話說在1915年,愛因斯坦提出了他的廣義相對論。從這個時期開始,天文學的一個細分領域得到了快速的發展,這個細分領域就是宇宙學。所謂的宇宙學研究的是宇宙整體的演化和歷史。
20世紀至今的宇宙學發展主要是以愛因斯坦的廣義相對論基礎,而獲得最大的成就就是標準宇宙模型,這個模型如今叫做Λ-CDM模型,這個模型的前身是宇宙大爆炸模型。
可以說,宇宙大爆炸模型是宇宙學最重要的成果,也是如今主流的科學理論,並且獲得許多觀測證據的支撐。按照最近的探測器的觀測,以及理論模型的推算,如今的宇宙誕生於138億年前。那麼很多人就會疑惑:138億年前誕生的宇宙,那麼138億年以前這個世界是什麼樣子的呢?
古代中國的宇宙觀
關於這個問題其實涉及到了宇宙觀,說白了就是宇宙到底是什麼?
在距今2000多年前,中國的古代先哲們就在思考這個問題。春秋戰國時期諸子百家中有一個學者叫做尸佼,他被人尊稱為尸子,他的著作也被稱為《尸子》,在這本當中就給出宇宙下了一個定義:
四方上下曰宇,往古來今曰宙。
這句話翻譯過來就是宇是空間,宙是時間。說白了就是宇宙是時間和空間的集合。
後來,古代的學者們基本上就是繼承了這個認知並且開始發揚光大。在後世的一些著作中常常重複記述了這個定義。那為什麼中國古人會有這樣的認識呢?
我們要知道古代是沒有手機和手錶的,那你有想過他們如何看時間嗎?
他們實際上是通過觀測天象計時的,比如:一個晝夜就是一天,月球繞地球一圈就是一個月,太陽同一時間在天球上出現的位置正好繞了一圈就是一年。
甚至包括日晷,它是用過觀測日影記時的儀器,所以本質上也是反映太陽一天在天空中的位置。也就是說,對於古人而言,時間就是天象(宇宙)的反映,沒有天象(宇宙)就沒有時間。
現代人的宇宙觀
中國古人對於「宇宙」的認識已經十分接近如今的觀點了。按照現代宇宙學的觀點,宇宙泛指一切的物質和時空,這裡時空指的就是時間和空間。也就是說,按照現代宇宙學的觀點就是有了宇宙,才有了時間,沒有宇宙,也就沒有時間。討論宇宙誕生之前是沒有意義的。
說白了,時間是從宇宙大爆炸的那一刻才開始有的,宇宙大爆炸之前並不存在時間。很多科學家都持有這樣的觀點,比如:霍金,他在他的科普書《時間簡史》就闡述過類似的觀點。
時間到底是什麼?
現代宇宙學的觀點聽起來有點流氓,但是實際上從邏輯上是說得通的,這其實需要我們從「時間的本質」入手來思考這個問題。如果我們沒有完全搞懂「時間到底是什麼?」,再去探討宇宙誕生之前的問題也是沒有任何意義的。
那時間到底是什麼?
科學家就發現,如果你要直接對時間進行定義是沒有辦法。不過,好在牛頓早就為我們指出了一條明路,我們可以用測量的方式來定義時間,這也叫做測量定義法。
如果從測量定義法來看時間,時間說白了就是周期性的運動。我們進行適當地簡化,我們可以理解成時間就是運動。這其實也很好理解,我們的手錶是通過振動來計時的,古人是通過天象來計時,天象說白了就是周期性的運動。脫離運動談時間是沒有任何意義的。愛因斯坦曾經就是回歸到了時間的測量定義法本身,發現了時間和運動之間的關係,於是推導出了著名的相對論,並且指出了一個驚人的觀點:時間就是空間,空間就是時間,這就是相對論的時空觀。
試想一下,如果宇宙中所有的一切包括粒子都靜止了,那對於這樣的宇宙而言,時間也變得沒有任何意義了。
宇宙誕生之前
那我們回歸一開始的問題,如今宇宙的一切實際上都是來自於那一場大爆炸,那場大爆炸之後宇宙開始出現了粒子,進而慢慢有了恆星,星系。而宇宙沒誕生之前,並沒有這些這些,更談不上「運動」,也就不存在「時間」。因此,宇宙誕生之前並不存在時間。那是不是就是說我們沒辦法探討宇宙誕生之前的樣子,實際上並不是不可以,只是探討那個狀態不需要引入時間參數而已。至於那個時期的狀態目前還沒有任何可靠的研究成果。