人類最喜歡問的終極問題之一是:為什么會有宇宙?換句話說,為什么會有“存在”而不是“虛無”?
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哲學家們喜歡扯“第一因”,神學家說是上帝開了個光,科學家則更務實:
宇宙的存在歸根結底,源于一場微妙的不對稱。
物質和反物質,本來應該像一對孿生兄弟,數量對等,命運相連。但它們偏偏“合不來”,一旦遇上就是“同歸于盡”。
結果是,在宇宙剛剛開局的那一瞬間,某個小小的差別決定了今天星河璀璨,而不是虛無寂滅。
換句話說,宇宙存在,是因為物質和反物質并非完全勢均力敵。
先從基礎講起。
我們身體里的原子,構成星辰的粒子,都是所謂的“物質”。它們由電子、質子、中子這些常見角色組成。
而反物質呢?就是它們的鏡像版本,帶相反的電荷。電子的“死對頭”是正電子,質子的“孿生”是反質子。
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理論上,這兩類粒子應該完全對稱。可惜它們見面就跟仇人似的,一碰即毀,瞬間化為一束伽馬射線。聽上去挺浪漫,像是兩個人抱在一起同歸于盡。但宇宙可不講浪漫,這種毀滅意味著“什么都不剩”。
所以,如果當初大爆炸產生的物質和反物質真的數量相等,那今天我們根本不該在這里聊天。宇宙應該一片黑暗,連一粒灰塵都沒有。
問題就來了:為什么我們今天還能坐在這里寫文章?
答案是,宇宙最初的“骰子”,并沒有擲得那么平均。
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上世紀初,英國物理學家狄拉克提出了反物質的存在。果然,后來實驗驗證,反物質確實在真實世界里出現過,甚至在大型對撞機里還能人為制造。
然而,狄拉克也認為,理論上物質與反物質應該數量相等。可今天我們看到的星系、行星、星云,全都是物質的天下,反物質幾乎銷聲匿跡。
那這多出來的物質是怎么留下來的?
粒子物理學家塔拉·謝爾斯給出的答案很直白:宇宙誕生時,本來是五五開的局面,但不久之后,物質逐漸占了上風。
要發生這種轉折,必須有個微小的不對稱。哪怕是十億分之一的優勢,也足以讓物質在反物質的大清洗中幸存下來。
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我們今天的一切,其實就是那點點殘渣。
聽上去是不是很諷刺?人類的詩歌、哲學、帝國、戰爭,全都建立在這點“宇宙垃圾”上。
科學家對這個問題百思不得其解。
理論上,應該存在所謂的“反星系”、“反恒星”。如果宇宙中真的有一片區域全是反物質,那邊的星辰可能跟我們這邊一模一樣,只是電荷翻了個面。
但迄今為止,望遠鏡沒能找到這種“反世界”。這就是所謂的“物質—反物質不對稱性難題”。
有人可能覺得這事很抽象,但其實它直接關系到我們為何存在。
換句話說,如果沒有這點不對稱,人類連哲學都沒機會思考。
1967年,蘇聯物理學家薩哈羅夫提出了解釋。他認為,物質與反物質并不是絕對的鏡像,在某些基本相互作用中,它們的表現會有微妙差異。這就是所謂的“C和CP破壞”。
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簡單理解:宇宙在某些情況下“偏心”,讓物質更容易存活。就像裁判在一場五五開的比賽中,悄悄偏袒了一方。結果就是另一方被淘汰,而獲勝的一方建立了整個舞臺。
今天,物理學家們仍在通過對撞機實驗、天文觀測、甚至引力波探測來尋找這種“偏心”的證據。但目前,只能確定“確實存在某種偏差”,至于它具體有多大,如何運作,還在一片迷霧中。
南安普頓大學的物理學家迪·巴里算過一筆賬:在宇宙剛剛誕生的瞬間,可能存在上億億倍于今天的物質和反物質。
它們幾乎全部在第一秒鐘內相互湮滅。
而我們今天的身體、地球、銀河系,都是那場“末日互毆”之后殘留的微不足道的勝利者。
這聽起來讓人心里發涼。原來所謂的存在,不過是一場浩大湮滅中的殘渣。我們賴以為傲的文明,本質上就是“垃圾中的垃圾”。
可也正是這點垃圾,點燃了星辰,孕育了生命。
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科學到這里,已經能解釋“宇宙為什么存在”這一問題的物理基礎。可它沒法回答另一個更古老、更玄妙的追問:
為什么存在會勝過虛無?
在物理學的語言里,是因為微小的不對稱。而在哲學的語言里,也許是因為“必然”。宇宙沒有理由不去存在。
有趣的是,狄拉克當年還說過:所謂“物質”和“反物質”的命名,其實完全是約定俗成。要是當初反物質贏了,那現在我們就會說“反物質就是物質”,而把今天的物質稱作“反物質”。
也就是說,宇宙并不在乎我們怎么叫,它只在乎誰笑到最后。
所以問題的答案其實很冷酷:宇宙之所以存在,不是因為它必須有個意義,而是因為在最初的混亂里,物質剛好多贏了一點點。
剩下的,就全是故事了。
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