>>> 2003年第10期
时间是如何起源的？
作者：金 锐
为什么说宇宙是在一次大爆炸中创生的？其直接证据来自三方面的观察结果：第一，也是最直接的，宇宙现在还在膨胀；第二，宇宙中处处弥漫着热辐射，它是宇宙大爆炸时产生原始炽热火球暗淡下去的余辉；第三，天文学家观测到的宇宙中化学元素的丰度可以描绘宇宙从产生到发展的轨迹。
然而，大爆炸之前发生了什么？是什么原因使爆炸得以发生？爆炸的中心在哪里？宇宙的边缘在哪里？其实这些问题完全错误地理解了大爆炸的含义。大爆炸并不是众多星系从一个公共中心猛烈扩散到无限真空的深处，在这里，空间本身在大爆炸中产生，时间本身也在大爆炸中产生。出现空间的那个小点并不是定位在任何物体之上的，它不是一种被虚无包围着的物体，而是被无限压缩了的空间本身的创始点。
这个小小的创始点在专业上称为奇点。当你按时间回溯，宇宙就越来越缩小，时空曲率无限增大，直到奇点处成为无穷大。
这个概念一经接受，那么“大爆炸之前发生了什么”这样的问题显然是没有意义的了，未曾有过“大爆炸之前”这样的时期，因为时间与大爆炸一起开始。不幸，这个问题经常被用这样简单的话来回答：“大爆炸之前什么都没有。”许多人把“什么都没有”又解释成一无所有的空间，但正如上文所竭力指出的那样，空间并不先于大爆炸存在。
难道这里的“无”指的是空间从其中涌现的某种更微妙的有如“前空间”的东西？或者是某种抽象的状态？
都不是，就像斯蒂芬·霍金谈到的，“北极的北边是什么地方？”这个问题也可以用“无”来回答，不是因为那里有个神秘的“无极陆地”，而是因为所提到的区域压根不存在，不仅是物理学上不存在，而且也是逻辑上不存在。所谓“宇宙大爆炸之前的时期”，情况就像这样。
时间有一个确定的开端吗
假如时间不是永远存在，那么是否可以确信一定存在一个间断点，在某时某刻突然地“打开开关”？如果是这样，这就意味着存在着一个第一次的事件，或叫首次事件。这个首次事件并不同于其它的普通事件，因为在它之前没有任何事件产生，这是一个无因果关系的事件——一个奇性的超自然事件。这一点肯定无疑吗？
不一定。举例来说，存在一个比零大的最小实数吗？显然没有。任选一个正实数，如十亿分之一、万亿分之一……这个数总能被减半，并可再减半下去，获得一个比前一次选定的数更小的数。同理，假如时间是连续的，那么，在任何一个时刻（如十亿分之一秒、万亿分之一秒……），总有一个时刻在它之前。这里，我们无法发现一个确定的初始时刻。
当然，时间也有可能是不连续的，就像放电影一样，电影的每张画片是静止的，但以飞快的速度放映出来时，就给了我们一种连续性的幻觉。
时间的开始有原因吗
那么，到底为什么时间和空间突然地“打开开关”？在日常生活中一切事件都是有原因的。一座桥坍塌了，那是因为它负荷过重了；雪融化了，那是因为空气热起来了；一棵树长起来了，那是因为种下了树种；等等等等，不一而足。
我们的头脑是使用原因和结果这种因果链来思考问题的，凡事件必有原因。由于正常的因果关系是在时间中发生的，因而有一种自然的倾向是，设想有一个按时间往回伸展的因果链，最终可以追溯到宇宙创生时刻的第一原因。但是，每一事件都有一个原因吗？会不会有些东西没有任何理由就可以出现呢？
有。按照量子理论的设想，粒子就可以在没有原因的情况下不知从什么地方冒出来。
当把量子理论应用于宇宙的创生时刻，那个比粒子还小的尖尖的小点就服从量子理论，不需要任何理由，时间和空间会自发地产生，从原先没有任何时空的地方突然出现，就如同粒子自发地、没有原因地冒出来一样。宇宙的创生没有任何原因，这是量子理论的自然结果。
（曾象子荐自《大科技》2003年第3期）
责编：江渔插图：冯日