物质是如何从真空中“无中生有”的?
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发布时间：2022-05-10 21:33
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时间：2023-11-03 01:31
物质最早是作为哲学概念提出的，与其相对应的是虚无。作为物理概念，物质又与空间相对应。前者为物理对象，后者则为物理背景。
在古希腊时期，物质与空间被认为是两种截然不同的物体。物质是凡俗的，空间则是由叫作以太的精英构成的。
在经典力学时期，物质与空间是完全不等价的。空间可以决定物质的行为及其存在的状态，而物质却无法影响空间的分布。空间具有超然于物质的特殊地位。
然而，由于迈克尔逊-莫雷实验的零结果，没有发现空间的任何蛛丝马迹，所以爱因斯坦建立了狭义相对论，将绝对空间的概念排除在物理之外。
不过，随着人类的认识进入宇观领域和微观领域，发现巨大的天体是可以对其邻近的空间产生影响，使该空间形成特殊的分布；发现细小的粒子可以感受到空间的不连续性，从而具有波动性。
于是，科学家们分别建立了描述上述现象的广义相对论和量子力学。根据这两个理论，作为物理背景的空间又重新回到了人们的视野之中。
所以，物质与空间都是我们宇宙的构成要素，只是作为物理对象的物质是显性的，可以为我们所察觉；反之，作为物理背景的空间是隐性的，我们无法借助于感觉器官直接感受到空间的存在。
对于空间的感受，是通过物质的异常行为而间接地感受到的。因为，在超出宏观范围之后，物质的行为变得异常诡异，必须借助于空间的存在，才能够获得适当的说明。
所以，就现实世界而言，不存在绝对的无（无只是一个哲学的概念）。所谓无中生有，只是由隐性的空间转变为显性的物质。两者在本质上是相同的，差别只在于存在形式的不同。
由于普朗克常数h的存在，由于任何微观粒子都具有波动性，说明在我们的宇宙中存在着不可再分的最小粒子——量子，即我们的宇宙是由量子构成的：
离散的基态量子构成空间，受到激发的量子成为光子，由高能量子组成的封闭体系就是物质。
于是，物质（有）与空间（无）的共同本质在于两者都是由量子构成的，它们的区别则在于前者是封闭的，后者是开放的。因此，无中生有，就是由离散的量子凝聚成量子的封闭体系。
在宇宙膨胀之初，宇宙膨胀的速度远大于其内部传播能量的速度（光速）。于是，宇宙内部的平衡无法借助于自身的交流来实现。因而，只能将局部高能的量子屏蔽起来，形成量子的封闭体系，以此来缓解宇宙内部的不平衡。
这就是所谓的无中生有的物理机制，物质只是宇宙在其膨胀过程中的副产品，是能量缓释器。
当宇宙的演化越过临界点，即宇宙膨胀的速度小于其内部传播的速度时，宇宙内部的平衡就不再需要屏蔽高能量子了。于是，在宇宙的内部，不仅终止了无中生有的过程，而且开启了由有变无的进程。这就是为什么我们现在看到的各种物理现象，大都是质量转化为能量的原因。
总之，无中生有的本质，是量子由离散的隐性转变为封闭的显性过程，是早期宇宙剧烈的膨胀所泛起的涟漪。
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时间：2023-11-03 01:32
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时间：2023-11-03 01:33
