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真的存在平行宇宙嗎?(下)

 taotao_2016 2019-11-21

前面提到,惠勒雖然一直和“多宇宙”保持距離,卻指出了“多宇宙“的關(guān)鍵所在。早在艾弗雷特提交自己的博士論文的時候,惠勒就指出:“分裂”最好換成其他詞。但后來由于大家口口相傳,惠勒的提醒就此被遺忘了。

惠勒明顯站在了更高的高度,他說并不是一個宇宙分裂成更多的的宇宙,而是這些子宇宙共同組成了一個“總宙”(Multiverse),可以認(rèn)為總宙比子宇宙處于一個更高維的希爾伯特空間。就像我們的三維空間由無數(shù)平行的二維平面組成,總宙就是由無數(shù)平行的子宇宙組成,每一個子宇宙是總宙的一個切面(也許用切體、切時空更好)。我們可以用一個波函數(shù)來描述整個總宙的狀態(tài),這個波函數(shù)當(dāng)然可以用薛定諤方程來描述,但這個方程不一定有一個解,比如雙縫干涉,就有兩個解,每個解投影到一個子宇宙。

按照這樣的說法,就不是宇宙在不斷“分裂”了,而是總宙在不斷進(jìn)行著演化。

一種“多宇宙”的藝術(shù)想象圖(圖片來源:google)

多宇宙理論的最大危機(jī)

我們可以用阿爾法狗下圍棋來理解“總宙”的演化。

首先我們要理解,在阿爾法狗的“芯”里,沒有棋盤上美妙的藝術(shù)棋型,也沒有“野狐之魅”、“爛柯”等美麗的神話傳說。它的“芯”里,只有一個問題:就是盡自己所能找出棋盤上的最優(yōu)解。

(圖片來源:google)

當(dāng)它準(zhǔn)備落下第一步黑棋時,它似乎有361個選擇,當(dāng)然我們必須考慮棋盤的對稱性,因此它實際上只有55個選擇,也就是說棋局“分裂”為55種可能性。如果第一步并沒有落在任一對稱軸上,第二步白棋將有360種走法,也就是說棋局又“分裂”為360種可能性。以此類推……

懂了沒?棋盤上的所有變化就是阿爾法狗“芯”里的“總宙”,每一盤棋局就是其中的一個子宇宙。每下一步,棋盤“總宙”就以可能走的變化發(fā)生“分裂”或繼續(xù)“演化”。棋盤太小,只爭目數(shù)。相比之下,我們所在的宇宙則是一個巨大的存在,按照多宇宙理論,每時每刻都在發(fā)生著量子事件,也就是說,我們的宇宙每分每秒都在進(jìn)行迅速的“分裂”或者“演化”,子宇宙的數(shù)目是我們想象不到的巨大數(shù)字。

阿爾法狗的多層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“深度學(xué)習(xí)”方法。(圖片來源:google)

我們至少可以想象,如果多宇宙理論成立,在其他宇宙里也存在過同樣的“我”(也許應(yīng)該用“他”)嗎?那些“我”(或者“他”)還活著嗎?他們(或者“我們”)是比我過的更好?

至于為什么會有很多的“他”,是因為在我的歷史里發(fā)生了太多的偶然事件(量子事件),它們經(jīng)過各種“薛定諤的貓”過程從微觀放大到宏觀,讓我們所處的宏觀宇宙“分裂”。在某些宇宙里,我們可能早已因為一些莫名其妙的原因而離開人世;還有一些宇宙里,我們可能因買了彩票而中獎,成為億萬富翁;我們也許正和自己的前女友在另一個宇宙里卿卿我我,有情人終成眷屬……

我們至少可以得到一個結(jié)論,我們之所以是現(xiàn)在的自己,都是極其偶然的結(jié)果。

在不斷“分裂”的宇宙里,我們將和夢中女神過著什么樣的生活?(圖片來源:google)

人是不滿足的動物,如果存在平行宇宙,人就會想,在另一個平行宇宙里,我會不會過的更好?

著名科幻影片《蝴蝶效應(yīng)》就展示了平行宇宙和蝴蝶效應(yīng)交互作用的奇幻之處,在影片中,主角總是不滿足于當(dāng)下,于是想著改變過去。而每改變一次導(dǎo)致他存在于另一個平行宇宙,可惜總是事與愿違,由于蝴蝶效應(yīng)的存在,本來的好意到最后卻產(chǎn)出了惡果。最終,心力交瘁的主角回到媽媽肚子里自殺,這個悲劇的結(jié)尾讓人扼腕長嘆。

(圖片來源:《蝴蝶效應(yīng)》宣傳廣告)

我們還可以推想,既然存在天文數(shù)字的平行宇宙,那么在存在著無數(shù)個“我”的多宇宙里,可能有一些“我”更加落魄,也有些“我”則混得更好。比如某一次考試,本宇宙的“我”考了90分,而有些宇宙的“我”則瞎貓碰到死耗子,考了個滿分,另一些“我”則倒了大霉,考了不及格。

繼續(xù)聯(lián)想下去,在某些宇宙里,“我”已經(jīng)實現(xiàn)了當(dāng)時的夢想,功成名就,位高權(quán)重也未可知。本宇宙的我多么想擁有那種體驗??!這就好比,如果人生好比一場游戲,可以save and load該多好,我總能S&L到一個最好的結(jié)果。說到這里,游戲里通過S&L而出現(xiàn)的不同存檔不就是一種多宇宙的理解嗎?比如影片《彗星來的那一夜》中的女主角,去到平行空間的另一個“她”的家,發(fā)現(xiàn)另一個“她”過得更好,于是將另一個“她”打暈,偽裝成另一個“她”。

影片《彗星來的那一夜》(圖片來源:影片宣傳廣告)

在宇宙年齡面前,人生百年不過滄海一粟。如果把我們的視野放大到宇宙尺度,那會發(fā)現(xiàn)一個神奇的問題。按照多宇宙理論,從137億年前宇宙大爆炸開始,我們整個宇宙早已 “分裂”或“演化”成天文數(shù)字的子宇宙??梢韵胂螅诖蟛糠钟钪胬?,可能根本不會有“我”,甚至連太陽系、銀河系都沒有。

所以, “總宙”本身就是隨機(jī)的,天文數(shù)字的“子宇宙”就是隨機(jī)的結(jié)果,我們處于哪一個子宇宙里本身就是“總宙”演化的結(jié)果。這就導(dǎo)致一個更加恐怖的推論:如果我們要問我們的宇宙為什么是這個樣子,那是因為如果宇宙不是這個樣子,你就根本不會在這里問這個弱智問題。這就是“人擇原理”!

好了,多宇宙剛誕生出來的時候,顯而易見的優(yōu)點(diǎn)是它擯棄了“觀察者”,讓世界從哥本哈根的“唯心”回歸唯物,然而經(jīng)過我們的推論,卻發(fā)現(xiàn)這竟然能會導(dǎo)致更加 “唯心”的人擇原理。多宇宙理論至此遇到了它的最大危機(jī):說來說去,平行宇宙之間沒有任何關(guān)系,也就無法驗證,這還能是科學(xué)的東西嗎?至于人擇原理,這已經(jīng)不是科學(xué),而是哲學(xué),甚至是神學(xué)了!

從宇宙的誕生,到基本粒子的形成,再到星系、恒星的形成,而地球又恰好處于宜居帶上,而人類又恰好生活在如此舒適的生物圈內(nèi),這一切是否都太巧合了?(圖片來源:google)

要知道,現(xiàn)代科學(xué)興起的起點(diǎn)之一,就是哥白尼的日心說取代了之前托勒密的地心說。從此,人類的家園在宇宙中再也不是一個特殊的位置,我們意識到了自己在宇宙中的“平庸”。在這之后,人類逐步認(rèn)識到太陽、銀河甚至本星系團(tuán)也不過是浩瀚宇宙中不能再平常的一員。在這個基礎(chǔ)上,人們總結(jié)出了“哥白尼原則”:人類在觀測宇宙時并非處于一個特殊地位。這也叫做“平庸原則”!

現(xiàn)在,“人擇原理”竟然告訴我們,不要提我們的地球、太陽系了,我們所處于的宇宙都可以說是為我們每一個人精心設(shè)計的,這是屬于我們每一個人的宇宙!這怎能讓自認(rèn)為理性的人信服呢?

我們在宇宙中如此平庸,蝸居在如此偏遠(yuǎn)的角落上,“人擇原理”卻告訴我們宇宙的一切都是為我們精心準(zhǔn)備的……(圖片來源:google)

多宇宙理論可以被驗證嗎?

分裂也好,演化也好。多宇宙畢竟上升到宇宙級別,孰是孰非難以驗證,總不能把宇宙放到燒瓶里蒸煮一番看看它的性質(zhì),也不能把宇宙重啟幾次,測試一下實驗的可驗證性。難道多宇宙只能作為一個思想實驗,成為人們口中的談資嗎?

宇宙能像這樣放到瓶子里做實驗嗎?(圖片來源:Chemx)

艾弗雷特的多宇宙有兩個死忠粉,一個是麻省理工學(xué)院的泰格馬克教授,另一個是惠勒的學(xué)生多伊奇。我們先說泰格馬克,此君幾乎活躍在理論物理所有的最前沿,而且經(jīng)常拋頭露面,活躍于各種科普科幻媒體。

麻省理工學(xué)院的泰格馬克教授(圖片來源:wiki)

1998年,泰格馬克在論文中提到了一個“真人版”的薛定諤的貓——量子自殺實驗。(注意:本文是科普帖,絕不希望大家follow泰格馬克的恐怖思想實驗。)

如果有一位勇士愿意為科學(xué)獻(xiàn)身,跳入箱子換回那只貓,并且將毒藥換成手槍,只要原子衰變,手槍就砰的一聲送他上西天。問題來了,根據(jù)多宇宙,在一個宇宙中,主角死掉了,而在另一個宇宙中他還活著。那么,從這個人的視角來看,死掉的那個宇宙對他已經(jīng)沒有意義了,他還會繼續(xù)活在另一個宇宙。也就是說,這個人本不會死。這就是“量子自殺”思想實驗。

多次量子自殺將導(dǎo)致量子永生(圖片來源:wiki)

量子自殺實驗把人作為觀察者上升到了一個新的高度,把自己關(guān)進(jìn)了“薛定諤的貓”的箱子里,用生命做賭注,去驗證多宇宙理論。這這個黑箱里,自己既是觀察者,又是被觀察者,這會產(chǎn)生什么樣的結(jié)果呢?

如果這個人覺得“量子自殺”挺有意思的,還想繼續(xù)玩下去,雖然槍聲“咔咔”猛響,在這個人的宇宙里,放出的都是空槍,他會一直死不掉。

讓我們繼續(xù)開大腦洞,主角完全可以換一種更為“常見”的自殺方式,比如用刀抹脖子,由于刀和脖子也由一團(tuán)符合薛定諤方程的原子組成,它也有極小的幾率發(fā)生隧道效應(yīng),互相穿越。這聽起來好像天方夜譚,但是按照量子力學(xué)的基本原理,這確實有可能發(fā)生,只是幾率很小而已。也就是說,存在太多的子宇宙,在99.99999……%的宇宙里,主角都自殺成功了,但他仍可能在某幾個宇宙里茍且偷生。

好了,根據(jù)多宇宙理論,我們可以得到一個恐怖的推論:一個人永遠(yuǎn)不可能自殺成功,這叫做“量子永生”!

“量子自殺”思想實驗示意圖(圖片來源:wiki)

如果我們覺得光自殺太無聊了,可以設(shè)計一個更加“拜金”的實驗,那就是每次自殺之前去買一次彩票,在買之前告訴自己如果不中獎就自殺,那按照這樣的推論,幾次之后,自己就應(yīng)該成為億萬富翁了。

敢不敢這么玩:來吧,不讓我發(fā)財,我就量子自殺?。▓D片來源:google)

量子自殺實驗已經(jīng)是“玩命”了,因此只能停留在思想實驗的層面上,科學(xué)家還是要找到一些可驗證的客觀實驗。有科學(xué)家認(rèn)為,雖然多宇宙一般認(rèn)為是互相“平行”,但并非沒有交集,可能會通過某種方式發(fā)生“弱耦合”,比如引力。這就給了物理學(xué)家們一些機(jī)會,可以設(shè)計一些實驗,去搜索其他宇宙的線索。

1985年,多伊奇在《國際理論物理雜志》上發(fā)表論文,指出可能有一種方法,可以通過先進(jìn)的技術(shù)手段測量一個平行世界對另一個平行世界的微弱影響,這篇論文更大的意義宣告了量子圖靈機(jī)的誕生。

艾弗雷特的死忠粉多伊奇(圖片來源:wiki)

量子圖靈機(jī),又稱通用量子計算機(jī)。多伊奇提出了一個量子計算機(jī)的抽象模型,在這之后,直到現(xiàn)在,量子計算機(jī)就如同一盞科技圣杯,等待著人們?nèi)崿F(xiàn)。

多伊奇在一本書里這樣寫道:“當(dāng)我們使用量子計算機(jī)時,我們將不得不將所有可能的平行宇宙加在一起。盡管我們不能直接與這些平行宇宙接觸,量子計算機(jī)可以利用在平行宇宙中的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)來計算它們?!痹瓉恚凑斩嘁疗娴恼f法,我們是在用平行宇宙的計算力來實現(xiàn)本宇宙的量子計算。

多伊奇:量子計算是一種獨(dú)特的利用自然的新方法。這將是第一個允許通過在平行宇宙之間進(jìn)行協(xié)作而執(zhí)行任務(wù)的技術(shù)。(圖片來源:google)

1991年波欽斯基的一篇文章也支持這樣一種觀點(diǎn),平行宇宙之間的交流在理論上是可行的。

1997年普拉加 在《物理學(xué)基礎(chǔ)》發(fā)表論文,描述了一種可能的量子光學(xué)設(shè)備測試。文中提到:建造一個離子阱,肼中存在一個孤立離子,對這個離子的量子測量將產(chǎn)生兩個平行世界,它們的區(qū)別僅僅在于是否能夠探測到一個光子。由于80年代發(fā)現(xiàn)了“拉比振蕩”,量子退相干的幾率存在一定的周期性規(guī)律,兩個世界之間的聯(lián)系會存在一個時間窗口,也許是毫秒級,也許是納秒級。不管怎樣,只要人類的技術(shù)水平能夠達(dá)到,就可以通過這樣的實驗驗證多宇宙理論。

普拉加后來甚至表示,如果這種技術(shù)成熟,足以實現(xiàn)平行世界間的通信??上У氖?,普拉加的這篇論文一直到現(xiàn)在才僅僅被引用9次,顯然無人問津。

2010年前后,斯蒂芬*菲尼等科學(xué)家分析了威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)的數(shù)據(jù),聲稱發(fā)現(xiàn)了證據(jù),表明我們的宇宙在遙遠(yuǎn)的過去與其他平行宇宙相撞。

然而,對WMAP和后來的普朗克衛(wèi)星(分辨率是WMAP的3倍)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了更全面的分析后,并沒有發(fā)現(xiàn)任何有統(tǒng)計學(xué)意義的證據(jù),表明存在這樣的宇宙碰撞。此外,到目前為止,沒有任何證據(jù)表明其他宇宙對我們的宇宙有引力作用。

普朗克望遠(yuǎn)鏡對宇宙的觀測比WMAP的清晰度更上一層樓。(圖片來源:wiki)

如左圖所示,如果宇宙和其他宇宙存在碰撞,則宇宙背景圖上應(yīng)該有一個明顯的碰撞痕跡。有科學(xué)家宣稱在宇宙背景圖上真的找到了這個痕跡,如右圖,你發(fā)現(xiàn)了嗎?(圖片來源:google)

總之,即使是現(xiàn)在,主流科學(xué)界對多宇宙理論仍然持觀望態(tài)度。

比如2007年,諾貝爾獎得主溫伯格就建議:“如果(要證明)多宇宙存在,最好能找到一個合理解釋夸克質(zhì)量的精確值,或者其他標(biāo)準(zhǔn)模型的常數(shù)?!毖韵轮?,多宇宙應(yīng)該先在現(xiàn)有物理模型里立功,而不是光搞一些虛無縹緲的幻想。

溫伯格(圖片來源:wiki)

溫伯格算是比較溫和的批評者了,另一些著名的科學(xué)家就沒那么客氣了。著名宇宙學(xué)家、《上帝與新物理學(xué)》作者保羅·戴維斯曾于2003年在《紐約時報》發(fā)表觀點(diǎn)文章《多元宇宙簡史》,認(rèn)為多宇宙理論是不科學(xué)的:“極端的多宇宙解釋讓人想起神學(xué)討論。的確,調(diào)用無窮無盡的看不見的宇宙來解釋我們所看到的宇宙的不尋常特征,就像調(diào)用一個看不見的造物主一樣?!?/p>

保羅·戴維斯(圖片來源:wiki)

2011年8月,南非宇宙學(xué)家喬治·埃利斯在《科學(xué)美國人》雜志上撰文《多元宇宙真的存在嗎? ,指出多元宇宙并不是一個傳統(tǒng)的科學(xué)理論。他說:“許多談?wù)摱嘣钪娴奈锢韺W(xué)家,尤其是弦論的擁護(hù)者,并不太在意平行宇宙本身。對他們來說,反對多元宇宙作為一個概念并不重要。他們的理論是建立在內(nèi)部一致性的基礎(chǔ)上的,人們希望最終能在實驗室進(jìn)行測試?!?/p>

埃利斯還指出,這(多宇宙)最終會讓這些問題得不到解決,因為這是一個形而上學(xué)的問題,無法通過經(jīng)驗科學(xué)來解決。他認(rèn)為觀察性測試是科學(xué)的核心,不應(yīng)該被拋棄。

喬治·埃利斯(圖片來源:wiki)

看了這么多大師的表態(tài),你對多宇宙還有信心嗎?

竟然有這么多種“多宇宙”

其實,從20世紀(jì)80年代以后,多宇宙在弦論等其他的新理論發(fā)展中起了很好的“啟蒙”作用,讓理論物理學(xué)家在思考的時候腦洞大開。在這些新理論中,又出現(xiàn)了許多不一樣的多宇宙。

(圖片來源:google)

(一)四級宇宙

泰格馬克總結(jié)了各種多宇宙理論,并把這些理論分成四個級別: 

第一級:可觀測宇宙的延伸

可觀測宇宙直徑為730億光年,超出這個范圍之外的宇宙,由于宇宙正在加速膨脹,我們已經(jīng)看不到那里,可能永遠(yuǎn)也看不到。泰格馬克認(rèn)為存在著一個各態(tài)遍歷的無限宇宙,每個角落里的物理定律都和我們這里一模一樣,各種常數(shù)的大小也完全相同,但卻存在著幾乎無限多的子結(jié)構(gòu),每個子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)分布都與我們所在的有所不同。這么多子結(jié)構(gòu)一起,正是代表著整個宇宙的無限可能性。

按照泰格馬克的估計,我們要航行10的10的115次方米(可不是10的1150次方哦,是1后面寫10的115次方個零)后,才有可能到達(dá)其他的子結(jié)構(gòu)。第一級子宇宙(子結(jié)構(gòu))仍然相連。

【計算機(jī)模擬了一片超過5000萬光年寬的空間區(qū)域的圖像,顯示了在宇宙中光源的大規(guī)模分布,但我們對這些光究竟來自星系還是類星體尚不清楚?!浚▓D片來源:google)

第二級別:不同物理常數(shù)的宇宙

有科學(xué)家是如此解釋宇宙的暴脹現(xiàn)象的,如同面包或者饅頭的“發(fā)酵”,其中的氣泡不斷變大,這就是我們的宇宙正在加速膨脹。這樣的宇宙也被稱為“泡泡宇宙”,或者“口袋宇宙”。不同的“泡泡宇宙”在形成的時候可能會經(jīng)歷不同的自發(fā)對稱性破缺,導(dǎo)致宇宙完全不同的性質(zhì),比如不同的物理常數(shù)。也就是說,在不同的“泡泡宇宙”里,物理定律可能完全不同。

相比于第一級別的宇宙,第二級別的“泡泡宇宙”相互之間并不相連,不然我們就吃不到面包啦~~

每一個泡泡里是一個宇宙,相互之間并無連接。(圖片來源:google)

【《黑衣人》1的尾部也展示了這樣一種多宇宙的視頻,我們這些泡泡宇宙都供更高一層級的文明玩弄?!?/p>

第三級別:量子力學(xué)的多世界解釋

泰格馬克將艾弗雷特原始的多宇宙理論放在了這個層級,理由是::“一級和三級之間的唯一區(qū)別就是你的二重身份(另n個你)住在哪里。在第一級,他們生活在和我們同一個宇宙的其他地方,這個宇宙所有地方的三維結(jié)構(gòu)性質(zhì)一樣,并且相互連通。而在第三級,它們生活在無限維希爾伯特空間的另一個量子分支上。”

第四級別:終極合奏

這是泰格馬克自導(dǎo)自演的多宇宙終極演出!

泰格馬克認(rèn)為,宇宙中最基本的乃是數(shù)學(xué)的形式邏輯,一切、萬事萬物,甚至宇宙的終極規(guī)律(TOE,Theory of everything)都可以用數(shù)學(xué)來描述。原來,竟然存在某一些宇宙,那里的數(shù)學(xué)都和我們不一樣,在那里,1+1不一定等于2,π也不一定等于3.14……,這樣的宇宙會是一番什么樣的形態(tài)?那里可以誕生生命嗎?

這也難怪,一些科幻小說里面也借鑒了這一點(diǎn),竟然可以改變宇宙的數(shù)學(xué)規(guī)律,對敵人進(jìn)行數(shù)學(xué)打擊!比如科幻作家伊格爾·特珀創(chuàng)作的小說《隱匿的數(shù)字》,已經(jīng)被改編成電影。

宇宙的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)(圖片來源:google)

(二)9種多重宇宙

無獨(dú)有偶,科學(xué)家格林寫了一本科普著作《隱藏的現(xiàn)實》,其中對各種各樣的多宇宙理論進(jìn)行總結(jié),他竟然整理出9種多重宇宙!

衍縫宇宙

和泰格馬克第一層類似,無限宇宙中存在各個子空間。

暴脹宇宙

和泰格馬克第二層類似,宇宙暴脹導(dǎo)致某些部分如同氣泡一樣出現(xiàn)一些新的小宇宙。

膜宇宙

格林是弦論發(fā)展史上的核心人物之一,按照弦論的假設(shè),我們的整個宇宙如同一張膜,這張膜漂浮在一個更高維度的空間里。在這個高維空間里,還有其他膜,對應(yīng)于其他的宇宙。每隔幾萬億年(可能更久),由于引力或其他我們不了解的力的作用,膜就會相互碰撞和撞擊。當(dāng)它們碰撞時,產(chǎn)生的能量足以引發(fā)大爆炸。

按照這個理論,我們今天看到的物質(zhì)和輻射是在最近一次碰撞中產(chǎn)生的,驅(qū)動宇宙膨脹的暗能量就對應(yīng)于膜之間的作用力。也許未來由于膜之間作用力的變化,暗能量也可能驅(qū)動宇宙收縮。

看看看,膜撞了,又有宇宙要大爆炸(big bang)了!(圖片來源:google)

循環(huán)宇宙

提出宇宙常數(shù)的愛因斯坦早年曾是穩(wěn)態(tài)宇宙的支持者,在哈勃發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹以后,他在1930年提出一個宇宙振蕩理論,認(rèn)為宇宙遵循一系列永恒的振蕩,每一次振蕩都以大爆炸開始,不斷膨脹,直到物質(zhì)的萬有引力使其反彈收縮并最終以大坍縮結(jié)束,之后開始下一次的大爆炸。

下一次的宇宙是我們這一次宇宙的情景再現(xiàn)嗎?還是會產(chǎn)生一個各態(tài)遍歷的其他形態(tài)的宇宙?

景觀宇宙

按照弦論,需要10個維度,之所以我們看不到多余的6個維度,是因為它們蜷縮起來了。這個“隱藏”起來的6維空間叫做丘成桐-卡拉比空間。原來,我們的宇宙竟然是這番景象,在最微小的地方,竟然存在著一個又一個卡丘6維空間。每當(dāng)你一揮手,你的手不僅穿過了我們熟知的3維空間,還拂過了無數(shù)個蜷縮的卡丘6維空間。

還記得我們之前提過的“泡泡宇宙”嗎?每個泡泡都有其獨(dú)特的物理定律,然而格林告訴我們,我們應(yīng)該認(rèn)識到,這些泡泡都是十維的(也許應(yīng)該說,和我們宇宙平級的泡泡)。我們這個十維泡泡還可能發(fā)生量子隧穿,形成一個宇宙學(xué)常數(shù)更小的宇宙,新宇宙得到了額外的維度,膨脹速度更慢,也就變成了泡泡里的泡泡。這被叫做景觀宇宙,相當(dāng)于把第二級宇宙又變出了多個層次,我們的宇宙也只屬于其中一個層次而已

丘成桐-卡拉比空間是這幅模樣。(圖片來源:wiki)

量子宇宙

就是艾弗雷特的多宇宙理論。

全息宇宙

如今,全息攝影技術(shù)已經(jīng)司空見慣,在二維的照片上,可以看出三維的立體效果。

全息效果展示圖(圖片來源:wiki)

誰能想到,我們可能就生活在一個二維的宇宙中呢?你可能覺得這太震撼了,怎么可能呢?我們已經(jīng)習(xí)慣了一個三維的世界,前后、左右、高低,一切都太熟悉了。現(xiàn)在你告訴我其實并沒有那么多維度,你要我如何相信?

這個靈感來自對黑洞的研究,按照某些為了調(diào)和量子力學(xué)和廣義相對論的新興量子引力論,比如弦論和M理論,所有落入黑洞的物體的信息被完全包含在視界的表面波動中。也就是說,三維的物體和視界二維球面(也許是其他形狀)上的信息可以一一對應(yīng),也就可以相互轉(zhuǎn)換。在數(shù)學(xué)上,記錄和投影可以說是等效的,這完全可行。

那么問題來了,三維和二維,究竟哪個是真實的?

我們的宇宙其實是2維宇宙的全息照片(hologram)?(圖片來源:google)

模擬宇宙

我們的宇宙其實處于一個計算機(jī)模擬的系統(tǒng)里,很多科幻影片里提到了這一點(diǎn),比如《黑客帝國》,除此以外,“缸中之腦”這種point也可以算作這種宇宙。

【我們身處一個計算機(jī)之中嗎?】(圖片來源:影片劇照)

數(shù)學(xué)宇宙

和泰格馬克的第四級宇宙類似。

弦論大師——格林(圖片來源:wiki)

小結(jié)&彩蛋

這里小結(jié)一下,

1, 多宇宙理論源于對量子佯謬——“薛定諤的貓”的解釋,是眾多對量子力學(xué)本源問題的解釋之一。

2, 多宇宙理論在得到明顯的觀測證據(jù)之前,只能稱得上是一個科學(xué)猜想,并不是一個經(jīng)得起考驗的科學(xué)結(jié)論。

3, 多宇宙理論在最新的物理學(xué)理論發(fā)展中發(fā)揮了重要作用,因此是最受關(guān)注的科學(xué)猜想之一,我們期待著它能夠啟發(fā)更多物理學(xué)家(不管是作為經(jīng)驗還是教訓(xùn)),推動科學(xué)界最前沿的發(fā)展。也許,宇宙的本源比我們的想象更加精彩!

看完權(quán)威們的故事,我們再看看非專業(yè)人士的想法,多宇宙理論在民間的接受度更高。

1995年,在一項對72名“主要宇宙學(xué)家和其他量子場理論家”進(jìn)行的民意調(diào)查中,竟然有58%的人認(rèn)同多宇宙理論是對的。多宇宙理論的死忠粉泰格馬克也提過,在1997年的一次量子力學(xué)研討會上,曾經(jīng)進(jìn)行過一項“非常不科學(xué)”的民意調(diào)查,多宇宙理論排名第二,僅僅落后于哥本哈根解釋。在1998年的劍橋大學(xué)量子計算會議上,有大約200人觀眾接受了調(diào)查,多宇宙理論幾乎和哥本哈根解釋相當(dāng),僅差幾票,屈居第二。

當(dāng)然多宇宙理論也曾遭受過冷遇,2005年,滑鐵盧量子計算大學(xué)研究所在一堂量子力學(xué)課程結(jié)束后,對不到40名學(xué)生和研究人員進(jìn)行了一項調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)多宇宙理論是最不受歡迎的。2011年在奧地利的一次會議上,33名參與者參與了一項民意調(diào)查,其中6人支持多宇宙理論, 14人支持哥本哈根解釋。

從多次投票結(jié)果來看,哥本哈根解釋仍穩(wěn)固地統(tǒng)治著量子帝國,多宇宙理論卻一直試圖撼動它的地位,也是最最有希望的!

然而,又有誰相信,科學(xué)是由投票來決定的呢?

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