物質是如何從真空中“無中生有”的?

用戶8535


要解釋物質如何“無中生有”最好通過量子場論來說。

用量子場論來看,物質存在的基本形態是量子場,每種粒子都可以看成是每種場的量子化表現。

大概意思就是,我們生活的空間中同時充滿了各種場,彼此相互疊加,每一種粒子對應一種場。比如光子對應電磁場,電子對應電子場,中微子對應中微子場,62種基本粒子就有62種不同的場,同時可以分為三類:實物粒子場(費米子場)、媒介子場(規範場)、希格斯粒子場。

場是比粒子更基本的物質狀態

量子場論認為,在所有場處於基態時,就是我們說的真空狀態,沒有任何粒子。基態是一種最低能量狀態,不是沒有能量。

而我們宇宙中隨時有能量波動,當某種場受到對應的能量影響,場由基態轉變為激發態,就會產生相應的粒子。場的不同激發態所產生的粒子數目及運動狀態都不一樣。

粒子的產生和溟滅,代表的對應場的激發和退激。不同場之間能進行能量轉換,這些能量裝換就變現為種種物理現象。

比如中子通過β衰變變為質子、電子和反中微子的過程,用量子場論表現就是下圖。

由於場之間的弱相互作用,中子場由激發態退激到基態,釋放的能量引起質子場、電子場、中微子場的激發,表現為中子泯滅,產生一個質子、一個電子、一反中微子。

所以說以量子場來看,真空其實並不是無,真空有基態的能量,而物質能“無中生有”其實是能量轉變成了物質而已。

物質的這種“無中生有”方式其實還容易理解,但如果我告訴你,科學家們認為宇宙也是“無中生有”來的,你相信嗎?

借題發揮,講一講宇宙“無中生有”的由來

現在最主流的宇宙理論是大爆炸理論,最早是1932年由比利時天文學家勒梅特首先提出宇宙是動態膨脹的假設,1948年,由移居美國的蘇聯物理學家伽莫夫在勒梅特假設的基礎上正式提出了宇宙膨脹的理論。

而真正讓這個理論成為網紅的“大爆炸”一詞,實際上來自於當時此理論的反對派英國天文學家霍伊爾。霍伊爾在上世紀50年代經常在電視上科普,而且堅持宇宙是穩恆態的觀點。於是他用“大爆炸”來嘲笑這一理論,從此讓宇宙大爆炸家喻戶曉。

但隨著伽莫夫預測的“宇宙背景輻射”相繼被眾多科學家證實,宇宙大爆炸理論瞬間成為了解釋宇宙的第一大理論,在20世紀80年代,大爆炸理論得到進一步修正,科學家們提出了暴脹宇宙理論,即除了無法解釋了宇宙奇點,再宇宙初期曾發生過超光速的超急速膨脹。

在從大爆炸開始後10-36s到10-32s間,宇宙從不原子還小的體積擴脹到了250px直徑的球體。而光通過250px的空間,大概需要3.3×10-10s的時間。

至此,宇宙理論算是比較完整了,但奇點仍然是一個難題。

宇宙誕生時的“奇點”是一個物理上最不能接收的無窮大概念,無窮是一個純數學的概念,在物理中其實是不適用的。

宇宙奇點讓一切科學定律都失效了,這就成為了宇宙學最大的疑難:奇性疑難。

為了攻克這一難題,就出現了用量子理論來研究宇宙起源問題的量子宇宙學。因為誕生時宇宙的尺度是極小的,當然也就適合量子力學的解答範疇。

1982年,霍金等人最先用廣義相對論與量子力學結合的量子引力場論來研究宇宙起源問題,用宇宙波函數來描述宇宙誕生時的量子狀態,運用費曼的路徑積分方法就可以得出宇宙出現的概率幅。

也就是說霍金等人的量子宇宙學可以從“無”中生“有”,這就避免了“奇點”的出現。至少在量子力學上,這種描述完全是合情合理的。


結論

“無,名天地之始;有,名萬物之母。”就像老子的哲學思想一樣,或許“無中生有”才是宇宙的真諦。而科學是讓我們真正能看透這一本質的唯一手段。

看山是山,看山不是山,看山還是山。古人早有預言,但探知這條路,如果不堅定的走下去,永遠不知道何為“還是”?


想法捕手


首先“無中生有”的“無”不是人們理解的所謂“真空”,有時候可能為了講清某些問題可能被混為一談了。



現代科學的發展已經讓我們知道了整個宇宙是非常“熱鬧”的,除了物質的存在還有許多我們原來不知道的“東西”存在。並且可能這類“存在”遠遠超過了物質。

中國有句古話:“一尺之杆,日取其半,萬世不絕。”是一尺長的竹杆,你每天都去砍掉一半,永遠都分不完。物質由原子構成,原子由電子與電子核組成,電子不可再分,原子核又由質子和中子組成,再分下去是夸克,目前認為有六種夸克。



科學家們現在寄希望於找到物質的“最基本”粒子,但目前看來還很難。目前更高能量的粒子加速實驗室還在建造,至於夸克以下是什麼,需要科學家們足夠的努力和人類去投很多很多的錢。



以科學為基礎,從這裡我們再去理解“空”,大約就有一些感覺了。其實“空”和“有”是相互相成的,誰離開了對方都不能孤立存在,說“無中生有”,也就能講“有裡存無”,道理一樣。中國古代的陰陽魚圖其實已經說明了一切,不仿常以此為想。


祥河詩語


1、我們知道電子、質子的半衰期比宇宙的年齡還長.真空中總會有一些電子、質子.2、宇宙中還有微波背境福射,它有各項同性.3中微子一種很小的中性離子但即有偏振性.而且三個偏振角為:L1+L2=45度,L3=45度.當2、3相遇時是不是很容易形成一個正四面體的空間(這裡假設中微子也即有波粒二象性)這個空間圈住一個質子再捕捉到一個電子,就形一成一箇中子.(由於電子的運動.和質子的運動那麼它們就擁有電量q)中子再以一個質子四面體相遇就形成一個正八面體的更大空間(它們就擁有更大的能量,其關係為:Kqq=E平方.這個時候更容易捕捉到一個電子.根據E=mC2它們就擁有了質量.這樣一號元素就被創生出來了.有了一號元素後面的元素就很自然的產生了


李治忠7


無中生有的事就是個氣,再沒個根本的解釋因素,人之所以不信這個理,那是人不知此氣的功能作用,一旦信了,就是所謂的得“道”。天地萬物都由氣所生,從金木水火土這五行中就可看出端倪,尤其是土,將土的來歷弄清了,其它的迎仞而解。天人合一是人類的心智所追求的最高層次,這層次只有在人一口氣尚在時才能達成所願,人的肉體是不是像個星球一樣的軀體,盤古神已做了鑑定,再要參考的就是道家的五氣朝元之說,怎樣做到朝元,唯一的辦法就是讓心肺肝腎脾的氣往上返,氣輕自然往上,氣濁自然往下,權在一個飲食問題,沒別的方法。惡類的動物再怎麼兇,其數量必定還是少於善糞的動物,這在非洲的草原上經常上演,其因為何?還是一個氣質的問題,所以氣質輕淨的屬性其選擇的權利就多些,這與人口的數量一再的增加的道理是一樣的。五氣朝元的目的並不是做個什麼神仙,而是有助於人的六神眼耳鼻舌身意,此六神在這輕淨的五氣須彌下其功力即可大增,這對提升人的本性達到合一的狀態是百利而無一害。


19633691


首先,所提問題有偏差。物質和能量都不可能從“絕對真空中產生”。老子在《道德經》中所說的“無”,是“感官無”但“客觀有”,客觀是是存在道體的,只不過人類感官無法感知而已。這要從老子哲學的基本原理來理解,什麼是“有”,什麼是“無”。

“無”和“有”,都是老子哲學中的核心術語。在天地誕生之前,自然界混混沌沌,道體充斥其間,不可名狀,因而人類無法把握其性狀的根本特徵,也無法予以準確命名,姑且用“無”來描述天地誕生之前和初期的自然狀態,即“無,名天地之始”。與此同時,道體是客觀實在,也就是“有”,形成了天地,化成了天地間乃至自然界萬事萬物,人類可以感知事物性狀,可以根據事物性狀的根本特徵,賦予其不同的名稱。

從哲學的意義上,“無”和“有”都可以分為客觀和主觀兩種層面。所謂“客觀無”和“客觀有”,是指絕對意義上的“無”和“有”,前者是絕對真空,後者是客觀實在。所謂“主觀有”和“主觀無”,區別在於是否可以為人類所觀照和感知,經由人類的感知系統(眼耳鼻舌身)、信號傳輸處理系統(神經、大腦、心靈)的處理和判斷而確定為“無”和“有”。在不考慮人類感知系統謬誤的前提下,考慮到人類感官認知能力的侷限性,“客觀有”一定包括“主觀有”,而“主觀無”一定包括“客觀無”。特殊情況下,由於人類主觀判斷的謬誤,“客觀無”的情況,也會出現“主觀有”的結果,這種現象對於人類來說是普遍存在的。

所謂“有無相生”,是指在一定條件下,“有”和“無”可以相互轉化。這裡的“有”和“無”,必然都屬於“客觀有”,只不過相對於人類感知能力來說,事物形態發生了變化,“主觀有”和“主觀無”相互轉化。以水為例,當水從可見形態(冰或水)轉變為不可見形態(水蒸氣),便從主觀“有”變成了主觀“無”;而當水從不可見形態(水蒸氣)轉變為可見形態(冰或水),便從主觀“無”(“客觀有但主觀無”變成了“客觀有且感官有”)。從能量守恆的角度講,“客觀無”到“客觀有”的轉換是不存在的,絕對意義上的“有無相生”或“無中生有”是不可能發生的。

“無”和“有”,不過是以不同的視角來看待道體的存在形態。從人類無法感知的角度講,是“無”;從客觀實在性來講,是“有”。因此,“無”和“有”,都源於“道”,只不過是視角不同而已,因此“異名”。兩者作為道體的形態,都是極其微小、不可細分的道體的反映,都是幽微難測、難以把握的,因而“同謂之玄,玄之又玄”。


國苑芳華


“無中生有”,其實是宇宙給我們的最大魔術,如果能夠解釋出這個迷題,那麼“宇宙起源”之謎也就迎刃而解。

先不說宇宙如何起源,只探討在真空中的“無中生有”。之所以說“無中生有”是宇宙最大的“魔術”,那是因為這個“無”並非什麼都沒有,就像魔術師在舞臺上給我們憑空大變活人一樣,其實是有玄機的,只是沒有讓我們看到而已。



科學家認為,通常我們認為的空無一物的空間,實際上充斥著夸克和膠子場波動,只是波動週期很快,快到感覺不存在而已。科學家還發現,真空也並不是真正空無一物,根據量子物理學理論,真空中光波和無線電波完全消失後,真空波動仍然存在。這種波動說的簡單點就是“能量”。所以真空中有能量,只是因為能量是無形的,我們肉眼看不見罷了。

現在我們都知道,根據愛因斯坦的質能方程式,我們身處的這個時空當中,能量(無形)和物質(有形)是可以相互轉化的,比如核裂變和核聚變反應,便是有形變無形、無形變有形(即無中生有)的典型例子,這便是宇宙“無中生有”的關鍵。

不過,從無形的能量變成有形的物質,必須滿足一定的苛刻條件,我們在地球上可以進行核試驗來證實“無中生有”這個魔術的存在,但到底我們生存的這個宇宙到底從何而來,我們這個宇宙中的所有天體和物質到底是從何而來的,也是“無中生有”嗎?或者都是從一個奇點宇宙大爆炸而來的呢?

繼續探索吧!


島民小云的時空物畫


首先物質不是無中生有。

物質形成的故事,持宇宙大爆炸理論的科學家是這樣講的。

140億年前,所有的物質和能量都包含在一個極小極小,小到我們完全沒有概念的小點中。當它小到不能再小到時候,就走向了反面,開始急速膨脹,也就是宇宙大爆炸。

初期,溫度極高,達到萬億度以上。以亞原子粒子形式存在的物質,與以光子的形式存在的能量之間相互作用。整個宇宙就像一鍋粒子粥。

當溫度下降到一億度以下時,質子與中子融合,形成了原子核。

溫度繼續下降,只有太陽表面溫度的一半時,所有的自由電子都和原子核結合,於是物質誕生。當時產生的元素只有三種,它們是氫,氦和鋰。其餘的物質都是從高溫的恆星核心,以及垂死恆星爆炸後的餘燼中產生的。

我相信這個故事。


用戶101469085971


在恰當的條件下,包括超高強度激光束和2英里長的粒子加速器 ,可以創造出無中生有的東西。

真空,或者什麼都沒有,是物質和反物質的結合 ,粒子和反粒子。它們的密度是巨大的,但我們無法察覺它們中的任何一個,因為它們完全可以觀察到它們的影響相互取消。物質和反物質在正常條件下接觸時會相互破壞。

事實證明:物質只是真空波動,物質是建立在脆弱的基礎上的。物理學家現在已經證實,表面上的物質實際上不過是量子真空中的波動。

理論認為它是由將夸克結合在一起的力產生的,這種力被稱為強核力。用量子的術語來說,這種強力是由一種叫做膠子的虛擬粒子場攜帶的,它會隨機地突然出現,然後又消失。

我們的大部分質量來自於在量子真空中汽化的虛誇克和膠子。所有的現實都是虛擬的。基本問題是什麼是真空,什麼都不是,超越了科學,它不僅深深植根於理論物理學的基礎,而且深深植根於我們對現實,生活,甚至世界從無到有的宗教問題的哲學觀念。





施無畏


物質本來就有,現有的依據是從太陽上散發出來的光子物質,光是能量,但能量必須以物質為載體,能量會讓物質光子自族和周旋,物質在光子的作用下會吸引比它自身更輕的光子物質,自旋的物質會有向心力,獲得引力。光子物質的自重達到一定程度時,能量的光線自隱,而顯示出單純的物質形狀來。物質顯示非光即物,光粒子是因小而顯光,物粒子是因大而顯形。物質不滅,物質只是在質能互換中隱顯而已。也稱陰陽循環。而物性不變,質與能,質在高溫下轉能,會發光,見光就是見物質能量。能在低溫下轉質,見形就是見物。色不異空,空不異色。色指物,空指能。地球一切生命已經轉化為能量物質,已非色,已歸空。空才是能量顯示上的非光性最高顯示,有機物質,雖沒有發出光來,但已充滿著光能的信息,攜帶著無數的信息而負重運轉,自動,佛學上稱有機能量有機物質的種性。一種子即一宇宙,人類之狂妄自大,遠性於釋迦,遠勝於世界一切宗教家。《人類簡史》的作者預期,人類在向死亡挑戰的過程中,必有一番比以往過去任何時代規模更巨大,更為慘烈的大決鬥,超過了以往任何歷史的全部傷亡。科學必將地球生命當實驗品。而當實驗的效果出來,必有一番觀念決鬥,以至於同歸於盡。


用戶63611340705


無中生有,本意是憑空捏造出不可能存在的事實。不過,如果放在物理學領域,特別是牽扯到宇宙起源問題,無中生有就不再是憑空捏造了!

首先要說,無中生有的“無”並不是我們通常所說的真空狀態,真空裡起碼會有空間,時間,有輻射等,但“無”中這些都沒有!

而《道德經》中“天下萬物生於有,有生於無”揭示的正是萬事萬物的不斷變化,有與無相互依存的規律,說白了,有與“無”是相互依存的,兩者不會單獨存在,正如“好”與“壞”同時存在一樣!

那麼,究竟什麼是“無”?無又如何生出有呢?

無,可以理解為什麼都沒有,但並不是真的“什麼都沒有”,這樣說並不矛盾!因為“無”中很活躍,各種虛粒子能憑空出現,然後瞬間消失,只要速度夠快,大自然一點也不反對這樣!

而這種突然出現又起瞬間消失的虛粒子就是量子領域所謂的“量子起伏”!

至於為什麼會有這種量子起伏現象,並沒有定論,任何問題問到底都會沒有定論!或許是大自然刻意物質出現真正的“無”!

而哲學上分析,只要有“有”的存在,必然有“無”的存在,反正也成立!就好像只要有“好”的存在,必然終於“壞”的存在,沒有“壞”哪來的“好”呢?所以,“無”永遠不會是真的“無”,必須出現某種東西讓“無”的定義和存在變得有意義!

而宇宙就是在虛粒子的不斷衍生消失中形成的!


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