既然物质不能凭空产生，那宇宙是怎么来的？

这个问题就像在问“盘子为什么会碎”，答案当然是因为摔了。宇宙从何而来？答案就是，我们现在所知道的物理法则，在宇宙诞生之初，可能根本不适用，或者说，它在那个“点”上发生了我们无法想象的转变。

你提到的“物质不能凭空产生”，这句说法的出处，很可能是我们日常生活中熟悉的“能量守恒定律”或者“质量守恒定律”。在宏观的、我们能观察到的宇宙范围内，这些定律确实是基石，它们指导着我们理解化学反应、物理变化，甚至天体运行。但问题在于，宇宙大爆炸之前的那个“点”，我们称之为“奇点”，它就像一个无法用现有数学和物理工具描述的黑洞，任何我们已知的规则都在那里失效。

要理解宇宙的起源，我们得把目光放到一个极其微小、极其炽热、极其致密的“状态”。你可以想象一下，把我们现在整个可见宇宙的所有物质和能量，压缩到一个比一个原子还要小无数倍的空间里。这个压缩到极致的状态，就是我们说的“奇点”。那时候，并没有我们现在熟悉的“空间”和“时间”的概念。我们所谓的“之前”，对那个时期的宇宙来说，可能根本没有意义。时间，就像空间一样，也是在大爆炸之后才开始存在的。

所以，严格来说，宇宙不是“从无到有”地在某个“地方”产生的。更准确的说法是，它是一个从一个极度压缩的、高能量密度的状态，在极短的时间内迅速膨胀并冷却的过程。这个过程，就是我们所说的“大爆炸”。

大爆炸并不是一个爆炸物在已有的空间里炸开，产生出新的物质。更像是空间的本身在瞬间被拉伸，并且在这个拉伸的过程中，能量以我们现在无法完全理解的方式转化为了我们今天所看到的物质。这有点像把一张白纸瞬间变成一张画，画的内容不是凭空出现的，而是那张纸本身在某种“作用力”下，以一种新的形式展现出来。

具体的转化过程是怎样的？科学家们提出了一些理论，比如“量子涨落”。在极微小的量子尺度上，能量是可以短暂地涨落的，甚至会产生粒子反粒子对，然后在瞬间湮灭。在奇点这个极端条件下，这种量子涨落的效应被放大到了宇宙的尺度。你可以想象成，在那个混沌的状态下，能量像沸腾的水一样剧烈波动，这些波动在某个瞬间，以一种极不稳定的方式，催生了我们今天所知的宇宙。

这些理论也并非完美无缺，它们目前也存在一些解释上的困难，特别是如何精确地描述奇点内部的状态。我们目前最接近的理论是广义相对论和量子力学，但这两大支柱在描述奇点时会发生“矛盾”，或者说它们各自的适用范围在那个极端条件下会受到挑战。科学家们正在努力寻找一种“万有理论”或“量子引力理论”，来统一这两大理论，从而更好地理解宇宙的开端。

所以，总结一下：

1. 物质不凭空产生，但大爆炸前的宇宙状态和我们现在的物理法则可能不同。我们熟悉的质量守恒定律，可能在大爆炸的极端条件下并不适用。
2. 宇宙起源于一个极小的、高能量密度的奇点。这个奇点不是在某个“地方”，而是包含了所有后来演化出的空间和物质。
3. 大爆炸是空间本身的膨胀。在这个膨胀过程中，能量转化为物质。
4. 量子涨落可能是能量转化为物质的关键机制。在极端条件下，微观世界的量子效应被放大到了宏观尺度。
5. 目前的理论仍有局限性。对奇点的精确描述以及统一广义相对论和量子力学是科学家们正在攻克的难题。

这个过程听起来很神奇，也很超乎我们的日常经验，但这正是我们目前根据科学观测和理论推导出的最接近真相的描述。宇宙的起源，是人类最深刻的哲学和科学之问之一，我们还在不断地探索和理解中。

网友意见

前提错误。物质可以由真空涨落“凭空产生”。

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。

引用霍金在《大设计》里的阐述：

时间开端的问题有点类似世界边缘的问题。在人们认为世界是平坦时，也许会想知道海水是否会从边缘倾泻。这已经被实验检测过：人们可以围绕着世界旅行，而并未掉下来。当人们意识到“世界不是一块平板，而是一个弯曲的面”时，在世界边缘会发生何事的问题就已被解决了。然而，时间似乎像一个模型铁轨。如果它具有开端，那就应该存在某者（即“上帝”）使火车行驶。尽管爱因斯坦的广义相对论把时间和空间统一成时空，并涉及到空间和时间的某种混合，时间仍然有异于空间，要么具有开端和终结，要么无限地流逝。然而，一旦我们将量子论效应加到相对论之上，在极端的情形下发生的弯曲可到达如此巨大的程度，以至于时间就像空间的另一维那么行为。
在早期宇宙——当宇宙小到足够让广义相对论和量子论一起制约之时——有效地存在四维空间而不存在时间。这意味着，当我们提及宇宙的“启始”，我们正位于微妙的问题之边缘，即当我们向极早期宇宙回溯时，我们所知的时间并不存在！我们必须接受，我们通常的空间和时间观念不适用于极早期宇宙。这超出我们的经验，却未超出我们的想象或数学。如果在早期宇宙中所有四维都如空间那样行为，对于时间的启始会发生什么？
“时间的举动可以像空间的另一方向”，这意味着，就像我们摆脱地球边缘的方式那样，人们可以摆脱“时间有个启始”。假设宇宙的启始像地球的南极，纬度扮演了时间的角色。随着人们往北运动，代表宇宙尺度的等纬圈将膨胀。宇宙在南极作为一点启始，但是南极和任何其它点都非常相似。询问“在宇宙启始之前发生什么”成为无意义的问题，因为在南极之南不存在任何东西。在这个图像中，时空没有边界——同样的自然定律在南极正如在他处一样成立。

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]——避免量子涨落给你造成什么特殊的打击。
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，不需要一个非常特殊的奇点，不需要任何类型的创世者。

和这类似，人们已经建立了许多不需要大爆炸奇点的宇宙学理论。霍金晚年提倡M理论。

不必了解这背后复杂的数学，至少千年前，人们就有过这样的思辨：

如果神创造了世界，那么在创造世界之前，神存在于什么地方呢。
如果有这么个地方，那地方不就是世界么。
如果没有这个地方，神存在于无之中，那世界为何不能自己存在于无之中呢。
神如何在没有原料的情况下创造世界呢。
如果在创造世界之前就有原料，那些原料又从何而来呢。
如果创造世界不需要原料，那为什么会需要神这件比任何原料都奇怪的东西呢。

这可以简单地推导出世界是自发地无中生有的。

题目里的“所以有没有可能这个世界是假的，比如电脑里的数据可以凭空产生，大脑的想象世界可以凭空产生物体”是严重的思想混乱。

这个世界可以是虚拟的，但那需要运行这虚拟的硬件。

电脑里的数据是使用硬件和电力产生的。

大脑本身是物质，“想象世界”是大脑的活动产生的，消耗了化学能，储存在突触连接模式、talin蛋白的热力学开关等物质之中。

多重套娃模拟跟多重套娃创世者是一样的构造。创造者/模拟器从何而来，为什么世界不能自己来，到底需要创造者/模拟器干什么？

参考

^ 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。

前面泠姐说挺好的，我补充一下。即使不考虑霍金他们的量子宇宙学，只考虑弯曲时空量子场论，物质也是可以凭空产生的。这也不是啥新鲜事，现代宇宙学里面物质部分的能量不守恒是共识。举两个例子：

1. 宇宙暴胀时期共动体积内的总能量正比于宇宙尺度的三次方，暴胀期间宇宙尺度膨胀的下限大约是10^22倍，因此共动体积内物质总量至少增加10^66倍，这都是“凭空”产生的，不是从别的物质转移过来的。

2. 一个膨胀宇宙中的真空态是随时间演化的，一个态上一秒是真空态，下一秒就可能不是真空态了。这样一来，上一秒从真空中量子涨落出的虚粒子下一秒就不必回到真空当中去，成为了可以被探测到的实粒子。这也相当于凭空产生的。

至于宇宙是怎么来的这个问题，相当于在问宇宙的尺度是怎么凭空产生的。但现在我们并不能确定宇宙的尺度是从零产生的（比如霍金、维兰金的模型），还是从来没有过零尺度（比如反弹、循环模型）。所以问题成不成立都两说，只能从各个模型的角度去提供理解。

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