宇宙從「無」經過虛數時間誕生？

黃啟新

日本Newton科學雜誌在2006年3月出版了一本名為《宇宙・從無誕生》1的圖解科學雜誌 。

以下是該雜誌所闡述的宇宙創生方案(scenario):

  1. 宇宙從「無」(或作虛空)，經過“虛數時間”(Imaginary Time)誕生
  2. 急劇膨漲(Inflation)
  3. 大爆炸(The Big Bang)
  4. 物質誕生
  5. 宇宙天晴
  6. 天體誕生
  7. 銀河系誕生
  8. 太陽系(包括地球)誕生

上述過程(2)至(8)符合我們現在所能觀測的宇宙，例如紅移(Red Shift)現象和微波背景輻射(Microwave Background Radiation)等，普遍被一般宇宙學家(cosmologists)所支持及接納。可是過程(1)卻是一些大膽而沒有拫據的假設或臆測。筆者認為有 必要在此加以澄清，以免讀者有所混淆。

宇宙從「無」誕生？

Newton雜誌把“宇宙從「無」誕生”這個假設，歸功於美藉俄裔宇宙學家威令根(Alexander Vilenkin)2,3。威令根在1982年發表了一篇名為「從無而來的宇宙創生」(Creation of Universes from Nothing)的文章4。 根據量子力學，即使在真空中，粒子(particle)和反粒子(anti-particle)會成對地產生，然後在很短的時間內成對地消滅。威令根於是 提出在沒有物質，沒有能量，甚至連「空間」和「時間」也沒有的「無」(或作“虛空”)中，量子漲落(Quantum Fluctuations)可能會產生10-34cm大小的微型宇宙。微型宇宙有可能通過量子力學(Quantum Mechanics)的隧道効應(Tunnel Effect)5「自發地」誕生。微型宇宙繼而急劇膨漲，最後形成我們現在的宇宙。

無神論者喜歡這個假說，因為他們認為如果宇宙生於「無」的話，就不需要上帝來作宇宙創生的第一因(The First Cause)。

可是我們要注意，在這裡問題並非宇宙是否從「無」中生「有」，因為若上帝願意的話，衪絕對可以從「無」把宇宙創造出來；問題是在於宇宙是否可以如威令根所說，在不需任何外來力量驅使下，「自發地」誕生。

其實我們只要問以下幾個問題，就可以看出宇宙不可能如威令根所說「自發地」誕生:

(1) 在「無」(即沒有物質、沒有能量、沒有空間、沒有時間)的狀態下，為甚麼會「有」例如量子力學等物理定律呢？
(2) 這些物理定律從何而來呢？為甚麼這些物理定律在宇宙還未誕生之前已經存在呢？
(3) 誰規定沒有物質、沒有能量、沒有空間、沒有時間的「無」，必須受到這些物理定律所支配呢？

我們不能期望威令根的理論或其他理論能夠解答以上的問題。宇宙學家所利用來尋找宇宙起源的工具 — 物理定律，亦必須有其創造者。即使物理學家能夠找到終極的統一場理論，並利用該理論計算出宇宙是怎樣誕生的，亦不能解釋統一場理論是誰創造的。

虛數時間

1983年，哈圖(James Hartle)及霍金(Stephen Hawking)為了逃避在大爆炸裏「奇點」(Singularity)的出現，於是提出了宇宙誕生時的時間是「虛數」(imaginary number) 而非「實數」(real number)6。

為甚麼要逃避奇點的出現？因為奇點的體積為零，而温度和密度均為無限大。所有已知的物理定律都會在奇點崩潰，因此物理定律無法解釋大爆炸從何而來，而最合理的解釋是上帝以大爆炸創造了宇宙。

哈圖和霍金希望逃避奇點的出現，去證明宇宙從未受造，也不會毁滅，從而避開創造者上帝的需要性。

可惜霍金的假說並未能避開創造者上帝的需要性，因為他們的假說是基於量子力學的。正如上面提到，他們並不能解釋量子力學為何會在宇宙還未誕生之前已經存在，亦不能解釋誰規定沒有物質、沒有能量、沒有空間、沒有時間的「無」，必須受到量子力學所支配。

理論物理學家帖勒(Frank Tipler)指出，霍金只是不自覺地以量力奇點取代廣義相對論奇點：

“一個[如霍金所提出的]量子宇宙，必須包含不只一個四維球體，而是無限個不同可能性半徑的球體。可是因為半徑為零或少於零的球體都是無意義的，所以一個 半徑為零的四維球體，就成了霍金宇宙的界限......他[霍金]雖然排除了古典奇點(時間的開始)，但它卻以另一種形態重現，古典奇點變成一個有所有可 能性的四維球體的「開始」。”7

霍金本人曾承認，在虛時間裡的宇宙歷史中沒有奇點的存在，可是當我的回到我們所處的實時間時，那裡似乎仍有奇點的存在。8 哈圖和霍金雖然利用虛數時間的數學把戲硬將奇點從大爆炸中移除，但無可否認奇點仍以黑洞的形式出現於我們的宇宙中。既然奇點確實存在於我們的宇宙中，為何我們不能接受它亦曾在大爆炸中出現呢？

最後霍金亦得承認他的理論只是一個「提議」而矣，並不能從其他原理推論出來。9

結論

宇宙是上帝以大爆炸創造出來的，上帝亦同時創造了物理定律來支配這個宇宙，令萬物井井有條。單靠物理定律並不能夠解釋宇宙如何誕生，因為物理定律在宇宙創生前並不存在。

一些科學雜誌，有時為了吸引讀者，不惜加入一些未被證實，但充滿科幻小說味道的假設或臆測。即使這些假設是由一些比較有名的科學家提出，我們亦不可以輕易相信。

聖經多處清楚說明宇宙是上帝所創造的：

創世記 1:1     起初　神創造天地。
列王記下 19:15     神阿、你是天下萬國的　神．你曾創造天地。
歷代志上 16:26     外邦的神都屬虛無．惟獨耶和華創造諸天。
歷代志下 2:12     創造天地的耶和華以色列的　神、是應當稱頌的、
詩篇 96:5     外邦的神都屬虛無．惟獨耶和華創造諸天。
以賽亞書 37:16     坐在二基路伯上萬軍之耶和華以色列的　神阿、你、惟有你、是天下萬國的　神．你曾創造天地。
以賽亞書 40:28     永在的　神耶和華、創造地極的主、並不疲乏、也不困倦．他的智慧無法測度。
以賽亞書 42:5     創造諸天、鋪張穹蒼、將地和地所出的一併鋪開、賜氣息給地上的眾人、又賜靈性給行在其上之人的　神耶和華、
以賽亞書 44:24     我耶和華是創造萬物的、是獨自鋪張諸天、鋪開大地的。
以賽亞書 45:18     創造諸天的耶和華、製造成全大地的　神、他創造堅定大地、並非使地荒涼、是要給人居住．他如此說、我是耶和華、再沒有別神。
以賽亞書 51:13     卻忘記鋪張諸天、立定地基、創造你的耶和華．
耶利米書 10:12     耶和華用能力創造大地、用智慧建立世界、用聰明鋪張穹蒼。
耶利米書 32:17     主耶和華阿、你曾用大能和伸出來的膀臂創造天地、在你沒有難成的事．
耶利米書 51:15     耶和華用能力創造大地、用智慧建立世界、用聰明鋪張穹蒼。
馬可福音 13:19     自從　神創造萬物直到如今、並沒有這樣的災難．後來也必沒有。
使徒行傳 14:15     我們傳福音給你們、是叫你們離棄這些虛妄、歸向那創造天、地、海、和其中萬物的永生　神。
使徒行傳 17:24     創造宇宙和其中萬物的　神、既是天地的主、就不住人手所造的殿．
以弗所書 3:9     又使眾人都明白、這歷代以來隱藏在創造萬物之　神裏的奧祕、是如何安排的．
希伯來書 1:2     就在這末世、藉著他兒子曉諭我們、又早已立他為承受萬有的、也曾藉著他創造諸世界．

其實上帝早知道人類會不相信衪創造宇宙和人類。聖經以賽亞書 29:16說：

「你們把事顛倒了．豈可看窯匠如泥麼．被製作的物豈可論製作物的說、他沒有製作我。或是被創造的物論造物的說、他沒有聰明。」

我們雖然在宇宙中渺小如泥，但上帝仍然愛我們，甚至差派衪的獨生子耶穌為我們受死。但願無神論者放棄成見，接受上帝創造宇宙這個事實，並接受耶穌基督作為他們的救主。

 

1. 《宇宙・無からの誕生 — 137億年の進化？変遷？》, Newton Press ISBN4-315-51768-2
2. 《ゼロと無限の科学》, Newton Press ISBN4-315-51769-0, p.54.
3. 其實Edward Tyron早在1973年已經主張，宇宙誕生可能是由真空漲落所引起的。參看Edward Tyron, "Is the Universe a Vacuum Fluctuation?" Nature 246 (1973), pp.396-397.
4. A. Vilenkin, "Creation of Universes from Nothing" Phys. Lett. B117 (1982) pp.25-28.
5. 所謂「隧道效應」，是指例如電子等微觀粒子能夠穿過它們本來無法通過的「牆壁」的現象。
6. James B. Hartle and Stephen W. Hawking, "Wave Function of the Universe," Physical Review D 28 (1983), pp. 2960-2975.
7. Frank Tipler, "The Mind of God", The Time Higher Education Supplement (London), 14 October 1988, p.23.
8. Stephen W. Hawking, A Brief History of Time (Bantam Books, 1988)ISBN 0-553-17325-1, p.147.
9. Ibid., p.144.