第20章 宇宙的起源和命运(3)[第2页/共3页]

虚时候能够听起来像是科学胡想，但究竟上，它是定义得很好的数学观点。如果你取任何平常的（或“实的”）数和它本身相乘，成果是一个正数（比方2乘2是4，但-2乘-2也是这么多。）但是，存在一种特别的数（叫虚数），当它们自乘时获得负数（叫做i的数自乘时得-1，2i自乘得-4，等等）。

我们信赖，作为任何终究实际的一部分而不成或缺的第二个特性是爱因斯坦的思惟，即引力场由曲折的时空来代表：粒子在曲折空间中试图沿着最靠近于直线的某种途径走。但是因为时空不是平坦的，它们的途径看起来仿佛被引力场折弯了。当我们操纵费恩曼的汗青乞降体例去措置爱因斯坦的引力观点时，和粒子的汗青附近似的东西则是代表全部宇宙汗青的完整的曲折时空。为了制止实际停止汗青乞降的技术困难，这些曲折的时空必须采取欧几里得型的。也就是，时候是虚的并和空间的方向不成辨别。

在广义相对论的典范实际中，能够有很多分歧的曲折时空，每一个对应于宇宙分歧的初始态。如果我们晓得我们宇宙的初始态，我们就会晓得它的全部汗青。近似地，在量子引力论中，宇宙能够存在很多分歧的量子态。一样地，如果我们晓得在汗青乞降中的欧几里得曲折时空在起初时候的行动，我们就会晓得宇宙的量子态。

人们能够用上面的体例来图解实数和虚数：实数能够用一根从左至右的线来代表，中间是零点，像-1，-2等负数在左边，而像1，2等正数在右边。而虚数由册页上一根高低的线来代表，i，2i等在中点以上，而-i，-2i等在中点以下。如许，在某种意义上，虚数和凡是的实数夹一向角。

我们仍然没有一套完整而调和的实际将量子力学和引力连络在一起。但是，我们相称清楚如许一套同一实际所应当具有的某些特性。此中一个就是它必须和费恩曼提出的遵循对汗青乞降的量子力学表述相归并。在这类体例里，一个粒子不像在典范实际中那样，不但只要一个伶仃的汗青。相反，它被以为通过期空里的任何能够的途径，这些汗青中的每一个都有一对相干的数，一个代表波的幅度，另一个代表它在循环中的位置（相位）。粒子通过某一特定点的概率是将通过此点的统统能够汗青的波叠加求得。但是，当人们实际去停止这些乞降时，就遭碰到了严峻的技术题目。躲避这个题目的独一的奇特体例是：你必须不是对产生在你我经历的“实的”时候内的，而是对产生在所谓“虚的”时候内的粒子汗青的波停止乞降。

为了预言宇宙应当如何肇端，人们需求在时候开端处建立的定律。罗杰・彭罗斯和我证明的奇点定理指出，如果广义相对论的典范实际是精确的，则时候的开端是具有无穷密度和无穷时空曲率的一点，在如许的点上统统已知的科学定律都崩溃。人们能够假想存在在奇点处建立的新定律，但是在如此不守端方之处，乃至连表述如许的定律都是非常困难的，并且从察看中我们没有获得关于这些定律应是甚么模样的任何唆使。但是，奇点定理真正揭露的是，引力场变得如此之强，使量子引力效应变得非常首要：典范实际已经不能很好地描述宇宙。如许，人们必须用量子引力论去会商宇宙的极初期阶段。正如我们将会看到的，在量子力学中，凡是的科学定律有能够在任那边所都有效，包含时候开端这一点在内：不必针对奇点提出新的定律，因为在量子实际中不必存在任何奇点。