主角下達指令，帶我進入宇宙大爆炸那一刻。
個人夢境機迷你版:主人，已準就緒。
進入夢境，宇宙大爆炸之旅開啟。
一、物質無中生有的現象及相關理論
我們先來看三個現象：
1. 在粒子對撞機裏，兩個高速運動的質子相撞後，變成了兩個低速運動的質子、一個碳塊和一個反碳塊。我們都知道質子是由上誇克和下誇克組成，質子裏並沒有粲誇克，可最後竟然無中生有地多出來兩個粲誇克。
2. 兩個能量極高的電磁波相撞，能在真空裏變成一個正電子和一個負電子，這種現象被稱為布萊特-惠勒過程。在我們的傳統認知中，電磁波更偏向於能量，而電子更偏向於實體物質，這種現象表明能量可以轉換成物質。
3. 在一片什麽都沒有的真空裏存在一個電場，隻要電場的強度超過10的18次方伏特每米，就能在真空裏激發出一個正電子和一個負電子，這種現象叫施溫格效應。這就更令人震撼了，因為幾乎不需要初始物質，隻需加強電場就能憑空變出電子。
這三個現象揭示出一個規律：能量加真空等於粒子，這裏的能量可以是任何形式的能量，比如動能、勢能、輻射等等都可以。真空裏雖然沒有粒子，但有各種類型的場，如電子場、誇克場、希格斯場等等，隻要給這些場提供能量就能激發出粒子。例如，隻要給真空裏的電磁場能量，就能激發出一個實體的電子；隻要給真空裏的誇克場能量，就能激發出一個實體的誇克。標準模型裏所有的粒子都能通過這種方式無中生有。
二、宇宙大爆炸過程中的對稱破缺
大爆炸後，在10的負43次方秒之內，人類已知的所有物理理論都失效，四種基本作用力在這個時間可能是統一的。10的負43次方秒的時候，宇宙的溫度冷卻到10的32次方攝氏度，引力率先從四種基本作用力中分離出來；10的負36次方秒的時候，宇宙的溫度冷卻到10的28次方攝氏度，強力又分離了出來；10的負12次方秒的時候，宇宙的溫度冷卻到10的15次方攝氏度，弱力和電磁力分離，至此四種基本作用力全部分離。
為什麽四種力會分離呢？是因為宇宙溫度的變化引發了相變。打個比方，水蒸氣的溫度下降到100°c的時候會發生相變，凝結成水，水的溫度下降到0°c的時候，也會發生相變，凍成冰。四種力也是如此，隨著宇宙溫度的下降發生了三次相變，最終導致四種力分離。那什麽是相變呢？相變的本質是對稱破缺。
你可以簡單這麽理解，宇宙最開始高度對稱，之後發生了三次對稱破缺，每減少一部分對稱性，就會分離出一種力。人類目前可以在粒子對撞機上驗證最後一次對稱破缺，隻要溫度超過10的15次方攝氏度，電磁力和弱力就會完完全全地統一在一起，無法區分。但是前兩次的對稱破缺由於粒子對撞機的能量不足，現在還無法通過實驗驗證。
除了這三種對稱破缺，很多高能理論，例如弦論、量子引力等，都認為在極高的能量下，洛倫茲對稱性會被破壞，狹義相對論不再成立。
一個完全對稱的宇宙會是什麽樣子的？我們都知道，能量從真空裏麵激發出一個正粒子的同時，也一定會激發出一個反粒子，因為正反粒子相遇後會湮滅成光子，所以如果宇宙完全對稱，就會全部變成光子。因此人類無法在完全對稱的宇宙裏麵存活。
幸運的是，宇宙在10的負11次方秒的時候發生了cp對稱破缺，導致正物質比反物質多了10億分之1，最終形成了現在的正物質宇宙。宇宙在10的負12次方秒的時候還發生了希格斯場的對稱破缺，這次對稱破缺賦予了w、z玻色子質量。宇宙在10的-6次方秒的時候發生了手征對稱破缺。手征對稱破缺是質子和中子質量的主要來源，因為人的質量主要來源於質子和中子，所以人的質量也主要與手征對稱破缺密切相關。
宇宙大爆炸後至少發生了7種對稱破缺，也就是說宇宙最開始的時候高度對稱，之後在一次次的對稱破缺中，宇宙的對稱性不斷降低，最終形成了我們這個世界。
三、粒子誕生及宇宙大爆炸後的演化
我們再來看看粒子是如何誕生的。我們都知道，溫度越高的物體發出的光波長越短，單個光子的能量就越大，當光子的能量足夠大的時候，就能在真空裏麵無中生有的激發出粒子。具體來說，宇宙的溫度和能激發出的粒子質量由這個公式決定：公式裏的k是波爾茲曼常數，t是宇宙的臨界溫度，m是粒子質量，c是光速。
如電子質量是9.1x10的負31次方千克，代入公式，我們可以計算出電子的臨界溫度是5.9x10的9次方攝氏度。也就是說，當宇宙的溫度高於這個臨界溫度的時候，就能在真空裏麵激發出電子，當宇宙的溫度低於這個臨界溫度的時候，就激發不出電子。同樣的方法，我們可以用這個公式計算出上誇克的臨界激發溫度是2.8x10的10次方攝氏度，粲誇克的臨界激發溫度是1.5x10的13次方攝氏度等等。
宇宙大爆炸後，10的負12次方秒，宇宙的溫度大概是10的15次方攝氏度，這個溫度超過了標準模型所有粒子的臨界溫度。因此在這個時間之前，宇宙能在真空裏麵激發出所有類型的粒子，最終形成了一團以誇克、膠子、電子、光子為主的粒子雲。
大爆炸後10的負6次方秒，宇宙的溫度降到10的10次方攝氏度，三個誇克開始結合在一起，形成質子和中子。大爆炸後第3分鍾到第20分鍾，這時候宇宙的溫度和壓力跟太陽差不多，於是質子和中子在這段時間內就聚變成了氦、鋰等原子核。這時候宇宙主要由原子核、電子和光子三種物質組成。但是這時候的原子核抓不住電子，因為溫度實在是太高了，即使原子核抓住了電子，也會被能量極高的光子拆散。
大爆炸後第37萬年，宇宙的溫度下降到3000k，原子核就能穩穩地抓住電子了，於是就形成了原子。之後原子在引力的聚集下，經過幾億年的演化，最終形成了恆星和星係，宇宙就是這麽一步步誕生的。
我們總結一下宇宙大爆炸的過程，從物質角度觀察，粒子先是從真空裏麵被激發出來，之後一步步從小到大聚集；從能量角度觀察，隨著溫度的降低，四種基本作用力一步步分離；從信息角度觀察，宇宙最開始高度對稱，之後至少發生了7次對稱破缺，這就是宇宙大爆炸的整個框架。
四、宇宙大爆炸的證據
1. 哈勃紅移：1929年，哈勃發現所有的星係都正在遠離我們，距離越遠的星係，遠離我們的速度就越大，這說明宇宙正在膨脹。如果倒放這個過程，你就會發現這些星係最開始應該是聚集在一起的，這就是宇宙大爆炸的最直接證據。
2. 太初核合成：大爆炸理論認為宇宙在第3分鍾到第20分鍾之間發生了核聚變，質子、中子按照一定的方式核聚變成了氦二、氦三、氦四、鋰等。
3. 宇宙微波背景輻射：宇宙微波背景輻射是大爆炸模型極為有力的證據。下麵看看它是如何產生的。
光子與帶電荷的粒子會發生相互作用，比如因湯姆孫散射，光子的能量會降低且方向會偏轉。宇宙大爆炸後形成了大量自由電子，由於自由電子帶電荷，光子撞到自由電子上就會被散射，致使光子不斷改變傳播方向，這些自由電子如同迷霧般阻礙光子傳播，此時宇宙是不透明的。
大爆炸後37萬年，宇宙溫度降至3000k，自由電子和質子結合形成氫原子，氫原子整體呈電中性，不會散射光子，於是阻礙消失，光子可無阻礙地長距離自由傳播，宇宙也就變得透明了。這些自由傳播的光子因空間膨脹不斷被拉長，從原來的紅外線波段被拉長到微波波段，就形成了宇宙微波背景輻射。
1948年，天文學家依據大爆炸模型預言存在這種輻射。1964年，貝爾實驗室的兩位工程師發現了它，並因此榮獲1978年諾貝爾物理學獎。如今我們周圍就存在大量宇宙微波背景輻射，每立方米空間平均約有4億顆宇宙微波背景輻射的光子，它們是宇宙中最古老的光，穿越了138億年才來到我們身邊，靜靜訴說著宇宙大爆炸的故事。
4. 宇宙年齡的計算：天文學家通過哈勃紅移、宇宙微波背景輻射這兩種獨立的原理和不同方法，分別計算出宇宙年齡，發現二者結果差距不大，都在138億年左右。並且測量大量古老天體的年齡，在誤差允許範圍內，沒有一個天體年齡超過138億年。這間接證明宇宙在138億年前可能發生過一次重大事件。
5. 模擬宇宙演化與觀測結構相符：天文學家利用大爆炸模型模擬宇宙幾億年的演化過程，發現其能生成一種網狀天體結構，這與目前天文望遠鏡觀測到的超星係團、星係長城、空洞等大尺度纖維結構是一致的。
6. 中微子背景輻射預測準確：大爆炸模型預測存在溫度為1.95k的中微子背景輻射。2015年在宇宙微波背景輻射（cmb）上間接發現了溫度為1.96k的中微子背景輻射，理論預測值1.95k與實測值1.96k較為接近，可見大爆炸模型的預測還是比較準確的。
二、宇宙大爆炸模型的缺陷及爆脹場理論
不過，大爆炸模型並非完美無缺，它存在至少三大缺陷，分別是視界問題、平坦性問題和磁單極子問題。下麵我們來具體看看。
1. 視界問題：這是宇宙大爆炸模型的一個突出缺陷。宇宙大爆炸後誕生了a、b兩朵粒子雲，因量子力學的隨機性，兩朵雲的溫度不同，假設a雲溫度是3500°c，b雲溫度是2500°c，且兩朵雲距離較遠，a雲在銀河係左邊，b雲在銀河係右邊。
思考一下，a雲的熱量能否傳遞給b雲呢？答案是不能，因為熱量傳遞速度不能超光速，而大爆炸後時間太短，a雲沒有足夠時間把熱量傳遞給b雲，所以a、b兩朵雲會存在一定溫度差。
天文學家依據大爆炸模型計算，微波背景輻射中至少應該有幾萬個像a、b雲這樣溫度明顯不同的區域。但實際天文觀測表明，微波背景輻射的溫度差別極小，各個方向的溫度僅有十萬分之一的差別，即最冷的地方約2999.99°c，最熱的地方約3000.01°c。由此可見，理論和實際觀測出現了矛盾。
而爆脹場理論可解決此問題，其思路是：假設a、b兩朵雲最初在一粒沙子大小的空間內，這樣兩朵雲就能互相傳遞熱量，通過熱量交換，a、b兩朵雲在這粒沙子大小的空間裏提前混合成3000°c，然後空間發生爆炸，致使這粒沙子瞬間膨脹到銀河係大小，此時銀河係左邊的a雲是3000°c，銀河係右邊的b雲也是3000°c，最後因量子漲落，在微波背景輻射裏呈現出2999.99 - 3000.01°c的溫度範圍，這樣就完美解決了該問題。簡單來說，就是先在極小空間內提前混合好溫度，空間爆炸後全空間的溫度就都一樣了，從而使微波背景輻射的溫度也趨於一致。
2. 平坦性問題：根據廣義相對論，宇宙可分為開空間、閉空間和平坦空間三種類型。天文觀測表明，宇宙目前是平坦空間。但平坦空間極難形成，因為它要求宇宙的能量密度必須嚴格等於臨界密度，就如同蹺蹺板一樣，隻要最初稍有偏離，就會隨著空間的膨脹放大這種偏離。
由於量子力學的隨機性，宇宙大爆炸初期，有些區域密度大，有些區域密度小，最終很可能導致形成一個不平坦的宇宙。然而天文觀測顯示宇宙現在非常平坦，這就產生了矛盾。
爆脹場理論可解決此問題，其思路是：一粒沙子密度不均勻，有的地方密度大，有的地方密度小，若將這粒沙子瞬間膨脹到銀河係那麽大，就會抹平一切密度不均勻，宇宙的空間就會變得非常平坦，從而完美解決了該問題。
3. 磁單極子問題：大多數大統一理論認為，大爆炸後10的負36次方秒左右，因溫度變化，強力和電弱力分離，這次從高溫到低溫的相變過程中會出現磁單極子。磁單極子是指像磁鐵雖有南北兩極，但它隻有南極或者隻有北極的一種特殊粒子。
根據大爆炸模型計算，宇宙應該產生了很多磁單極子，可至今我們一個都未找到。要是能找到磁單極子，肯定能榮獲諾貝爾物理學獎。
對於爆脹場理論解決此問題的方式，假設在一粒沙子裏麵有1億顆磁單極子，當沙子瞬間膨脹到銀河係大小，整個太陽係都分不到一顆磁單極子，自然就找不到它了。
總之，傳統的大爆炸模型存在這三大缺陷，於是天文學家提出了爆脹場理論來修複這些缺陷，相當於給大爆炸模型打了個大大的補丁。
三、爆脹場理論的觀測證據及相關推導
爆脹場理論有三個核心預言：宇宙空間非常平坦、存在符合高斯分布的近尺度不變的密度漲落、原初引力波。
下麵我們來簡單推導一下空間為何會出現指數膨脹。根據廣義相對論和宇宙學原理，可得到宇宙的演化方程——弗裏德曼方程，這是宇宙學極為重要的一個方程。對於宇宙大爆炸前期來說，方程後麵兩項可忽略不計，從而可簡化為：
這裏p代表物質的能量密度，g是引力常數，a(t)代表空間的大小，a(t)上麵一個點代表宇宙空間的大小隨時間的變化率，也就是微積分裏的da\/dt。
如果爆脹場的能量密度是一個固定數值，那麽p就是一個固定數值，整個方程的右邊就是一個固定值，簡化後它就變成一個非常簡單的微分方程，大一學生基本都會解這個微分方程。其解令人驚訝的是出現了指數形式。因為a代表空間的大小，t代表時間，這就意味著宇宙空間的大小隨時間呈指數變化。所以，隻要假設真空爆脹場的能量密度是一個固定值，宇宙空間的大小就能隨時間指數增加。
接著看看爆炸前後宇宙的總能量變化。根據定義，能量密度等於能量除以體積，而體積等於長度的三次方。由於爆炸使宇宙的長度增加了10的26次方倍，可知宇宙的體積增加了10的78次方倍。又因為宇宙爆脹場的能量密度是一個固定值，所以爆炸前後宇宙的能量增加了10的78次方倍。假如爆炸前宇宙隻有幾百個氫原子的能量，那麽爆脹後宇宙的總能量就會變成10的55次方千克，而10的55次方千克就是現在可觀測宇宙的總質量。這個結論相當震撼，以往我們一直認為宇宙大爆炸起始點密度無限大、物質無限多，現在依據爆脹場理論，大爆炸的起點隻需有幾百個氫原子的能量即可，宇宙幾乎所有的能量都是在10的負36次方秒到10的負32次方秒之間通過空間爆脹增加的。
一、宇宙大爆炸能量來源
那宇宙增加的這麽多能量是從哪裏來的呢？天文學的主流觀點認為是從真空獲取的能量，真空蘊含著大量能量，它存在高能量狀態和低能量狀態，就好比水庫一樣，大爆炸之前的真空處於高能量狀態，大爆炸之後變為低能量狀態。
因為存在類似大壩高度固定的某種條件限製，所以真空能量的變化也是相對固定的，這就相當於真空暴脹場的能量密度是固定值。根據前麵講過的弗裏德曼公式，暴脹場的能量密度固定會引發空間指數膨脹。
另外，真空能量發生變化後，如同水庫上遊的水傾瀉到下遊，在下遊積攢了大量能量。按照之前所講，能量與真空相互作用能產生各種粒子，這些能量在下遊的真空裏形成了一團包含誇克、膠子、電子、光子等的粒子雲，之後粒子雲逐步合並形成質子、中子、原子核、原子、恆星和星係等。
總之，真空從高能量狀態轉變為低能量狀態，其能量數值變化相對固定，這導致了空間指數膨脹、能量損耗，同時在真空裏激發出粒子雲，正好對應暴脹場理論和大爆炸理論這兩個互補的理論。在宇宙學領域，目前隻有這兩個理論有較多觀測證據，暴脹場理論有部分觀測證據，大爆炸理論至少有6個觀測證據，其他理論基本缺乏觀測證據。所以，宇宙大爆炸的能量很可能來源於真空勢能的變化，這一點很重要，我再強調一下，宇宙大爆炸的能量很可能來源於真空勢能的變化。
二、關於真空能量的思考及不同理論觀點
那真空的能量又是從哪裏來的呢？有以下兩種思路：
1. 霍金等人的觀點：霍金認為物質的能量與真空的能量之和為0，如果物質的能量是正的，那麽真空的能量就是負的。（此處“伊拉克”表述有誤，推測可能想說“狄拉克”，狄拉克是20世紀除愛因斯坦之外非常重要的物理學家，他認為真空是充滿負能量態的粒子海，其對真空的理解可供我們參考。）
2. 能量守恆相關探討：在現代物理學中，能量守恆等價於時間的平移不變性，假如自然法則不遵循時間的平移不變性，那麽能量可能不守恆。事實上，現在不少天文學家認為宇宙物質部分的能量是不守恆的，至於物質與真空的總能量是否守恆還存在爭議，我個人認為物質加真空的總能量應該是守恆的。
那真空為什麽有能量呢？真空裏麵到底有什麽東西？人類對真空的認知還處於類似盲人摸象的階段，用不同的理論去觀察真空，會得到不同的結論。例如：
1948年，卡西米爾通過實驗證明真空並非空無一物，裏麵存在能量漲落；1960年，量子場論認為真空裏充滿了虛粒子；1990年，量子信息領域認為真空是具有大量量子糾纏的量子比特海；2000年，宇宙學研究發現真空裏存在暗能量，暗能量促使宇宙加速膨脹。
人類至今還無法完整描繪出真空的真實麵貌。
三、多重宇宙相關探討及與其他宇宙觀對比
真空為什麽存在能量高的狀態和能量低的狀態呢？真空在一個點會發生宇宙大爆炸，在其他點有沒有可能也會發生宇宙大爆炸呢？對於這兩個問題，目前科學暫時無法給出確切答案，隻能借助科幻的多重宇宙模型來探討。
多重宇宙觀點認為存在一個有限或者無限的真空，裏麵有很多“泡泡”，每一個“泡泡”就是一個宇宙，“泡泡”裏麵有時間、空間、粒子，而“泡泡”外麵沒有時間、空間、粒子，隻有真空。
由於存在量子漲落，真空的能量並非完全均勻，有高有低，一些真空區域能量高，另一些真空區域能量低。霍金曾打過比方，真空就像臨近沸騰的水，一旦某個區域溫度超過100°c，就會瞬間形成一個氣泡，也就是發生一次宇宙大爆炸，釋放該區域真空的能量。因為氣泡形成過程是吸收熱量的，就像宇宙大爆炸吸收了真空裏局部過高的能量，從而在真空裏“吹”起一個宇宙泡泡。
那宇宙泡泡未來的宿命是什麽呢？既然泡泡起源於向真空借能量，那麽泡泡最終的歸宿必然是把能量還迴真空，有借有還嘛。具體來說，物質通過質子衰變、黑洞霍金輻射、大撕裂、真空衰變等方式變成光子，而光子的波長會隨著空間膨脹被拉長，即光子的能量被空間膨脹降低，那光子減少的能量去哪兒了呢？當然是迴歸引力場或者迴歸真空了。所以，從多重宇宙角度來看，迴歸真空有可能是我們這個宇宙泡泡的最終歸宿，這一點很重要，我再強調一遍，從多重宇宙的角度來說，迴歸真空有可能是我們這個宇宙泡泡的最終歸宿。
四、宇宙觀的發展
既然宇宙起源於真空，那真空又是怎麽來的呢？假如真空是由真真空創造的，那真真空又是誰創造的呢？這樣追問本源是無窮無盡的。真空也隻是人類現階段對宇宙的了解，肯定不是終極答案。若要尋找終極答案，可能隻能借助於信仰，比如上帝、道、佛、自然法則、物自體、絕地精神、飛天意麵等等。大家更傾向於道或者自然法則。
基本邏輯：自然法則創造了真空，真空將基本的能量傳遞給暴脹場，暴脹場衰變後激發出一團粒子雲，最後從物質、能量、信息三方麵開啟了宇宙大爆炸，這就是整個宇宙大爆炸的宏觀邏輯結構。
大約138億年前，整個宇宙從一個極小、極熱、極致密的起點狀態瞬間膨脹開來，就像一個巨大的火球在瞬間爆裂，釋放出無盡的能量和物質。這一瞬間，時間與空間一同誕生，宇宙的舞台由此拉開帷幕。在大爆炸的那一刻，宇宙從這個起點開始急劇膨脹，釋放出巨大的能量和物質，溫度高達數十億度。隨著宇宙的膨脹，溫度逐漸降低，物質開始凝結，形成了氫、氦等輕元素，之後這些輕元素在引力作用下聚集，形成了第一代恆星和星體，宇宙的結構逐漸顯現並不斷演化。
主角:我是誰？我在那？放我出去！放我出去！！！
做完這個夢，主角一直在想\"道\"或自然法則是什麽？
當嚐試唯物主義無果後，他開始用唯心主義視角看世界。
從唯心主義角度來看，意識可視作源於感知的幻覺，時間宛如事物運動而生的幻覺，空間亦為相對大小的幻覺，顏色實則是對不同波長電磁波形成的幻覺，五感乃經神經係統作用產生的幻覺，記憶是帶有虛幻色彩的影像式過往幻覺，因果邏輯可被看作思維的基礎，靈魂出竅則是一種知覺幻覺體驗。
從唯心主義角度來看，世界萬物都是由信息數據(能量狀態)及規律秩序(邏輯結構)組成的。能量狀態本質基於量化表示能量大小、方向及轉換的運算；邏輯結構本質可用集合論中的關係和映射（如函數）構建事物有序關聯等數學模型。
宇宙第一因是數學，世界是數學的。
如果邏輯大於存在，則世界是虛擬的，數學的，可理解的。如果存在大於邏輯，則世界是真實的，混沌無序的，且不可理解的。如果存在等於邏輯，那就是疊加態時是數學的概率的，可理解。本征態時則是確定的真實的，可感知的。
現在態都確定的，未來態都是概率的！
通常來說，存在得符合邏輯才能夠存在。就好比穿越到過去，按照現有的邏輯來看，它既不符合邏輯還會破壞因果關係，不過要是真的成功穿越了，那就表示它在過去能夠存在，此時原本的邏輯就沒法對它進行約束了，而且它還可能做出更多不符合邏輯的事兒，感覺就像是“大於等於”邏輯一樣。
同樣的道理，宇宙第一因要是想存在，就必須得超越因果的邏輯，也就是要“大於等於”邏輯，不然的話就能依據邏輯去確定它產生的原因了，那樣它就稱不上是真正的宇宙第一因了。這個宇宙第一因呢，它既是原因也是結果，是過去、現在以及未來的自己，是永恆存在並且沒有任何變化的，不會受到時空以及邏輯法則的影響，或其自身就是邏輯法則。從現在的認知角度來講，這個第一因是數學，隻有數學能做到等於邏輯本體或者說數學就是邏輯本體 。客觀世界產生第一因是邏輯本體數學。這樣才能確保萬事萬物永恆符合邏輯。也就是說，數學並非人類創造，而是本身就永恆存在，人類隻是發現它罷了。
數學的大前提是有因必有果，物理學的大前提是有因必有果。所有科學的大前提都是有因必有果，隻是數學的因屬於抽象世界，自然科學的因屬於真實世界。
自洽：就是自身內部不能有矛盾。好比一個理論、一套說法或者一個係統，從它自身的各個方麵、各個環節去看，都要能說得通，不能自己跟自己打架，邏輯上要連貫一致。
他洽：得和自身之外的其他相關理論沒有矛盾，並且還要能和它們建立起關聯。就是說這個東西要能跟外麵已經存在的、被認可的那些理論配合得上，相互之間和諧共處，不衝突，還能有聯係。
續洽：一方麵要求當相關的理論全都實際運作起來的時候，不會出現矛盾情況；另一方麵還要求這個理論進行推論、往外擴展的時候，依然是沒有矛盾的，從頭到尾都要邏輯通順、無衝突。
泛心理理論:宇宙一切皆有意識，就是一切皆分為程序(規律)及信息(數據)。就是石頭有成分特性，汽車有汽車的性能參數，人有人的自我及意識。
宇宙大爆炸前也是無物質，無時空的，也隻有能量狀態及邏輯法則的。
違背存在模型的存在邏輯法則(比如依附貼合和三洽)，就是不存在呀！
無矛盾體，不僅包含客觀世界中的實際存在狀況，同時也包含在純邏輯層麵上能夠成立的存在形式，但並不涉及感像，想像，抽象，幻像等感覺感知層麵上的存在情況。
為什麽科學定律需要實證，而數學定理不需要？原因在於科學定律和數學定理屬於不同性質的知識體係。科學定律相當於三段論中的特定情況（或小前提），而科學推理通常是從一般原理（大前提）和特定情況出發，通過歸納或演繹得出結論。由於歸納推理的結論並非必然為真，因此科學定律需要通過反複實驗進行驗證。相比之下，數學定理是從已知的前提（包括公理和已證明的定理）出發，通過嚴格的邏輯推理得出的必然結論，因此不需要額外的實驗驗證。
世界是由概率產生的！
概率論建立在集合論和測度論的基礎之上。集合論通過定義樣本空間和事件集合，為概率論提供了基本的概念框架和邏輯結構，奠定了概率論中事件定義的基礎。測度論則為概率的嚴格定義提供了數學基礎。
在測度論中，最小作用量原理可應用於測量方案的設計、數據處理與分析以及模型構建與理論推導等方麵；而最短路徑問題則可應用於地理信息係統的路徑規劃、網絡分析中的最短路徑確定、圖像分析與處理以及數據聚類與分類等實際場景。
在虛空中，對於標準模型所涉及的61種基本粒子，需要構建與之相關的多種量子場，這些內容可用標準模型拉格朗日量來表達。
引力的本質是時空的彎曲。有質量的物體能使周圍的時空發生彎曲，其他物體在這個彎曲的時空裏運動，就表現出好像受到了引力的作用。比如，地球繞著太陽轉，就是因為太陽的巨大質量使周圍時空彎曲，地球沿著彎曲時空裏的測地線（在彎曲空間裏的“直線”概念）運動。
以下是改寫得更像物理專家說的話：
宇宙生成之構想（從物理視角出發）：
其一，築牢基礎架構——穩固數學與物理根基。
構建基礎數學體係方麵，需從最根本的集合論入手，嚴謹界定諸多基礎集合，以此充當後續宇宙構建的底層邏輯依托。打個比方，構建一個能表征宇宙中所有“點”的集合，這些“點”會成為時空以及各類物理實體在抽象層麵的基礎定位標識。同時，引入完備的實數集，借其對長度、時間間隔、能量幅值等各類物理量予以精確量化，為描述宇宙複雜物理現象提供精準的數值度量途徑。並且，借助數論等相關數學分支，明確像整數、有理數等不同數域在宇宙構建裏的角色及應用規則，保障後續構建中數學描述的嚴密性與完整性。
設定關鍵物理常數與基本規則上，得審慎確定如光速、普朗克常數、引力常量這類具根本意義的物理常數。它們如同宇宙運行的內在節拍器，在後續宇宙物理過程構建裏，從本質上製約、規範各類物理現象的產生與發展。還要確立如能量守恆定律、動量守恆定律這些最基礎的物理規則，它們構成宇宙運行的基本邏輯框架，保證在整個宇宙演化進程中，物理過程始終遵循內在的一致性與邏輯性，絕不容許違背基本物理原理的情況出現。
其二，雕琢時空基石——打造時空精細架構。
明確時空維度架構時，要經反複斟酌來確定宇宙的時空維度數量。這既可能是符合我們日常認知的四維時空（三維空間維度與一維時間維度緊密融合），也可能是基於前沿理論（像弦理論等）設想的更高維度時空架構，比如十維乃至更高維的時空形態。不同的時空維度選擇，會對後續宇宙中物理現象的呈現及演化路徑產生深刻影響。針對選定的時空維度，需細致剖析各維度間的內在關聯與相互作用機製。例如在四維時空情境下，就得深入探究空間維度與時間維度是怎樣相互交織、相互影響，進而塑造出我們感知到的時空連續性與相對性。
塑造時空的數學表征模型環節，依據確定的時空維度及特性，選用適配的幾何理論構建時空數學模型。對於存在彎曲特性的時空（如廣義相對論描述的宇宙時空），采用黎曼幾何作為構建工具，通過精心定義度規張量，精確刻畫時空兩點間的距離、角度等幾何關係，賦予時空具體細致的結構形態。而在局部近似平直時空的場景（比如特定條件下可簡化處理的時空區域），則運用歐幾裏得幾何來進行時空的數學描述，同樣要合理定義相關幾何參數，確保準確呈現該區域內時空的基本特性。像在閔可夫斯基時空（狹義相對論的時空模型）中，通過特定的度規張量設定，清晰界定時間維度和空間維度在不同參考係下的變換關係，讓時空呈現出鮮明的相對論性特征。
其三，孕育真空態——填充宇宙初始“空白”。
精準定義真空狀態上，在已構建好的時空框架基礎上，從數學層麵嚴格界定一種初始的、看似“空無一物”的狀態，即真空態。具體而言，規定在時空的每個點上，物質密度、能量密度等關鍵物理量的值均為零。不過要注意，從量子場論的深度視角來看，這種看似純粹的真空態並非如此簡單，後續還需深入探究其中蘊含的微妙機製。
引入量子場架構方麵，基於量子場論這一深邃且強大的理論框架，有條不紊地在時空之上引入多種量子場，像電子場、光子場、希格斯場等諸多類型，它們本質上被定義為時空上的算符值函數。每種量子場都有獨特的數學特性和物理內涵，並且要嚴格滿足一係列特定的量子力學規則，比如對易關係、反對易關係等，這些規則就如同無形的指揮棒，精準調控量子場及其相關粒子的行為模式，在微觀層麵為宇宙物理現象奠定基礎。
催生零點能現象時，盡管初始定義裏真空態下某些關鍵物理量的密度設為零，但因量子場的存在，引出了極為重要的零點能概念。具體說，每個量子場的最低能量狀態並非真正為零，而是存在一個非零值，這就是零點能。意味著即便在看似毫無物質與能量的真空態中，實際也蘊藏著潛在能量，這種能量在特定條件下會引發一係列微妙複雜的物理現象，為宇宙後續演化埋下伏筆。
其四，催生粒子與物質——點燃宇宙物質之火。
激活量子場激發機製上，通過設計如量子場相互作用、外部微擾等一係列精巧機製，促使量子場從基態被激發。當某一量子場被成功激發時，會依照自身物理特性產生相應粒子。例如電子場激發產生電子，光子場激發產生光子，依此類推，不同類型量子場激發會為宇宙帶來豐富的粒子資源。
搭建原子與分子結構框架方麵，各類粒子經量子場激發產生後，會依據自身電磁、引力等物理特性展開複雜相互作用。在此過程中，電子與原子核（由質子和中子組成）通過電磁相互作用等機製，逐步搭建起原子結構，而後通過原子間的化學鍵合等方式，進一步構建起分子結構，如此便逐步構建起宇宙中物質的基本構成單元，為宇宙物質世界築牢堅實基礎。
其五，引入引力場——編織時空與物質的引力之網。
建立引力場與時空彎曲的關聯機製上，依據廣義相對論這一深刻且影響深遠的理論，引力場與時空彎曲存在極為緊密的內在聯係。具體來講，前麵步驟產生的物質和能量的存在，會致使時空發生彎曲，而我們感知到的引力場，本質上就是這種時空彎曲呈現出的外在表現形式，通過這種關聯機製，把引力場與時空彎曲緊密相連，為理解引力現象提供全新視角。
應用愛因斯坦場方程進行精確描述方麵，利用具有裏程碑意義的愛因斯坦場方程，精確描述物質和能量分布如何影響時空彎曲，進而影響引力場。在該方程中，通過將能量 - 動量張量（用於描述物質和能量分布）與黎曼張量（用於描述時空彎曲）巧妙關聯，就能依據宇宙中已有的物質和能量狀況，對引力場進行定量確定，如此借助愛因斯坦場方程，理論上就能精準把握引力場的特性與變化規律。
其六，驅動宇宙運轉——設定宇宙演化路徑。
設定初始條件與動力學參數上，要精心定義粒子、場以及時空本身的初始位置、速度等動力學參數，這些初始條件在很大程度上決定宇宙隨時間的演變情況。比如規定宇宙中物質和能量的初始分布情況，會深刻影響星係的形成與演變過程；設定粒子的初始速度等參數，會影響粒子在宇宙中的運動軌跡和相互作用模式。
運用演化方程把控演化路徑方麵，運用諸如量子係統的薛定諤方程和經典係統的運動方程等合適的演化方程，描述宇宙隨時間的變化情況。這些方程能精準把控粒子、場以及時空的行為模式，確保宇宙遵循符合邏輯且物理上一致的演變路徑。通過持續應用這些演化方程，理論上就能追蹤宇宙從初始狀態到後續各階段的發展變化情況，進而深入理解宇宙的演化曆程。
宇宙對稱破缺演化綜述
一、引力與其他作用力的對稱破缺
在宇宙大爆炸後約10^{-44}秒這一極早期階段，引力作用率先從最初的統一作用力裏分化出來，彼時誇克和輕子能夠相互轉變，而電磁力、強相互作用、弱相互作用這三種作用力依舊處於統一狀態。這是宇宙中首次出現的對稱破缺現象，致使引力在表現形式以及作用效果方麵，和其他作用力產生了差異。
二、強相互作用與電弱相互作用的對稱破缺
大爆炸後約10^{-36}秒時，強相互作用同電弱相互作用分離開來，宇宙整體的對稱性進一步降低，這一變化使得物質後續的演化開始沿著不同路徑推進，也為後續物質和反物質出現不對稱性創造了前提條件。
三、電弱對稱破缺
宇宙大爆炸後約10^{-12}秒、溫度約為100gev之時，電弱統一理論中的su(2)\\times u(1)對稱性發生自發破缺，希格斯場的真空期望值不為零，由此使得w及z玻色子獲得質量，而光子依然保持無質量狀態。這一過程對物質的形成以及宇宙結構的演化有著深遠影響，例如它直接導致了基本粒子質量的產生。
在理論發展曆程方麵，1964年，弗朗索瓦·恩格勒、羅伯特·布繞特、彼得·希格斯、傑拉德·古拉尼等三組研究小組幾乎同時獨立研究出希格斯機製。1967年，史蒂文·溫伯格與阿卜杜勒·薩拉姆率先應用希格斯機製打破電弱對稱性，並將其融入電弱理論之中。2013年，恩格勒、希格斯因希格斯機製相關研究榮獲諾貝爾物理學獎。
四、物質與反物質的對稱破缺
宇宙大爆炸初期，按照理論原本重子數與反重子數應是對稱的，然而當下宇宙卻主要由物質構成。在大爆炸後的極早期階段，或許是由於某些尚不明晰的高能物理過程，比如大統一理論中x玻色子等介導的相互作用，致使重子數對稱性被打破，使得反誇克相較於誇克消失得更快，最終宇宙中隻剩下由誇克構成的正物質，反物質則逐漸消失不見。
盡管這一對稱破缺發生的具體條件和內在機製目前仍不清楚，但科學家們通過對宇宙中物質與反物質不對稱性的觀測、研究，以及構建相關理論模型，普遍認為這種對稱性破缺是宇宙中物質占據主導地位的關鍵原因，並且有部分研究指出此過程中產生的戈德斯通玻色子有可能是暗物質的來源。
五、宇稱不守恆
1956年，李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恆這一開創性理論，隨後吳健雄通過鈷 - 60的β衰變實驗對其予以證實。她在極低溫環境下，運用強磁場把兩套裝置中的鈷 - 60原子核自旋方向分別調整為左旋和右旋，結果發現這兩套互為鏡像的裝置中，鈷 - 60放射出來的電子數存在很大差異，而且電子放射方向也呈現出不對稱性。
從本質上來說，宇稱不守恆意味著在弱相互作用裏，互為鏡像的物質其運動是不對稱的。在微觀世界中，弱相互作用下的宇稱不守恆始終存在，並且佛羅裏達大學的天文學家發現，宇稱不守恆可能會對宇宙星係三維聚類產生影響，而這種影響所需的宇稱不守恆情況需發生在大爆炸的暴脹時期。
六、電荷共軛對稱性破缺
電荷共軛對稱性要求物理規律在粒子與反粒子相互轉換時保持不變，不過在弱相互作用中，這一對稱性遭到破壞，進而導致粒子和反粒子的行為出現差異，它也是造成宇宙中物質與反物質不對稱的原因之一，其發生時間與物質和反物質對稱破缺密切相關，大致出現在宇宙大爆炸初期。
七、時間反演對稱性破缺
時間反演對稱性意味著物理規律在時間倒流的情況下理應保持相同，但是在諸如中性k介子的衰變這類微觀過程中，時間反演對稱性並不成立。這一現象對宇宙的演化以及物質結構的形成產生了一定影響，比如它可能影響了宇宙早期物質和反物質的產生與湮滅過程，不過其在宇宙演化進程中的具體發生時間目前並沒有明確的界定。
八、空間平移對稱性破缺
宇宙大爆炸初期，整個宇宙處於高度對稱狀態，物質均勻分布。但隨著宇宙不斷地膨脹和演化，在大爆炸之後的一段時間內，物質在空間中的分布逐漸變得不再均勻，空間平移對稱性由此遭到破壞。這是一個漸進的過程，並沒有確切的起始時間點，不過該對稱破缺對星係、恆星等天體結構的形成起到了推動作用。
九、規範對稱性破缺
在粒子物理學領域，規範對稱性是基本相互作用的重要特性。以電弱相互作用為例，在宇宙大爆炸後約10^{-12}秒時，通過希格斯機製等方式，規範對稱性發生破缺，使得粒子獲得質量，進而對物質的基本性質以及相互作用產生影響，像電弱相互作用中的規範對稱性破缺就讓w及z玻色子獲得質量，而光子保持無質量狀態。
十、真空對稱性破缺
在量子場論中，真空態並非真正的一無所有，而是存在多種可能的狀態，不同狀態具備不一樣的物理性質，這就導致了真空對稱性破缺。例如在量子電動力學裏，電子與電磁場相互作用時會出現真空極化現象，使得真空的電磁性質發生改變，這便是真空對稱性破缺的一種體現，它會影響粒子的電磁相互作用以及物理過程發生的概率等情況。
十一、手征對稱性破缺
手征對稱性破缺與誇克質量的產生息息相關，在宇宙早期，當誇克膠子等離子體冷卻形成強子物質的過程中（溫度約在10^{12}開爾文以下時），手征對稱性破缺發生，這使得誇克獲得質量，進而對強子的結構和性質產生了重要影響。
十二、超對稱破缺
超對稱理論認為，每一種基本粒子都存在對應的超對稱粒子。超對稱破缺具體的發生時間並不確定，倘若確實存在，那應該是在早期宇宙處於極高能狀態下，可能在大統一時期或者之後不久發生。超對稱破缺會使超對稱粒子獲得質量，這不僅影響宇宙物質的組成和演化，還對暗物質的候選者以及相關理論產生一定影響。
個人夢境機迷你版:主人，已準就緒。
進入夢境，宇宙大爆炸之旅開啟。
一、物質無中生有的現象及相關理論
我們先來看三個現象：
1. 在粒子對撞機裏，兩個高速運動的質子相撞後，變成了兩個低速運動的質子、一個碳塊和一個反碳塊。我們都知道質子是由上誇克和下誇克組成，質子裏並沒有粲誇克，可最後竟然無中生有地多出來兩個粲誇克。
2. 兩個能量極高的電磁波相撞，能在真空裏變成一個正電子和一個負電子，這種現象被稱為布萊特-惠勒過程。在我們的傳統認知中，電磁波更偏向於能量，而電子更偏向於實體物質，這種現象表明能量可以轉換成物質。
3. 在一片什麽都沒有的真空裏存在一個電場，隻要電場的強度超過10的18次方伏特每米，就能在真空裏激發出一個正電子和一個負電子，這種現象叫施溫格效應。這就更令人震撼了，因為幾乎不需要初始物質，隻需加強電場就能憑空變出電子。
這三個現象揭示出一個規律：能量加真空等於粒子，這裏的能量可以是任何形式的能量，比如動能、勢能、輻射等等都可以。真空裏雖然沒有粒子，但有各種類型的場，如電子場、誇克場、希格斯場等等，隻要給這些場提供能量就能激發出粒子。例如，隻要給真空裏的電磁場能量，就能激發出一個實體的電子；隻要給真空裏的誇克場能量，就能激發出一個實體的誇克。標準模型裏所有的粒子都能通過這種方式無中生有。
二、宇宙大爆炸過程中的對稱破缺
大爆炸後，在10的負43次方秒之內，人類已知的所有物理理論都失效，四種基本作用力在這個時間可能是統一的。10的負43次方秒的時候，宇宙的溫度冷卻到10的32次方攝氏度，引力率先從四種基本作用力中分離出來；10的負36次方秒的時候，宇宙的溫度冷卻到10的28次方攝氏度，強力又分離了出來；10的負12次方秒的時候，宇宙的溫度冷卻到10的15次方攝氏度，弱力和電磁力分離，至此四種基本作用力全部分離。
為什麽四種力會分離呢？是因為宇宙溫度的變化引發了相變。打個比方，水蒸氣的溫度下降到100°c的時候會發生相變，凝結成水，水的溫度下降到0°c的時候，也會發生相變，凍成冰。四種力也是如此，隨著宇宙溫度的下降發生了三次相變，最終導致四種力分離。那什麽是相變呢？相變的本質是對稱破缺。
你可以簡單這麽理解，宇宙最開始高度對稱，之後發生了三次對稱破缺，每減少一部分對稱性，就會分離出一種力。人類目前可以在粒子對撞機上驗證最後一次對稱破缺，隻要溫度超過10的15次方攝氏度，電磁力和弱力就會完完全全地統一在一起，無法區分。但是前兩次的對稱破缺由於粒子對撞機的能量不足，現在還無法通過實驗驗證。
除了這三種對稱破缺，很多高能理論，例如弦論、量子引力等，都認為在極高的能量下，洛倫茲對稱性會被破壞，狹義相對論不再成立。
一個完全對稱的宇宙會是什麽樣子的？我們都知道，能量從真空裏麵激發出一個正粒子的同時，也一定會激發出一個反粒子，因為正反粒子相遇後會湮滅成光子，所以如果宇宙完全對稱，就會全部變成光子。因此人類無法在完全對稱的宇宙裏麵存活。
幸運的是，宇宙在10的負11次方秒的時候發生了cp對稱破缺，導致正物質比反物質多了10億分之1，最終形成了現在的正物質宇宙。宇宙在10的負12次方秒的時候還發生了希格斯場的對稱破缺，這次對稱破缺賦予了w、z玻色子質量。宇宙在10的-6次方秒的時候發生了手征對稱破缺。手征對稱破缺是質子和中子質量的主要來源，因為人的質量主要來源於質子和中子，所以人的質量也主要與手征對稱破缺密切相關。
宇宙大爆炸後至少發生了7種對稱破缺，也就是說宇宙最開始的時候高度對稱，之後在一次次的對稱破缺中，宇宙的對稱性不斷降低，最終形成了我們這個世界。
三、粒子誕生及宇宙大爆炸後的演化
我們再來看看粒子是如何誕生的。我們都知道，溫度越高的物體發出的光波長越短，單個光子的能量就越大，當光子的能量足夠大的時候，就能在真空裏麵無中生有的激發出粒子。具體來說，宇宙的溫度和能激發出的粒子質量由這個公式決定：公式裏的k是波爾茲曼常數，t是宇宙的臨界溫度，m是粒子質量，c是光速。
如電子質量是9.1x10的負31次方千克，代入公式，我們可以計算出電子的臨界溫度是5.9x10的9次方攝氏度。也就是說，當宇宙的溫度高於這個臨界溫度的時候，就能在真空裏麵激發出電子，當宇宙的溫度低於這個臨界溫度的時候，就激發不出電子。同樣的方法，我們可以用這個公式計算出上誇克的臨界激發溫度是2.8x10的10次方攝氏度，粲誇克的臨界激發溫度是1.5x10的13次方攝氏度等等。
宇宙大爆炸後，10的負12次方秒，宇宙的溫度大概是10的15次方攝氏度，這個溫度超過了標準模型所有粒子的臨界溫度。因此在這個時間之前，宇宙能在真空裏麵激發出所有類型的粒子，最終形成了一團以誇克、膠子、電子、光子為主的粒子雲。
大爆炸後10的負6次方秒，宇宙的溫度降到10的10次方攝氏度，三個誇克開始結合在一起，形成質子和中子。大爆炸後第3分鍾到第20分鍾，這時候宇宙的溫度和壓力跟太陽差不多，於是質子和中子在這段時間內就聚變成了氦、鋰等原子核。這時候宇宙主要由原子核、電子和光子三種物質組成。但是這時候的原子核抓不住電子，因為溫度實在是太高了，即使原子核抓住了電子，也會被能量極高的光子拆散。
大爆炸後第37萬年，宇宙的溫度下降到3000k，原子核就能穩穩地抓住電子了，於是就形成了原子。之後原子在引力的聚集下，經過幾億年的演化，最終形成了恆星和星係，宇宙就是這麽一步步誕生的。
我們總結一下宇宙大爆炸的過程，從物質角度觀察，粒子先是從真空裏麵被激發出來，之後一步步從小到大聚集；從能量角度觀察，隨著溫度的降低，四種基本作用力一步步分離；從信息角度觀察，宇宙最開始高度對稱，之後至少發生了7次對稱破缺，這就是宇宙大爆炸的整個框架。
四、宇宙大爆炸的證據
1. 哈勃紅移：1929年，哈勃發現所有的星係都正在遠離我們，距離越遠的星係，遠離我們的速度就越大，這說明宇宙正在膨脹。如果倒放這個過程，你就會發現這些星係最開始應該是聚集在一起的，這就是宇宙大爆炸的最直接證據。
2. 太初核合成：大爆炸理論認為宇宙在第3分鍾到第20分鍾之間發生了核聚變，質子、中子按照一定的方式核聚變成了氦二、氦三、氦四、鋰等。
3. 宇宙微波背景輻射：宇宙微波背景輻射是大爆炸模型極為有力的證據。下麵看看它是如何產生的。
光子與帶電荷的粒子會發生相互作用，比如因湯姆孫散射，光子的能量會降低且方向會偏轉。宇宙大爆炸後形成了大量自由電子，由於自由電子帶電荷，光子撞到自由電子上就會被散射，致使光子不斷改變傳播方向，這些自由電子如同迷霧般阻礙光子傳播，此時宇宙是不透明的。
大爆炸後37萬年，宇宙溫度降至3000k，自由電子和質子結合形成氫原子，氫原子整體呈電中性，不會散射光子，於是阻礙消失，光子可無阻礙地長距離自由傳播，宇宙也就變得透明了。這些自由傳播的光子因空間膨脹不斷被拉長，從原來的紅外線波段被拉長到微波波段，就形成了宇宙微波背景輻射。
1948年，天文學家依據大爆炸模型預言存在這種輻射。1964年，貝爾實驗室的兩位工程師發現了它，並因此榮獲1978年諾貝爾物理學獎。如今我們周圍就存在大量宇宙微波背景輻射，每立方米空間平均約有4億顆宇宙微波背景輻射的光子，它們是宇宙中最古老的光，穿越了138億年才來到我們身邊，靜靜訴說著宇宙大爆炸的故事。
4. 宇宙年齡的計算：天文學家通過哈勃紅移、宇宙微波背景輻射這兩種獨立的原理和不同方法，分別計算出宇宙年齡，發現二者結果差距不大，都在138億年左右。並且測量大量古老天體的年齡，在誤差允許範圍內，沒有一個天體年齡超過138億年。這間接證明宇宙在138億年前可能發生過一次重大事件。
5. 模擬宇宙演化與觀測結構相符：天文學家利用大爆炸模型模擬宇宙幾億年的演化過程，發現其能生成一種網狀天體結構，這與目前天文望遠鏡觀測到的超星係團、星係長城、空洞等大尺度纖維結構是一致的。
6. 中微子背景輻射預測準確：大爆炸模型預測存在溫度為1.95k的中微子背景輻射。2015年在宇宙微波背景輻射（cmb）上間接發現了溫度為1.96k的中微子背景輻射，理論預測值1.95k與實測值1.96k較為接近，可見大爆炸模型的預測還是比較準確的。
二、宇宙大爆炸模型的缺陷及爆脹場理論
不過，大爆炸模型並非完美無缺，它存在至少三大缺陷，分別是視界問題、平坦性問題和磁單極子問題。下麵我們來具體看看。
1. 視界問題：這是宇宙大爆炸模型的一個突出缺陷。宇宙大爆炸後誕生了a、b兩朵粒子雲，因量子力學的隨機性，兩朵雲的溫度不同，假設a雲溫度是3500°c，b雲溫度是2500°c，且兩朵雲距離較遠，a雲在銀河係左邊，b雲在銀河係右邊。
思考一下，a雲的熱量能否傳遞給b雲呢？答案是不能，因為熱量傳遞速度不能超光速，而大爆炸後時間太短，a雲沒有足夠時間把熱量傳遞給b雲，所以a、b兩朵雲會存在一定溫度差。
天文學家依據大爆炸模型計算，微波背景輻射中至少應該有幾萬個像a、b雲這樣溫度明顯不同的區域。但實際天文觀測表明，微波背景輻射的溫度差別極小，各個方向的溫度僅有十萬分之一的差別，即最冷的地方約2999.99°c，最熱的地方約3000.01°c。由此可見，理論和實際觀測出現了矛盾。
而爆脹場理論可解決此問題，其思路是：假設a、b兩朵雲最初在一粒沙子大小的空間內，這樣兩朵雲就能互相傳遞熱量，通過熱量交換，a、b兩朵雲在這粒沙子大小的空間裏提前混合成3000°c，然後空間發生爆炸，致使這粒沙子瞬間膨脹到銀河係大小，此時銀河係左邊的a雲是3000°c，銀河係右邊的b雲也是3000°c，最後因量子漲落，在微波背景輻射裏呈現出2999.99 - 3000.01°c的溫度範圍，這樣就完美解決了該問題。簡單來說，就是先在極小空間內提前混合好溫度，空間爆炸後全空間的溫度就都一樣了，從而使微波背景輻射的溫度也趨於一致。
2. 平坦性問題：根據廣義相對論，宇宙可分為開空間、閉空間和平坦空間三種類型。天文觀測表明，宇宙目前是平坦空間。但平坦空間極難形成，因為它要求宇宙的能量密度必須嚴格等於臨界密度，就如同蹺蹺板一樣，隻要最初稍有偏離，就會隨著空間的膨脹放大這種偏離。
由於量子力學的隨機性，宇宙大爆炸初期，有些區域密度大，有些區域密度小，最終很可能導致形成一個不平坦的宇宙。然而天文觀測顯示宇宙現在非常平坦，這就產生了矛盾。
爆脹場理論可解決此問題，其思路是：一粒沙子密度不均勻，有的地方密度大，有的地方密度小，若將這粒沙子瞬間膨脹到銀河係那麽大，就會抹平一切密度不均勻，宇宙的空間就會變得非常平坦，從而完美解決了該問題。
3. 磁單極子問題：大多數大統一理論認為，大爆炸後10的負36次方秒左右，因溫度變化，強力和電弱力分離，這次從高溫到低溫的相變過程中會出現磁單極子。磁單極子是指像磁鐵雖有南北兩極，但它隻有南極或者隻有北極的一種特殊粒子。
根據大爆炸模型計算，宇宙應該產生了很多磁單極子，可至今我們一個都未找到。要是能找到磁單極子，肯定能榮獲諾貝爾物理學獎。
對於爆脹場理論解決此問題的方式，假設在一粒沙子裏麵有1億顆磁單極子，當沙子瞬間膨脹到銀河係大小，整個太陽係都分不到一顆磁單極子，自然就找不到它了。
總之，傳統的大爆炸模型存在這三大缺陷，於是天文學家提出了爆脹場理論來修複這些缺陷，相當於給大爆炸模型打了個大大的補丁。
三、爆脹場理論的觀測證據及相關推導
爆脹場理論有三個核心預言：宇宙空間非常平坦、存在符合高斯分布的近尺度不變的密度漲落、原初引力波。
下麵我們來簡單推導一下空間為何會出現指數膨脹。根據廣義相對論和宇宙學原理，可得到宇宙的演化方程——弗裏德曼方程，這是宇宙學極為重要的一個方程。對於宇宙大爆炸前期來說，方程後麵兩項可忽略不計，從而可簡化為：
這裏p代表物質的能量密度，g是引力常數，a(t)代表空間的大小，a(t)上麵一個點代表宇宙空間的大小隨時間的變化率，也就是微積分裏的da\/dt。
如果爆脹場的能量密度是一個固定數值，那麽p就是一個固定數值，整個方程的右邊就是一個固定值，簡化後它就變成一個非常簡單的微分方程，大一學生基本都會解這個微分方程。其解令人驚訝的是出現了指數形式。因為a代表空間的大小，t代表時間，這就意味著宇宙空間的大小隨時間呈指數變化。所以，隻要假設真空爆脹場的能量密度是一個固定值，宇宙空間的大小就能隨時間指數增加。
接著看看爆炸前後宇宙的總能量變化。根據定義，能量密度等於能量除以體積，而體積等於長度的三次方。由於爆炸使宇宙的長度增加了10的26次方倍，可知宇宙的體積增加了10的78次方倍。又因為宇宙爆脹場的能量密度是一個固定值，所以爆炸前後宇宙的能量增加了10的78次方倍。假如爆炸前宇宙隻有幾百個氫原子的能量，那麽爆脹後宇宙的總能量就會變成10的55次方千克，而10的55次方千克就是現在可觀測宇宙的總質量。這個結論相當震撼，以往我們一直認為宇宙大爆炸起始點密度無限大、物質無限多，現在依據爆脹場理論，大爆炸的起點隻需有幾百個氫原子的能量即可，宇宙幾乎所有的能量都是在10的負36次方秒到10的負32次方秒之間通過空間爆脹增加的。
一、宇宙大爆炸能量來源
那宇宙增加的這麽多能量是從哪裏來的呢？天文學的主流觀點認為是從真空獲取的能量，真空蘊含著大量能量，它存在高能量狀態和低能量狀態，就好比水庫一樣，大爆炸之前的真空處於高能量狀態，大爆炸之後變為低能量狀態。
因為存在類似大壩高度固定的某種條件限製，所以真空能量的變化也是相對固定的，這就相當於真空暴脹場的能量密度是固定值。根據前麵講過的弗裏德曼公式，暴脹場的能量密度固定會引發空間指數膨脹。
另外，真空能量發生變化後，如同水庫上遊的水傾瀉到下遊，在下遊積攢了大量能量。按照之前所講，能量與真空相互作用能產生各種粒子，這些能量在下遊的真空裏形成了一團包含誇克、膠子、電子、光子等的粒子雲，之後粒子雲逐步合並形成質子、中子、原子核、原子、恆星和星係等。
總之，真空從高能量狀態轉變為低能量狀態，其能量數值變化相對固定，這導致了空間指數膨脹、能量損耗，同時在真空裏激發出粒子雲，正好對應暴脹場理論和大爆炸理論這兩個互補的理論。在宇宙學領域，目前隻有這兩個理論有較多觀測證據，暴脹場理論有部分觀測證據，大爆炸理論至少有6個觀測證據，其他理論基本缺乏觀測證據。所以，宇宙大爆炸的能量很可能來源於真空勢能的變化，這一點很重要，我再強調一下，宇宙大爆炸的能量很可能來源於真空勢能的變化。
二、關於真空能量的思考及不同理論觀點
那真空的能量又是從哪裏來的呢？有以下兩種思路：
1. 霍金等人的觀點：霍金認為物質的能量與真空的能量之和為0，如果物質的能量是正的，那麽真空的能量就是負的。（此處“伊拉克”表述有誤，推測可能想說“狄拉克”，狄拉克是20世紀除愛因斯坦之外非常重要的物理學家，他認為真空是充滿負能量態的粒子海，其對真空的理解可供我們參考。）
2. 能量守恆相關探討：在現代物理學中，能量守恆等價於時間的平移不變性，假如自然法則不遵循時間的平移不變性，那麽能量可能不守恆。事實上，現在不少天文學家認為宇宙物質部分的能量是不守恆的，至於物質與真空的總能量是否守恆還存在爭議，我個人認為物質加真空的總能量應該是守恆的。
那真空為什麽有能量呢？真空裏麵到底有什麽東西？人類對真空的認知還處於類似盲人摸象的階段，用不同的理論去觀察真空，會得到不同的結論。例如：
1948年，卡西米爾通過實驗證明真空並非空無一物，裏麵存在能量漲落；1960年，量子場論認為真空裏充滿了虛粒子；1990年，量子信息領域認為真空是具有大量量子糾纏的量子比特海；2000年，宇宙學研究發現真空裏存在暗能量，暗能量促使宇宙加速膨脹。
人類至今還無法完整描繪出真空的真實麵貌。
三、多重宇宙相關探討及與其他宇宙觀對比
真空為什麽存在能量高的狀態和能量低的狀態呢？真空在一個點會發生宇宙大爆炸，在其他點有沒有可能也會發生宇宙大爆炸呢？對於這兩個問題，目前科學暫時無法給出確切答案，隻能借助科幻的多重宇宙模型來探討。
多重宇宙觀點認為存在一個有限或者無限的真空，裏麵有很多“泡泡”，每一個“泡泡”就是一個宇宙，“泡泡”裏麵有時間、空間、粒子，而“泡泡”外麵沒有時間、空間、粒子，隻有真空。
由於存在量子漲落，真空的能量並非完全均勻，有高有低，一些真空區域能量高，另一些真空區域能量低。霍金曾打過比方，真空就像臨近沸騰的水，一旦某個區域溫度超過100°c，就會瞬間形成一個氣泡，也就是發生一次宇宙大爆炸，釋放該區域真空的能量。因為氣泡形成過程是吸收熱量的，就像宇宙大爆炸吸收了真空裏局部過高的能量，從而在真空裏“吹”起一個宇宙泡泡。
那宇宙泡泡未來的宿命是什麽呢？既然泡泡起源於向真空借能量，那麽泡泡最終的歸宿必然是把能量還迴真空，有借有還嘛。具體來說，物質通過質子衰變、黑洞霍金輻射、大撕裂、真空衰變等方式變成光子，而光子的波長會隨著空間膨脹被拉長，即光子的能量被空間膨脹降低，那光子減少的能量去哪兒了呢？當然是迴歸引力場或者迴歸真空了。所以，從多重宇宙角度來看，迴歸真空有可能是我們這個宇宙泡泡的最終歸宿，這一點很重要，我再強調一遍，從多重宇宙的角度來說，迴歸真空有可能是我們這個宇宙泡泡的最終歸宿。
四、宇宙觀的發展
既然宇宙起源於真空，那真空又是怎麽來的呢？假如真空是由真真空創造的，那真真空又是誰創造的呢？這樣追問本源是無窮無盡的。真空也隻是人類現階段對宇宙的了解，肯定不是終極答案。若要尋找終極答案，可能隻能借助於信仰，比如上帝、道、佛、自然法則、物自體、絕地精神、飛天意麵等等。大家更傾向於道或者自然法則。
基本邏輯：自然法則創造了真空，真空將基本的能量傳遞給暴脹場，暴脹場衰變後激發出一團粒子雲，最後從物質、能量、信息三方麵開啟了宇宙大爆炸，這就是整個宇宙大爆炸的宏觀邏輯結構。
大約138億年前，整個宇宙從一個極小、極熱、極致密的起點狀態瞬間膨脹開來，就像一個巨大的火球在瞬間爆裂，釋放出無盡的能量和物質。這一瞬間，時間與空間一同誕生，宇宙的舞台由此拉開帷幕。在大爆炸的那一刻，宇宙從這個起點開始急劇膨脹，釋放出巨大的能量和物質，溫度高達數十億度。隨著宇宙的膨脹，溫度逐漸降低，物質開始凝結，形成了氫、氦等輕元素，之後這些輕元素在引力作用下聚集，形成了第一代恆星和星體，宇宙的結構逐漸顯現並不斷演化。
主角:我是誰？我在那？放我出去！放我出去！！！
做完這個夢，主角一直在想\"道\"或自然法則是什麽？
當嚐試唯物主義無果後，他開始用唯心主義視角看世界。
從唯心主義角度來看，意識可視作源於感知的幻覺，時間宛如事物運動而生的幻覺，空間亦為相對大小的幻覺，顏色實則是對不同波長電磁波形成的幻覺，五感乃經神經係統作用產生的幻覺，記憶是帶有虛幻色彩的影像式過往幻覺，因果邏輯可被看作思維的基礎，靈魂出竅則是一種知覺幻覺體驗。
從唯心主義角度來看，世界萬物都是由信息數據(能量狀態)及規律秩序(邏輯結構)組成的。能量狀態本質基於量化表示能量大小、方向及轉換的運算；邏輯結構本質可用集合論中的關係和映射（如函數）構建事物有序關聯等數學模型。
宇宙第一因是數學，世界是數學的。
如果邏輯大於存在，則世界是虛擬的，數學的，可理解的。如果存在大於邏輯，則世界是真實的，混沌無序的，且不可理解的。如果存在等於邏輯，那就是疊加態時是數學的概率的，可理解。本征態時則是確定的真實的，可感知的。
現在態都確定的，未來態都是概率的！
通常來說，存在得符合邏輯才能夠存在。就好比穿越到過去，按照現有的邏輯來看，它既不符合邏輯還會破壞因果關係，不過要是真的成功穿越了，那就表示它在過去能夠存在，此時原本的邏輯就沒法對它進行約束了，而且它還可能做出更多不符合邏輯的事兒，感覺就像是“大於等於”邏輯一樣。
同樣的道理，宇宙第一因要是想存在，就必須得超越因果的邏輯，也就是要“大於等於”邏輯，不然的話就能依據邏輯去確定它產生的原因了，那樣它就稱不上是真正的宇宙第一因了。這個宇宙第一因呢，它既是原因也是結果，是過去、現在以及未來的自己，是永恆存在並且沒有任何變化的，不會受到時空以及邏輯法則的影響，或其自身就是邏輯法則。從現在的認知角度來講，這個第一因是數學，隻有數學能做到等於邏輯本體或者說數學就是邏輯本體 。客觀世界產生第一因是邏輯本體數學。這樣才能確保萬事萬物永恆符合邏輯。也就是說，數學並非人類創造，而是本身就永恆存在，人類隻是發現它罷了。
數學的大前提是有因必有果，物理學的大前提是有因必有果。所有科學的大前提都是有因必有果，隻是數學的因屬於抽象世界，自然科學的因屬於真實世界。
自洽：就是自身內部不能有矛盾。好比一個理論、一套說法或者一個係統，從它自身的各個方麵、各個環節去看，都要能說得通，不能自己跟自己打架，邏輯上要連貫一致。
他洽：得和自身之外的其他相關理論沒有矛盾，並且還要能和它們建立起關聯。就是說這個東西要能跟外麵已經存在的、被認可的那些理論配合得上，相互之間和諧共處，不衝突，還能有聯係。
續洽：一方麵要求當相關的理論全都實際運作起來的時候，不會出現矛盾情況；另一方麵還要求這個理論進行推論、往外擴展的時候，依然是沒有矛盾的，從頭到尾都要邏輯通順、無衝突。
泛心理理論:宇宙一切皆有意識，就是一切皆分為程序(規律)及信息(數據)。就是石頭有成分特性，汽車有汽車的性能參數，人有人的自我及意識。
宇宙大爆炸前也是無物質，無時空的，也隻有能量狀態及邏輯法則的。
違背存在模型的存在邏輯法則(比如依附貼合和三洽)，就是不存在呀！
無矛盾體，不僅包含客觀世界中的實際存在狀況，同時也包含在純邏輯層麵上能夠成立的存在形式，但並不涉及感像，想像，抽象，幻像等感覺感知層麵上的存在情況。
為什麽科學定律需要實證，而數學定理不需要？原因在於科學定律和數學定理屬於不同性質的知識體係。科學定律相當於三段論中的特定情況（或小前提），而科學推理通常是從一般原理（大前提）和特定情況出發，通過歸納或演繹得出結論。由於歸納推理的結論並非必然為真，因此科學定律需要通過反複實驗進行驗證。相比之下，數學定理是從已知的前提（包括公理和已證明的定理）出發，通過嚴格的邏輯推理得出的必然結論，因此不需要額外的實驗驗證。
世界是由概率產生的！
概率論建立在集合論和測度論的基礎之上。集合論通過定義樣本空間和事件集合，為概率論提供了基本的概念框架和邏輯結構，奠定了概率論中事件定義的基礎。測度論則為概率的嚴格定義提供了數學基礎。
在測度論中，最小作用量原理可應用於測量方案的設計、數據處理與分析以及模型構建與理論推導等方麵；而最短路徑問題則可應用於地理信息係統的路徑規劃、網絡分析中的最短路徑確定、圖像分析與處理以及數據聚類與分類等實際場景。
在虛空中，對於標準模型所涉及的61種基本粒子，需要構建與之相關的多種量子場，這些內容可用標準模型拉格朗日量來表達。
引力的本質是時空的彎曲。有質量的物體能使周圍的時空發生彎曲，其他物體在這個彎曲的時空裏運動，就表現出好像受到了引力的作用。比如，地球繞著太陽轉，就是因為太陽的巨大質量使周圍時空彎曲，地球沿著彎曲時空裏的測地線（在彎曲空間裏的“直線”概念）運動。
以下是改寫得更像物理專家說的話：
宇宙生成之構想（從物理視角出發）：
其一，築牢基礎架構——穩固數學與物理根基。
構建基礎數學體係方麵，需從最根本的集合論入手，嚴謹界定諸多基礎集合，以此充當後續宇宙構建的底層邏輯依托。打個比方，構建一個能表征宇宙中所有“點”的集合，這些“點”會成為時空以及各類物理實體在抽象層麵的基礎定位標識。同時，引入完備的實數集，借其對長度、時間間隔、能量幅值等各類物理量予以精確量化，為描述宇宙複雜物理現象提供精準的數值度量途徑。並且，借助數論等相關數學分支，明確像整數、有理數等不同數域在宇宙構建裏的角色及應用規則，保障後續構建中數學描述的嚴密性與完整性。
設定關鍵物理常數與基本規則上，得審慎確定如光速、普朗克常數、引力常量這類具根本意義的物理常數。它們如同宇宙運行的內在節拍器，在後續宇宙物理過程構建裏，從本質上製約、規範各類物理現象的產生與發展。還要確立如能量守恆定律、動量守恆定律這些最基礎的物理規則，它們構成宇宙運行的基本邏輯框架，保證在整個宇宙演化進程中，物理過程始終遵循內在的一致性與邏輯性，絕不容許違背基本物理原理的情況出現。
其二，雕琢時空基石——打造時空精細架構。
明確時空維度架構時，要經反複斟酌來確定宇宙的時空維度數量。這既可能是符合我們日常認知的四維時空（三維空間維度與一維時間維度緊密融合），也可能是基於前沿理論（像弦理論等）設想的更高維度時空架構，比如十維乃至更高維的時空形態。不同的時空維度選擇，會對後續宇宙中物理現象的呈現及演化路徑產生深刻影響。針對選定的時空維度，需細致剖析各維度間的內在關聯與相互作用機製。例如在四維時空情境下，就得深入探究空間維度與時間維度是怎樣相互交織、相互影響，進而塑造出我們感知到的時空連續性與相對性。
塑造時空的數學表征模型環節，依據確定的時空維度及特性，選用適配的幾何理論構建時空數學模型。對於存在彎曲特性的時空（如廣義相對論描述的宇宙時空），采用黎曼幾何作為構建工具，通過精心定義度規張量，精確刻畫時空兩點間的距離、角度等幾何關係，賦予時空具體細致的結構形態。而在局部近似平直時空的場景（比如特定條件下可簡化處理的時空區域），則運用歐幾裏得幾何來進行時空的數學描述，同樣要合理定義相關幾何參數，確保準確呈現該區域內時空的基本特性。像在閔可夫斯基時空（狹義相對論的時空模型）中，通過特定的度規張量設定，清晰界定時間維度和空間維度在不同參考係下的變換關係，讓時空呈現出鮮明的相對論性特征。
其三，孕育真空態——填充宇宙初始“空白”。
精準定義真空狀態上，在已構建好的時空框架基礎上，從數學層麵嚴格界定一種初始的、看似“空無一物”的狀態，即真空態。具體而言，規定在時空的每個點上，物質密度、能量密度等關鍵物理量的值均為零。不過要注意，從量子場論的深度視角來看，這種看似純粹的真空態並非如此簡單，後續還需深入探究其中蘊含的微妙機製。
引入量子場架構方麵，基於量子場論這一深邃且強大的理論框架，有條不紊地在時空之上引入多種量子場，像電子場、光子場、希格斯場等諸多類型，它們本質上被定義為時空上的算符值函數。每種量子場都有獨特的數學特性和物理內涵，並且要嚴格滿足一係列特定的量子力學規則，比如對易關係、反對易關係等，這些規則就如同無形的指揮棒，精準調控量子場及其相關粒子的行為模式，在微觀層麵為宇宙物理現象奠定基礎。
催生零點能現象時，盡管初始定義裏真空態下某些關鍵物理量的密度設為零，但因量子場的存在，引出了極為重要的零點能概念。具體說，每個量子場的最低能量狀態並非真正為零，而是存在一個非零值，這就是零點能。意味著即便在看似毫無物質與能量的真空態中，實際也蘊藏著潛在能量，這種能量在特定條件下會引發一係列微妙複雜的物理現象，為宇宙後續演化埋下伏筆。
其四，催生粒子與物質——點燃宇宙物質之火。
激活量子場激發機製上，通過設計如量子場相互作用、外部微擾等一係列精巧機製，促使量子場從基態被激發。當某一量子場被成功激發時，會依照自身物理特性產生相應粒子。例如電子場激發產生電子，光子場激發產生光子，依此類推，不同類型量子場激發會為宇宙帶來豐富的粒子資源。
搭建原子與分子結構框架方麵，各類粒子經量子場激發產生後，會依據自身電磁、引力等物理特性展開複雜相互作用。在此過程中，電子與原子核（由質子和中子組成）通過電磁相互作用等機製，逐步搭建起原子結構，而後通過原子間的化學鍵合等方式，進一步構建起分子結構，如此便逐步構建起宇宙中物質的基本構成單元，為宇宙物質世界築牢堅實基礎。
其五，引入引力場——編織時空與物質的引力之網。
建立引力場與時空彎曲的關聯機製上，依據廣義相對論這一深刻且影響深遠的理論，引力場與時空彎曲存在極為緊密的內在聯係。具體來講，前麵步驟產生的物質和能量的存在，會致使時空發生彎曲，而我們感知到的引力場，本質上就是這種時空彎曲呈現出的外在表現形式，通過這種關聯機製，把引力場與時空彎曲緊密相連，為理解引力現象提供全新視角。
應用愛因斯坦場方程進行精確描述方麵，利用具有裏程碑意義的愛因斯坦場方程，精確描述物質和能量分布如何影響時空彎曲，進而影響引力場。在該方程中，通過將能量 - 動量張量（用於描述物質和能量分布）與黎曼張量（用於描述時空彎曲）巧妙關聯，就能依據宇宙中已有的物質和能量狀況，對引力場進行定量確定，如此借助愛因斯坦場方程，理論上就能精準把握引力場的特性與變化規律。
其六，驅動宇宙運轉——設定宇宙演化路徑。
設定初始條件與動力學參數上，要精心定義粒子、場以及時空本身的初始位置、速度等動力學參數，這些初始條件在很大程度上決定宇宙隨時間的演變情況。比如規定宇宙中物質和能量的初始分布情況，會深刻影響星係的形成與演變過程；設定粒子的初始速度等參數，會影響粒子在宇宙中的運動軌跡和相互作用模式。
運用演化方程把控演化路徑方麵，運用諸如量子係統的薛定諤方程和經典係統的運動方程等合適的演化方程，描述宇宙隨時間的變化情況。這些方程能精準把控粒子、場以及時空的行為模式，確保宇宙遵循符合邏輯且物理上一致的演變路徑。通過持續應用這些演化方程，理論上就能追蹤宇宙從初始狀態到後續各階段的發展變化情況，進而深入理解宇宙的演化曆程。
宇宙對稱破缺演化綜述
一、引力與其他作用力的對稱破缺
在宇宙大爆炸後約10^{-44}秒這一極早期階段，引力作用率先從最初的統一作用力裏分化出來，彼時誇克和輕子能夠相互轉變，而電磁力、強相互作用、弱相互作用這三種作用力依舊處於統一狀態。這是宇宙中首次出現的對稱破缺現象，致使引力在表現形式以及作用效果方麵，和其他作用力產生了差異。
二、強相互作用與電弱相互作用的對稱破缺
大爆炸後約10^{-36}秒時，強相互作用同電弱相互作用分離開來，宇宙整體的對稱性進一步降低，這一變化使得物質後續的演化開始沿著不同路徑推進，也為後續物質和反物質出現不對稱性創造了前提條件。
三、電弱對稱破缺
宇宙大爆炸後約10^{-12}秒、溫度約為100gev之時，電弱統一理論中的su(2)\\times u(1)對稱性發生自發破缺，希格斯場的真空期望值不為零，由此使得w及z玻色子獲得質量，而光子依然保持無質量狀態。這一過程對物質的形成以及宇宙結構的演化有著深遠影響，例如它直接導致了基本粒子質量的產生。
在理論發展曆程方麵，1964年，弗朗索瓦·恩格勒、羅伯特·布繞特、彼得·希格斯、傑拉德·古拉尼等三組研究小組幾乎同時獨立研究出希格斯機製。1967年，史蒂文·溫伯格與阿卜杜勒·薩拉姆率先應用希格斯機製打破電弱對稱性，並將其融入電弱理論之中。2013年，恩格勒、希格斯因希格斯機製相關研究榮獲諾貝爾物理學獎。
四、物質與反物質的對稱破缺
宇宙大爆炸初期，按照理論原本重子數與反重子數應是對稱的，然而當下宇宙卻主要由物質構成。在大爆炸後的極早期階段，或許是由於某些尚不明晰的高能物理過程，比如大統一理論中x玻色子等介導的相互作用，致使重子數對稱性被打破，使得反誇克相較於誇克消失得更快，最終宇宙中隻剩下由誇克構成的正物質，反物質則逐漸消失不見。
盡管這一對稱破缺發生的具體條件和內在機製目前仍不清楚，但科學家們通過對宇宙中物質與反物質不對稱性的觀測、研究，以及構建相關理論模型，普遍認為這種對稱性破缺是宇宙中物質占據主導地位的關鍵原因，並且有部分研究指出此過程中產生的戈德斯通玻色子有可能是暗物質的來源。
五、宇稱不守恆
1956年，李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恆這一開創性理論，隨後吳健雄通過鈷 - 60的β衰變實驗對其予以證實。她在極低溫環境下，運用強磁場把兩套裝置中的鈷 - 60原子核自旋方向分別調整為左旋和右旋，結果發現這兩套互為鏡像的裝置中，鈷 - 60放射出來的電子數存在很大差異，而且電子放射方向也呈現出不對稱性。
從本質上來說，宇稱不守恆意味著在弱相互作用裏，互為鏡像的物質其運動是不對稱的。在微觀世界中，弱相互作用下的宇稱不守恆始終存在，並且佛羅裏達大學的天文學家發現，宇稱不守恆可能會對宇宙星係三維聚類產生影響，而這種影響所需的宇稱不守恆情況需發生在大爆炸的暴脹時期。
六、電荷共軛對稱性破缺
電荷共軛對稱性要求物理規律在粒子與反粒子相互轉換時保持不變，不過在弱相互作用中，這一對稱性遭到破壞，進而導致粒子和反粒子的行為出現差異，它也是造成宇宙中物質與反物質不對稱的原因之一，其發生時間與物質和反物質對稱破缺密切相關，大致出現在宇宙大爆炸初期。
七、時間反演對稱性破缺
時間反演對稱性意味著物理規律在時間倒流的情況下理應保持相同，但是在諸如中性k介子的衰變這類微觀過程中，時間反演對稱性並不成立。這一現象對宇宙的演化以及物質結構的形成產生了一定影響，比如它可能影響了宇宙早期物質和反物質的產生與湮滅過程，不過其在宇宙演化進程中的具體發生時間目前並沒有明確的界定。
八、空間平移對稱性破缺
宇宙大爆炸初期，整個宇宙處於高度對稱狀態，物質均勻分布。但隨著宇宙不斷地膨脹和演化，在大爆炸之後的一段時間內，物質在空間中的分布逐漸變得不再均勻，空間平移對稱性由此遭到破壞。這是一個漸進的過程，並沒有確切的起始時間點，不過該對稱破缺對星係、恆星等天體結構的形成起到了推動作用。
九、規範對稱性破缺
在粒子物理學領域，規範對稱性是基本相互作用的重要特性。以電弱相互作用為例，在宇宙大爆炸後約10^{-12}秒時，通過希格斯機製等方式，規範對稱性發生破缺，使得粒子獲得質量，進而對物質的基本性質以及相互作用產生影響，像電弱相互作用中的規範對稱性破缺就讓w及z玻色子獲得質量，而光子保持無質量狀態。
十、真空對稱性破缺
在量子場論中，真空態並非真正的一無所有，而是存在多種可能的狀態，不同狀態具備不一樣的物理性質，這就導致了真空對稱性破缺。例如在量子電動力學裏，電子與電磁場相互作用時會出現真空極化現象，使得真空的電磁性質發生改變，這便是真空對稱性破缺的一種體現，它會影響粒子的電磁相互作用以及物理過程發生的概率等情況。
十一、手征對稱性破缺
手征對稱性破缺與誇克質量的產生息息相關，在宇宙早期，當誇克膠子等離子體冷卻形成強子物質的過程中（溫度約在10^{12}開爾文以下時），手征對稱性破缺發生，這使得誇克獲得質量，進而對強子的結構和性質產生了重要影響。
十二、超對稱破缺
超對稱理論認為，每一種基本粒子都存在對應的超對稱粒子。超對稱破缺具體的發生時間並不確定，倘若確實存在，那應該是在早期宇宙處於極高能狀態下，可能在大統一時期或者之後不久發生。超對稱破缺會使超對稱粒子獲得質量，這不僅影響宇宙物質的組成和演化，還對暗物質的候選者以及相關理論產生一定影響。