想象一下，如果你把宇宙中某個部分的所有東西全都拿走，那么還剩下什么？你或許會認(rèn)為答案是“空無一物”，但這并不太對。在空間中充滿了粒子和反粒子，各種不同的輻射，空間的曲率和引力波，你可以把這些東西以某種方式全都拿走，你就會發(fā)現(xiàn)自己處于一個純粹的空的空間，沒有任何東西可以讓你與之相互作用。但是，這真的代表“空無一物”嗎？或者仍然有東西在那里？

一個平坦、空的空間，沒有物質(zhì)、能量或任何曲率。（? Amber Stuver）

在物理學(xué)中有這么一個概念可以描述這個狀態(tài)，即量子真空。它是指處于最低能量狀態(tài)的空間，該狀態(tài)所擁有的能量稱為零點能，或者叫宇宙的基態(tài)。而量子物理最令人困惑的性質(zhì)之一就是這個基態(tài)并不是真正處于零能量的狀態(tài)。相反的， 它有一個有限的正值。但是，根據(jù)理論計算，這個值要比天文觀測所測量到的值高出10^120倍，這無疑是物理史上最糟糕的預(yù)測。

毫不夸張的說，我們對”空“的物理其實知之甚少?？茖W(xué)家到現(xiàn)在還無法解釋，為什么零點能不會隨著時間的推移而稀釋或減少？

NASA的WFIRST衛(wèi)星的概念圖，預(yù)計2024年發(fā)射，屆時會對暗能量進(jìn)行最精確的測量。（? NASA/GSFC）

未來，ESA的Euclid衛(wèi)星和NASA的WFIRST都將對時空各處的零點能進(jìn)行高精度的測量，并更好的對該值進(jìn)行限制。通過對宇宙的膨脹進(jìn)行測量，我們應(yīng)該能夠以前所未有的精度確定零點能是否在整個宇宙歷史中處處都保持一致。

量子真空中的虛粒子。（? Derek Leinweber）

但這是否意味著零點能就等同于空？又或者我們對空的感知和概念僅僅是一種幻覺？它是否是我們理解宇宙更深層秘密的一把鑰匙呢？

關(guān)于這個問題，不久前科學(xué)家在IAI（類似TED的一個組織）對此問題進(jìn)行了一次討論（點擊文末閱讀原文查看）。這次討論包括了物理學(xué)家Laura Mersini-Houghton 和 John Ellis，以及哲學(xué)家James Ladyman。要回答這個問題，我們還需要嘗試去理解許多問題：

• 宇宙的基態(tài)能量，在過去是否要比現(xiàn)在大很多？（比如在宇宙暴脹時期）

• 我們所處的空間和時間，是否是從一個位于這個宇宙之外的、某個真正空的狀態(tài)誕生的？（這樣的一個狀態(tài)真的存在過嗎？或者它的存在真的有意義嗎？）

• 我們這個宇宙的空，是否有別于其它的宇宙？

• 宇宙真空所包含的虛能量是否與在其中的東西有關(guān)？

當(dāng)我們?nèi)ニ伎肌拔覀兊目铡被蛟S與“別處的空”不同時，這聽起來似乎很奇怪。

量子真空——宇宙的零點能——是由“球”的位置所決定的。在宇宙暴脹的時候，它在“頂上”；而今天，它則在底端（但不等于零）。或許在未來它還會轉(zhuǎn)化到更低的狀態(tài)。（? E.Siegel）

但是宇宙熱大爆炸就是沿著這個思路來的。宇宙的膨脹，就是從一個較高的零點能狀態(tài)轉(zhuǎn)化到較低的零點能狀態(tài)的過程，也就是空間內(nèi)在的大量能量轉(zhuǎn)化到低能狀態(tài)的過程。在這個轉(zhuǎn)化過程中會產(chǎn)生所有的物質(zhì)、反物質(zhì)和輻射。理論上，我們或許會在未來的某個時間再一次經(jīng)歷這樣的轉(zhuǎn)化。

宇宙大爆炸后產(chǎn)生了物質(zhì)、反物質(zhì)和輻射。（? E.Siegel）

但是哲學(xué)對這樣的解釋并不滿意。這個物理上的“空無一物”聽起來就像“某些東西”，不是嗎？當(dāng)我們想要談?wù)摽盏臅r候，我們的概念是跳出這個宇宙時空的，但這樣的思考是否真的有意義？在連空間都還沒有產(chǎn)生的時候，哪有所謂的“外面”？在時間還沒開始的時候，又何來的“之前”？

不管“空”究竟是什么，它應(yīng)該包含了整個宇宙。

許多物理學(xué)家認(rèn)為在正確理解空的意義前，想要從根本上的理解這個世界的萬物是不可能的。我們可以理解支配空的時空的基本自然定律，但是我們不知道這些基本定律是從何而來的，以及它們本身是否就是“某樣?xùn)|西”。

粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型，描述了宇宙中的四分之三的基本定律。（? Contemporary Physics Education Project）

所以我們可以說宇宙確實來自于空，只要等待足夠長的時間，它最終也會趨近于空。但前提是我們需要接受物理學(xué)意義上的空等同于真正的空。對空的定義可能無法不依賴于時空的定義，以及宇宙中的“規(guī)則”；這不是物理學(xué)家、哲學(xué)家或其他人都必須同意的觀點。也沒有任何物理實驗可以說“我們創(chuàng)造了空”。

但有一些事情是肯定的：我們并非一直存在；我們也不會一直存在；我們只存在于當(dāng)下。無論空是什么，我們都是存在于當(dāng)下的某物。而無論當(dāng)下存在著什么，在某些程度上說，它們都來自空，不管我們?nèi)绾味x空。無論我們對宇宙有多了解，它都將回歸到一種無限的物理意義上的空的狀態(tài)。至于空的本性究竟是什么？這是我們會一直去尋找的答案。