知无涯，而知亦有涯。

作为一个宇宙学家，在讲座结束后听到的问题中最常见的有：我们的宇宙之外有什么？我们宇宙膨胀的最终结果是什么？我们的宇宙会永远膨胀下去吗？这些都是常见的问题。但是我也会遇到一些更加深层的问题。在根本上，我们真正想知道的是：我们的知识是否有边界？科学在基本层面上是否是有限的？

答案，当然是我们无法预知。我们不会知道知识是否有限，直到哪天我们试图超越它。但在此刻，没有证据显示它是有限的。我们可能会遇到一些障碍，但所有迹象都表明，它们是暂时性的。有人和我说：“我们永远也不会知道宇宙是怎么开始的。”“我们永远也不会知道宇宙大爆炸之前有什么。”这些说法，体现的是一种非常明显的自负，它其实是在假设我们可以预知那些我们还不知道的事情。这种说法毫无根据，科学发展到今天，其历史也表明根本没有这样的限制。在我的研究领域——宇宙学，今天所积累的知识，是50年前无人可以预见的。

▲美丽的星空并不会永远存在：我们能够看到的宇宙最远处，理论上距我们有453亿光年远。虽然表面上它为我们设置了一个认知的极限，但是也无法阻止我们去了解自然的基本运作机制。NASA / Bill Ingalls

这并不是说，大自然没有给我们的观察对象和观察方式设限。举例来说，海森堡测不准原理给我们获知粒子在任一时间内的运动设了限，光速限制了我们在一定间隔内，所能看到或旅行的距离。但这些限制只是在告诉我们，我们可能会看不到什么，而不是我们无法了解它们。测不准原理并没有剥夺我们去获知量子力学定律的权利，我们仍然可以去了解原子的行为方式，去发现那些虽然无法直接看到，但仍然存在着的所谓“虚粒子”。

宇宙的膨胀暗示它有一个开始，因为如果我们往回倒推，在遥远过去的某个时候，我们这个可观测宇宙中的一切都会聚集成一点。在那个遥远的过去，在那个被我们称为大爆炸的时刻，我们今天所知的一切物理定律都是失效的，因为我们用来描述引力的广义相对论，无法成功地和描述微观世界的量子力学相结合。但是大多数科学家并不将其视为知识在基本层面上受到的限制，因为我们期待着，广义相对论能够被修订成一个具有一致性的量子理论的一部分。弦理论就是这样的一个努力方向。

假如我们朝着一个方向看足够远，我们就会看到自己的后脑勺。

也许我们手上有了这样一个理论，就能回答大爆炸之前有什么。最简单的答案，可能并不会让人满意。无论是狭义相对论，还是广义相对论，都将空间和时间视为一个单一的实体：时空。假如空间是大爆炸创造出来的，那么也许时间也是。也就是说，并没有什么“之前”。这个问题可能本身就不怎么样。但这并不是唯一可能的答案。想要在回答这个问题时充满信心，可能还需等待引力量子理论的问世，以及实验的证明。

那么我们的宇宙空间之外有什么？我们宇宙的边界是什么？我们可以试着猜一猜。假如我们的时空是自发产生的——正如我在我的上一本书《来自虚无的宇宙》中所言，这是最有可能的一种情形——那么它的能量总和可能是零：物质代表的能量刚好被引力场代表的能量抵消掉。简而言之，既然它是无中生有，那么它本身就等同于无。我们唯一可以进行验证的这个总能量为零的宇宙是一个封闭的宇宙。这样的宇宙是有限而无界的。就像我们在一个球体表面行走，我们不会遇到任何边界，我们的宇宙可能也是如此。假如我们朝着一个方向看足够远，我们就会看到自己的后脑勺。

但事实上我们好像办不到，因为我们的可见宇宙可能只是一个更大宇宙的一部分。这可能和所谓的暴胀有关。大部分宇宙会在微观尺度上自发地产生，并在极短的时间内重新坍缩，而不会维持上百亿年。但是，其中有一些空间会获得能量，并导致它至少在一段时期内，以指数级快速膨胀。我们认为，这样的暴胀阶段可能在我们宇宙大爆炸的最早期发生过，进而阻止了这个宇宙的即刻坍缩。在此过程中，宇宙的体积变得极为巨大，到现在看起来它似乎已经是平坦而无限的——就像堪萨斯州的玉米地那样看上去一望无际，但实际上它却存在于一个巨大的、被我们称为地球的球体表面一样。这就是为什么宇宙在最大尺度上是封闭的，但我们却看不到自己后脑勺的原因。但在原理上，我们只要等待得足够久，我们就能够看到一切，只要暴胀不在我们的可见宇宙重启，也不在这个宇宙我们看不到的别处发生。

至于那些我们看不到，或许永远也看不到的区域，那里的暴胀可能还在进行。根据我们当前的理论，这种情形还是最有可能的。假如我们把“我们的宇宙”理解为我们能够或终有一天能够对其进行了解、认识、互动的空间区域，那么暴胀会在我们这个宇宙之外广泛地制造出许多其它宇宙。在我们这个宇宙的区域内，暴胀可能只持续了短暂的一段时期，但在空间的其余部分，这种自发的膨胀可能会永远进行下去。和我们这个宇宙类似的孤立区域，时而就会从膨胀中剥离出来，就像流水表面在低温下会形成许多孤立的冰块一样。这些宇宙中的每一个都会有一个开始，这个开始和它所在空间的暴胀结束期紧密相连。在此例中，我们宇宙的开始可能并不是其本身时间的开始——它进一步质疑了宇宙大爆炸是我们认识极限这一说法。

▲星系的冲突：这种事在宇宙中常常发生，也总有一天会发生。但遥远未来的观察者可能永远也不会知道，我们的宇宙曾经充满活力。NASA

每一个宇宙从背景空间中分离出来的不同过程，还可能会导致这些宇宙中出现不同的物理法则。我们可能要管这些可能存在的宇宙叫“多元宇宙”。多元宇宙观在科学界受到关注，不仅是因为它是由暴胀现象催生出来的，还因为它使得存在许多拥有各自物理法则的不同宇宙成为可能，而这可以解释为什么我们这个宇宙中会有许多看上去毫无道理可言的基本参数。这些参数可能就是在我们这个宇宙诞生时随机出现的。

假如这些其它宇宙确实存在，那么它们和我们相距十分遥远，且会以极高的速度互相远离，因此我们可能永远也无法直接探测到它们。多元宇宙是不是一种形而上学？对多元宇宙的可能存在加以检证，是否会给我们的认识设置极限？答案是：未必。虽然我们可能永远也无法直接看到别的宇宙，我们仍然可以对这一理论加以检验——举例来说，可以观测暴胀产生的引力波。在原理上，我们可以此检验暴胀过程给我们这个宇宙所造成的影响。这些引力波和LIGO发现的相似，但成因不同。它们并不是遥远星系中黑洞合并产生的，而是大爆炸最早期暴胀过程的产物。假如我们能够直接检测到它们——假如我们能够像今天那样，通过不同的实验，在宇宙大爆炸的余晖，也就是宇宙微波背景中寻找它们留下的蛛丝马迹那样检测它们——那么我们就能够探测暴胀的物理学特征，然后探明永恒暴胀是否真是它的一种延续。那么，我们就能够间接地检验其它宇宙是否真的存在，即便我们无法直接感知它们。

简而言之，我们会发现，即便是最深层的形而上学问题——即便是我们之前从未想像该如何处理的诸如其它宇宙是否存在这样的问题——我们实际上也是有办法去面对的，只要我们拥有足够的聪明才智。没有什么，能够限制我们运用理性，并结合基于已有知识进行的实验观测来获取新知。

一个不设限的宇宙无疑对我们具有非常大的诱惑，也会激励我们进行探索。但当我们面对这些不设限的新知时，是否能够永远拥有信心？却也真的不见得。