我們知道，宇宙中的一切，就像它今天存在的那樣，都是從某種預(yù)先存在的狀態(tài)產(chǎn)生的，而這種狀態(tài)與現(xiàn)在的狀態(tài)不同。
數(shù)十億年前，沒有人類，也沒有行星地球，因為我們的太陽系以及生命所需的物質(zhì)首先需要形成。
對地球至關(guān)重要的原子和分子也需要宇宙起源：來自恒星、恒星身體及其組成粒子的生死。
恒星本身需要從大爆炸遺留下來的原始原子中形成。
每走一步，隨著我們追溯宇宙歷史的腳步越走越遠，我們就會發(fā)現(xiàn)，任何存在或存在的事物都有導(dǎo)致其存在的原因。
我們能將這種邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)用于宇宙本身嗎？
自20世紀(jì)70年代末以來，哲學(xué)家和宗教學(xué)者，以及一些也涉足這些領(lǐng)域的科學(xué)家都斷言，我們可以做到這一點。
被稱為卡拉姆宇宙論，它斷言。
任何開始存在的東西都是有原因的，宇宙開始存在，因此，宇宙的存在是有原因的。
那么，宇宙存在的原因是什么呢？
答案一定是上帝。
這就是現(xiàn)代宇宙學(xué)證明上帝存在的爭論的癥結(jié)所在。
但是，這個前提在多大程度上經(jīng)得起科學(xué)審查呢？
科學(xué)已經(jīng)證明了它們嗎，或者其他選擇是可能的？
答案不在于邏輯，也不在于神學(xué)哲學(xué)，而在于我們對宇宙本身的科學(xué)認識。
通過從一個預(yù)先存在的系統(tǒng)中創(chuàng)建兩個糾纏的光子，并將它們相隔很遠的距離，我們可以通過測量一個光子的狀態(tài)來“傳送”另一個光子的狀態(tài)信息，即使是從非常不同的位置。
對量子物理的解釋既需要局域性又需要現(xiàn)實主義，不能解釋無數(shù)的觀察結(jié)果，但多種解釋似乎都同樣好。
一切開始存在的事物，或者從不存在的狀態(tài)變成存在的事物，都有原因嗎？
如果你理性地思考這件事，就會有一個直觀的道理，那就是一些東西不可能從無到有。
畢竟，認為任何事情都可以從無到有的想法聽起來很荒謬；如果可以的話，這將完全削弱我們在日常生活中如此徹底地體驗到的因果關(guān)系的概念。
創(chuàng)造即虛無，或從無到有的想法，違背了我們對常識的看法。
但是我們的日常體驗并不是宇宙所有的總和。
有許多物理的、可測量的現(xiàn)象似乎確實違反了這些因果概念，其中最著名的例子發(fā)生在量子宇宙中。
舉個簡單的例子，我們可以看看單個放射性原子。
如果你有大量這樣的原子，你可以預(yù)測它們中的一半衰變需要多長時間：這就是半衰期的定義。
然而，對于任何單個原子，如果你問，“這個原子什么時候衰變？”
或者，“是什么導(dǎo)致這個原子最終衰變？”
沒有因果關(guān)系的答案。
在傳統(tǒng)的薛定諤貓實驗中，你不知道量子衰變的結(jié)果是否已經(jīng)發(fā)生，從而導(dǎo)致貓的死亡。
在盒子里，這只貓要么活著，要么死了，這取決于放射性粒子是否衰變。
如果貓是一個真正的量子系統(tǒng)，在被觀察到之前，貓不會活著也不會死，而是處于兩種狀態(tài)的疊加。
然而，你永遠不能觀察到貓同時是死的和活的。
有幾種方法可以強迫原子分裂：你可以用一個原因得到同樣的效果。
例如，如果你向有問題的原子核發(fā)射一個粒子，你可能會觸發(fā)它分裂并釋放能量。
但是放射性衰變迫使我們面對這個令人不安的事實：這種原子何時衰變的現(xiàn)象是沒有原因的。
就好像宇宙具有某種隨機性，使得某些現(xiàn)象從根本上是不確定和不可知的。
事實上，還有許多其他量子現(xiàn)象顯示出這種隨機性，包括糾纏的自旋，不穩(wěn)定粒子的剩余質(zhì)量，通過雙縫的粒子的位置，等等。
事實上，對量子力學(xué)有很多解釋--其中最重要的是哥本哈根解釋--聲學(xué)是自然界的核心特征，而不是缺陷。
顯示量子真空中的虛擬粒子(特別是強相互作用)的量子場論計算的可視化。
即使在空曠的空間，這種真空能量也不是零。
你可能會爭辯說，哥本哈根的解釋并不是理解宇宙的唯一方式，還有其他完全決定論的量子力學(xué)解釋。
雖然這是真的，但這也不是一個令人信服的論點；量子力學(xué)的可行解釋在觀測上都是無法區(qū)分的，這意味著它們都有平等的合法性要求。
宇宙中也有許多現(xiàn)象，如果沒有這樣的想法是無法解釋的：
虛擬粒子，(不可測量的)量子場的漲落，以及一種強制進行“交互”的測量裝置。
我們在探測質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的深度非彈性散射實驗中看到了這一點的證據(jù)；我們預(yù)測，為了解釋黑洞衰變和霍金輻射，需要發(fā)生這種情況。
斷言“任何開始存在的東西都一定有原因”忽略了我們量子現(xiàn)實中的許多例子--寬宏大量地說--這樣的說法并沒有得到有力的證實。
情況可能是這樣的，但這絕非板上釘釘。
宇宙膨脹的視覺歷史包括被稱為大爆炸的炎熱致密狀態(tài)，以及隨后結(jié)構(gòu)的生長和形成。
整套數(shù)據(jù)，包括對輕元素和宇宙微波背景的觀測，只留下大爆炸作為我們所看到的一切的有效解釋。
隨著宇宙的膨脹，它也會冷卻，使離子、中性原子，最終形成分子、氣云、恒星，最后形成星系。
宇宙開始存在了嗎？
信不信由你，這一次比之前的斷言更令人懷疑。
雖然我們可以想象，在我們觀察到的怪異和違反直覺的量子世界背后，存在著某種根本上確定的、非隨機的、因果關(guān)系的現(xiàn)實，但很難得出宇宙本身一定在某個時候開始存在的結(jié)論。
“但是大爆炸呢？”
他們都是這么說的，對吧？
我們的宇宙是從大約138億年前的一次熱大爆炸開始的，這不是真的嗎？
有點。
是的，我們可以將我們宇宙的歷史追溯到一個早期的、炎熱的、密集的、均勻的、迅速膨脹的狀態(tài)，這是絕對正確的。
沒錯，我們稱這種狀態(tài)為“熱大爆炸”。
但是，大爆炸是空間、時間、能量、物理定律以及我們所知道和經(jīng)歷的一切的開始，這一觀點是不正確的，而且在大約40多年的時間里人們已經(jīng)知道也不是正確的。
宇宙大爆炸并不是開始，而是一種完全不同的狀態(tài)，稱為宇宙暴漲。
在頂部的面板中，我們的現(xiàn)代宇宙在任何地方都有相同的屬性(包括溫度)，因為它們起源于一個擁有相同屬性的區(qū)域。
在中間的面板中，原本可以有任意曲率的空間被膨脹到今天我們看不到任何曲率的程度，解決了平坦度問題。
在底板中，先前存在的高能遺跡被充氣帶走，為高能遺跡問題提供了解決方案。
這就是通貨膨脹如何解決大爆炸本身無法解釋的三大難題。
有一組壓倒性的證據(jù)支持這一點，其中包括：
宇宙在熱大爆炸開始時表現(xiàn)出的密度缺陷的光譜，
超視界宇宙尺度上那些密度過高和密度過低的區(qū)域的存在，
宇宙在最早的時候表現(xiàn)出完全絕熱的，沒有等溫線的漲落，
事實上，在早期宇宙中達到的溫度有一個上限，遠遠低于物理定律被打破的范圍。
宇宙膨脹對應(yīng)于宇宙的一個階段，在那里它沒有充滿物質(zhì)和輻射，相反，它具有空間結(jié)構(gòu)本身固有的巨大的正能量。
膨脹的宇宙不會隨著宇宙的膨脹而變得密度降低，只要膨脹持續(xù)，膨脹的宇宙就會保持恒定的能量密度。
這意味著，宇宙并沒有像熱的大爆炸開始以來一直在膨脹、冷卻和減緩膨脹，而是在此之前，宇宙以指數(shù)級的速度膨脹：迅速、無情和以不變的速度膨脹。
膨脹的宇宙，充斥著星系和我們今天觀察到的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，是從一個更小、更熱、更密集、更均勻的狀態(tài)產(chǎn)生的。
但即使是最初的狀態(tài)也有它的起源，宇宙膨脹是所有這些都來自哪里的主要候選因素。
這代表著我們對事物開始時的樣子的看法發(fā)生了巨大的變化。
充滿物質(zhì)或輻射的宇宙會回到奇點，而膨脹的時空則不會。
不只是“可能不會”，也不會導(dǎo)致奇點。
記住，從根本上說，在數(shù)學(xué)中成為指數(shù)意味著什么：經(jīng)過一段時間，你所擁有的一切都會翻一番。
然后，當(dāng)同樣的時間再次過去時，它會再次加倍，以此類推，不受約束。
同樣的邏輯也適用于過去：同樣的時間之前，我們所擁有的一切都是現(xiàn)在的一半。
再倒退一個等價的時間步長，就會再次減半。
但是，無論你把最初擁有的東西減半、減半、減半多少次，它都永遠不會達到零。
這就是通貨膨脹告訴我們的：只要通貨膨脹還在繼續(xù)，我們的宇宙就只會變小，但永遠不會達到零的大小，也不會達到一個可以被識別為開始的時間。
在廣義相對論和理論物理學(xué)的背景下，我們說這意味著宇宙是過去式的不完整的。
藍線和紅線代表了一個“傳統(tǒng)的”大爆炸場景，一切都從時間t=0開始，包括時空本身。
但在通貨膨脹的情況下(黃色)，我們永遠不會達到奇點，也就是空間變成單一狀態(tài)；相反，它只能在過去變得任意小，而時間則繼續(xù)永遠倒退。
只有通貨膨脹結(jié)束后的最后一秒，才會在我們今天可見的宇宙上留下印記。
不幸的是，在科學(xué)術(shù)語中，我們只能測量和觀察宇宙給予我們的可測量和可觀察的量。
盡管宇宙膨脹取得了所有成功，但它做了一些我們只能認為不幸的事情：從本質(zhì)上講，它抹去了宇宙中在膨脹之前存在的任何信息。
不僅如此，它還消除了在通貨膨脹結(jié)束前的最后一秒前出現(xiàn)的任何這樣的信息，通貨膨脹是在炎熱的大爆炸之前并建立起來的。
斷言“宇宙開始存在”無論從觀察上還是理論上都是完全沒有根據(jù)的。
的確，大約20年前，有一個定理發(fā)表了--Borde-Guth-Vilenkin定理--它證明了一個總是膨脹的宇宙不可能無限地膨脹到過去。
然而，沒有任何東西要求膨脹的宇宙之前有一個也在膨脹的階段。
這個定理也有許多漏洞：如果你顛倒了時間箭頭，這個定理就失敗了；如果你用一組特定的量子引力現(xiàn)象代替了萬有引力定律，這個定理就失敗了；如果你構(gòu)建了一個永遠膨脹的穩(wěn)態(tài)宇宙，這個定理就會失敗。
再一次，像以前一樣，“從不存在中產(chǎn)生的宇宙”是一種可能性，但它既沒有被證明，也沒有否定其他可行的可能性。
我們宇宙歷史的現(xiàn)代宇宙圖景不是始于我們認為是大爆炸的奇點，而是一段宇宙膨脹時期，它將宇宙拉伸到巨大的規(guī)模，具有統(tǒng)一的性質(zhì)和空間平坦。
通貨膨脹的結(jié)束標(biāo)志著炎熱的大爆炸的開始。
因此，宇宙是有原因的，而那個原因就是上帝？
到目前為止，我們已經(jīng)確定卡拉姆宇宙學(xué)論證的前兩個前提充其量是未經(jīng)證實的。
然而，如果我們假設(shè)它們是真的，那就證明上帝是我們宇宙存在的原因了嗎？
只有當(dāng)你把上帝定義為“使宇宙從一種不存在的狀態(tài)變成存在的那一種東西”時，這才是可以辯解的。
這里有一些例子說明了為什么這是荒謬的。
當(dāng)我們在計算機上模擬一個二維宇宙時，我們有沒有把這個宇宙變成現(xiàn)實？因此，我們是那個宇宙的上帝嗎？
如果宇宙的膨脹狀態(tài)是從一個預(yù)先存在的狀態(tài)產(chǎn)生的，那么引起膨脹的狀態(tài)是我們宇宙的上帝嗎？
如果有一個隨機的量子漲落導(dǎo)致膨脹結(jié)束，熱的大爆炸-我們所知的宇宙-開始，這個隨機過程等同于上帝嗎？
雖然可能會有一些人持肯定的觀點，但這聽起來很難像我們通常在談?wù)撋系蹠r所設(shè)想的那樣全能、無所不知、無所不能。
如果前兩個前提是真的，并且它們沒有被建立或被證明為真，那么我們所能說的就是宇宙有一個原因，而不是那個原因就是上帝。
在膨脹期間發(fā)生的量子波動在整個宇宙中延伸，當(dāng)膨脹結(jié)束時，它們就變成了密度波動。
隨著時間的推移，這導(dǎo)致了今天宇宙中的大尺度結(jié)構(gòu)，以及在CMB中觀察到的溫度波動。
這是一個壯觀的例子，說明了現(xiàn)實的量子本質(zhì)是如何影響整個大規(guī)模宇宙的。
然而，最重要的結(jié)論是：在任何科學(xué)努力中，你絕對不能從你希望得出的結(jié)論開始，然后從那里倒退。
這與任何尋求知識的企業(yè)提前假設(shè)答案是背道而馳的。
您必須以這樣一種方式來表述您的斷言：它們可以被仔細檢查、測試，并且可以被驗證或證偽。
尤其是，你不能假設(shè)一個無法證明的斷言，然后聲稱你已經(jīng)通過演繹推理“證明”了某事的存在。
如果你不能證明前提，所有基于該前提的邏輯推理都是不成立的。
宇宙仍然有可能在所有層面上遵守因果的直觀規(guī)則，盡管從根本上來說，一個無因果的、不確定的、隨機的宇宙的可能性仍然在發(fā)揮作用(而且，可以說，這也是首選的)。
宇宙有可能確實有其存在的起點，盡管這一點在任何一種合理的科學(xué)懷疑之外都沒有得到證實。
如果這兩件事都是真的，那么宇宙的存在是有原因的，而這個原因可能是(但不一定是)我們可以認同上帝的東西。
然而，可能并不等同于證據(jù)。
除非我們能堅定地證實許多尚待證明的事情，否則卡拉姆宇宙論只會說服那些已經(jīng)同意其未經(jīng)證實的結(jié)論的人。
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