無中生有時空肇始對稱破缺四力初分

話說宇宙大事，有歸于無，無中生有，早在那天地未分、時空未辟，一無所有之間，有一奇小奇熱，無可名狀之點，因其無可名狀，甚為奇怪；而除此之外一無所有，又甚為畸零，故此名之日奇點（singularity）。遠在137億年前，便是由此一點，做出了一件開天辟地的大事。有分教：

太初鴻蒙何所有？奇小極熱可流金。

自從時空由此出，開天辟地到如今。

……嗯，從現在開始我改說人話哈。

這個奇點呢，就是我們現在這個宇宙的起點。如今我們這個宇宙里的一切，你想得到的所有詞兒：高大上的比如時間、空間、能量、物質，接地氣的比如地球（雖然在這個故事里，地球絕對是個劇情過了一大半才跑出來的不稱職主角）、恒星、太陽、銀河，包羅萬象，全都是從這么一個不知道該怎么描述的點跑出來的。

咋理解不知道該怎么描述法呢？它其實根本就不能算是一個點。宇宙學家們說了，點不點的那都是為了講課和寫文章方便才弄出來的概念！我們可不認賬，我們的理論只是說，宇宙是從一個非常小、非常熱又非常密的狀態開始的。從這個非常小、非常熱又非常密的狀態，BANG！忽然開始了膨脹，于是宇宙就產生了。這個最初的，必須要大寫的“BIG BANG！”，就是傳說中的大爆炸，有時為了特別表示它是產生宇宙的“那一次”爆炸，還要加上前綴，稱之為“宇宙大爆炸”。

又是宇宙，又是大爆炸的，連起來看這個詞兒未免有點嚇人，“哎呀這得該是何等厲害的—個場面呀！”其實也全不是那么回事兒。首先要聲明的是，大爆炸這個名字其實來自于反對者的吐槽——這倒跟外號是同一個道理，越是吐槽的外號越是流傳久遠——既然是吐槽，那肯定是抓住一點無限放大，別指望反對者跟你講究措辭分寸。

想當初，物理學家可討厭“宇宙有一個開端”這念頭了。照他們的想法，我們花了好幾百年，無數先烈前赴后繼才好不容易把上帝他老人家從宇宙主宰的寶座上拉了下來，你現在跟我說宇宙是有個開端的？開什么玩笑，這不又回到《圣經·創世紀》2.0版？什么？還是BANG一聲爆出來的？添什么亂哪，我才不管你信不信呢，反正我不信！

所以宇宙的這個開端就這么拉了個“大爆炸”的嘲諷，然后一直叫了下來。拜《生活大爆炸》（The Big Bang Theory）這部美劇之賜，這個詞兒在今天格外深入人心，可其實這場“大爆炸”它既不大，也算不上是一場爆炸，當然更沒有BANG的一聲。

呃，頭有點暈？那先來做個選擇題。題目：“大爆炸”蘊含的能量，折算成質量，大約相當于下面哪一個選項？A.1千克；B.1噸；c.1000噸；D.1010噸

想撕書是不是？不過你也可以拿這個問題去為難一下的物理老師（如果有的話），如果你們老師答不上來，你就可以笑呵呵地回答：真相永遠只有一個。答案是千真萬確卻又令人乍舌——A。

我們這個宇宙，在導致它誕生的那次“大爆炸”中，蘊含的能量只相當于區區1千克的質量。

作為對比，在不到一秒鐘之后，宇宙里的能量就變得相當于10噸質量。10相當于在1的后面跟上50個零，為了避免騙字數的嫌疑，我就不在這里把這個數完整寫出來了。跟這么大的一個宇宙相比，大爆炸的能量真的是無比渺小，這個“大”字非常名不副實。等一下馬上要發生的事兒比它要大得多，各位看官不要著急，待我慢慢道來。

至于“爆炸”么，其實也是非常名不副實。因為首先，宇宙一開始膨脹得那是相當地慢，最初的10秒里才膨脹了1億倍——可別覺得“才膨脹了1億倍”！1億倍就是10倍而已，宇宙接下來馬上要瘋狂膨脹至少10倍，跟這比起來，區區1億倍只是溫和友好的熱身運動。其次，你見過誰家爆炸是沒有核心的嗎？所謂爆炸嘛，總是在一個空間里，有一個爆炸的中心，中心的壓力大，外圍的壓力小，所以從中心向外猛烈擴張的現象。但是宇宙最初這個“大爆炸”么，它既不是在一個空間里（空間都是它的兒子呢，不要錯了輩分?。?，也沒有一個爆炸的中心，宇宙里處處的壓強都是均衡的，膨脹的是時間與空間本身。

（我覺得，又有人想撕書了對不對？）

宇宙學家在這里打了一個馬虎眼。沒有誰能知道大爆炸的“那個時刻”發生了什么，我們只可能盡可能地逼近那個時刻，但永遠無法到達目標。大爆炸是時間的起點，也就是時間的零點，而我們能夠討論的宇宙嬰兒期，是從10開始的。小數點后面跟著42個0，隨后才是1，對我們中的絕大多數人而言，這和0根本沒有區別，但這個時間點卻劃下了一道壁壘分明的界限，我們可能知道這個時間之后的事件，但絕不可能知道之前的事件。它是對物理學家來說，有意義的最短的時間間隔，就是這個10秒，它專門有個名頭，叫做“普朗克時間”。

馬克斯·普朗克是量子力學的奠基人，他發現能量只能以量子的形式一份份地向外傳遞，量子不能夠再被分開。用普朗克的名字來命名的詞兒多少都跟量子有關，而某種意義上，普朗克時間就是時間的“量子”：和這個世界上的許多事物相同，時間也并不是可以無限等分的，人們沒法探測到比它更短的時間間隔內的任何變化，這意味著比它更短的時間間隔實際上并不存在。

不知你暈不暈，反正我不暈，這么跟你說吧！對于10秒之前的事兒我們啥都不知道，而且也沒法指望后世的宇宙學家們知道。宇宙在年齡為10秒的這時候，還很?。ū纫粋€原子核小多了），很熱（稍微低于“普朗克溫度”，也就是1.416833×10度），正在慢吞吞地向外膨脹，一邊膨脹一邊降溫，不過再怎么降溫都還是熱得非常過分，根本不可能有粒子能夠在這種高溫中穩定存在。這么個宇宙當然是非常沒勁的：整個宇宙里只有一種東西，那就是輻射；也只有一種作用力，那就是傳說中的“大統一力”。這是物理學家所追求的終極狀態，一切的基本作用都統一到了一起，別管是引力、電磁力、強核力還是弱核力，統統都是一回事兒，所有的物理定律都是“對稱”的，舉一可以反三，于是各種紛繁蕪雜的物理公式嘁哩喀喳地飛到一起，變成一個無比簡單的表達，這簡直就跟玩兒俄羅斯方塊終于等到一根長棍兒落下，嘩的一下前面堆出來的一大坨全部消掉那般，可以讓任何強迫癥患者頓覺神清氣爽（科學家對待工作多少都有點強迫癥）。但是物理學家或許會喜歡這狀態，我們可絕對不喜歡：一句話就能寫明白的事兒，有啥意思呢？

別擔心，好戲馬上就要登場。宇宙雖說暫時膨脹得有點兒慢吞吞，但是它冷卻的速度比膨脹要快得多。很快——真的很快，在宇宙年齡達到10秒的時候，溫度從最初的正無窮降到了只有10度。這個時候，引力馬上要和其他三種力分道揚鑣，引力相關的物理定律再也不跟其他定律對稱啦，物理學家管這叫“對稱破缺”。不過引力是打算分家單過了，電磁力、強核力和弱核力，可還親親熱熱哥仨好著，共同生活在“超對稱”大家庭里呢。

10度是一個非常危險的溫度，標志著宇宙狀態極端不穩定。如果在我們的宇宙上裝有監控裝備的話，這時候必然是紅燈亮起、警報狂拉、報警短信滴滴滴滴不斷朝負責人手機上狂發不休的狀態。

——警告！作用力即將分裂！

——警告！即將進入超冷狀態！

——警告！膨脹失控！

——警告！暴脹開始！

——警告！警告！警告！

就在這—連串的警報聲中，宇宙開始了猛烈的膨脹。從它年齡達到10秒開始，到10秒結束，每過10秒，宇宙的體積就翻一番。只花了短短的一瞬間，遠遠小于一個原子的體積就變得比—個最大的星系還要大。這就是宇宙的“暴脹”。

這樣猛烈的膨脹伴隨的自然是更加猛烈的降溫，與此同時，監控的警報還在狂閃呢。

——警告！作用力分離！

——警告！真空失守！粒子出現！

——宇宙正在長胖！長胖！長胖！

宇宙的質量正在迅速增大，因為它正享用著一場空前絕后的免費盛宴：作用力的分離向它饋贈了無比龐大的能量，這些能量隨著宇宙的冷卻而轉化為實在的粒子，讓這枚“宇宙蛋”的質量從最初始的1千克變成了10噸。要我說，這才是真·大爆炸呢，無中生有地涌現出這么多正能量，網絡上的段子手跟這一比，簡直弱爆了。

這頓免費的盛宴畢竟也還不是憑空出現的。宇宙在年僅10秒的時間里顯得格外年富力強，創造力滿點，到處漂著各種如今打死也看不到的玩意兒：夸克、大質量弱相互作用粒子（WIMP）、宇宙絲、原始黑洞……在現在只能在極短的時間內存在、甚至只存在于理論中的粒子，比如傳遞強核力的膠子、傳遞弱核力的W和Z玻色子、還有傳遞引力的引力子，在當時卻都是實際的存在。再加上輕子，這一大堆粒子馬上就要踏上一出名為“宇宙幸存者”的真人秀舞臺，能活到現在的還保持著實粒子風范的就只有夸克和輕子了——夸克其實也被虐得不輕，必須抱團求生，一個好漢三個幫地組成了質子或中子，貓在原子核里存身。其他的么……理論上它們全都存在，不過還沒人有那個本事和運氣看到。

在剩下的三種力中，最早分離出來的是強核力。弱核力和電磁力在暴脹時期的末尾分離，這也標志著暴脹的結束。作用力的分離帶來的不僅僅是讓后世的物理學家焦頭爛額的各種復雜物理現象，還讓宇宙保持了暴脹開始時的溫度：在體積暴脹了無數倍之后，溫度卻還是當初的10度。隨后，宇宙開始緩慢地膨脹和冷卻，而暴脹的短暫時期留下的遺產，卻保證了宇宙成為我們如今看到的這副模樣。這片沸騰的夸克海洋要如何在無數的可能性中殺出一條血路，產生宇宙中第—個重子——

欲知后事如何，且聽下回分解。