英國(guó)《新科學(xué)家》周刊網(wǎng)站4月1日刊登題為《虛無(wú)如何能夠毀滅宇宙》的文章，作者是英國(guó)諾丁漢大學(xué)物理學(xué)家安東尼奧·帕迪利亞，內(nèi)容編譯如下：

我們大多數(shù)人時(shí)不時(shí)地都會(huì)抱怨“無(wú)”。比如打開(kāi)冰箱，看到里面空空如也時(shí)感嘆“沒(méi)什么可吃的啊”——盡管里面可能還有喝了一半的酸奶和一些看起來(lái)不太新鮮的生菜。

當(dāng)然，這是一種相當(dāng)主觀的“無(wú)”。我們可以考慮兩種更為精確的定義。

首先是小寫(xiě)的“無(wú)”(nothing)，就是從有到?jīng)]有：比如冰箱里的酸奶、生菜、空氣分子等等。

但也有一個(gè)大寫(xiě)的“無(wú)”(Nothing)，這就要絕對(duì)得多，不是簡(jiǎn)單清空冰箱的概念了。真正的“無(wú)”從來(lái)就不是任何東西，也永遠(yuǎn)不會(huì)變成任何東西。它什么都不是。如果有這樣一個(gè)“無(wú)”的存在(當(dāng)然很難想象它是如何存在的)，那么一切(包括我們)都必須與之分隔開(kāi)。

持續(xù)一千多年的沖突

作為物理學(xué)家，我們更感興趣的是那些與我們有關(guān)聯(lián)的東西，也就是那些以小寫(xiě)“無(wú)”的形式存在的東西。這種無(wú)曾經(jīng)引發(fā)了一場(chǎng)持續(xù)了1000多年的戰(zhàn)爭(zhēng)。這場(chǎng)沖突始于公元前5世紀(jì)的古希臘哲學(xué)家，尤其是留基伯和他的學(xué)生德謨克利特。他們提出，物質(zhì)是由微小的不可分割的碎片或“原子”組成的，它們?cè)跓o(wú)限的虛空——虛無(wú)——中嬉戲。

亞里士多德(公元前4世紀(jì))決心要摧毀這種哲學(xué)。他認(rèn)為物質(zhì)是一種連續(xù)的流體，可膨脹和收縮，永遠(yuǎn)在土、氣、火、水四種基本元素之間轉(zhuǎn)換。他建立了一個(gè)宇宙模型，將宇宙劃分為同心球體，地上界由四種基本元素組成，天界由第五種元素(即“以太”)組成。每一個(gè)天球都被其更大的鄰居移動(dòng)：月球被水星移動(dòng)，水星被金星移動(dòng)，以此類(lèi)推，直到最后一層恒星，它們固定在物質(zhì)世界的邊緣。根據(jù)亞里士多德的說(shuō)法，這最后一層是由物質(zhì)世界之外的東西、“原動(dòng)力”和上帝推動(dòng)的。

在許多人——尤其是托馬斯·阿基納等中世紀(jì)基督教哲學(xué)家——看來(lái)，亞里士多德在把其模型與上帝的存在聯(lián)系起來(lái)的過(guò)程中戰(zhàn)勝了原子論者。原子論哲學(xué)成了異端邪說(shuō)。接納虛空就是接納上帝的缺席，是接納邪惡。東方哲學(xué)家則持截然不同的觀點(diǎn)。在許多東方宗教中，虛空是開(kāi)悟的源泉。例如，據(jù)說(shuō)佛陀悟出了Sūnyatā，意為空性，將自己從一切痛苦折磨中解脫出來(lái)。東方數(shù)學(xué)家的精神核心是“無(wú)”，他們毫不畏懼地提出激進(jìn)的新想法，比如“零”，即“無(wú)”的數(shù)字表達(dá)。這些觀點(diǎn)在西方遭到了強(qiáng)烈反對(duì)。1299年，佛羅倫薩官員甚至禁止使用印度-阿拉伯?dāng)?shù)字，尤其是零，以防止欺詐。畢竟，在賬戶(hù)上加幾個(gè)零觀感會(huì)比較良好。

阿基納是在13世紀(jì)早期捍衛(wèi)亞里士多德思想的，而到了佛羅倫薩法令頒布的時(shí)候，古希臘對(duì)西方哲學(xué)的影響力已經(jīng)受到了打擊。1277年，巴黎主教艾蒂安·唐皮耶就上帝是否能移動(dòng)天堂提出問(wèn)題，答案很明顯：上帝無(wú)所不能。然而，亞里士多德的觀點(diǎn)則認(rèn)為這是不可能的，因?yàn)橐苿?dòng)天堂會(huì)留下真空，而這是被禁止的。對(duì)唐皮耶來(lái)說(shuō)，亞里士多德及其追隨者都是異端邪說(shuō)。上帝當(dāng)然可以創(chuàng)造一個(gè)真空或虛空，而且因此它是受祝福的。至于“零”，在西方世界也得到了赦免。赦免不是來(lái)自天主教會(huì)的主教們，而是會(huì)計(jì)師們。他們發(fā)明了復(fù)式記賬法，零便成了平衡賬目的重要工具。

到了17世紀(jì)，能創(chuàng)造真空的不僅僅是上帝。物理學(xué)家埃萬(wàn)杰利斯塔·托里拆利和布萊士·帕斯卡通過(guò)水銀氣壓計(jì)也做到了這一點(diǎn)。但他們真的創(chuàng)造出了“無(wú)”嗎？

具無(wú)限負(fù)曲率的真空

隨著20世紀(jì)初量子力學(xué)的出現(xiàn)，我們都知道，答案是響亮的“不”字。在量子世界里，你無(wú)法精確說(shuō)出一個(gè)粒子的位置，以及它的運(yùn)動(dòng)速度有多快?？傆辛孔訑[動(dòng)存在。

真空也是如此。你可以把它想象成一個(gè)寂靜的空曠之地，但它仍有量子擺動(dòng)。在這種情況下，是虛粒子突然出現(xiàn)和消失的擺動(dòng)。它們?cè)谡婵罩型评x予其足夠的能量來(lái)彎曲空間和時(shí)間。許多天文學(xué)家認(rèn)為，所謂的暗能量——用以解釋為何宇宙以不斷增加的速度膨脹的概念，正如測(cè)量所顯示的那樣——實(shí)際上是虛空的能量。這種來(lái)自虛空的能量可能會(huì)加速宇宙膨脹，隨著我們走向宇宙真空，宇宙膨脹得越來(lái)越快。

所以，如果“無(wú)”不是真空的話，那“無(wú)”又在哪呢？它存在于我們的物質(zhì)世界中嗎？

1982年，物理學(xué)家、菲爾茲獎(jiǎng)得主愛(ài)德華·威滕找到了答案。他發(fā)現(xiàn)了一種可怖的新形式的“無(wú)”，比虛空或真空更加激進(jìn)。它揭示了時(shí)空的不穩(wěn)定性，在這種不穩(wěn)定中，可能出現(xiàn)一個(gè)真正意義上什么都沒(méi)有的泡泡，并開(kāi)始從內(nèi)到外吞噬宇宙。這不僅僅是空白空間，而是空間本身的缺失。如果一個(gè)“無(wú)”的泡泡出現(xiàn)在你的房間，它不會(huì)留下缺口——而是連缺口都沒(méi)有。它會(huì)帶走你的一切：你的電視、你的沙發(fā)，甚至連這些物件曾經(jīng)占據(jù)的空間都一同帶走。這毀滅性的幽靈會(huì)迅速蔓延，這是一種失控的不穩(wěn)定，在這種不穩(wěn)定中，空間本身都會(huì)放棄抵抗并最終消失。

鑒于其會(huì)吞噬空間和時(shí)間，物理學(xué)家試圖深入理解威滕的發(fā)現(xiàn)也就不足為奇了。2011年，普林斯頓大學(xué)的兩位學(xué)者亞當(dāng)·布朗和亞歷克斯·達(dá)倫發(fā)現(xiàn)了一種意想不到的新方式來(lái)思考“無(wú)”：將其視為具有無(wú)限負(fù)曲率的真空。我們已經(jīng)看到了真空是如何儲(chǔ)存能量以彎曲時(shí)空的。當(dāng)能量為正時(shí)，會(huì)得到正曲率，宇宙以加速度膨脹。當(dāng)能量為負(fù)時(shí)，會(huì)得到負(fù)曲率，以及一個(gè)最初膨脹，而后坍縮，消失在末日永夜中的宇宙。布朗和達(dá)倫設(shè)想出了一個(gè)充滿(mǎn)負(fù)能量的真空泡泡，這種真空泡泡讓時(shí)空彎曲為有限的負(fù)值。他們注意到，當(dāng)泡泡內(nèi)部的負(fù)曲率越來(lái)越大時(shí)，物理現(xiàn)象就越發(fā)接近威滕所看到的。因而他們得出結(jié)論，威滕的“無(wú)”泡泡可以理解為彎曲至負(fù)無(wú)窮的真空時(shí)空泡泡。

開(kāi)辟思考宇宙新方式

布朗和達(dá)倫的觀點(diǎn)得到了“全息理論”的支持。這一觀點(diǎn)認(rèn)為，我們的宇宙可能就像一個(gè)投影，一個(gè)編碼在低維邊緣上的三維現(xiàn)實(shí)。我喜歡把它想象成兩種不同的語(yǔ)言：一方面，它是主體的三維語(yǔ)言；另一方面，又是低維邊緣語(yǔ)言。兩種語(yǔ)言都可以描述相同的物理現(xiàn)象，盡管描述方式截然不同。巧的是，我們更習(xí)慣于說(shuō)主體語(yǔ)言，但這只是一種選擇。我們也可以選擇說(shuō)邊緣語(yǔ)言。

但這和無(wú)限負(fù)曲率的泡泡有什么關(guān)系呢？全息原理在負(fù)彎曲的時(shí)空中最好理解。在這種情況下，我們就有了一個(gè)適當(dāng)?shù)淖值?，可將主體語(yǔ)言和邊緣語(yǔ)言聯(lián)系起來(lái)。但是“無(wú)”的問(wèn)題就來(lái)了。事實(shí)證明，邊緣語(yǔ)言的單詞數(shù)量取決于主體的曲率。當(dāng)曲率驟降至負(fù)無(wú)窮時(shí)，單詞的數(shù)量就會(huì)變?yōu)榱?！邊緣語(yǔ)言就完全消失了，只留下“無(wú)”。布朗和達(dá)倫是對(duì)的。

利用無(wú)限負(fù)曲率的真空或可開(kāi)辟新方式來(lái)思考宇宙是如何“無(wú)”中生有的，亦或是它會(huì)如何以“無(wú)”告終。這不是我們可以去思考的事情——而是必須去思考的事情。就像威滕證明了“無(wú)”是可能的，哈佛大學(xué)的一個(gè)研究小組則證明了“無(wú)”是不可避免的。

物理學(xué)家杰克·麥克納馬拉和卡倫·瓦法認(rèn)為，在量子引力的全景中不存在孤島。這是個(gè)包含一切有意義的量子引力理論的全景。其中一些狂野而奇妙，與我們所處的宇宙毫無(wú)共同之處，但至少在邏輯上是自洽的。

假設(shè)你進(jìn)入這一全景，拿出你最喜歡的量子引力理論，我也拿出我的。然后麥克納馬拉和瓦法說(shuō)，應(yīng)該有一種方法可在兩者之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換。這些轉(zhuǎn)換有時(shí)可通過(guò)穿過(guò)一道墻、一個(gè)將你我的量子引力世界分開(kāi)的門(mén)戶(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在所有奇特的量子引力理論之外，還有一種最簡(jiǎn)單的量子引力理論，即描述“無(wú)”的理論。既然這個(gè)微不足道的理論是麥克納馬拉和瓦法給出的全景的一部分，那么就一定存在可以從“無(wú)”到有的方法?！盁o(wú)”并非是與物理學(xué)其他部分隔絕開(kāi)來(lái)的孤島。它就在那里靜待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

有些人畏懼它，有些人崇拜它，如今我們知道，“無(wú)”不可避免。它已經(jīng)困擾了人類(lèi)數(shù)千年。終有一天，它會(huì)把整個(gè)宇宙當(dāng)成早餐吃掉。

我們應(yīng)該擔(dān)心嗎？

還是說(shuō)它不過(guò)是“無(wú)”而已？（編譯/沈丹琳）