涌现猫的几率

涌现猫的几率

作者：赵泠
链接：https://www.zhihu.com/question/434005535/answer/1618780481

问：一个空盒子不受外界因素影响和干扰，它凭空产生一只猫的几率是多少？

答：现在没有完备的量子引力理论，不过可以用全息原理来搞。一只猫的平均表面积约为0.25平方米，约合9.5×10^68普朗克面积。每一普朗克时间（约5.4×10^-44秒）内，时空的随机涨落导致一只猫的二进制信息从无之中涌现在指定位置的概率约  。

• 如果不指定位置，在你的盒子能够容纳猫的体积的情况下，可观测宇宙中涌现的猫信息恰好在你的盒子里的概率还要看盒子的表面积与可观测宇宙表面积（约2.4×10^54平方米）的关系，但由于上面的数已经非常之小了，这些修正值乘不乘上去已经无所谓了。
• 这个概率接近于零，但大于零。
• 在不考虑量子引力的情况下，涌现的猫适用不确定性原理，其可以期待不受扰动的时间约为1.5×10^-52秒，远小于普朗克时间，使你无法有效地观测到这只猫。

 

问：为什么有物存在，而不是一切皆空？

答：因为真正的一切皆空意味着没有任何规律，包括“一切皆空”本身。虚无是非有、非无、非非有、非非无的，其并非“空无一物的零”，而是连零都没有，从而既不会促进也不会阻止宇宙的涌现。每个宇宙的规律可以在创生时出现、在随后缓慢地变化或不变，而不需要在虚无中存在固有的规律。

二十世纪六十年代，霍金和罗杰·彭罗斯证明，当时空的弯曲足够陡峭，时空会不可避免地坍缩，爱因斯坦方程将会不起作用，需要新的量子引力理论才能解释。彭罗斯-霍金奇点定理表明，时空无法从一个点中平滑而稳定地展开，“大爆炸奇点”并不存在。

霍金将费曼的总和历史方法应用于研究宇宙起源，这涉及总和在时空的每一条世界线可能发生的事件，意味着必须考虑宇宙的边界条件，而最特殊的边界条件就是没有边界。1981年，霍金发表了论文《宇宙边界条件》，提议宇宙可能没有边界，即没有起源或终结。

1983年，霍金与詹姆斯·哈特尔合作提出宇宙无边界模型：

• 在普朗克时期之前，由于量子力学的不确定性原理，宇宙没有时空边界；
• 在极早期宇宙里只有空间、没有时间，宇宙起源的概念毫无意义。

那之后，霍金多次谈到，宇宙可以通过量子机制整个涌现于虚无之中。

我们可以构建这样的模型：宇宙的总能量是零。

在宇宙的总能量是零的情况下，要平衡恒星的能量，简单有效的方法是抬出引力：引力是吸引的，引力能是负的，你必须做功才能把引力束缚的系统（例如地球和月球）分离开。

但是，地球的引力能不到构成地球的物质粒子的不变质量所对应之能量的十亿分之一。恒星这样的物体会有更负的引力能，恒星的尺寸越小（它的不同部分相互靠得越近），引力能就越负，可是在引力能足以抵消自身的不变质量之前，该恒星就足够坍缩成黑洞了，而黑洞具有正的能量。

这导致真空的相对稳定，避免在你脸上随机涌现恒星或黑洞^[1]。

而整个宇宙却能自发涌现。因为引力赋形于时空，允许时空局部稳定且全体不稳定。在全宇宙的尺度下，物质的能量可以被引力能的负能量抵消到零。由此，宇宙可以从无之中自我创生，而不需要一个非常特殊的奇点，或是任何类型的创世者。

过去几十年里，人们已经建立了许多不需要大爆炸奇点的宇宙学理论。

参考

1. ^但这并不影响涌现总能量零的东西。已经有人在数学上构建出质量零的虫洞、白洞之类东西。

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