《一路走來的宇宙 03》

康德在人類理性的哲學研究裏曾經提出二律背反的現象。人們可以通過邏輯的理性推理得到兩個相反而又矛盾的命題，比如，

一，時間有起點和空間是有限的，對應無限的時間無起點和空間是無限的；
二，物質由不可分的單元組成，對應物質是複合和無限可分的；
三，世界在自然法則之外還存在自由意誌，對應世界完全由自然法則決定，沒有自由意誌；
四，世界存在初始因，對應世界沒有初始因。

這裏的三個二律背反命題聯係著康德頭上的星空的哲學思考，另一個是他心中的道德感的倫理學基礎。康德不置是否。他隻想說明人類在自身的理解範疇無法就先驗理性的先提條件和終極的問題找到答案。當我們進入到現代社會。這些都成了現代宇宙學和生物學直接麵對的需要回答的問題。

在牛頓時代的時空觀裏，時間和空間是絕對的和無限的。哈勃定律的簡單理解是物質運動在別的空間裏（哈勃自己就是這麽認為的）。而現代的時空觀認為時空和物質不可分離。時間由物質的運動和變化而決定。靜止的物質下的時間是不存在的。同樣，沒物質的自由空間隻是一個數學模型，也不是真實存在的。物質本身是空間的形態，空間局域由能量漲落而產生的扭曲。所以，哈勃定律說明的其實是伴隨有物質的時空尺度上的膨脹。星係光譜的紅移並不是物體運動的多普勒效應，而是光的波長因為宇宙空間的尺度變大之後而變長的結果。因此，空間是有限的。宇宙膨脹意謂過去的宇宙比現在更小。按照我們已知的數學和物理推論，宇宙可以反推到一個奇點，那就是時間的起點。現代觀測說明宇宙的年齡是一百三十八億年。因為時間是有限的，我們隻能接收和觀察到一百三十八億光年以內物質發出來的光，所以我們觀察到的宇宙範圍比實際的宇宙還要小。這也引導出一個宇宙視界問題。另外，視界有限，我們的夜空就沒有白晝那麽明亮。奧伯斯佯謬的問題也就解決了。對於現代物理學家而言，有限時間和有限空間之外是什麽的問題是沒有意義的。當然，這完全基於我們現有的認知。我們隻能把有限時空作為我們理解宇宙的前提條件。至少它和我們的理解和觀測自洽。

我們對宇宙的初始狀態知道非常少。初始宇宙作為一個沒有大小的數學奇點在物理學上無法成立。根據量子物理原理，空間在小於普朗克長度（一千億億億億分之一米）以下是不可觀測的，毫無意義。同樣，時間尺度也不能短於普朗克時間，十億億億億億億之一秒。我們的可以理解的宇宙隻能從十億億億億億億分之一秒開始。它隻有一千億億億億分之一米大小。宇宙的初始溫度非常高，但是不超過一億億億億度。這時，物質的能量（質量）極高，以至於萬有引力的強度相當於強相互作用。超越這個溫度極限的宇宙無法存在。在粒子的標準模型之後，物理學家將電磁相互作用，弱相互作用，和強相互作用統一到一個新的理論。至今，這個大統一理論還無法由實驗檢驗。大統一理論表示在如此高溫的情況下，粒子呈現更高的對稱性，這三種粒子作用力化為一體。我們仍然不知道宇宙大爆炸的動因，現在暫且假設它開啟於一次隨機的沒有特定原由的量子能量漲落。

--寫於2022年8月14日（圖片來自網絡）