第13章 選擇宇宙 (2)
因為在這個例子中撞球台被彎曲到外麵的我們能看見的三維中，所以很容易看出它是如何被翹曲的。由於我們不能離開我們自己的時空去觀看它的翹曲，較難想象我們宇宙中的時空翹曲。然而，即便我們不能離開並從更大空間的透視來看它，仍然能夠檢測到曲率。從空間本身之中即能檢測到它。想象一隻小螞蟻被限製在台麵。即便螞蟻不能離開台麵，它仔細地把距離記述下來，就能檢測到翹曲。例如，在平坦的空間中的圓周距離總是比穿越其直徑距離的三倍多一些(其真正的倍數為π)。然而，如果螞蟻取捷徑越過環繞畫在上圖的台麵中的井的圓，它將發現其距離比預想的大一些，大於圍繞它的距離的三分之一。事實上，如果這口井足夠深，螞蟻會發現周長比穿越它的距離還短。對於我們宇宙中的翹曲也同樣成立——它以一種可從宇宙內測量的方式，拉伸或壓縮空間點之間的距離，改變其幾何或者形狀。時間的翹曲以類似的方式拉伸或壓縮時間間隔。
在我們掌握好這些觀念後回到宇宙啟始的問題。在牽涉到低速和弱引力的情形下，正如我們這裏討論的，我們可以分別談論空間和時間。然而，一般而言時間和空間能變成互相糾纏，因此它們的伸縮也牽涉到一定程度的混合。這個混合在早期宇宙中是重要的，並是理解時間開端的關鍵。
時間開端的問題有點類似世界邊緣的問題。在人們認為世界是平坦時，也許會想知道海水是否會從邊緣傾瀉。這已經被實驗檢測過：人們可以圍繞著世界旅行，而並未掉下來。當人們意識到世界不是一塊平板，而是一個彎曲的麵時，在世界邊緣會發生何事的問題就已被解決了。然而，時間似乎像一個模型鐵軌。如果它具有開端，那就應該存在某者(即上帝)使火車行駛。盡管愛因斯坦的廣義相對論把時間和空間統一成時空，並涉及到空間和時間的某種混合，時間仍然有異於空間，而且要麽具有開端和終結，要麽無限地流逝。然而，一旦我們將量子論效應加到相對論之上，在極端的情形下發生的彎曲可到達如此巨大的程度，以至於時間就像空間的另一維那麽行為。
在早期宇宙——當宇宙小到足夠讓廣義相對論和量子論一起製約之時——有效地存在四維空間而不存在時間。這意味著，當我們提及宇宙的“啟始”，我們正位於微妙的問題之邊緣，即當我們向極早期宇宙回溯時，我們所知的時間並不存在！我們必須接受，我們通常的空間和時間觀念不適用於極早期宇宙。這超出我們的經驗，卻未超出我們的想象或數學。如果在早期宇宙中所有四維都如空間那樣行為，對於時間的啟始會發生什麽？
意識到時間可象空間的另一方向那麽行為意味著，以一種類似我們可以擺脫世界邊緣的方式，人們可以擺脫時間有個啟始的問題。假設宇宙的啟始象地球的南極，緯度取時間的角色。隨著人們往北運動，代表宇宙尺度的等緯圈將膨脹。宇宙在南極作為一點啟始，但是南極和任何其它點都非常象。詢問在宇宙啟始之前發生什麽成為無意義的問題，因為在南極之南不存在任何東西。在這個圖像中，時空沒有邊界——同樣的自然定律在南極正如在他處一樣成立。類似地，當人們將廣義相對論和量子論相結合時，關於在宇宙開端之前發生什麽的問題就變得無意義了。曆史必須是無邊界的閉合麵的思想被稱為無邊界條件。
多少世紀來，包括亞裏士多德在內的許多人相信，宇宙必須一直存在以避免它如何開始的問題。其他人相信宇宙有一開端，並以此作為上帝存在的一個論證。意識到時間象空間那麽行為呈現了一個新的選擇。它不僅排除了對宇宙具有開端的長期的異議，而且意味著宇宙的啟始由科學定律來製約，而不必由某位神來啟動。
如果宇宙的起源是一個量子事件，那麽費恩曼的曆史求和就應該準確地描述它。然而，將量子論應用到整個宇宙——這裏觀察者是被觀察的係統的部分——是難處理的。在第四章我們看到射到一個具有兩道縫隙的屏幕的物質粒子如何象水波那樣顯示幹涉條紋。費因曼指出這是由於粒子不具有唯一的曆史引起的。也就是說，當它從始點A運動到某個終點B時，它不采取一個確定的路徑，而是同時采取連接這兩點的所有可能的路徑。從這個觀點看，例如，因為粒子可同時穿過兩縫而和它本身幹涉，所以幹涉沒有什麽驚訝之處。將之應用於粒子運動，費恩曼的方法告訴我們，為了計算任何特別終點的概率，我們必須考慮粒子從它起點到那個終點的可能遵循的所有可能曆史。人們也能用費恩曼方法來計算觀測宇宙的量子概率。如果它們被應用於宇宙整體，不存在點A，這樣我們就將所有滿足無邊界條件和結束於我們今天觀測的宇宙的所有曆史迭加起來。
在這個觀點中，宇宙自發出現，以所有可能的方式開始。其中的大多數對應於其它宇宙。那些宇宙中的一些類似於我們的，而大多數非常不同。它們不僅是細節不同，諸如貓王是否英年早逝或者蕪菁是否為一種餐後的甜點，正相反它們甚至在自然的表觀定律上不同。事實上，存在許多擁有許多不同族物理定律的宇宙。許多人將這個觀念故弄玄虛，有時稱作多宇宙概念，但這些隻是費恩曼曆史求和的不同表達。
為了摹想這個，讓我們改動一下愛丁頓氣球比喻，而把膨脹的宇宙認為是泡的表麵。那麽，我們的宇宙自發量子創生的圖像，有點象在沸水中蒸氣泡的形成。許多微小氣泡出現，然後再次消失。這些代表膨脹但在其仍然處於微觀尺度時塌縮的微宇宙。這些代表可能的另外的宇宙，但由於它們未能維持足夠久使得星係和恒星，更不用說智慧生命得以發展，所以不太有趣。然而這些小泡泡中的一些會長的足夠大，使得它們避免塌縮。它們將以不斷增加的速度繼續膨脹，而形成我們能看到的蒸氣泡。這些對應於開始以不斷增加的速度膨脹的宇宙——換言之，即是處於暴脹狀態的宇宙。
正如我們說過的，由暴脹引起的膨脹不會是完全均勻的。在曆史求和中，隻存在一個完全均勻和規則的曆史，而它具有最大的概率，但是其它許多稍微不規則的曆史將具有幾乎同樣大的概率。這便是為何暴脹預言，早期宇宙可能稍許不均勻，這對應於在CMBR中被觀測到的溫度小變化。早期宇宙中的無規性是我們的福氣。為什麽？如果你不想從牛奶中分離出乳酪，均勻性則是好的，但一個均勻宇宙令人厭煩。因為在早期宇宙中，如果某些區域具有比它處稍高的密度，那和它周圍相比，額外密度的引力吸引會減緩那個區域的膨脹，所以無規性很重要。隨著引力緩慢地將物質拉近，它最終能使它塌縮形成星係和恒星，後者能導致行星，而且至少在一種場合導致人。這樣仔細地看天空微波圖。它是宇宙中一切結構的藍圖。我們是極早期宇宙的量子漲落的產物。如果一個人是宗教人士，他可以說上帝的確擲骰子。