科學家太瘋狂,「雞蛋問題」竟成了前沿物理最重要的研究課題
2020-11-30 騰訊網
先有雞還是先有蛋的問題，被大家討論了很久，還是沒有一個定論。其實我們都忽視了「雞」與「蛋」的定義，開始玩起了一種文字遊戲，最終不出現悖論才怪。因為在遠古，什麼是雞，什麼是蛋，如何區分它們，我們完全是搞不清楚的。今天的雞與蛋，是在雞祖先逐漸繁衍成今天這種生物的漫長歲月裡，一步一步分裂開來的，第一隻雞與第一隻蛋都是無意義的說法。
宇宙版本的「雞蛋問題」可就深刻多了，它是前沿物理最重要的研究課題，肯定會有答案，但是現代物理學還是不能徹底弄明白它。宇宙版「雞蛋問題」可這樣通俗描述，「先」有時空還是先有物質。之所以有這樣的問法，是因為愛因斯坦發現，時間、空間真真正正是一種存在形式，它們可以因為物質的存在而彎曲出姿態各異的時空形狀，空間並不是我們印象中的「一無所有」。那麼將時空視為一種存在形式，自然就會出現時空與物質誰「先」出現的問題。
大質量物體造成時空彎曲
很明顯宇宙版的「雞蛋問題」必須建立在宇宙有一個開端的基礎上，因為如果宇宙已經存在了無限長時間，這個問題就毫無意義了。但有趣的是，上面通俗描述的前提是，問題會依賴於時間。因為「先有時空還是先有物質」必須建立在時空已經出現的基礎上，才能夠討論誰「先」誰「後」，「先」必須建立在時間的基礎上。
宇宙起源於一場大爆炸
但是，從宇宙的本源組成上來說，宇宙版「雞蛋問題」實際是在問：物質和時空，誰才是宇宙更基本的組成要素？如果說時空是宇宙更基本的組成要素，那麼物質粒子就可以認為是時空這種場的一種激發態；如果物質才是宇宙更基本的組成要素，那麼物質之間錯綜複雜的相互關係就會派生出時空的概念，正如頂級弦論家布萊恩 格林所說，時空或許只是宇宙的基本組成結構所產生的一種集群性質。
普朗克長度「編織」出了時空
實際上，廣義相對論已經告訴我們，脫離了物質的時空什麼都不是，完全會失去物理意義，而沒有了時空，物質也就失去了所有運動與演化的可能性，物質也就沒有了物理意義。但是在考慮到量子力學時，尤其是結合引力理論而發展起來的圈量子引力理論，時空將不再被作為一個預先設立好的背景框架，而是最終會被宇宙的基本材料所演繹出來，這就表明，時空相比於物質粒子很可能並不是宇宙更基本的組成要素。正如，弦論中的獨立背景——卡·丘空間會出現撕裂而再被弦「縫補」起來的場景。
宇宙版「雞蛋問題」，可以說是前沿物理研究中最重要的一個課題了。宇宙版「雞蛋問題」至今還未有統一答案，但謎底最終還是會被揭開，那天，物理學也就走到了盡頭！
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