宙在產生時相對於現在的熵較低，那麽相應地，它存在的概率也較低。
好吧，我想，新宇宙模型並不能解決我們起源不可能的問題。那麽另一種可能性呢？宇宙在永恒的循環中反反複複，從大到小，再從小到大？這應該可以避開熱力學第二定律，因為我們已經完全不知道什麽是宇宙的起點，什麽是終點。當宇宙反彈並重複反彈時，所有的循環都是一樣的。這樣的宇宙應該能讓我們自由選擇高熵的初始狀態和低熵的終結狀態。我們可以選擇宇宙在一個周期結束時剛剛坍縮的那一刻作為宇宙的起點，也可以選擇宇宙在下一個周期中剛剛反彈並重新變小變大的那一刻作為宇宙的起點，還可以選擇宇宙在周期中途的那一刻作為宇宙的起點。
這樣的模型確實存在。但就像前一個模型一樣，由於熱力學第二定律的存在，它們也會不幸失敗。我們所模擬的任何宇宙的熵都不可能隨著時間的推移而減少，永遠不可能。也就是說，宇宙不可能自發地從無序狀態重組為有序狀態。我在腦海中進行這樣的思想實驗後得出的結論是，我們是如何開始的或者我們擁有一個什麽樣的宇宙並不重要；我們總是會得出這個宇宙的起源很特別的結論。我們的宇宙一開始處於低熵狀態，因此存在的概率很低，但這並不是獨一無二的。熱力學第二定律讓任何宇宙都顯得特殊。
雖然這種思維方式讓我離解決方案越來越遠，但我意識到，建立在這種推理基礎上的模型太天真了。宇宙中不存在絕對的熵值，熵值的高低隻是相對於其他熵值而言。所有這些模型都失敗了，因為我把熱力學第二定律應用於單一宇宙。無論我從哪個新宇宙開始，它的熵在未來都會相對於它開始時的熵增加。
無論我們如何稱呼宇宙生命的第一時刻，宇宙都會在其開始的瞬間增加熵，並在未來繼續增加。隨著熵的增加，無序和 "缺失 “信息的數量也會隨著時間的推移而增加（回顧一下，根據玻爾茲曼的觀點，熵僅僅是任何給定的微觀狀態集合中所包含的係統微觀狀態的缺失信息）。這意味著，彈跳宇宙中沒有兩個循環是完全相同的；每個循環都有自己的個性。建立一個經曆相同循環的宇宙是不可能的，因為它在每個循環中都會不斷增加熵。宇宙不可能在一次循環中恢複在前一次循環中丟失的所有信息；丟失的信息以熵增加的形式永遠丟失了。從過去到未來，熵的增加是不可逆的。因此，這個宇宙的循環不可能是完全相同或可逆的；它們無法回避熱力學第二定律或不可逆的時間之箭（從過去到未來的時間方向）。
在這些思想實驗的幫助下，我的調查達到了一個轉折點。
我的結論是，一般來說，無論人們在思想實驗中想出什麽辦法，任何單一宇宙的起源都是不可能的。不管宇宙是如何開始的，又是如何演化的，不管它是成長、縮小、反彈，還是在最終狀態下被撕裂，它總是會朝著無序的方向演化；它的未來總是會比它的過去更加無序，因為它的熵一定會增加。這就是為什麽 "熵總是增加 “的熱力學第二定律在所有自然法則中占據至高無上的地位。這些思想實驗讓我意識到，我們不可能存在的謎團是以任何方式啟動任何宇宙的普遍問題。這沒有任何意義。
這種推理讓我相信，解構和重建宇宙無助於揭示宇宙的起源。無論我在腦海中創造出什麽樣的宇宙，它們都會因為一個不可能的起源而受到影響。這些建構是注定要失敗的。但至少它們幫我縮小了可能性的範圍，找出了不可行的地方。
這些思想實驗的共同點是，它們都是基於對單一宇宙中的熵進行比較。這讓我想到，隻有一個宇宙的假設是這些思想實驗在熱力學第二定律方麵遇到麻煩的原因，因此總是無法解釋宇宙的起源。單一宇宙假設難辭其咎。我不禁要問，為什麽物理學家還在堅持這一假設呢？
對於大多數二十世紀的物理學家來說，很難高估奇異宇宙的吸引力。科學之美在於它的簡單性，這種簡單性體現在其方程式的邏輯結構中。與此同時，科學的價值在於它的預測能力，在於它能夠肯定地指出一個物體—這裏指的是整個宇宙--將會發生什麽。由單一統一理論描述單一宇宙的想法既簡單又具有可預測性。它滿足了這兩種基本的科學渴求。
偏向於一個單一的宇宙，由一套單一的法則來統治它，這是一個古老的想法，可以追溯到柏拉圖。最近，愛因斯坦晚年一直在尋找一種單一的萬物理論，以揭示從起源到最終命運都涵蓋整個宇宙的單一法則手冊。
當我慢慢研究宇宙起源問題時，我發現物理學界流傳的大多數著名觀點與追溯到古代的早期觀點並無本質區別。而之前的嚐試都未能解決問題。在深入研究之前，我認為了解其他研究人員的觀點非常重要。具體來說，是什麽原因讓這些科學家不斷回到萬物理論包裹下的單一宇宙這一相同的框架，或者說，是什麽原因讓他們對這個問題避而不談？我懷疑其中一個原因就是我所說的單一宇宙學派的悠久曆史。
盡管我仍然不清楚什麽方法可能奏效，但我意識到這個謎團需要一種不同的方法。如果小概率存在是所有宇宙的通病，那麽在我們對這個問題的理解中，一定缺少了一些非常基本的東西。那會是什麽呢？
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第一段裏有這麽一句話，比較難懂，我把它移到最後。
但是，如果沒有什麽能超過光速，那麽這些粒子的波長又是如何在膨脹的宇宙中不斷增長的距離上趕上並相互交流的呢？【英文是：But if nothing can exceed the speed of light, how do the wavelengths of these particles catch up and communicate with each other over the growing distances across the expanding universe?】
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