人們把空間分為三維，又把時(shí)間定為一維，合起來(lái)稱(chēng)四維時(shí)空。但是，時(shí)間和空間有什么關(guān)系?它們的結(jié)合點(diǎn)又在哪里?基于哈勃現(xiàn)象，人們描畫(huà)了一幅物質(zhì)“爆炸”出來(lái)的宇宙圖景，認(rèn)為這就是宇宙的誕生過(guò)程。難道物質(zhì)從空間中某個(gè)點(diǎn)以爆炸形式產(chǎn)生就是宇宙誕生的全過(guò)程嗎?這種觀點(diǎn)實(shí)際上是默認(rèn)了宇宙存在于空間中。就像物質(zhì)存在于宇宙中一樣，都是忽視了空間，忽視了時(shí)間。

空間并不是一無(wú)所有的代表，空間是一種實(shí)實(shí)在在的東西。有了它，實(shí)物質(zhì)和能場(chǎng)才有了展示它們的舞臺(tái)?？臻g是活的，它永遠(yuǎn)按自身的規(guī)律不斷成長(zhǎng)。空間的增生率與宇宙絕對(duì)時(shí)間兩者之間有著特定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系就是空間和時(shí)間的結(jié)合點(diǎn)。由于空間的不斷生長(zhǎng)，才有了我們今天的宇宙。哈勃現(xiàn)象就是空間不斷生長(zhǎng)在一定范圍里和一定時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。由此，我們才可以推定宇宙誕生的初期，也就是所謂的“宇宙的大爆炸起源”。所以，我們討論空間就離不開(kāi)時(shí)間，時(shí)空是一體的。

大約在200億年前，在物理空間還不存在的時(shí)候，只有一個(gè)奇點(diǎn)，它具有極大的能量。由于當(dāng)時(shí)還沒(méi)有空間，所以包括引力場(chǎng)在內(nèi)的任何輻射場(chǎng)均不存在。因而，“外界”無(wú)法感知到奇點(diǎn)的存在。就在某一時(shí)刻(這也是時(shí)間的起點(diǎn)，宇宙的零時(shí)刻)，由于某種原因，奇點(diǎn)的約束態(tài)平衡被破壞。于是，它像某種受精機(jī)制那樣，從那一瞬起，原始空間因子從奇點(diǎn)里產(chǎn)生出來(lái)，并由此一變二，二變四——空間因子急劇增生。

空間是由無(wú)數(shù)個(gè)緊密排列在一起的空間因子組成的，空間因子極其小(比普通基本粒子小得多)。它們的生長(zhǎng)點(diǎn)就在這些空間因子的結(jié)合處，因此任何一部分空間都有相當(dāng)多的生長(zhǎng)點(diǎn)。新的空間因子隨機(jī)地在這些生長(zhǎng)點(diǎn)上產(chǎn)生出來(lái)。這種過(guò)程也像生物的生長(zhǎng)一樣，屬于一種膨脹性生長(zhǎng)。它也可以說(shuō)成是一種爆炸，但爆炸中心不是一個(gè)，而是無(wú)數(shù)個(gè)，且層出不窮。

隨著新空間不斷從舊空間里生出來(lái)，宇宙年齡也隨之增大。而奇點(diǎn)里無(wú)比巨大的能量也同時(shí)以某種場(chǎng)的形式，均衡地注入到剛生成的全部物理空間內(nèi)?？臻g一下子成了巨能的載體，它具有極高的能量密度，溫度也極其高。在宇宙的這段最初時(shí)期里，新誕生的物理空間里有些什么，能以什么形態(tài)存在，我們尚無(wú)法做出推測(cè)，但卻可以肯定實(shí)物質(zhì)還未出現(xiàn)。我們把宇宙誕生時(shí)的這個(gè)時(shí)期叫做初始宇宙。宇宙的初始時(shí)期可能短暫到只有10^-23秒，尺寸和電子的大小相當(dāng)。

由于空間的不斷擴(kuò)大，溫度也開(kāi)始下降。當(dāng)宇宙歷時(shí)約0．3秒時(shí)，溫度已下降到10¹⁶K左右。這時(shí)，自由夸克出現(xiàn)了，并充滿了當(dāng)時(shí)空間的各處。我們稱(chēng)這個(gè)時(shí)期的宇宙為宇宙的自由夸克時(shí)期。自由夸克的出現(xiàn)，表示能量已經(jīng)以實(shí)物質(zhì)的形式出現(xiàn)在物理空間內(nèi)。

宇宙的能量密度隨空間的增大而減小，溫度也隨體積的增大而降低。當(dāng)溫度下降到3×10¹⁴K以下時(shí)(這時(shí)宇宙年齡在數(shù)秒至數(shù)十秒)，自由夸克逐漸被幽禁在一個(gè)個(gè)核子大小的空間范圍內(nèi)，并形成了以核子為主的多種類(lèi)型的基本粒子。這樣，宇宙便進(jìn)入到另一個(gè)時(shí)期，即宇宙的核子時(shí)期。

這以后，宇宙空間里的各類(lèi)正反粒子間發(fā)生了湮滅，靜能被極大地釋放出來(lái)，光輻射開(kāi)始出現(xiàn)。一方面，光輻射加熱了宇宙物質(zhì)，緩和了宇宙因空間增大而使溫度下降的趨勢(shì)；另一方面，光子間的碰撞又產(chǎn)生了無(wú)數(shù)成對(duì)的粒子。就這樣，湮滅過(guò)程持續(xù)了十多萬(wàn)秒，直到空間溫度低于所有強(qiáng)子的閾溫度，這一湮滅過(guò)程才告結(jié)束。這一過(guò)程使宇宙中占現(xiàn)有核子總數(shù)約10⁹倍的核子都湮滅了，只留下了唯一一種較穩(wěn)定的中性正物質(zhì)粒子——中子。這部分中子因?yàn)橛钪嫒鄙偻瑯佣嗟姆粗凶佣荒鼙讳螠?，才幸存了下?lái)，日后構(gòu)成了今日宇宙的各種可見(jiàn)物質(zhì)。隨后，充滿宇宙的極強(qiáng)電磁輻射又不斷產(chǎn)生出許多電子對(duì)，這些電子對(duì)與光子間的散射保持著物質(zhì)與輻射間的熱平衡。與此同時(shí)，自由中子還與電子對(duì)等參與了下列過(guò)程：

中子+正電子=質(zhì)子+反中微子

質(zhì)子+電子=中子+中微子

當(dāng)溫度下降到電子的閾溫度以下時(shí)，電子對(duì)除了參與上述過(guò)程產(chǎn)生中微子以外，剩下的全部都湮滅掉了。沒(méi)有了電子對(duì)做媒介，那種類(lèi)似于原子核內(nèi)的中子衰變的弱作用過(guò)程，便在這一階段上停止了。

另外，還有一個(gè)過(guò)程也在這一期間進(jìn)行著，那就是自由中子與產(chǎn)生出來(lái)的質(zhì)子發(fā)生碰撞(因?yàn)檫@時(shí)宇宙尺度還不很大，只有幾十萬(wàn)秒，溫度又很高，約10⁹K～10¹⁰K)，使得自由中子和質(zhì)子通過(guò)核力緊密結(jié)合起來(lái)，變得絕對(duì)穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)主要就是氘核。當(dāng)溫度低于10⁹K以后，宇宙中所有自由中子除了已與質(zhì)子結(jié)合成氘核的以外，都變成質(zhì)子了。宇宙就是這樣，花了六十多年時(shí)間打造出了構(gòu)成我們今日宇宙的基礎(chǔ)物質(zhì)。

上述自由中子是宇宙早期由于某種不確定的原因而留下的，于是就有了中子，進(jìn)而又有了質(zhì)子、電子，并因此組成了各種元素，也就有了我們宇宙的物質(zhì)世界。而宇宙中質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)依然等于原重子數(shù)，符合重子數(shù)守恒法則；質(zhì)子總電荷加電子總電荷也正好等于零，保持了凈電荷數(shù)為零；電子輕子數(shù)加反中微子輕子數(shù)也應(yīng)該等于零，只是反中微子不易探測(cè)到。同時(shí)，它也符合我們宇宙從整體上講是正物質(zhì)的、電中性的這一特征。

以上就是宇宙在進(jìn)入核子期以后一段時(shí)期發(fā)生的主要過(guò)程。而在這些過(guò)程結(jié)束后，宇宙實(shí)物質(zhì)的總質(zhì)量也只有總輻射質(zhì)量的數(shù)十萬(wàn)分之一，所以我們把這段時(shí)期稱(chēng)為宇宙的光子時(shí)期。這期間，宇宙就像一個(gè)不斷長(zhǎng)大、又不斷變色的光球，從極強(qiáng)的電磁輻射、x射線、紫外線輻射球變成了可見(jiàn)光光球——輻射能量不斷隨宇宙變大而下降。當(dāng)宇宙年齡在數(shù)十萬(wàn)年時(shí)，宇宙進(jìn)入到一個(gè)輻射質(zhì)量和物質(zhì)質(zhì)量相等的轉(zhuǎn)折期，從那以后物質(zhì)開(kāi)始再次成為宇宙空間的主角。

再經(jīng)過(guò)幾千萬(wàn)年，當(dāng)宇宙的溫度降為幾千攝氏度后，原子開(kāi)始形成。它們隨著空間的增大，漸漸彌散開(kāi)來(lái)，分布越來(lái)越廣；空間也隨之越來(lái)越冷，越來(lái)越暗，同時(shí)，空間增長(zhǎng)率也越來(lái)越低。漸漸地，在一定范圍內(nèi)萬(wàn)有引力對(duì)物質(zhì)分布的影響逐漸占了上風(fēng)。

在宇宙年齡為10億年的階段，空間溫度不到100K，電中性的粒子如氫原子和重氫原子等本來(lái)是均勻散布在空間里，做著速度不大的無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。由于幾率原因，重氫的分布在某個(gè)時(shí)段、某個(gè)小的范圍里變密了一些，而萬(wàn)有引力又使該部分物質(zhì)的分布密度有了進(jìn)一步加大的趨勢(shì)，并進(jìn)而形成模糊的物質(zhì)團(tuán)。許多距離較近的物質(zhì)團(tuán)開(kāi)始互相吸引、靠攏并發(fā)生軟碰撞，合并成更大團(tuán)塊。而各物質(zhì)團(tuán)中的較重粒子(氘、氚等)，則掉進(jìn)其公共中心，使物質(zhì)團(tuán)有了一個(gè)密度較大的核心。于是，這種脆弱的熱平衡就輕易地被萬(wàn)有引力打破了，這使得混沌轉(zhuǎn)變成有序。物質(zhì)富集現(xiàn)象就這樣愈演愈烈了，久而久之，在宇宙中形成了諸多隱約的物質(zhì)“島”。在萬(wàn)有引力作用下的物質(zhì)在各區(qū)域內(nèi)的重新集結(jié)，不僅富集了物質(zhì)本身，也富集了物質(zhì)的動(dòng)能、角動(dòng)量等。于是，在區(qū)域內(nèi)物質(zhì)溫度再次升高，物質(zhì)團(tuán)內(nèi)壓力重新變大并開(kāi)始旋轉(zhuǎn)起來(lái)，終于導(dǎo)致了熱核反應(yīng)發(fā)生。

最初的熱核反應(yīng)主要是由氘核生成氦核的核物理過(guò)程。它可能發(fā)生在類(lèi)星體中心或超大星體核心(其內(nèi)溫度可達(dá)10⁹K)，反應(yīng)產(chǎn)生的高能甚至可使其中心物質(zhì)一簇簇向外噴射出去，或發(fā)生猛烈爆炸。類(lèi)星體解體后，產(chǎn)生了第一代恒星。第一代恒星大多壽命都很短(個(gè)頭較大)，其晚年爆炸解體后，由其殘?bào)w重新集結(jié)，經(jīng)過(guò)吸積、碰撞等過(guò)程，產(chǎn)生出第二代恒星。第二代恒星大多是一個(gè)個(gè)天體家族，我們的太陽(yáng)系就是其中之一。第一、二代恒星上主要進(jìn)行的是燃燒氫的熱核過(guò)程，并主要由光輻射和中微子將其能量帶走。

第一代恒星在生命結(jié)束的剎那帶給了我們?cè)S多豐富的化學(xué)元素(包括許多較重元素)，所以，現(xiàn)在宇宙才有可能產(chǎn)生出各種有機(jī)物，包括能建造生命的物質(zhì)，最后在一定條件下孕育出生命。生命通過(guò)進(jìn)化不斷完善自己，并導(dǎo)致高智商生物物種出現(xiàn)，DNA就是物質(zhì)演化從無(wú)序到有序的精彩之作。

最后，我說(shuō)說(shuō)我不想去描述的宇宙末日的圖景：宇宙進(jìn)入晚年后，將有越來(lái)越多的恒星因衰老而死亡，并有相當(dāng)數(shù)量轉(zhuǎn)變成黑洞，那時(shí)宇宙空間將變得千瘡百孔。一方面，這些黑洞除了吞進(jìn)其周?chē)奈镔|(zhì)外(包括吸進(jìn)中微子)，還在其質(zhì)量增大到一定程度后，又開(kāi)始吞噬其周?chē)目臻g，使黑洞質(zhì)量迅速變大，進(jìn)而又加大了其吞噬空間和吸入物質(zhì)的能力；另一方面，黑洞與相鄰的黑洞因互相吸引，導(dǎo)致它們之間的空間減少而靠近、融合。如此下去，愈演愈烈，黑洞越來(lái)越大，空間不斷萎縮。最后，空間急劇坍縮。一切都和宇宙誕生時(shí)基本相反，空間沒(méi)有了，時(shí)間也畫(huà)上了休止符，所有信息都化為烏有。宇宙就這樣消失了，留下的依然是一個(gè)不穩(wěn)定的、不確定的、蘊(yùn)藏著極大能量的奇點(diǎn)。