怎么從“無” 中生“有”?當威廉·詹姆斯(譯者注：威廉·詹姆斯，1842—1910，美國心理學之父。美國本土第一位哲學家和心理學家、教育學家，實用主義的倡導者，美國機能主義心理學派創始人之一，也是美國最早的實驗心理學家之一。1904年當選為美國心理學會主席，1906年當選為美國國家科學院院士)思考這個所有謎題中最基本的謎題時，他得出如下結論：“存在”問題在所有哲學中都是最黑暗的問題。這個問題真是令人惱火，因為它在否定所有可能解釋的同時，又要求必須給它一個解釋。于是他寫道：“從無到有之間，沒有任何邏輯的橋梁。”
在科學中，所有的解釋都建立在因果關系之上，如果“無”真的是什么也沒有，它就缺乏成為“因”的動力。這并不僅僅是我們無法找到正確解釋的問題，而是解釋本身在面對“無”時都無能為力。
這一失敗，可以說正好打在了我們的痛點上。我們人類是一個會講故事的物種。我們對這個世界的那些最基本的理解都是從故事得來的，而最終極的故事是“世界是如何從無到有的”，它要遠比英雄之旅、男孩遇見女孩之類的故事更為根本，它是最原始的敘事詩。然而，這是一個會破壞掉故事構思基礎的故事。這是一首自我毀滅和自相矛盾相互交織的敘事詩。
怎么可能不是如此呢?這個故事的閃光點就在于“無”。“無”這個字，能夠作為一個詞存在本身就是一個悖論。它是一個名詞，代表某種事物，但它又表示沒有任何事物。當我們想到這個詞，或者說出它的時候，它就有了含義，而有了含義，就玷污了這個詞，從而破壞了它的“無”。此時，人們肯定會感到大惑不解，這究竟是“無”出了問題，還是我們出了問題?它到底是一個宇宙學問題，還是一個語言問題?它到底是一個有關存在的問題，還是一個有關精神的問題?它到底是一個物理悖論，還是一個思想悖論?
無論它是哪一種，我們都必須記住一件事情：一個悖論的解決方法存在于問題中，而不會存在于答案中。在問題中的某個地方，一定會有一個疏忽，一個有瑕疵的假設，或者張冠李戴。在“怎么才能從‘無’中生‘有’?”這樣一個簡潔的問題中，可以隱藏錯誤的地方并不多。也許這就是我們一而再，再而三地披著更新、改進后的偽裝，回到同一個老的思路上來，將本該沿著科學的軌跡進行的事情，搞得如同夜游癥，或者說是同一主題的各種變奏曲似的原因吧。每走過一次，我們都試圖在詹姆斯所說的那難以捉摸的橋梁上鋪下又一塊墊腳石。
虛無縹緲的“以太”
最古老的一塊墊腳石是這樣的：如果你不能從“無” 中得到些什么的話，那就試著讓“無”變得不再那么“無”吧。古希臘人認為，“空白”空間充滿了一種被稱為“以太”的物質，所以“空白”空間是一個充滿了物質的空間。亞里士多德認為，“以太”是世界上第五種永恒的元素，它的不變性比泥土、空氣、火和水更加完美神圣。但真正的虛無與亞里士多德物理學不相符合，根據亞里士多德的理論，事物的本體是根據其在自然秩序中確定的恰當的位置上升或者下降的。虛無是完美對稱的——從任何角度觀察它都是一樣的，它使得諸如“上”、“下”這樣的絕對空間方位完全失去了意義。亞里士多德指出，“以太”可以作為宇宙中的指南針，在這個終極的參考坐標系中，所有的運動都是可測量的。對那些痛恨真空的人來說，以太正好將真空驅除得干干凈凈。
古老的以太概念在人們的思想中逗留了上千年，直到19世紀末被詹姆斯·克拉克·麥克斯韋等物理學家重新描述。麥克斯韋發現光的行為表現好像一種波，以一個特定的速度傳播。是什么在波動呢?光速的參照物又是什么呢?“以太”似乎是一個放在手邊的答案，它不僅為光的波動傳播提供了介質，還像亞里士多德最初設想的那樣，提供了一個參考坐標系，宇宙中的所有變化都可以以其為參照展開。但是，當阿爾伯特·邁克爾遜和愛德華·莫雷在1887年著手通過“以太風”來測量地球運動時，卻怎么也找不到“以太”。在此之后不久，愛因斯坦以其狹義相對論將“以太”這一概念徹底送進了墳墓。
希格斯場是一種什么樣的存在?
近幾十年來我們都將“以太”視為歷史上的奇談怪論和倒退。但是，它的生命力超出了我們的設想。今天，我們可以在一種全新的環境——希格斯場——中，瞥見“以太” 的身影。希格斯場遍布整個真空的空白空間，它的場量子化激發就是現在著名的希格斯玻色子。希格斯場是一種被稱為標量場的場，而且是其同類場中唯一被實驗驗證的場。這就意味著，它在空間中的每一點上都只有一個量(這一點不同于描述光的場，描述光的場在每一點上都存在大小和方向兩個量)。這一點十分重要，因為它意味著對所有觀察者來說都是一樣的。
此外，它的量子自旋為零，這保證了從任何角度看它都是一樣的。自旋是在使一個粒子看起來和其起始狀態一樣之前你需要將該粒子旋轉的角度。傳遞力的粒子(光子、膠子)均為整數自旋——旋轉360°后，它們會和沒有發生變化一樣。物質粒子(電子、夸克)，均為半整數自旋，這意味著你需要將其旋轉兩圈，即720°，它們才能回到它們的起始狀態。但是，希格斯玻色子的自旋為零。無論你怎樣轉動它，它看上去總是一模一樣的，就像真空一樣，對稱即是隱形。
追隨著亞里士多德的直覺，“無”，在今天的物理學家的構思中，是對稱的終極狀態，是一種冷酷無情的千篇一律，它將我們定義任何“事物”所需要的差異都提前排除在外了。的確，當物理學家將宇宙的電影膠片進行倒放，使時光倒流，追溯到歷史深處時，他們看到現實的不同碎片重新聚集并再次結合在一起，形成一個無限增長的對稱體，這個對稱體代表著宇宙的源頭——也就是“無”。
希格斯場之所以舉世聞名，是因為它賦予了基本粒子質量，但是這一點掩蓋了它真正的意義。畢竟，賦予粒子質量很容易，只要將它們的速度降至光速以下，好了，瞧，質量就有了。其難點就在于，在賦予粒子質量的過程中，不能破壞其原始的對稱性。希格斯場通過使其在最低能量態時能量也不為零圓滿完成了這一壯舉。蜷縮于“真空”中每一個角落里的希格斯玻色子，其能量值均為246GeV(千兆電子伏)——只是我們將永遠也無法察覺到，因為其在每一點上都是完全一樣的。因為只有一個標量場，所以它能夠在眾目睽睽之下藏得無影無蹤，并且全身而退，但是基本粒子引起了我們的注意。每當一個粒子的質量打破宇宙的對稱性時，希格斯玻色子就會出現，扮成真空來修復這種破壞。希格斯玻色子總是在暗處默默地操勞，以保持宇宙的原始對稱性能夠圓滿無缺。現在可以理解為什么記者一心要給它冠以“上帝粒子”這種帶有宗教色彩的稱號了吧?盡管利昂·萊德曼最初曾詛咒它，將它稱為“該死的粒子”，但是他的出版商怎么也不肯答應。(譯者注：利昂·萊德曼，美國著名粒子物理學家，1988年諾貝爾物理學獎獲得者，與迪克·泰雷西合著有《上帝粒子》一書。因為這種粒子是如此難以找到，人們為此花費了巨額研究經費，所以，萊德曼原來為該書取名“該死的粒子”。他這樣解釋：“考慮到它那‘惡毒’的本性，再加上花在它身上的巨額資金，我認為這個名字可能更加合適。”但出版商不干，于是變通一下就成了“上帝粒子”。)
所有這些都表明，希格斯場的理念比其他理念更加接近“虛無”的本質，比如麥克斯韋關于“以太”的理念。在給“虛無”涂上顏色這方面，希格斯場是我們最新的畫筆。希格斯玻色子以其非同尋常的對稱性，成了“虛無”的隱蔽偽裝，但就其本身而言不是空無一物。它具有一定的結構，它能與其他粒子發生相互作用。對于其246GeV(千兆電子伏) 的物理來源，目前仍然未知。借助希格斯玻色子，我們能夠向“虛無”與我們之間的邊界邁近，但是我們無法跨越它。
量子漲落的源頭在哪里?
如果讓“虛無”變得不再那么像“虛無”也無法回答“怎么才能從‘無’中生‘有’”這個問題，也許我們應該讓“因”變得不那么像“因”。
這一思路同樣也有一段歷史了。在亞里士多德時代，腐肉中突然出現的蛆蟲使得自然發生論廣為流傳，人們相信，空氣中就可以凝聚出生命的氣息。“虛無” 與“存在” 之間的界線，和生與死、精神與物質、仙界與凡界之間的界線，被人們視同一類。這又反過來承載起了宗教和信仰那錯綜復雜的統一體，并為我們的那個自相矛盾的問題提供了一個全面的回答。在近2000年的時間里，我們一直都接受這一理論，直到1864年微生物學家路易斯·巴斯德將這一理論“清除”。巴斯德說：“Omne vivum ex vivo!(拉丁文)” ——生命源于生命。在隨后的幾十年里，自然發生論也被我們視為歷史上曾經出現過的又一種奇談怪論而已。但是，就像“以太”一樣，如今，它又披著量子漲落的羊皮回來了。
不確定性使量子漲落成了無“因”之“果”，它是信號下面的噪聲，它是一種原始的靜態，它有著與生俱來隨機性。量子力學規則允許——事實上是要求——能量(根據公式E=mc2，還有質量)“莫名其妙”地出現，從“無”中來。對，就是無中生有，至少看起來就是這樣。
海森堡測不準原理是量子之“蛆”的自然源頭。該理論認為，某些成對的物理特性——位置和動量，能量和時間——被一種根本的不確定性捆綁在了一起，因此，其中一個被我們確定得越精確，另一個就會變得越模糊。合成一對，它們就形成了我們所說的一個共軛對，并將“無”的存在預先排除了。當我們對一個空間位置進行全力追蹤時，作為補償，動量將隨之瘋狂地波動;在確定更短、數量更為精確的時間時，能量的飄移不定就會大到令人難以置信的程度。在針尖之上，眨眼之間，一個完整的宇宙就能乍興乍滅。如果把對準這個世界的鏡頭拉得足夠近，你就會發現，我們那平靜、結構嚴謹的現實世界不見了，取而代之的是混亂和隨機。
只有這些共軛對自身不是隨機的：它們是成對出現的物理特征，觀察者無法同時對它們進行測量。讓我們先把量子漲落有關的典型描述放在一邊，看看在這個世界中，“在我們的外面”，還有什么并不是業已存在的、蠢蠢欲動的現實。實驗已經一再證明，“在我們的外面”存在的東西根本不“存在” 于那里，而是在等待著，等待著出現。量子漲落不是與存在有關的描述，而是與條件有關的描述——它們并不反映出那是什么，而是反映出當一個觀察者選擇進行某種具體的測量時，他可能得到的是什么。似乎是，觀測者的測量能力決定了有哪些事物存在。本體論概括了認識論，自然的不確定性就是觀察的不確定性。
要給一個物理系統的所有特征都賦予確定的值是根本不可能的。這就意味著，當一個觀察者進行測量時，其得到的結果將是完全隨機的。在量子效應統治下的微觀尺度上，因果鏈會受到糾纏的致命影響。量子力學的創始人尼爾斯·玻爾說：“量子力學和因果關系是勢不兩立的。”眾所周知，愛因斯坦在量子理論面前止步不前，他說：“上帝是不玩擲骰子游戲的。”對這句話，玻爾的回答是：“愛因斯坦，不要告訴上帝他該做什么。”(譯者注：量子理論代表的微觀世界與相對論代表的宏觀世界存在著根本的區別。宏觀世界是服從因果率的、確定的，而量子世界是概率性的、不確定的、不服從因果率的。愛因斯坦終其一生都不贊同量子理論，并就此與玻爾展開過長期的論戰。)
是：“愛因斯坦，不要告訴上帝他該做什么。”(譯者注：量子理論代表的微觀世界與相對論代表的宏觀世界存在著根本的區別。宏觀世界是服從因果率的、確定的，而量子世界是概率性的、不確定的、不服從因果率的。愛因斯坦終其一生都不贊同量子理論，并就此與玻爾展開過長期的論戰。)
事情難道就是這樣了嗎?對于“為什么存在”這個問題，答案就是沒有“為什么”， 難道存在就是一種隨機的量子漲落?要是那樣的話，我們就可以把所有的解釋都忘得干干凈凈，只需用量子就可以躍過詹姆斯的那座橋了。萬物是如何從無到有的?沒有原因。不幸的是，這個把戲也就只能將我們蒙騙到這里而已。雖然宇宙學家的確相信，量子力學法則能夠自發地產生一個宇宙，但是，這個故事只不過是在推卸責任。那些法則從何而來?別忘了，我們要解釋的是事物是如何從無到有的，而不是事物是如何從先前已經存在的物理定律中衍生出來的。把因果關系從公式中去掉是遠遠不夠的，因為那個自相矛盾的問題依然存在。
惠勒—德威方程的永恒宇宙
這個故事的主角是“時間”，它是“變化”的“載體”。解決我們這個自相矛盾的問題的關鍵難道是否定時間本身的存在?如果時間就像愛因斯坦說所的那樣只是一個頑固而持久的幻覺，那么我們就可以立刻省掉很多東西了，不僅從自然法則中產生的因果率不必再去考慮，而且，關于那些自然法則從何而來的問題也可以省掉了。它們沒有起源，因為一切都無須演化，而“故事”也將土崩瓦解。根本就沒有什么故事，也沒有什么“橋”。
永恒宇宙——或者說由永恒輪回驅動的循環宇宙的概念——在人類最早的神話和傳說中就已經出現了，從非洲班圖人的神話到澳大利亞土著傳說中曾經的“黃金時代”，再到阿那克西曼德(譯者注： 阿那克西曼德，約公元前610—前546，古希臘唯物主義哲學家、天文學家、數學家)的宇宙論，還有印度古籍《往世書》。從這些之中，我們可以看到“永恒”的感染力。“永恒”成功地避開了“虛無”。
到了現代，這個古老的理念又以穩恒態學說的面目重返人間，該理論由詹姆斯·杰恩斯爵士于20世紀20年代創立，于20世紀40年代末經弗雷德·霍伊爾等人優化推廣開來。他們認為，宇宙是膨脹的，但是，新的物質不斷地產生，以填補由于膨脹而產生的空缺，因此，按凈值計算，宇宙根本從未發生過變化。該理論最終被證明是錯誤的。該理論被大爆炸理論取代，而其所謂的“永恒”也被降低到138億年。
但是，到了20世紀60年代，“永恒宇宙” 又以一種十分奇怪的新形式再現人間——好像是這樣一個方程式：H ( x )|Ψ>=0。物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒和布萊斯·德威特在試圖將量子力學那些稀奇古怪的法則運用于宇宙總體上時，共同創造了這個方程式，而宇宙作為一個總體，是由愛因斯坦的廣義相對論所描述的，因此，現在它又被稱為惠勒-德威特方程式。雖然德威特更愿意叫它“該死的公式”，但是，它與上文提到的“該死的粒子(希格斯玻色子)”一點關系也沒有。請注意，公式的右邊等于“無”：0，系統的總能量等于“無”。在這里，時間沒有演進，什么都不會發生。最終，問題歸結為愛因斯坦的宇宙是一個四維時空，是一個空間與時間的結合體。同時，量子力學要求一個物理系統的波函數在時間中演化。但是，當時空一體，其本身就是時間時，它又如何能在時間中演化呢?這是一個讓人惱火的兩難問題——一個用量子力學描述的宇宙將不可避免地被凍結。惠勒-德威特方程式是逆轉了的穩恒態宇宙學。不同于穩恒態宇宙學中永恒的宇宙，根據這個公式，我們將會發現自己正置身于一個永恒不存在的宇宙中。
就其本身而言，惠勒-德威特方程式優雅地解決了我們的問題。萬物是如何從無到有的?答案是，萬物從未從無到有過。當然，這實在是一個令人困惑的解答。好吧!你看，此時此地，我們就“存在”于這里。
這正是問題的關鍵所在。在量子力學中，除非觀察者進行一個測量，否則，什么也不會發生(觀察者可以是人，也可以是粒子的任何其他形態)。但是，當把宇宙作為一個整體時，就沒有什么觀察者可言了，因為沒有人能站在宇宙之外。宇宙作為一個整體，是停留在了一個永恒的瞬間的。但是，站在宇宙的內部來看，事情就完全不同了。
在宇宙內部，觀察者不能對整個宇宙進行測量，并且，基于一個簡單而又深刻的事實——觀察者無法衡量其自身，所以，觀察者不可避免地要將現實中的自己一分為二，既是觀察者又是被觀察者。正如物理學家拉斐爾·布索所寫的那樣，“測量儀器必須與系統的量子態試圖建立的自由度至少在的數量方面保持一致”。科學哲學家托馬斯·布魯爾曾引用哥德爾的論點來強調同一點：“當觀察者自身就包含在系統中時，他將無法獲取或保住足夠的信息來區分系統的所有狀態。”
作為觀察者，我們注定永遠只能看到一個巨大謎題的很小一部分，因為我們本身就是這個謎題的一部分。而這也許正是我們可以彌補缺點的優點。當宇宙被一分為二，方程式等號右邊的“零”將呈現出一個新的意義。事物發生改變，物理現象發生，時間開始流動，你甚至可以說，宇宙誕生了。
如果這聽起來像是逆因果論(未來的事件引發了過去的事件)——好吧，事情就是這樣的。時間之箭的這種奇怪的反轉是量子理論要求的。惠勒用他著名的延遲選擇實驗再次強調了這一事實，這個實驗他最初的定位是一個思想實驗，但是后來在實驗室里得到了成功的展示。在延遲選擇實驗中，一個觀察者在當前的測量決定了一個粒子在過去的行為——這個“過去”， 可以回溯到上百萬年甚至138億年前。因果鏈繞著自己轉起了圈，首尾相接了：詹姆斯的“橋”成了一個環。
那么，“存在”是否可能就是，從“虛無”的內部看到的“虛無”的樣子呢?如果這樣的話，我們對“虛無”的不適感也許已經在提示我們，還有某種更為深遠的東西：我們人類天性中對“虛無”這一概念的逃避，也許正是我們有限的人類視角會最終解開這個自相矛盾的切入點。
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