現(xiàn)代科學(xué)主流理論認(rèn)為，我們的宇宙起源于138億年前的大爆炸，大爆炸瞬間產(chǎn)生了巨大的能量。
這里有一個(gè)堪稱最深?yuàn)W的宇宙之謎：大爆炸瞬間產(chǎn)生的純能量到底是如何轉(zhuǎn)化為我們物質(zhì)的？如今我們的世界充滿了各種物質(zhì)，這些物質(zhì)肯定是由能量轉(zhuǎn)化而來的，到底是如何轉(zhuǎn)化的呢？
也就是說，物質(zhì)是如何“無中生有”的？
對(duì)于“無中生有”有很多種解釋，不過量子場(chǎng)論或許是最好的解釋。
按照量子場(chǎng)論的詮釋，物質(zhì)最基本的形態(tài)其實(shí)是量子場(chǎng)，而所有的基本粒子都可以額看做某種量子場(chǎng)的具體表現(xiàn)。
通俗來講，宇宙中并不存在真正的“一無所有”，也可以理解為“宇宙大爆炸之前并不是什么都沒有”，而是存在著最基本的場(chǎng)，這些場(chǎng)都處于基態(tài)，也就是我們通常所說的真空狀態(tài)，基態(tài)是最穩(wěn)定的狀態(tài)。這樣的狀態(tài)是沒有任何粒子的，當(dāng)然也沒有物質(zhì)。但處于基態(tài)的場(chǎng)是有能量的，而且是最低能量狀態(tài)。
量子的不確定性表明，我們的宇宙里隨時(shí)會(huì)有能量波動(dòng)，而這種能量波動(dòng)就會(huì)讓處于基態(tài)的場(chǎng)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，而激發(fā)態(tài)的場(chǎng)就會(huì)生成相應(yīng)的粒子。而且，激發(fā)態(tài)的不同產(chǎn)生的粒子數(shù)量和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也會(huì)有所不同。
每一種基本粒子都對(duì)應(yīng)一種場(chǎng)，比如說光子對(duì)應(yīng)的是電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)的激發(fā)就會(huì)產(chǎn)生光子。電子對(duì)應(yīng)電子場(chǎng)，中微小子對(duì)應(yīng)的是中微子場(chǎng)。
總體來講，可以分為三大類場(chǎng)，分別是費(fèi)米子場(chǎng)，也就是實(shí)物粒子場(chǎng)。規(guī)范場(chǎng)，也就是媒介子場(chǎng)，比如說電磁場(chǎng)。還有希格斯粒子場(chǎng)，這種場(chǎng)的激發(fā)就會(huì)形成希格斯粒子，也被稱為上帝粒子，這個(gè)粒子非常重要，它讓基本粒子，也就是費(fèi)米子擁有了質(zhì)量。
同時(shí)，量子力學(xué)告訴我們，粒子會(huì)隨機(jī)衍生和湮滅，而粒子的衍生湮滅對(duì)應(yīng)的正是場(chǎng)的激發(fā)和退激。不同的場(chǎng)之間可以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，具體就表現(xiàn)出某些物理現(xiàn)象。
比如說，中子場(chǎng)從激發(fā)態(tài)退激到基態(tài)時(shí)，就會(huì)釋放出能量，這些能量又會(huì)引起其他場(chǎng)的激發(fā)，包括質(zhì)子場(chǎng)，中微子場(chǎng)，電子場(chǎng)等，也因此會(huì)產(chǎn)生質(zhì)子，反中微子和電子。其實(shí)這個(gè)過程就是貝塔衰變，通過弱相互作用體現(xiàn)出來的。
能夠看出，能量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的過程，其實(shí)就是場(chǎng)不同形式的表現(xiàn)。通俗理解，場(chǎng)由于擾動(dòng)由基態(tài)變成激發(fā)態(tài)，這個(gè)過程就是波動(dòng)，這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生不同的“波包”，也就是“能量包”，而能量包就是各種基本粒子。
所以說，本質(zhì)來講，物質(zhì)其實(shí)就是能量，只是能量的另一種展現(xiàn)方式罷了，你我只是“能量包”而已。
下面再具體講講“無中生有”。
上面說了，并不存在絕對(duì)的“無”，因?yàn)檎婵罩须S時(shí)會(huì)衍生出來基本的虛粒子，然后瞬間消失，這也被稱為“量子漲落”。
而剛才也說了，粒子的衍生湮滅其實(shí)就是場(chǎng)的激發(fā)和退激。也就是說，宇宙里一開始就存在最基本的場(chǎng)，它們無處不在，就像我國(guó)古代描述的“混沌狀態(tài)”一樣。
而我們的宇宙正是在量子漲落中誕生的。按照量子力學(xué)的詮釋，量子漲落會(huì)隨時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)由于量子具有不確定性，漲落的幅度也是不確定的。所以，可以這么理解，宇宙奇點(diǎn)的出現(xiàn)就是極大的漲落，極大的漲落誕生了我們的宇宙。
這種理解方法就避免了“無窮小”的尷尬局面。因?yàn)橛钪娲蟊ɡ碚搹?qiáng)調(diào)，大爆炸瞬間的奇點(diǎn)體積無窮小。但無窮的概念只是純數(shù)學(xué)的抽象概念，在物理現(xiàn)實(shí)中并不存在，所以奇點(diǎn)讓所有的大自然法則都失效了，這也是讓科學(xué)家們非常困惱的地方。
而基于量子力學(xué)和量子場(chǎng)論，科學(xué)家們提出了量子宇宙學(xué)，認(rèn)為宇宙剛誕生時(shí)并不是無窮小，而是極小的尺度，而極小的尺度正好也是量子力學(xué)的研究范疇。
所以，科學(xué)家們就利用量子力學(xué)和廣義相對(duì)論結(jié)合起來形成的量子引力場(chǎng)論，來詮釋宇宙起源問題，用波函數(shù)描述宇宙誕生時(shí)的狀態(tài)，一種量子狀態(tài)，然后利用費(fèi)曼的路徑積分方法計(jì)算出宇宙出現(xiàn)的概率。
說白了，我們宇宙的誕生完全是一個(gè)概率事件，而且是概率極低的事件。但按照量子力學(xué)不確定性詮釋，不管概率有多低，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，就一定會(huì)出現(xiàn)。
從量子場(chǎng)論詮釋，就能完美地避免“無中生有”和“奇點(diǎn)”的尷尬，讓我們對(duì)宇宙起源和物質(zhì)誕生的描述更加合情合理！
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