真空：一个物理学家的噩梦 | 诺奖得主Wilczek专栏

　　

　　 作者 Frank Wilczek （2004年诺贝尔物理学奖得主，麻省理工学院教授）

　　 翻译 梁丁当

　　 校对 狄德罗

　　 仰望夏夜的星空，我们会看到皓白的月亮、闪烁的星星和偶尔划过的流星。人是视觉生物，我们根据平日所见来构建这个世界。

　　 可见光向我们传递了外部现实的大部分信息，它沿直线穿过空间。因此，当没有物质可见，我们就会很自然地认为空间本身是空的。不过，有许多东西是我们的裸眼看不见的，比如空气。那么，当利用先进的仪器更仔细地观察空间时，又何必惊讶于更多裸眼未见之物？这些深层的结构会帮助我们了解宇宙的起源吗？

　　 当我还是孩子的时候，恐龙主宰着我的噩梦。长大后，我的噩梦变成了核战争。但最可怖的梦魇还在后面。那时我已经是个年轻的研究者，苦苦思索着我们物理学家所谓的“真空”：一种空得不能再空的空间。

　　 在感觉剥夺实验中，人被剥夺了一切外界刺激，关在没有声音的暗室中，漂浮在特殊的泳池里。 在这种隔绝一切的环境里，人无一例外地开始自造刺激――他们产生了幻觉。

　　 我的噩梦比这种隔绝更深一层。它是关于真空的虚无感。一天，我紧张工作之后，它向我袭来。那天，我正努力实现自己关于宇宙的一个梦想：我尝试着清除空间，代之以一种更纯的东西，以此解释宇宙的起源。

　　 我无依无靠，漂浮着，沉浸在一种超乎自然的、茫茫然的明亮的纯白中，不知自己身处哪里，走向何方。这些问题没有答案――的确没有，而且没有意义。这里没有路标，没有方向指示，没有任何可供接近、可以触碰的东西。

　　 我开始意识到，这孤独的真空是没有缘起的，是永远也无法改变的。 我在时间和空间里游走。既不在某处，也不在某时。

　　 就算睡着了，我也知道没有光就意味着黑暗。这反常的白色令我忧惧，它意味着我对这个新环境哪怕最基本的了解也没有。我寻找我的身体，但只能看到一片均匀的白色。

　　 为了理解我的处境，我想到了那种被许诺了永恒和无处不在的天堂之光的死亡――比如古希腊人的神殿和但丁的天堂。在抽象的层面，它令人鼓舞。但是在那个夜晚，它令我恐惧。

　　 我在颤抖中醒来，过了好一会，我才确信我没有死去，开始慢慢找回熟悉的现实。 最终我找回了理智，从夜晚的噩梦回到了白日的梦想。

　　 在法拉第和麦克斯韦的带领下，十九世纪的科学家发现电磁现象的主角是充满空间的电场和磁场，它们可以不需要任何媒介自由振荡变化。作为一个虔诚的基督教徒，麦克斯韦对这个发现非常满意，他写道：“宇宙中行星和恒星间广袤的空间不再会被看作荒芜。”

　　 今天，我们依然将光和其他电磁波理解成电磁场中的激发。我们用麦克斯韦的方程设计我们的无线(Wi-Fi)网络。

　　 在二十世纪里，我们把所有的物质都描绘成无处不在的场的瞬变扰动的聚集。冷却下来后，有些场会产生充满空间的薄雾（希格斯场就其中之一）。像露珠一样，它们自发形成，是场趋于平衡时的遗物。

　　 我清醒时的梦想（也是我噩梦的源泉）是解释宇宙的起源。真空不是什么也没有，它实际上包含所有这些二十世纪发现的场。当这些场趋于平衡时，它们生成薄雾，释放出能量，最后催生了大爆炸并演生出我们现在感知到的现实。

　　 为什么宇宙充满物质而不是虚无？因为，按照物理定律，虚无是不稳定的。

　　 当感觉被剥夺，我们会自己制造一个幻境。若缺乏外物刺激，一心追求完美，造物主也会幻想出一个宇宙。

　　 本文经 Wilczek 教授授权翻译。

　　 原文发表于2016年8月24日的华尔街日报，题目为 A Physicist’s Nightmare of the Void

　　 原文链接： http://www.wsj.com/articles/a-physicists-nightmare-of-the-void-1472045991

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