宇宙 · 第十五节
《宇宙》第十五节
本节指出暴胀理论存在无法自洽的根本问题:它无法解释宇宙为何会发生暴胀,罗杰·彭罗斯等科学家强调这一事件发生的概率极低,因此暴胀理论不足以解释早期宇宙的形态。
本节指出暴胀理论存在无法自洽的根本问题:它无法解释宇宙为何会发生暴胀,罗杰·彭罗斯等科学家强调这一事件发生的概率极低,因此暴胀理论不足以解释早期宇宙的形态。作者认为,要真正理解宇宙,应抛开成见,从基本原则出发推导宇宙应有的样子,再与观测结果对比,以此修正量子力学、引力、弦理论和宇宙学,使它们相互自洽。
弦理论为调和量子力学与广义相对论提供了框架。经过数十年发展,它已能推导出十维空间、超对称等结论,并与标准模型相符。第二次超弦革命证明不同版本的弦理论实为同一基础理论的不同表现,如同水的固液气三态;胡安·马尔达希纳的发现表明,含引力与不含引力的时空可由同一理论描述。弦理论还预言了多重宇宙——我们所处的宇宙只是更大结构的一部分,这并非独立理论,而是弦理论与暴胀理论结合的推论,可通过它对可观测宇宙中具体现象(如真空能)的解释来间接验证。作者强调,这是一个长期项目,需要理论与实验(如LIGO、大型强子对撞机)共同推进。
作者对暴胀理论持批评态度,认为多数人误解了它,误以为它能解决早期宇宙的一切问题,却回避了“为何会暴胀”以及“早期宇宙为何处于低熵状态”这一核心疑问。彭罗斯和哲学家休·普莱斯都指出,物理学定律在时间上是对称的,宇宙学却假设早期低熵、晚期高熵,这缺乏根据。作者以空间方向作比:空宇宙中并无上下之分,正如没有特殊事件时过去未来并无差别;我们感受到的时间方向,源于大爆炸这一特殊事件的低熵初始状态——它启动了所有时钟,也决定了我们只能记住昨天、先出生后死亡。