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2024-03-07 23:49:03

如何解释「多重宇宙」？这种假说是如何被提出来的？ - 知乎

如何解释「多重宇宙」？这种假说是如何被提出来的？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册知识库宇宙学天文学宇宙平行宇宙如何解释「多重宇宙」？这种假说是如何被提出来的？相关内容：有没有可能和另一个平行宇宙的自己沟通？「多重宇宙」有几种类型？有哪些理论依据？对「多重宇宙」的研究可以解决什么问题？本问题将作为「知…显示全部关注者85被浏览39,682关注问题写回答邀请回答好问题 3添加评论分享14 个回答默认排序匿名用户感觉这个时候，先复制一段百度百科或许是个不错的选择，嗯，先复制一段吧。多重宇宙论（英语：Multiverse或Meta-universe），或者叫多元宇宙论，指的是一种在物理学里尚未证实的假说。在我们的宇宙之外，很可能还存在着其他的宇宙，而这些宇宙是宇宙的可能状态的一种反应，这些宇宙可能其基本物理常数和我们所认知的宇宙相同，也可能不同。多重宇宙这个东西应该和平行宇宙相关，所以我决定先讲讲平行宇宙。平行宇宙是休·埃弗雷特提出的一种关于量子力学的假说，这个假说很有趣，但如果仅仅把这个假说当成有趣的话其实有些不合适，实际上这个假说是非常大胆的，若是要评选最大胆的人，我一定要投休·埃弗雷特一票。如果要说平行宇宙的话，我们先说说这个“哥本哈根诠释”关于哥本哈根诠释有很多值得说的，但由于我并非专业，况且我们要说的是平行宇宙，各位看官可以简单粗暴的把哥本哈根诠释看作薛定谔的猫或者是观察者效应。就是某只猫在我们进行观察之前我们无法确定他的死活，只有在我们观察了后，才能确定这只猫是死是活。这个诠释最大的问题在于“意识”这个天然被物理学所拒绝的事物。尤其在很多物理学家都是持唯物主义态度甚至取消唯物主义的情况下。意识和物质谁是第一性？很多人都接受不了这个诠释，但偏偏实验支持这个诠释，难不成“意识”这个东西真的要堂而皇之的进入物理学吗？所以就有许多人绞尽脑汁，提出了其他诠释，这其中便有“平行宇宙诠释”。这里先说明一下，量子力学的各个诠释目前正确的可能性是等价的，意思是你哪怕支持哥本哈根诠释这个让人难以接受的诠释也没有半点问题，支持平行宇宙诠释这个超级大胆的诠释也没有问题，他们正确的可能性以目前的实验水平来看，将其中一个证伪都实属不易，不过对于物理学家们来说，在审美上，这俩诠释都不受待见。虽然不受待见，但“平行宇宙诠释”着实有趣，他的意思和平时我们在电影里看到的也差不多，看似你杀死了a，实际上世界已经分裂成你杀死了a与你没有杀死a两个世界，不过有个前提，要满足薛定谔方程。比较“平行宇宙诠释”与“哥本哈根诠释”我们可以发现，平行宇宙诠释只不过是把那个因为观察而坍塌的情况变成了一个真实存在的宇宙，然后由此就可以把观察者从诠释中去掉，把“意识”这个难以让人接受的东西丢出物理学。这也是这个诠释提出的原因所在。不过这个诠释虽然能够排除“意识”，但也带来了其他难以让人接受的东西：一个个真实的宇宙。“平行宇宙诠释”的思想源头可能源自于逻辑学中模态逻辑的可能世界，有兴趣的可以了解一下。此外量子力学还有其他诠释，如德布罗意-玻姆理论，亦称因果性诠释，这个诠释就让人能接受的多了，有兴趣的也可以了解一下，这里不多做介绍。好了，平行宇宙我们讲的差不多了，现在我们说说多重宇宙。多重宇宙有很多种，其中一种便是“平行宇宙诠释”所说的情况。我们再说说其他情况。首先我们知道我们的宇宙在膨胀，在扩张，我们再复制粘贴一波百度百科。一九二九年，美国天文学家哈勃根据“所有星云都在彼此互相远离，而且离得越远，离去的速度越快”这样一个天文观测结果，得出结论认为：整个宇宙在不断膨胀，星系彼此之间的分离运动也是膨胀的一部份，而不是由于任何斥力的作用。以上源于百度百科我们的宇宙在膨胀这个发现启发了人们，我们的宇宙会不会是有限的呢？如果是有限的，那么宇宙之外是什么呢？会不会有其他宇宙呢？当然是有可能的，只不过我们现在甚至遥远的未来，直到人类文明消逝都可能无法确定宇宙之外的宇宙是否存在。毕竟可观测宇宙太大了，而光速相比可观测宇宙来说太“慢”了，而这仅仅是可观测宇宙，真实宇宙会有多大呢？难以想象。但这不妨碍我们的想象，我们想象一下宇宙之外的情况，宇宙之外可能存在的其他宇宙会是什么情况呢？首先，我们能轻而易举的想象，既然我们的宇宙能长这个模样，那么其他宇宙也可以吧，这种情况就是两个宇宙的物理规律一样，基本物理常数也一样的情况，我们称之为第一类多重宇宙。这里我们再介绍一个东西方便大家理解，来，再复制粘贴一下百度百科万有理论（英语：Theory of Everything或ToE）指的是假定存在的一种具有总括性、一致性的物理理论框架，能够解释宇宙的所有物理奥秘以上源自百度百科我们说这种假定存在的万有理论是能够解释宇宙所有物理奥妙的一连串方程。而第一类多重宇宙就是万有理论相同的宇宙，不仅仅如此，这个万有理论中的所有常数还和我们宇宙一模一样。举个栗子：即在第一类多重宇宙中，万有引力方程也是正确的，不仅如此，那个宇宙的万有引力常数G和我们的宇宙没有丝毫差别，数值完全一样。说到这里，有些小伙伴们应该明白第二类多重宇宙是什么情况了，没错，可能是由于宇宙大爆炸的姿势不一样，在两个第二类多重宇宙中，万有理论依旧相同，但基本常数不一样了。也就是说，在一个和我们宇宙是第二类多重宇宙的宇宙中，万有引力方程依旧正确，但万有引力常数G的数值就不一样了。第一类多重宇宙可以看作第二类多重宇宙的特殊情况。那么第三类多重宇宙是什么情况也能想象了，只不过前人在叙述这个概念的时候，把休·埃弗雷特的平行宇宙诠释当成了第三类多重宇宙，所以我们原本想要说的那类多重宇宙成了第四类。第三类多重宇宙其实可以看着第一类多重宇宙的特殊情况。现在我们说说第四类多重宇宙，也就是两个互为第四类多重宇宙的宇宙的万有理论是不相同的！第四类多重宇宙很可怕，因为这种情况就是基本物理规律完全不同了，但即使这样两个互为第四类多重宇宙的宇宙还是有共同点的，那就是数学！两个第四类多重宇宙的数学依旧是一样的！第二类多重宇宙是第四类多重宇宙的特殊情况。这里我们再介绍一个东西：m理论，这个m理论是著名的弦论的升级版本。弦论啊，就是那个超弦理论，m理论是他的升级版本，通过m理论，我们可以构造不同万有理论的宇宙，我们这里可以称呼m理论是超万有理论，意思是这个理论可以统合同属于第四类多重宇宙的万有理论，不过m理论在我们宇宙不一定正确，也可能正确，但即使不正确，m理论依旧有作为超万有理论的能耐。好了，多重宇宙介绍的差不多了，不过我感觉我们可以继续脑洞一下，之前我提出了这个“超万有理论”，那么我们是不是可以提出一个第五类多重宇宙，连所谓的“超万有理论”也不一样呢？第四类多重宇宙是万有理论不一样，但“超万有理论”一样。那么第五类多重宇宙就是“超万有理论”不一样，但……但什么？但我们还可以提出一个“超超万有理论”，第五类多重宇宙的“超超万有理论”一样。这样下去我们简直可以无穷无尽的提出“n个超万有理论”所以这里有这样的公式。第n类多重宇宙的“n-4超万有理论”一样，“n-3超万有理论”不一样，其中n为整数且大于4。但我们可以发现，无论是第几类多重宇宙，都有一个东西是一样的：数学！数学是无数宇宙亘古不变的道理！那么我们可不可让某个宇宙和我们宇宙的数学不一样呢？当然可以！不过那样的话那个宇宙对于我们而言就是超验的了……超验的可以当做不存在，所以学数学吧，这样无论你去哪个宇宙都行。学好数学，走遍多重宇宙都不怕！数学万岁！好了，不多说了，在下去学数学去喽！学好数学之后，我要去多重宇宙旅游去编辑于 2019-04-27 23:50赞同 8210 条评论分享收藏喜欢收起韬略时空越多的人独立思考，沉淀思想，这个社会就越趋于理性…… 关注最有趣的宇宙观莫过于霍金的“泡泡宇宙假说”952 播放发布于 2022-10-10 22:28· 321 次播放赞同添加评论分享收藏喜欢

平行宇宙（天文学术语）_百度百科

（天文学术语）_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心平行宇宙是一个多义词，请在下列义项上选择浏览（共17个义项）展开添加义项平行宇宙播报讨论上传视频天文学术语收藏查看我的收藏0有用+10多元宇宙是一个理论上的无限个或有限个可能的宇宙的集合，包括了一切存在和可能存在的事物：所有的空间、时间、物质、能量以及描述它们的物理定律和物理常数。多元宇宙所包含的各个宇宙被称为平行宇宙（parallel universes），也称平行世界（parallel worlds）、平行时空（parallel spacetimes）、平行次元（parallel dimensions）和代替宇宙（alternative universes）。通常所说的平行宇宙，一般是指宇宙之外还可能存在的与大众所认知的宇宙类似的其他宇宙（即分类上的第一层平行宇宙）。中文名平行宇宙外文名parallel universes别名平行世界，平行次元，代替宇宙提出者休·埃弗雷特提出时间20世纪50年代适用领域理论天文学、架空世界、物理学雏形时间公元前5世纪目录1基本概要2提出背景3发展历程4类型层次5研究现状6研究前景7理论争议基本概要播报编辑平行宇宙(10张)平行宇宙是指从某个宇宙中分离出来，与原宇宙平行存在着的既相似又不同的其他宇宙。在这些宇宙中，也有和我们的宇宙以相同的条件诞生的宇宙，还有可能存在着和人类居住的星球相同的、或是具有相同历史的行星，也可能存在着跟人类完全相同的人。同时，在这些不同的宇宙里，事物的发展会有不同的结果：在我们的宇宙中已经灭绝的物种在另一个宇宙中可能正在不断进化，生生不息。平行作用力的平行宇宙，对立人类的万有引力星球宇宙，平行作用力既不重合，也不相交，可谓“井水不犯河水”，导致纯基本粒子宇宙，与人类的万有引力宇宙纯星球刚好对立。有学者描述平行宇宙时用了这样的比喻，它们可能处于同一空间体系，平行作用力平行运动，就好像同在一条铁路线上疾驰的先后两列火车；它们有可能处于同一时间体系，但空间体系不同，就好像同时行驶在立交桥上下两层通道中的小汽车。 [1-3]提出背景播报编辑平行宇宙的概念，并不是因为时间旅行悖论提出来的，它是来自量子力学，因为量子力学有一个不确定性，就是量子的不确定性。平行宇宙概念的提出，得益于现代量子力学的科学发现。在20世纪50年代，有的物理学家在观察量子的时候，发现每次观察的量子状态都不相同。而由于宇宙空间的所有物质都是由量子组成，所以这些科学家推测既然每个量子都有不同的状态，那么宇宙也有可能并不只是一个，而是由多个类似的宇宙组成。 [4]哥本哈根解释从20世纪20年代起，许多物理学家都认为量子力学中，微观粒子的状态用波函数（Wave function）来描述。当微观粒子处于某一状态时，它的力学量（如坐标、动量、角动量、能量等）一般不具有确定的数值，而具有一系列可能值，每个可能值以一定的概率出现（宏观物体处于某一状态时，它的力学量具有确定的数值）。也就是说，微观粒子的运动具有不确定性和概率性。波函数就能描述微观粒子在空间分布的概率。物理学中著名的“单电子双缝干涉”实验正是微观粒子运动不确定性和随机性的体现。在这个实验中，单电子通过双缝后竟然发生了干涉。在经典力学看来，电子在同一时刻只能通过一条缝，它不可能同时通过两条缝并发生干涉；而根据量子力学，电子的运动状态是以波函数形式存在，电子有可能在同一时刻既通过这条狭缝，又通过那条狭缝，并发生干涉。但是，当科学家试图通过仪器测定电子究竟通过了哪条缝时，永远只会在其中的一处发现电子。两个仪器也不会同时侦测到电子，电子每次只能通过一条狭缝。这看起来好像是测量者的观测行为改变了电子的运动状态，这种反常的现象又作何解释呢，物理学家尼尔斯·玻尔提出了著名的“哥本哈根解释”：当人们未观测时，电子在两条缝位置都有存在的概率；但是，一旦被测量了，比如说测得该电子在左缝位置，电子有了准确的位置，它在该点的概率为1，其他点的概率为0。也就是说，该电子的波函数在被测量的瞬间“塌缩”到了该点。玻尔把观察者及其意识引入了量子力学，使其与微观粒子的运动状态发生关系。但观察者和“塌缩”的解释并不十分清晰和令人信服，也受到了很多科学家的质疑。例如，塌缩是如何发生的，是在一瞬间就发生，还是要等到光子进入人们的眼睛并在视网膜上激起电脉冲信号后才开始。 [2] [5]多世界解释那么，有没有办法绕过这所谓的“塌缩”和“观测者”，从本应研究客观规律的物理学中剔除观察者的主观成分呢。埃弗雷特提出了一个大胆的想法：如果波函数没有“塌缩”，则它必定保持线性增加。也就是说，上述实验中电子即使再观测后仍然处在左/右狭缝的叠加状态。埃弗雷特由此进一步提出：人们的世界也是叠加的，当电子穿过双缝后，处于叠加态的不仅仅是电子，还包括整个的世界。也就是说，当电子经过双缝后，出现了两个叠加在一起的世界，在其中的一个世界里电子穿过了左边的狭缝，而在另一个世界里，电子则通过了右边的狭缝。这样，波函数就无需“塌缩”，去随机选择左还是右，因为它表现为两个世界的叠加：生活在一个世界中的人们发现在他们那里电子通过了左边的狭缝，而在另一个世界中，人们观察到的电子则在右边。以“薛定谔的猫”来说，埃弗雷特指出两只猫都是真实的。有一只活猫，有一只死猫，但它们位于不同的世界中。问题并不在于盒子中的发射性原子是否衰变，而在于它既衰变又不衰变。当观测者向盒子里看时，波函数本身会坍塌，整个世界分裂成它自己的两个版本。这两个版本在其余的各个方面是完全相同的。唯一的区别在于其中一个版本中，原子衰变了，猫死了；而在另一个版本中，原子没有衰变，猫还活着。前述所说的“原子衰变了，猫死了；原子没有衰变，猫还活着”这两个世界将完全相互独立平行地演变下去，就像两个平行的世界一样。量子过程造成了“两个世界”，这就是埃弗雷特前卫的“多世界解释”。这个解释的优点是：薛定谔方程始终成立，波函数从不塌缩，由此它简化了基本理论。它的问题是：设想过于离奇，付出的代价是这些平行的世界全都是同样真实的。这就难怪有人说：“在科学史上，多世界解释无疑是目前所提出的最大胆、最野心勃勃的理论。” [2] [6]发展历程播报编辑思想雏形公元前5世纪，德谟克利特就提出“无数世界”的概念，认为“无数世界”是原子通过自身运动形成的。他说：“原子在虚空中任意移动着，而由于它们那种急剧、凌乱的运动，就彼此碰撞了，并且，在彼此碰在一起时，因为有各种各样的形状，就彼此勾结起来，这样就形成了世界及其中的事物，或毋宁说形成了无数世界。”公元前4世纪，伊壁鸠鲁表述了世界多元性的思想：“存在着无限多个世界，它们有的像我们的世界，有的不像我们的世界。”“在一切世界里，都有我们这个世界里所见到的动物、植物以及其他事物。”公元前1世纪，卢克莱修指出，在我们这个“可见的世界”之外还存在着“其他的世界”，居住着“其他的人类和野兽的种族。”莱布尼茨提出了他的“可能世界”的概念，设想在必然世界（可观测的宇宙）范围之外还存在着无穷多个“可能世界”。他认为世界由无限的单子组合而成，单子之间没有因果关系，而是某种前定的和谐关系，单子虽然各自独立，但它们之间有品极高低的差异。莱布尼兹把某个现实事件的出现，例如，具体的人，阐释为许多单子组合的结果，各种不同的组合的结果与单子中更胜一筹的单子的主导作用有关。这意味着世界可以有不同的样子，任何事件都是偶发的，甚至整个宇宙也是如此。 [7-8]正式提出物理学家休·艾弗雷特三世提出了自己对量子测量问题的想法。他指出，在量子力学中，存在多个平行的世界，在每个世界中，每次量子力学测量的结果各自不同，因此不同的历史发生在不同的平行宇宙中。多世界解释认为，对测量装置的观察，会使得测量装置被分解为两个。并且在这个测量链上，这种分解会不断地进行下去。伴随着这种分解，一定有一个完全的宇宙的复制。也就是说，只要有一个量子测量发生，那么，每个宇宙分支，以及这个分支中的分量就会导致一个可能的测量结果。每个处在特殊宇宙分支中的人都会认为，他的测量结果和所处的宇宙是唯一存在的。也就是说，一次测量产生了一次新的宇宙。这些各自不同的新宇宙，除非完全相同，否则绝无重合的可能。这一理论的发表，标志着平行宇宙概念的正式提出。 [9-10]类型层次播报编辑图1.1 四种不同类型的平行宇宙美国麻省理工学院的宇宙学家马克斯·泰马克（Max Tegmark）热衷于研究平行宇宙，他说道：“对于我来说最有意思的问题不是平行宇宙是否存在，而是到底有多少种平行宇宙。”在2003年的《科学美国人》杂志里，有一篇由他所写的关于平行宇宙的专文，文中他将平行宇宙分成四类。根据泰马克的分类，越处于上位的宇宙，越容易扩张，越容易涵盖处于下位层次的宇宙。 [11]第一层：视界之外即其他哈勃体积，具有不同的初始条件如果空间是无限的，而且物质分布在大尺寸上是足够均匀的，那么即使最不可能发生的事情也必然发生在某处。特别地，应该存在无限多有人的行星，而且包括不是一个而是无限多和你一样的外表、姓名、记忆的人。无限多和我们可观测宇宙大小一样的区域确实存在，在那里任何可能的宇宙历史都会实际存在。这就是第一层平行宇宙。第一层平行宇宙的存在证据图1.2也许这些推断看上去都很疯狂，而且违反直觉，但这个空间无限大的宇宙学模型确实是市场上最简单也是最流行的。它是宇宙学和谐模型的一部分，与所有观测证据一致，而且被用作天文学会议大部分计算和模拟的基础。相反、分形宇宙、封闭宇宙、多连通宇宙倒是受到了很多观测的挑战。但是第一层平行宇宙的观点，曾经也是有过争议的（事实上，梵蒂冈教廷就曾把上述观点看作异端邪说，并以其为理由之一，于1600年在火刑柱上烧死了布鲁诺），所以让我们来回顾一下这两种假设（无限空间和“足够均匀”的分布）的地位。空间有多大。从观测来看，我们宇宙大小的下限已经戏剧性地增长了很多，并且没有停下来的迹象（图1.2）。我们都接受这样的事实，即我们暂时看不见，但经过移动或等待后可以看见的事物是存在的，例如地平线之下的船只。宇宙视界之外的物体也一样，随着更远的光花更多的时间到达我们这里，可观测宇宙的半径每年都扩大一光年。既然我们都在学校学过简单的欧几里得空间，所以很难想象空间不是无限的——谁能想象某处插着几块牌子，上书“空间到此结束，当心下面的沟”。但爱因斯坦的引力理论允许空间是有限的，只要是以不同欧几里得空间的方式相连，例如四维球或一个甜甜圈的拓扑结构，从而使朝一个方向的旅行最终可以把你带到相反方向。宇宙微波背景辐射可以用来细致检验这样的有限模型，但至今还没有给出任何支持——平坦的无限模型非常符合观测数据，而空间弯曲和多连通拓扑结构的模型都有很强的限制。而且，空间无限宇宙是暴胀宇宙理论的直接预言。下面所列出的暴胀理论的巨大成功进一步支持了空间就是像我们在学校里学的一样简单而无限。大尺度的物质分布有多均匀呢。在一个“岛宇宙”模型里，时间是无限的，但物质都集中在在一个有限区域，于是第一层平行宇宙几乎所有的成员都死气沉沉的，只有空空的空间。在历史上这样的模型曾经流行过，一开始认为这个岛就是地球和裸眼可见的天体，在20世纪早期认为银河星系的已知部分。另一个非均匀的选择就是分形宇宙，其中物质分布是自相似的，宇宙星系分布的所有结构都只是一个更大的自相似结构的一小部分。岛宇宙和分形宇宙的模型都是最近的观测推翻了。三维的星系分布图显示，观测到的特殊大尺度结构（星系群，星系团，超星系团）让位给大尺度上的单调均匀，自相似结构都不超过10^24米。更量化一下，设想在不同的随机位置上放置一个半径为R的球，测量里面每次包含多少质量，并计算每次测量值的变化，用标准偏差△M来表示。已知测量的相对波动△，在R～3×10^23米的尺度以下，偏差在1的量级，而在更大的尺度上，偏差变小。斯隆数字巡天计划（Sloan Digital Sky Survey）显示，在R～3×10^25米的尺度上△就只有1%了，而且宇宙微波背景辐射的测量也确认，均匀化的趋势一直延续到我们的可观测宇宙边缘（R～3×10^27米），这时△～10-5。不考虑认为宇宙的设计整个就是愚弄我们的怀疑论论调，观测结果明确表明：我们熟悉的空间必然延伸到可观测宇宙之外，那里也同样充满星系、恒星和行星。第一层平行宇宙是什么样的对世界的物理描述传统上分为两部分：初始条件，以及决定初始条件如何演化的物理定律。住在第一层平行宇宙的观察者和我们观察到完全相同的物理定律，但初始条件却和我们所在的哈勃体积中的不同。比较看好的理论认为，初始条件（早期的密度和不同类物质的运动）由暴胀时代的量子波动所产生。量子力学形成了实际上是随机的初始条件，产生了被数学家称为遍历随机场（ergodic random field）所描述的密度波动。遍历意味着，如果你假想一个许多宇宙的集合，每个宇宙都有着自己随机的初始条件，在一个给定提及范围内出现各种结果的概率分布，和你在同一个宇宙的不同体积取样得到的概率分布是一样的。也就是说，任何在原则上可以发生在这里的事情，在其他的某个地方实际上就会发生。暴胀实际上导致了所有概率不为零的可能的初始条件，最可能的是那些波动在10-5量级，均匀分布的初始条件。这些波动被引力聚集（gravitational clustering）过程加强放大，从而形成星系、恒星、行星以及其他结构。这意味着，不仅几乎所有可以想象的物质构成都发生在某个遥远的哈勃体积内，而且我们应该认识到，我们的哈勃体积是相当典型的——至少在那些包含观察者的哈勃体积中是典型的。一个粗略估计显示，距你最近的那个和你一模一样的人将远在10^(10^29)米之外。而在10^(10^91)米外才会有一个半径100光年的区域，它里面的一切与我们居住的空间完全相同，也就是说未来100年内我们的所有经历都会和我们的副本一致。而至少10^(10^115)米之外该区域才会增大到哈勃体积那么大。这就引起了一个有趣的哲学问题，它不久之后将会困扰我们：如果真的存在那么多和“你”有完全一样的经历和生活的副本，即使你掌握了整个宇宙态的完全知识，你也不能计算你自己的未来。原因是，你将不能决定哪一个副本才是“你”（他们都自认为是）。但他们的人生最终将是不同的，所以你最多只能预计你今后各种经历的概率。传统决定论的观点就此终结。怎样证明或证伪一个平行宇宙理论平行宇宙这一理论是不是属于形而上学而非物理。正如卡尔·波普尔（Karl Popper）所强调的，物理和形而上学的区别就在于，理论是否能被实践证明和证伪。一个理论包含不可观测的实体，本质上并不能说明它不可检验。例如，一个理论宣称666个平行宇宙，每个都缺少氧，从这个理论可以做出可检验预言，那就是我们在这里应该不能观测到氧，所以这个理论能被观测排除。一个更严肃的例子是，第一层平行宇宙的框架常常被用来排除现代天文学的理论，虽然很少有人明确地那么说。例如，关于宇宙微波背景辐射（CMB）观测显示，空间几乎没有弯曲。CMB图上温度高和温度低的点都有一个特征尺度，这一尺度取决于空间曲率，观测到的点都过大，不符合先前流行的“开放宇宙”模型。但是，平均的点的大小在每个哈勃体积上有些随机的差别，所以做到统计精确是很重要的。当宇宙学家说开放宇宙模型以99.9%的置信度被排除时，他们真正说的是，如果开放宇宙模型是正确的，那么显示出我们所观测到大小的CMB点的哈勃体积少于总数的千分之一——所以拥有无限多哈勃体积的模型就被排除了，即使我们只在自己的特殊哈勃体积中（当然）显示了CMB图。我们从这个例子上得到的经验是：平行宇宙这一理论可以被实践证明或证伪，但这要求理论给出平行宇宙集合的预言，并给出其概率分布（或更一般的，给出数学家所说的测量）。我们接下来将会看到，解答测量问题不容易，有些平行宇宙理论中，这一问题还没有得到解决。第二层：后暴胀泡沫即其他后暴胀泡沫，具有不同的有效物理定律、物理常数、时空维度、粒子种类。若觉得第一层平行宇宙太大，简直无法容忍。那么试着想象一下无穷多个完全不同的宇宙（每个在图1.1用一个泡沫表示），这些宇宙甚至有不同的维度和物理常数。这就是现在流行的混沌暴胀理论所预言的，我们称之为第二层平行宇宙。这些宇宙属于不同的范畴，离开得比无限远还要遥远，也就是说即使你以光速前进无穷长的时间也到不了那里。原因是，我们的第一层平行宇宙团和邻近的第一层平行宇宙团之间的空间仍在暴胀，空间延展和创造新体积的速度远大于你能穿过它的速度。不过，你可以到达任意远的第一层平行宇宙，只要你足够耐心，而且宇宙膨胀减速的话。第二层平行宇宙的存在的证据到20世纪70年代，大爆炸模型，已经被证明是一个成功解释了我们宇宙的大部分历史的理论。它揭示了原始火球怎样膨胀并冷却，在40万年后怎样变得透明，怎样发出宇宙微波背景辐射，并通过引力聚集过程形成密度起伏，产生了星系、恒星和行星。但仍然存在恼人的问题，最初到底发生了什么。是无中生有吗。所有那些超重粒子，例如粒子物理预言的磁单极子，早期时应该在哪里被创造（“磁单极子疑难”）。为什么空间是现在这么大，这么老，这么平坦，而一般的初始条件都预言在10-42秒量级之后，弯曲度会随时间增长，密度要么趋于0要么趋于无穷大（“平坦性疑难”）。是什么机制导致了没有因果联系的空间区域上CMB温度都是基本一致的（“视界疑难”）。又是什么机制产生了在10-5水平上的原始密度起伏，从而长出所有宇宙结构。暴胀过程一举解决了所有这些疑难，成为关于宇宙极早期的最流行理论。暴胀是空间的快速拉伸，它稀释了磁单极子和其他残余物，使空间就像一个膨胀气球的表面一样平坦均匀，并使量子真空波动演变成宏观大的密度波动从而形成星系。从一开始，暴胀就通过了附加的检验：CMB观测显示，空间是极端平坦的，并测出初始波动具有近乎随尺度不变的波谱，没有物质的引力波成分，所有这些都和暴胀所预言的完全一致。暴胀是很多基本粒子理论中的普遍现象。在流行的混沌暴胀模型中，暴胀在空间的某些区域停下来，使得我们所知的生命能够出现，同时量子波动导致其他区域暴胀得更快。本质上，一个暴胀中的泡沫产生出其他暴胀泡沫，这些暴胀泡沫再产生更多的泡沫，从而形成无限的连锁反应。暴胀停止的泡沫就是第二层平行宇宙的构成元素。每个泡沫在尺度上都是无限的，而因为永不停止的连锁反应，泡沫数量也是无限的。（虽然泡泡宇宙的产生能以 2^n 的形式增长，而n 趋势于无穷，这或许与整数集的取幂很像，但这依旧是可数无穷的。）在这种情况下，同样不存在时间的开端和绝对的大爆炸：过去、现在和将来都永远只是存在无数的暴胀泡沫和后暴胀区域，就像我们居住的地方一样，形成一个分形图样。第二层平行宇宙是什么样的大家普遍认为，人们观察到的物理，只是一个更加对称的理论的低能极限，这个理论只在极端高温下才起作用。基础理论也许是二维的，超对称的，包含自然界四种基本作用力的大统一。这种理论的一个共性是，驱动暴胀的场的势能有着几个不同的最小值（被称为“真空态”），相应于破缺对称的不同途径，也相应于得到的不同的低能物理。例如：可以把除三个空间维度之外的所有维度都卷起来（“压缩”），形成有效的三维空间，就像我们所处的空间一样。或者也可以把更少的维度卷起来，留下一个七维空间。驱动混沌暴胀的量子波动可以造成各个泡沫中不同的对称性破缺，导致第二层平行宇宙中不同的成员具有不同的维度。在粒子物理中观测到的很多对称性，也来自于对称性破缺的具体途径，所以，也许存在只含有两代而非三代夸克的第二层平行宇宙。除了维度和基本粒子这些离散的特性之外，我们的宇宙还被一组无维度的数——物理常量所刻画。其中包括电子/质子质量比≈1836，即宇宙学常数，它在普朗克单位中约是10-123。有模型显示，这样的连续参量在各个后暴胀泡沫中互不相同【注】。※注：虽然物理基本方程在所有第二层平行宇宙中都是一样的，但支配我们观察到的低能世界的近似有效方程却是不同的。例如，从一个三维空间移到（非压缩的）四维空间，会改变观察到的引力方程，从一个反平方定律变成一个反立方定律。同样，用不同方式破缺粒子物理中的基本对称性，会改变基本例子的排列以及描述它们的有效方程。但是，我们会等到第四层平行宇宙中再使用“不同的方程”和“不同的物理定律”，在那里不只是近似方程改变，基本方程也发生了改变。这样，第二层平行宇宙就可能比第一层平行宇宙更为多样化，不仅初始条件不同，而且维度、基本粒子和物理常数都不相同。在继续之前，先来评论一下几个密切相关的平行宇宙概念。首先，如果能存在一个第二层平行宇宙，并不断以分形的形式自我复制，那么将会出现无限多个完全分离的其他第二层平行宇宙。但是，这些宇宙变体是不可检验的，因为它既没有增加任何实质上不同的世界，也没有改变它们所含物质的概率分布。在每个第二层平行宇宙中，所有可能的初始条件和对称性破缺都已经实现了。托尔曼和惠勒教授层提出一个想法，（第一层）平行宇宙是周期性的，要经历一系列无限的大爆炸。这个想法已经被斯坦哈特和图尔克阐明了。如果确实存在，那么这些不同时期的集合也形成了一个多元宇宙，可以证明，它和第二层多元宇宙有着相似的多样性。斯莫林（Smolin）也提出过一个想法，一个和第二层多元宇宙的多样性相似的集合，但不是在暴胀中，而是通过黑洞、变异和产生的新的宇宙。这就预言了一个自然选择的形式，倾向于产生最多黑洞的宇宙。在膜世界的设定中，存在另一个和我们的世界非常类似的三维世界，只是在高纬上有一定差别。但是这样一个世界（“膜”），是否可以被称为和我们的世界不同的平行世界还不一定，因为我们也许能够用引力和它相互作用，就像我们跟暗物质那样。微调和选择效应图1.3物理学家不喜欢没有解释的巧合。确实，他们把这一点作为排除各种模型的证据（图1.3）。先前可以看到，开放宇宙模型如何以99.9%的置信率被排除，因为它暗示了观察到的CMB波动图样是极端罕见的，是千分之一的巧合，在所有哈勃体积中只有0.1%的可能发生。假想你住进一座旅馆，被分到一个房间，门牌号码是1967。你惊奇地发现，这数字正是你出生的年份。不过你随即反应过来，这完全不算什么巧合。整个旅馆有成百上千的房间，其中有一间门牌数和你生日相同很正常。然而你若看见的是另一个数字，便不会引发上面的思考。于是你认识到，即便对旅馆一无所知，也可以推断出还有很多房间，因为如果只有一个房间，那么你就遇到了一个没有解释的巧合。图1.4再举一个更贴切的例子，考虑太阳质量M。M影响太阳的发光度，通过基本的物理计算就可以得出，只有在M处于1.6×10^30～2.4×10^30千克这样一个狭窄范围内时，地球上我们所知的生命才可能存在——否则地球上的气温将比火星更冷，或者比金星更热。测量值正好是2.0×10^30千克。乍看之下，可居住的M值无疑是种令人困惑的巧合，由计算可知绝大多数恒星的质量分布于10^29～10^32千克的巨大范围内。然而有了旅馆的经验，我们便明白这种表面的巧合实为一个集合中的选择效应：如果存在许多太阳系，其中心恒星和行星轨道有一定分布，我们显然应该生活在适于居住的太阳系里。更普遍地来说，某些物理参量正好是可居住的观测值，这样的巧合可以被看作一个更大的集合的存在证据，而我们观察到的只是其中一个元素。虽然其他的旅馆房间和其他太阳系的存在，是毋庸置疑并被观测证实了的，但平行宇宙的存在还没有，因为它们不能被观测到。但是如果观察到物理常数的微调，那就可以通过和上面同样的逻辑来论证它们的存在（图1.4）。实际上，存在很多微调的例子，显示具有不同物理常数的平行宇宙确实存在，尽管微调的程度仍然在大家仍在激烈争论，并需要由进一步计算所澄清。例如，如果电磁力减弱4%，太阳就会瞬间爆炸（双质子能形成束缚态，使太阳的发光度增大1018倍）。如果电磁力再强一点，那么稳定原子会少很多。实际上，大部分（如果不是全部）影响低能物理的参量都在某个水平上被微调过，也就是说即使只改变少许，我们的宇宙也会变得太不相同。如果弱相互作用再弱一些，宇宙中就不会有氢，因为它会在大爆炸后迅速变成氦。无论它是变得更强还是更弱，超新星爆炸形成的中微子都不能喷出超新星，而且生命形成所需要的重元素，能否离开产生它们的恒星也值得怀疑。如果质子的质量增加0.2%，它们立即衰变成中子，没法束缚电子，原子也就无法稳定存在。如果质子-电子质量比更小一些，就不会存在稳定的恒星；如果它更大一些，像晶体和DNA分子这样的有序结构就不会出现。一旦有人提到人择这一“A打头的词”，关于微调的讨论就常常变得激烈起来。所谓的人择原理定义五花八门，解释各种各样，它所引发的混乱已经盖过了它所带来的启迪。但下面所说的MAP一般没有争论，即最小化人择原理（minimalistic anthropic principle）：MAP：用观测数据检验基础理论时，忽略选择效应会得出不正确的结论。从我们前面的例子来看，这是很显然的：如果我们忽略选择效应，围绕一个太阳这么重的恒星旋转是非常令人惊奇的，因为更轻更暗的恒星也大量存在。同样，MAP说明，混沌爆炸模型并没有由于我们正好生活在暴胀停止的极小的分形空间而被排除，因为暴胀的部分不适合我们居住。幸运的是，正如玻尔兹曼一百年前就指出的那样，选择定则并不能拯救所有的模型。如果宇宙处于经典的热平衡（热寂），热波动仍然能够使原子随机结合在一起，从而千载难逢地形成了拥有自我意识的一个你，所以你正好存在这一事实并不能排除热寂宇宙模型。但是，你在统计上应该看到，世界的其他部分都应该处于高熵的混乱状态中，而不是看到的有序的低熵状态，从而排除了这个模型。粒子物理的标准模型中有28个独立参量，而宇宙学中可能还有更多。如果我们真的住在第二层多元宇宙中的一个，那么对于那些在平行宇宙之间的数值不同的物理量，我们永远不能根据第一性原理预言出它们的观测值。将选择效应考虑在内，我们也只能计算出这些数值的概率分布。我们也会发现，这些可能有不同取值的物理量在我们宇宙中的观测值，应该普遍的和我们的存在一致。从下面的具体讨论中将会看到，如何定义“普遍”，具体地说也就是，如何用物理理论计算概率，变成了令人困窘的棘手问题。第三层：量子力学中的多世界解释即量子波函数的其他分支，没有增加任何实质的新东西前两层平行宇宙如此遥远，但这一层平行宇宙却可能就在我们身边。如果物理基本方程一直都是被数学家称为“幺正的”，那么宇宙就会像漫画上那样，不断分叉处平行宇宙：只要一个量子事件可以有随机结果，那么所有结果实际上都会发生，每一个形成一个分支。这就是第三层平行宇宙。虽然与第一层、第二层平行宇宙相比，第三层平行宇宙备受争议。我们仍会看到，这一层次并没有增加新型的宇宙。第三层平行宇宙存在的证据图1.5在20世纪早期，通过解释原子领域出现的新现象，量子力学理论革新了整个物理学。量子力学的应用包括化学、核反应、激光，以及半导体等。在量子理论取得瞩目成功的同时，它的理论解释却引发了激烈的争论。直到至今，争论仍在继续。在量子理论中，宇宙的状态，不再用所有粒子的位置和速度那样经典词汇来描述，而是用一种叫波函数的数学客体来描述。根据薛定谔方程，宇宙的态按照名为“幺正的”方式随时间确定地演化，这对应着希尔伯特空间（波函数所在的无穷维抽象空间）中的一个旋转。比较别扭的地方在于，对于经典上违反直觉的情形，例如你同时出现在两个地方，描述它们的波函数却完全是合理的。更糟的是薛定谔方程能让无辜的经典状态演变成令人崩溃的状态。一个怪异的例子就是，薛定谔描述的那个著名的理想实验，如果放射线原子发生衰败，那个一个令人不快的装置就会杀死一只猫。因为放射线原子最终进入衰败和不衰变的叠加态，一只既死又活的猫就产生了。在20世纪20年代，为了摆脱这一不可思议的现象，物理学家们假设，一旦做出观察，波函数立即“塌缩”成某种确定的经典结果，其概率由波函数给出。爱因斯坦对破坏了幺正性的这种自然内在随机性很不高兴，他坚持认为“上帝不掷骰子”。其他人也抱怨没有具体指导塌缩何时发生的方程。1957年，普林斯顿的学生休·埃弗雷特（Hugh Everett）在他的物理学博士论文里提出，这个有争议的塌缩假设完全是多余的。量子理论预言，一个经典实在会逐渐分裂成许多态的叠加（图1.5）。他指出，观察者主观上只会将这个分裂体验成一种随机性，随机概率恰好等于原理的预言。这种经典世界的叠加就是第三层多元宇宙。埃弗雷特的工作仍然留下了两个问题没有回答：首先，如果这个世界真包含了荒谬的宏观叠加，为什么我们没有感觉到。直到1970年才有人回答这个问题，迪特尔·泽（Dieter Zeh）指出，薛定谔方程自己引发了一种审查效应。这个效应叫“退相干”，在接下来的几十年中沃伊切赫·祖雷克（Wojciech Zurek）和泽等人对其进行了仔细研究。研究发现，相干的量子叠加只要不被世界中的其他部分知道，就会保持下去。和一个爱打听的质子或空气分子的一次碰撞，就足以让我们在图1.5中的人永远无法意识到，平行的故事线中还有自己的一个拷贝。埃弗雷特图像中第二个没有回答的问题更为微妙，但同样重要：什么物理机制选出近似经典的状态（例如一个物体一次只能在一个地方）。它在极端巨大的希尔伯特空间中是相当特殊。退相干同样回答了这个问题，它认为，经典状态就是最坚决抵制退相干的那些态。总的来说，退相干既确定了希尔伯特空间中的第三层平行宇宙，又给它们划清了界限。退相干已经无可争议，在各种情况下都被实验测量到。既然退相干实际上能起到波函数塌缩的效果，那么人们就失去了研究非幺正量子力学的动机，埃弗雷特的多世界诠释日益流行。要了解这些量子文献的详细内容，可以在泰格马克和惠勒的文章中找到流行观点，朱利尼等人的著作中有技术性的回顾。如果波函数的时间演化是幺正的，那么就存在第三层平行宇宙，物理学家都在竭力地检验这个关键假设。目前还没有发现对幺正行性的偏离。最近几十年，巧妙的实验证明了更大体系的幺正性，包括极重的碳60巴基球原子，以及千米尺度的光纤系统。在理论方面，一个反对幺正性的重要争论涉及黑洞蒸发时可能的信息丢失，这意味着量子引力效应是非幺正的，从而使波函数塌缩。但弦理论上的一个突破，叫做AdS/CFT对应的理论指出，量子引力也是幺正的，在数学上它和一个低纬的无引力量子场论是等价的。第三层平行宇宙是什么样的在讨论平行宇宙时，我们必须先区分考察物理理论的两种方法：从外面开始，研究数学基本方程的数学家所持的，也称为“鸟的视角”；生活在方程所描述世界里的观察者所持的内部观点，也称为“青蛙视角”。以鸟的视角来看，第三层平行宇宙非常简单：只用一个波函数就能描述，并且它随时间平滑而确定地演化，没有任何分裂或平行。由整个演化的波函数描述的抽象量子世界内部，包含了大量平行的经典故事线（图1.5），它们一刻都不停的分裂、合并，经典理论无法描述的许多量子现象也是如此。然而，以青蛙视角来看，每个观察者只能感知全部真相的一小块碎片：她只能看见自己所在的哈勃体积（第一层），退相干使她无法感知到自己的第一层平行副本。当她被问问题时，做出快速的决定并回答时，大脑内神经元水平上的量子效应分出多重结果。从鸟的视角看，她唯一的过去分叉出多重的未来。而从青蛙视角来看，她的每个副本都不知道其他人的存在，所以这个量子分叉在她看来不过是一次小小的随机事件。实际上，后来出现了拥有完全相同的记忆的无数个副本，直到她回答了问题。存在多少个不同的平行宇宙尽管听起来很奇怪，图1.5说明完全相同的情况也发生在第一层平行宇宙中，唯一的区别只在于她的副本在什么地方（要么住在以往旧的三维空间的其他地方，要么住在无限维的希尔伯特空间的其他的量子分支）。在这个意义上，第三层不比第一层奇怪多少。实际上，如果物理理论是幺正的，那么暴胀中的量子涨落，通过随机过程并没有产生唯一的初始条件，而是同时产生了所有可能的初始条件，形成量子叠加，之后退相干再使这些涨落在分立的量子分支中按照本来的经典方式演变。这些量子涨落的遍历本性意味着，一个给定的第三层哈勃体积（如图1.3所示在不同的量子分支之间）中结果的分布，和你通过取样一个量子分支中不同的哈勃体积（第一层）得到的分布是一致的。如果物理常数，空间维度等再第二层中都可以改变，那么它们在第三层的平行量子分支中也是各不相同的。原因在于，若物理是幺正的，自发的对称性破缺过程就不会产生唯一（虽然是随机的）结果，而是产生所有结果的叠加，并迅速退相干形成各个独立的第三层分支。简而言之，第三层平行宇宙如果存在，也没有在第一层和第二层上增加任何新东西——它不过是它们更难以区分的复制品罢了，同样的事情在各个量子分支中一遍遍重复。这种重复显然不符合奥卡姆（Occam）剃刀原理，不过要是为了摆脱第三层宇宙，硬假设一个还没看到的非幺正效应出来，奥卡姆也满意不到哪里去。关于埃弗雷特的平行宇宙一度激烈的争论，在发现了一种恰好差不多大，但争议较少的多重宇宙之后，突然销声匿迹了。这让人不禁回想起20世纪20年代中著名的夏普利一柯蒂斯（Shapley-Cur—tis）争论：到底是有大量的星系（在那时的标准来看就相当于平行宇宙）还是只有一个。考虑到现在的研究已经转移到其他星系团、超星系团，甚至哈勃体积，再来看这场争论，不过是茶杯中掀起的一场风暴罢了。事后来看，无论是夏普利一柯蒂斯争论还是埃弗雷特争论，这些争论的产生无疑都是离奇的，反映了我们对扩展视界的本能抗拒。图1.6一个普遍的反对意见就是，不断的分叉会使宇宙的数目随时间以指数方式增长。然而，宇宙数目N也很可能保持常数。这里“宇宙”数目N，是指在一个给定时刻，以青蛙视角来看（以鸟的视角来看当然只有一个）不可区分的宇宙数目，也就是，宏观上不同的哈勃体积。虽然明显存在大量的宇宙（诸如行星运动到随机的新位置，和某人结婚等），但可以肯定N是有限的——即使我们迂腐地在量子水平上区分出哈勃体积，过分谨慎的结果是，在108开温度以下也“只”有10^(10^115)个。从鸟的视角看到的波函数平滑幺正的演化，在一个观察者的青蛙视角看来，相当于不停播放这N个经典宇宙快照的幻灯片。现在你处于宇宙A——你正在读这句话的宇宙。现在你处于宇宙B——你正在阅读另一句话的宇宙里。不同的是，宇宙B存在一个与宇宙A一模一样的观测者，仅多了几秒钟额外的记忆。在图1.5中，我们的观察者先处于左边那张画板所描述的宇宙中，但现在平滑的接入两个不同的宇宙，就像刚才的B接上A，无论在两个中哪一个宇宙中，她都不会意识到另一个的存在。想象画出一系列分立的点，每点对应一个可能的宇宙，再用箭头标出以青蛙视角来看，这些点是怎样连在一起的。每个点可以只指向唯一一个点，或者指向好几个点。同样，好几个点也可以指向同一个点，因为可以有很多方法达到同一个结果。所以第Ⅲ层平行宇宙不仅包含分裂的分支，还同样包含合并的分支（图1.6）。遍历性意味着，第三层平行宇宙的量子态在空间平移下是不变的，和时间平移一样，是一个幺正操作。如果在时间平移下也是不变的（可以通过这样实现：构建一组无限多量子态的叠加，其中每个态是同一量子态的不同时间平移态，这样不同的时间发生的大爆炸就在不同的量子分支中），那么宇宙数目就会自动保持常数。所有可能的宇宙快照在每时每刻都存在，而时间的推移不过是观看者眼中的景象——这是在科幻小说《排列城》（Permutation City）中提出的想法，而后被多伊奇（Deutsch）、巴布尔（Barbour）等人发展了。两种世界观图1.7经典力学如何从量子力学中涌现出来，有关这个问题的争论仍在继续，退相干的发现表明，这远比让普朗克常数h趋于零更为复杂。而就像图1.7所揭示的那样，这还只是巨大疑团中的一个小问题。确实，关于量子力学解释的无止境争论——甚至更广泛的关于平行宇宙的课题——在某种意义上都只是冰山一角。正如在科幻讽刺电影《银河系漫游指南》（Hitchhiker's Guideto the Galaxy）中说的那样，已经发现答案就是“42”，而困难在于找出真正的问题。关于平行宇宙的问题，就像关于实在的疑问一样深刻，但除此之外，还有一个更深刻的问题：就是关于物理实在和数学的地位问题。这个问题存在两种都有道理但截然相反的观点，这一分歧的形成甚至可以追溯到柏拉图和亚里士多德时代，问题是：谁才是正确的呢。亚里士多德模型：主观感觉上的青蛙视角是真实的物理，而鸟的视角和它所有的数学语言都不过是一种有用的近似。柏拉图模型：鸟的视角（数学结构）才是真正的“真实”，而青蛙视角和我们用来描述它的所有人类语言，都只是对我们主观感觉的有效近似。哪个更为基本——青蛙视角还是鸟的视角，人类语言还是数学语言。你的回答将决定你怎样看待平行宇宙。如果你倾向于柏拉图模型，你会觉得平行宇宙是很自然的，我们感觉第三层平行宇宙是“不可思议的”，只是反映了青蛙和鸟的视角的极端不同。我们破坏了对称，把后者当作不可思议的，只是因为我们从小就被灌输了亚里士多德模型，那时我们还远没有接触数学——柏拉图观点是后天培养出来的品位。在第二种（柏拉图）模型下，任何物理学最终都归结为一个数学问题，一个拥有无穷智慧的数学家，给他宇宙的基本方程，原则上他就能计算出青蛙视角，也就是，宇宙中会包含怎样的有自我意识的观察者，他们可以感知到什么，他们会发明何种语言来向同类描述他们的感知。换句话说，在图1.7中，树的顶部是“大统一理论”（ToE），其公理都是纯数学的，而英语中的假设，是指可以被推导出来，从而是多余的解释。而另一方面，在亚里士多德模型中绝不会有TOE的存在，我们终究只是用一些语言表述来解释另一些语言表述——这被称为无限回归问题。第四层：终极集合即其他数学结构，具有不同的基本物理方程假设你认同了柏拉图模型，相信在图1.7的顶部确实存在一个TOE——只是我们还没找到正确的方程。那么就会遇到这样一个令人困窘的问题，也是惠勒教授所强调的：为什么是这些特殊的方程，而不是别的。就让我们来探索数学的民主思想，由此得到其他方程所支配的宇宙也同样真是。这就是第四层平行宇宙。不过，我们先要消化另外两个想法：数学结构的概念，以及物理世界也是一个数学结构的观点。数学结构是什么图1.8很多人认为，数学就是我们在学校里学的一堆用来操纵数字的小技巧。但大多数数学家对他们所研究的领域持有不同观点。他们研究更抽象的物体，例如函数、集合、空间和算符，并试图证明它们之间某种关系的定理。事实上，现代数学的文章如此抽象，以至于你在里面能找到的唯一的数字就是页码。一个十二面体能和复数集合有什么相同之处。尽管数学结构明显过剩，但它们在20世纪显现出惊人的基本统一性：所有数学结构都只是同一个东西——所谓形式系统（for—mal system）的特殊情况。形式系统包括一些抽象的符号，以及操纵它们的规则，具体规定新的符号（称为定理）应该怎样用已有的符号（称为公理）推导出来。这一历史性的进步，是解构主义的一种表现形式，因为它去掉了传统上赋予数学结构的所有意义和解释，只留下它们最根本的抽象关系。结果，现在计算机能够不借助任何关于空间是什么的物理直觉，直接证明几何定理。图1.8显示了某些最根本的数学结构和它们之间的关系。虽然这棵学科树的延伸是不确定的，但它仍然说明数学结构一点都不模糊。它们就在“那里”，从某个意义上来说数学家发现了它们，而不是创造了它们，沉思的外星文明也会发现同样的结构（不管是由人、计算机，还是外星文明来证明，这个定理都同样成立）。第四层平行宇宙存在的证据我们以猜测程度越来越高的顺序描述了四层平行宇宙，那么为什么要相信第四层的存在呢。逻辑上，这主要依赖两个独立的假设：假设1：物理世界（特别是第四层平行宇宙）是一个数学结构。假设2：数学民主性：所有数学结构在同一个意义上都在“那里”。在一篇著名的评论中，魏格纳（1967）写道“数学对自然科学的帮助大得神乎其神”，而“这并没有理性的解释”。这个论点可以被看作是对假设1的支持：数学在描述物理世界上的便利，正是后者本身就是数学结构的自然结果，而我们正逐渐认识到这一点。我们现有物理理论中的许多近似理论很成功，原因在于，简单的数学结构能够较好地近似描述SAS怎样感知更复杂的数学结构。换句话说，我们成功的理论并不是模拟物理的数学，而是模拟数学的数学。魏格纳的评论并不是建立在侥幸的巧合基础上，在他提出这个观点的数十年后，自然中更多的数学规则被发现，包括粒子物理的标准模型。支持假设1的第二个论据就是，抽象数学是如此的一般，以至于任何可用纯形式术语（不依赖模糊的人类语言）定义的TOE也必定是数学结构，例如，一个包含一组不同类型的实体（比如，用词语表示）以及它们之间的关系（用附加词语表示）的TOE，就是一个集合理论模型，而且我们可以一般地找到它所在的规范体系。这个论据同样使假设2更令人信服，因为它意味着，任何可能想到的平行宇宙理论都可以在第四层被描述。第四层平行宇宙，被泰格马克（1997）称为“终极集合”，因为它包含了所有的集合，从而终结了平行宇宙的层次，不可能再有第五层。考虑一个数学结构的集合也没有增加新内容，因为它只不过是另一个数学结构。考虑另一个经常被讨论的观点，即，宇宙是一个计算机模拟吗。这个想法常在科幻小说中出现，并且实质上也被相信阐述过。数字计算机的信息内容是一串比特，比如“1001011100111001…”，虽然很长但仍有限，等价于一个很大但有限的整数n用二进制写出来。计算机的信息处理就是将一个记忆态变成另一个的确规则（反复应用），所以在数学上就是一个函数f，反复地将一个整数映射到另一个上去：n∣→f（n）∣→f（f（n））∣→…换句话说，即使是最复杂的计算机模拟，也只是一个数学结构的特殊情况，包含在第四层多元宇宙里（顺带一提，迭代连续函数，而不是整数函数，能形成分形）。假设2的另一个吸引人的特性在于，目前，只有它唯一回答了惠勒教授的问题：为什么是这些特殊的方程，而不是别的。让宇宙随着所有可能方程的曲调而起舞，一劳永逸地解决了微调问题，即使是在基本方程层次：虽然很大数学结构都是死的，而且不包含SAS们，不能形成SAS们需要的复杂性、稳定性和可预测性，但我们当然以100%的概率住在能支持生命的数学结构中。由于这个选择效应，对问题“到底是什么把活力注入方程，使宇宙能被其描述”的答案，就是“你，SAS。”第四层平行宇宙是什么样的我们应用、检验和排除理论的方法，就是用我们过去的经验来计算未来事件的概率分布，并把这些预言和观测结果相比较。在多元宇宙论中，一般而言，不只有一个SAS和你经历了过去同样的生活，所以不能确定哪一个才是你。因此，为了做出预言，你必须计算他们中多大比例的人能够预见未来，这就导致了下面几个预言：预言1：描述我们世界的数学结构是与我们的观测一致的数学结构中最普遍的一种。预言2：我们未来的观测是与过去的观测一致的最普遍的观测。预言3：我们过去的观测是与我们的存在一致的最普遍的观测。数学结构有一个令人惊异的特性，那就是对称性和不变性是普遍的，而正是它们造就了宇宙的简单和有序。它们更像是常规而不是例外，数学结构倾向于自动具有这些性质，而为了除去它们，必须增加复杂的公理等。换句话说，正因为这一点和选择效应，第四层平行宇宙中的生命不再是一团混乱。 [12]研究现状播报编辑存在证据宇宙学家认为平行宇宙有可能被探测到，当人们所在的宇宙与另一个平行宇宙之间发生碰撞时，会在宇宙微波背景辐射中留下痕迹。一旦轨道望远镜发现背景辐射中的可疑痕迹，暗示这可能是来自另一个平行宇宙。英国天文学家称找到了支持平行宇宙论的证据。通过对宇宙微波背景辐射图的研究，他们发现了四个由“宇宙摩擦”形成的圆形图案，这表明我们的宇宙可能至少4次进入过其他宇宙。CMB分布图(2张)2007年8月，科学家在研究宇宙微波背景辐射（CMB）信号时发现了一个巨大的冷斑（cold spot），其中完全是“空”的，没有任何的正常物质或者暗物质，也没有辐射信号，为什么宇宙中会存在如此怪异的时空。为了寻找这个答案，科学家认为这是另一个宇宙的证据，冷斑现象可能使得宇宙学家推出一种结论，暗示人们所处的宇宙之外还存在平行宇宙。科学家通过普朗克望远镜观测到的辐射数据发现我们的宇宙可能是10亿个宇宙中的一个，第一次有证据显示平行宇宙是存在的。普朗克望远镜绘制的地图显示了微波背景辐射的分布情况，科学家认为大爆炸后期残留的辐射均匀分布于宇宙空间中，尤其是在南天。北卡罗莱纳州大学教堂山分校理论物理学家劳拉·梅尔西尼-霍顿博士与来自卡内基·梅隆大学教授理查德·霍尔曼在2005年就预言了异常辐射的存在，并认为由于平行宇宙的存在导致了辐射分布异常。梅尔西尼-霍顿博士认为普朗克探测器的数据支持了平行宇宙存在的假设，这意味着在人们所处的宇宙之外还存在无限多的宇宙，正是由于其他宇宙的拖拽效应使得南天出现分布不均的辐射。根据普朗克探测器的数据，梅尔西尼霍顿博士认为自己的假设已经被证明，在人们所处的宇宙之外还存在更多的平行宇宙，由于这些宇宙的存在，导致了背景辐射的异常，这一切都体现在宇宙学理论无法解释的冷斑时空中。隶属于欧空局的普朗克空间望远镜具有非常高的观测精度，其绘制的精确CMB图像为科学家打开了一扇通往另一个时空的大门。据《星期日泰晤士报》称，剑桥大学理论物理学教授马尔科姆·佩瑞认为，该发现有极高的可能来佐证“多重宇宙”的存在。他的同事天体物理学教授乔治·埃弗斯塔西欧对此也表示支持：“多重宇宙的论调现在听起来仍然让有些人感到怪异，这情况就像当年大爆炸理论的提出一样。不过，现今我们已经掌握了有力的证据，这必将彻底改变人们对于宇宙的认知。” [13-17]理论进展2014年10月31日，物理学家称，“平行宇宙”的确存在，给不同版本的“我们”提供生存空间。不仅如此，平行宇宙之间还会相互影响，所以才会出现微观层面种种奇怪的物理学现象。澳大利亚格里菲斯大学和美国加州大学学者联合提出上述理论。他们认为，平行宇宙不仅存在，而且相互影响，并非各自独立地发展变化；而相互作用，恰好能够解释微观物理研究发现的粒子奇怪的反应。格里菲斯大学物理学教授霍华德·威斯曼说：“大概在1957年左右，量子物理学界出现了平行宇宙的想法。照此推断，量子测量每进行一次，一个宇宙就会产生出新的分支宇宙。所以就产生了无数的可能性——在有的宇宙里，陨石没有砸中地球，恐龙们幸存下来。再换一个宇宙，澳大利亚就成了葡萄牙人的殖民地了。威斯曼和同事们认为，人们所处的宇宙不过是浩如烟海的众多的宇宙中的沧海一粟。这些宇宙同时存在，有的和人们所在的宇宙相似，有的则大不相同。威斯曼还表示，比较“靠近”的宇宙会相互排斥，增加相互之间的差异。 [18]2015年，西班牙《趣味》月刊1月号报道，该领域最权威的两大专家、物理学家安德烈·林德和阿兰·古思认为，即便存在其他的宇宙，也是在离我们非常遥远的空间，我们永远不会与其发生接触；他们的同行保罗·J·斯坦哈特和尼尔·图罗克择坚持认为平行宇宙存在于不同的时间点；而马克斯·特格马克和已故科学家丹尼斯·夏默则认为其他的宇宙与我们所在的时空是彻底远离的。 [19]研究前景播报编辑科学家将会有多种方法检验这些平行宇宙的理论，甚至可能排除其中的一些。在今后几十年，随着宇宙测量技术的巨大进步，通过诸如宇宙微波背景辐射探测、大尺度物质分布测量等，科学家会进一步限定空间的弯曲和拓扑结构，从而检验第一层平行宇宙理论。而更精确的暴胀测量，可以用来检验第二层平行宇宙的理论。天体物理学和高能物理学的共同进步，也会确定物理常量的微调程度，从而削弱或加强第二层的存在可能。如果全球制造量子计算机的努力能够成功。那么它将会为第三层宇宙的存在提供进一步的证据，因为它在本质上要利用第三层平行宇宙的平行性来做平行计算。相反，纠正不守恒的实验证据则会排除第三层。最后，现代物理的重大挑战，统一广义相对论和量子场论的成功或失败，会给第四层宇宙的研究带来更多启示。科学家可能最终找到一个和人们的宇宙相匹配的数学结构，也可能突然碰到不可思议的数学有效性极限，从而不得不放弃第四层。 [12]理论争议播报编辑针对平行宇宙的主要争论在于，它们很浪费并且很离奇，来依次考虑这两点。首先，平行宇宙理论很容易被奥卡姆剃刀原理所攻击，因为它们假设了其他宇宙存在，而人们却永远观测不到。为何自然在本体上如此浪费，并沉溺于这些多到无穷无尽的不同世界，但这一点也可以反过来支持平行宇宙。当人们觉得自然过于浪费时，人们到底是在困惑关于它浪费的哪一点，显然不是“空间”，因为标准的平坦宇宙模型中无限的体积并没有引起这样的反对。也不是“物质”或“原子”——理由相同，一旦已经浪费了无限的东西，谁在乎再浪费多点呢。所以，这种令人困惑的“浪费”倒不如说是一种简化，它减少了说明所有这些不可见世界所需的信息量。然而，正如泰马克详细讨论过的那样，整个集合往往要比集合中的单个元素简单得多。例如，一个普通整数n的算法信息内容在量级上，这就是将它用二进制写出来所需要的比特数。然而，所有整数的集合，1、2、3、…，只需要寥寥几行计算机程序就能生成，所以整个集合的算法复杂度要远小于其中某个整数。同样，爱因斯坦引力场方程的全部理想流体解的集合，算法复杂度要远低于其中某个特解，因为前者只需要很少几个方程就能描述，而后者要求在某个超曲面指定大量的初始数据。不严格地说，当人们把注意力局限在一个集合中的某个特定元素上时，表观信息的内容增加了，却失去了将所有元素考虑进来时整个系统内在的对称性和简单些。在这个意义上，更高层的平行宇宙具有更低的算法复杂度。从通常宇宙升到第一层平行宇宙，就不再需要指定初始条件，升到第二层，就不需要指定物理常数，到了包含所有数学结构的第四层平行宇宙，本质上就不存在算法复杂度了。只有从青蛙视角，从观测者的主观感觉来看，才有那些信息富余和复杂性。可以证明，平行宇宙论要比只取一个集合元素作为物理存在的单个宇宙理论经济得多。第二个普遍的抱怨是，平行宇宙太离奇了。但这个反对多半来自审美上，而非科学上的考虑，然而正如上面提到的，这个意见只有在亚里士多德的世界观中才有意义。在柏拉图模型中，如果鸟的视角和青蛙视角足够不同，很可能看到的是，观察者会抱怨正确的TOE如此离奇，而每个迹象都说明这正是人们所处的情形。人们所感到的离奇也没有什么好大惊小怪的，因为进化只赋予了人们对日常物理的直觉，能够使人们远古的祖先生存下来。但由于有了智慧和创造，人们已经比只有一般内部观点的青蛙视角稍微多窥见了一些东西，可以确信的是，人们在超出人类原始认知的任何地方到遭遇了奇异现象：高速（钟慢效应）、小尺度（量子粒子能同时存在于好几个地方）、大尺度（黑洞）、低温（能向上流的液氦）、高温（碰撞粒子能改变身份），等等。所以，物理学家大体上已经接受了，鸟的视角和青蛙视角是很不相同的。量子场论的一个现代流行观点是，标准模型也仅仅只是一个有效的理论，是另一个还没发现的理论的低能极限，而后者与舒服的经典概念相去甚远（例如，包含十维的弦）。许多实验学家已经对这么多“离奇”（但重复性很好）的结果感到麻木了，他们简单地接受了“这个世界就是一个比人们原想的世界更离奇”这样的观点，然后埋头继续计算。 [12]新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

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_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心收藏查看我的收藏0有用+10多宇宙论播报讨论上传视频天文学术语本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。宇宙论的一种假说。狭义指可居住世界的多元性的理论。既认为宇宙中有许多类似地球的世界存在，在那里也存在着智慧生物。在这种意义上，又被称之为“多世界说”（plurality of worlds）。广义指宇宙形态的多样性的理论。即认为在观测所及的总星系或“我们的宇宙”之外，还有无数个具有种种特性的独立的宇宙的理论。中文名多宇宙理论（平行宇宙理论）外文名plurality of worlds概念与现世无限接近成平行状态的宇宙分类广义和狭义宇宙论学科天文学意义丰富了哲学的宇宙概念目录1简介2狭义宇宙论3广义宇宙论4多宇宙论哲学意义简介播报编辑“多宇宙论”(many- cosmos theories)是自然哲学中最大胆、最震撼心灵的理论之一。这一理论通常有广狭两种理解。狭义的“多宇宙论”指可居住世界的多元性，即认为宇宙中有许多类似地球的世界存在，在那里也会有智慧生物栖居。狭义的“多宇宙论”又被称为“多世界论”(plurality of worlds)。广义的“多宇宙论”是指宇宙形态的多样性，即认为在观测所及的总星系或“我们的宇宙”以外，还有无数个具有种种特性的独立的宇宙。狭义的“多宇宙论”是由古希腊原子论者最初表述，而后又在各个历史时期由许多哲人反复提出、阐发并加以论证的自然哲学思想;广义的“多宇宙论”则是现代自然科学理论所蕴含的深刻的科学思想。实际上，广义的“多宇宙论”也确认在“我们的宇宙”之外的其他天体上存在着智慧生物，亦即包含了狭义的“多宇宙论”思想。因此，可以把“多世界论”视为“多宇宙论”的特殊形态，而将“多宇宙论”看作是“多世界论”的延伸、推广和发展 [1]。狭义宇宙论播报编辑狭义指可居住世界的多元性的理论。既认为宇宙中有许多类似地球的世界存在，在那里也存在着智慧生物。在这种意义上，又被称之为“多世界说”（plurality of worlds）。广义宇宙论播报编辑广义指宇宙形态的多样性的理论。即认为在观测所及的总星系或“我们的宇宙”之外，还有无数个具有种种特性的独立的宇宙的理论。多宇宙论为人们描绘了一幅包括“我们的宇宙”在内诸多宇宙的科学图景，不仅涉及一与多、部分与整体、有限与无限、可能与现实等哲学范畴，而且还提出了人类能否认识“我们的宇宙”之外的其他宇宙，以及人类在宇宙中处于怎样的地位等哲学问题。天外有天，或许可以换成宇宙外有宇宙了。最近科学家提出一个理论竟然不止一个宇宙，而且，似乎他们还完全一样。在宇宙之外可能有一个星系与银河系具有非常显著的相似之处，还有一颗也与我们的太阳非常相似的恒星，在这颗恒星周围存在着八大行星，其中第三颗行星与我们的地球非常相似，这颗行星上同样也存在着高等直立智慧生物，其中有一个生物和您非常相似，过着同样的生活，更重要的是，此时此刻，他与您一样，也正在阅读这篇文章正文第一段的最后一行。事实上，根据平行宇宙理论，在某个宇宙中，就存在着无数个星系，几乎和我们的宇宙完全一模一样，看上去就像是我们自己一样，在那个宇宙中，也存在着你和你的亲人，还有同样的生活方式，但是有一点必须说明：虽然在两个宇宙中你们是非常非常的相似，几乎相似到划上等号，这种相似度有且只能用来描述过去发生的事件，也就是说，直到这一刻，你们可以说是绝对相同的。这些平行世界的存在，那不是无聊的炒作。比如泡沫宇宙理论、量子力学的多世界解释以及埃弗雷特多世界理论（Everett MWI），量子力学的多世界解释则认为宇宙是不断分叉的。所有的这些理论推演都需要基于一些基本的解释。当我们的宇宙诞生于137亿年前的时候，开始不断地加速膨胀，在宇宙中第一缕光线发出之后，就在宇宙空间中传播开来，而宇宙最深处的光线还未到达到地球上，目前我们探测到最深的宇宙空间仅仅是在130亿光年左右，也就是在宇宙诞生后的7亿年左右，而在这7亿年内发生的事件，还没有直接的观测数据。由于这些来自宇宙遥远空间的光线还未到达地球上，使之超出了我们的对宇宙观测的视野。霍金然而，我们对宇宙的了解的程度而言，来自宇宙大爆炸遗留下来的辐射证实，宇宙曾经历过一个转瞬即逝的超高速扩张阶段，科学家将这个阶段称为“暴涨宇宙”模型。简单的说就是宇宙在极其短的时刻，将其体积瞬间扩大，就像吹气球一样。而如果膨胀的速率稍微改变一点儿，那我们的宇宙就不会是现在这样了。因此，我们的现在观测到的宇宙空间，更贴切的说法是类似一个泡沫，在宇宙之外还存在的无数个泡沫，也就是说，存在无数个宇宙。所有的宇宙有着同样的或者说类似的机制进行各种限制，每个宇宙都经历了一次大爆炸，他们都是在大爆炸中诞生，并且存在着相同的物理定律。但是，并不是说所有的宇宙都能“存活”下来，只要将大爆炸的“参数”进行细微的调整，各种宇宙就会出现不同的情况了。比如，将我们这个宇宙的膨胀速率调低，这个初始条件下的宇宙就不可能演化至今，通俗地说，如果没有一个精确的膨胀速率，这个宇宙不是无限制的膨胀下去，就是早就坍缩没有了，所以，重点是“恰到好处”，只要稍微有一点儿的偏差，轻则不会演化出星系和恒星，重则无法存在下去。尽管如此，要找到与我们非常相似的宇宙应该说是几乎不可能的，只能说在概率学上，它是存在的，我们对这个“似曾相识”的宇宙的观测，仅仅体现于概率数字上。而通过量子力学，我们会发现宇宙其实很神奇，这个理论会告诉我们一个完全不同且超越想象的故事。首先，将宇宙空间放大，我们会发现宇宙看上去像是由颗粒组成的，整个宇宙空间类似西洋象棋盘。在瞬间发生的大爆炸后，产生了无数个宇宙，就像同时出现了无数个泡沫，但是只有在少数地方，初始条件是精确的，这个精确性体现在这些宇宙能演化出星系等物质。在这些无数个泡沫宇宙中，每个泡沫初始条件都是不同的，都存在着细微的差别，以此类推，最终我们会发现有一个泡沫和我们非常相似，这种概率性的事件就有点儿像：给一只猴子26个英文字母还有无限的时间，它总有一天能拼出一本莎士比亚全集。同理，既然存在着无数个宇宙，那我们的历史同样也有无数种不同的版本，也就是说、：在某个泡沫宇宙中，某个我们这个世界熟知的历史事件并不存在，他们那个世界绝大部分却与我们相似，但就是唯独缺少了那个在我们世界中人人皆知的历史事件。从这一点出发，不仅存在着无数版本的过去，也存在着无数版本的将来。而如何才能遇到这个存在于概率数字上的泡沫宇宙呢？麻省理工学院的宇宙学家马克斯计算出了一种非常直观方法：可以从地球出发，往宇宙的任一方向走足够远，最终会遇到一个这么样宇宙，这个宇宙中的任何细节都是你所熟知的，而且还会遇到一个和你一模一样的“你”。但是，这个距离非常遥远，计算结果得出：这个距离是10的1028次方米。虽然我们得到了一个距离，可以通过这个途径去寻找“似曾相识”的宇宙。但是，有一个不好的消息，即使你有足够的勇气和耐心，也将无法看到另一个宇宙中的“你”。因为当你踏上这个旅程的时刻，还会有更多的宇宙出现，你踏出每一个步，都将伴随着下一刻泡沫宇宙的出现，而这些宇宙早已扩展到离你最近的宇宙，也就是说，这个时间长度足以等灭一个宇宙中的所有恒星。值得注意的是，只有这样才能规避这个古怪的结论，而如果我们目前的量子理论以及标准宇宙模型是错误的，那你将遇到另一个宇宙中的“你”。据位于美国马萨诸塞州梅德福塔夫茨大学的宇宙学家亚历山大介绍：“对于这个“无数”的问题，我一直研究了超过25年，虽然对于无数版本的历史、无数版本的将来、还有无数个你和我存在于无数个泡沫宇宙中这个命题，未曾感到高兴，根据目前的研究进展，我认为很可能是真实存在的。”需要重申的是，关于对多宇宙、平行世界理论探讨是非常具有争议性的，也是宇宙学中最基本的矛盾之一。同时，还有其他的关于“多宇宙”的理论，比如，弦理论。弦理论认为宇宙中的基本粒子都是由线形线条的弦构成，当弦处于不同的振动态时，就是表征出不同的粒子，具有不同的振动能量时，就对应着不同粒子的能量，这样我们的宇宙中，由于弦的具有不同的振动和能量，就有了电子、夸克等粒子形态。事实上，宇宙各种常数的精确性可能告诉我们在其他宇宙中存在着不同的物理定律，而按照量子力学对多世界理论的解释，所有的历史事件都是可能存在无数不同的版本，包括你在内，都将在某个宇宙中以一种不同的方式存在，就像在某个宇宙中，你可能是温网冠军。对于多世界理论的不同解释，也是一部分宇宙学家的观点。多宇宙论哲学意义播报编辑“多宇宙论”为人们描绘了一幅包括“我们的宇宙”在内的诸多宇宙的科学图景，不仅涉及一与多、部分与整体、有限与无限、可能与现实等哲学范畴，丰富了哲学的宇宙概念，而且还激发了人能否认识“我们的宇宙”之外的其他宇宙，以及人类在宇宙中处于怎样的地位等问题的哲思 [1]。“多宇宙论”与“宇宙惟一原理”互补从一般意义上来说，宇宙是标志物质世界的哲学范畴。这一规定是对各种具体地、感性地存在着的宇宙形态的共同本质的抽象和概括，把它作为宇宙概念的规定，它就是宇宙的抽象概念。但是哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;宇宙作为物质世界，它是不能离开各种具体的宇宙形态而独立存在着的，它是所有宇宙形态的总和并存在于各种宇宙形态之中。宇宙这一概念，它既是抽象的，又是具体的，是个别与一般、一与多的对立与统一。然而，不少人在理解宇宙概念时，往往只是停留在它的抽象概念上。有些宇宙学家认为，我们的宇宙是惟一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸，而是整个宇宙自身的爆炸。宇宙是包括“全部万事万物”的自然体系，是包罗万象的最终整体。由于这种观点承认一个无所不包的宇宙，即在解决“一与多”这个古老的哲学难题中只是主张“一”，因此人们把这种观点称作“宇宙惟一原理”。这种对宇宙的理解显然是不充分的。因为:第一，我们的宇宙不是惟一的宇宙而是某种更大的物质体系的一部分，大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸，而是更大物质体系的一部分的爆炸。第二，无所不包的宇宙，只能由许许多多具体的有限宇宙构成;离开了有限的宇宙形态，是无法构成无所不包的宇宙的。此外，抽象的无所不包的宇宙概念，对于存在着的多种多样的宇宙形态的具体特性，也不能做出任何回答，并且这种对宇宙的看法也是与作为自然科学的宇宙学相排斥的，人们不禁要问:倘若一提“宇宙”就必然是惟一的无所不包的宇宙，那么以可观测的宇宙为研究对象的宇宙学又有什么存在的价值呢?在这个方面，“多宇宙论”可以被看作是对“宇宙惟一原理”的一种必要的补充。因为“多宇宙论”确认宇宙形态的多样性，认为除了我们生活在其中的宇宙(总星系)之外，还存在着无限多的宇宙，它们都是物理系统，具有各种各样的属性，有的像“我们的宇宙”，有的根本不像“我们的宇宙”。“多宇宙论”向我们提供了无限宇宙的许多具体而生动的内容，极大地丰富了哲学的宇宙概念。它与“宇宙惟一原理”互相补充，共同构成了对宇宙概念的全面理解。“多宇宙论”确认在总星系之上还有更广大的物质层次20世纪以来，由于新的实验技术与巨大而精密的观测工具的运用，人的“视野”在微观方面已经从大于10- 8厘米的原子集团深入到小于10- 13厘米的基本粒子层次，在宇观方面已经从直径10万光年的银河系扩展到200亿光年的总星系。宇宙的科学图景被认为是由许多星系团的构成物———超星系(数千万光年至上亿光年)的总和，而总星系是用现代观察手段可以达到的最高层次的物质系统。人类对宇宙的认识从地球扩大到太阳系，从太阳系扩大到银河系，再从银河系扩大到总星系，这种扩大是没有止境的。总星系之外的各种区域现在观测不到，决不意味着它们不存在。这是由于观测手段和方法的不完善或者是由于这些区域处在观察视界之外，而从它们那里发出的光信号不能达到我们这颗星球上。“多宇宙论”突破了“我们的宇宙”———总星系的范畴，确认在总星系之外还存在着其他具有众多属性的独立的总星系，亦即表明了在我们这个总星系之上还有更广大的物质层次。值得一提的是，已有学者把与我们的总星系同类的天体系统叫作“超世界”，而把由许多物理上不同的天文“超世界”的总和(包括“我们的宇宙”在内)取名为“超宇宙”，并由此提出了宇宙学的知识系统能否在逻辑上重建这些假定的“超世界”共同的规律即所谓“超宇宙”的统一问题。事实上，只要承认相对论宇宙学并非是网罗一切的普遍框架，就应当估计到随着科学实践跨入更深的物质层次和更广大的时空范围，还会有新的理论取代它。宇宙学研究对象的不断扩大，反映了人类思维对有限认识的超越，而认识的这种超越，是现实的宇宙无限性的反映。无限是对有限的超越，对自然界物质层次无限性的肯定是通过否定它的对立面———宇宙有限论来实现的。“多宇宙论”确认在宇宙的其他天体上存在智慧生物20世纪60年代以来，随着一架架巨型射电望远镜的转动，宇宙飞船的频频发射和各种空间技术的发展，人类开展了寻觅宇宙知音的活动。其思想出发点，便是科学家对于可居住世界多元性的信念。他们相信，只要有适当条件，在宇宙中的某个地方必然会孵育出生命并逐渐发展到高级阶段，直至产生文明社会。美国天文学家德雷克基于对地球上产生生命的条件的考察以及人类所具有的智慧与技术的特征的分析，提出了如下的一个公式即著名的“德雷克公式”，用以计算银河系内有多少个具有同我们通讯的技术和文明:N= nP1·P2·P3·P4·L式中， n是银河系中恒星的总数， P1是恒星具有行星系的概率， P2是行星上产生生命的概率， P3是行星上产生的生命在演化过程中变成智慧生命的概率， P4是智慧生命具有通讯技术和通讯动机的概率， L是尝试通讯文明的平均估计寿命。德雷克运用上述公式还估算出银河系中可能有104个具有通讯文明的行星，而哲学家拉兹洛则估计银河系中可能存在100亿个生物圈。1960年，美国实施的“奥兹玛工程”探测鲸鱼座τ和波江座ε两个靠近的恒星和其他600颗太阳型恒星，似有几个出现无法解释的异常信号。1974年，设置在波多黎各的阿雷西博305米口径射电望远镜对M13球状星团的几十万颗恒星定向发射了三分钟的电报，传送了1679个信号，向“外星人”呼唤。1977年，美国发射的“先驱者10号”和“先驱者11号”宇宙飞船上放置了一块金属饰板，它描绘了我们地球的情况，包括地球在银河系中的位置以及人类的模样。之后，又发射“旅行者1号”和“旅行者2号”宇宙飞船，携带了“地球之音”的人类信息，其中包括有150幅照片和图表， 54种语言的问候语， 35种自然音响， 27种古典和现代音乐。1982年，第18届国际天文学联合会正式成立地外文明专业部。1992年，美国国家航空和宇航局着手进行了一项为期10年、投资1亿美元、寻找智慧生命的、规模更为宏大的科研工程。人们已经做出的努力至今尚未带来肯定的结果，但是它们也没有从反面证明在宇宙其他任何地方不可能有智慧生物。只要搜寻活动在继续进行，人们就可以设想有这种可能性，并且相信会有这么一天，我们最终同“外星人”取得了联系。人们认识到:同外星人或外空间人若能取得联系，则不仅在物质上，而且在哲理上和精神上都会对我们的生活产生深远的影响。人类在宇宙中的地位人类是否是宇宙的中心?自古以来一直有争论。首先是亚里士多德—托勒密地心说，构造了一个以地球为中心的宇宙。接着是一神教，特别是基督教义在这个图景上加上了人为中心论的因素，认为上帝创造了地球，安排人类居住在宇宙的中心，又创造了日月星辰围绕地球旋转。但是， 16世纪哥白尼提出了日心说，指出地球是围绕太阳旋转的行星，人类并不处于宇宙中心。以后又发现太阳并不是银河系的中心，而是离银心约3万光年的一颗普通恒星。1924年哈勃对河外星系的发现，将人类生存其中的银河系降为一个普通星系。而现在的“多宇宙”的概念走得更远，又将人类生存其中的“我们的宇宙”降为一个普通的小宇宙。它最终把人类驱逐出了宇宙中心的位置。这就提出一个问题:人类究竟在宇宙中处于怎样的地位?一种观点认为，现代“多宇宙论”表明“有关我们在宇宙中所占地位的独特性的观念都证明是没有根据的”。“如果总星系并不是包罗万象的体系，而只是许多这类体系之一，那么我们人类(其实其他的“人类”也一样)在宇宙中的地位原来是更加微不足道的。”另一种观点认为，“多宇宙论”推翻了那种认为“整个宇宙围绕着人旋转”的人类中心论，“更多地得出了人类宇宙论的思想，人类宇宙论的出发点是:把人理解为宇宙的有机的积极的部分，其中包括它可能有的生命形式、理性和人道精神的形式。还有一种观点认为，“人类中心论不仅有它的过去，而且有它的将来。“现代社会实践的人类中心论旨在人成为认识和行动的主体和客体，开发地球和人实际能够达到的宇宙部分的自然界，以便发展自己的创造力和科学技术的可能性，保证人类社会和自然界和谐发展的条件。”人类中心论不只是主张人类在宇宙中是惟一的、处于宇宙中心的观念，而且还在“人是一切事物的尺度”和根据人类价值及经验解释或评价世界的意义上使用。从这些意义上说，多宇宙论的确立以及建立在可居住世界多元性信念之上对于地外文明的探索，将迫使人们最终摒弃人类中心论。人类中心说一步步被否定，在现代宇宙学中人类所居住的地球、太阳系和银河系，不占有任何特殊地位;但人毕竟是认识宇宙的主体，研究宇宙间的一切演化过程时也必须把人的能够出现和存在考虑在内。我们人类的存在是宇宙十分短暂的一瞬间，但是我们在发展中认识了宇宙，也认识了自己。人认识到的宇宙部分越是扩大，似乎人就变得越渺小，但实际上这就标志着人的认识能力的伟大。从宇宙发展中产生出来的人对宇宙的无限深化的认识过程，就是人和宇宙不断实现统一的过程。“多宇宙论”对于宇宙无限性的揭示，并未使人类在宇宙中的地位变得微不足道，也没有伤害作为宇宙主体的人的自尊心。美国著名科学史家萨顿所表述的这样一段话也许是最恰当不过的了:“科学家的努力所揭示出来的宇宙的那种最难以想象的无限性，不仅在纯物质方面没有使人变得渺小些，反而给人的生命和思想以一种更深邃的意义。随着我们对世界的理解逐渐深入，我们也就更热心地去欣赏我们同世界的关系。新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 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什么是多元宇宙？ - 知乎

什么是多元宇宙？ - 知乎切换模式写文章登录/注册什么是多元宇宙？分小鬼如果您是科幻小说的粉丝，那么您之前可能听说过“多元宇宙”这个词。如果你不是科幻小说的粉丝，多元宇宙就是它听起来的样子，一个宇宙的集合。您可能想知道有多少个宇宙？根据许多流行的多元宇宙理论，它们的数量是无限的。在一个无限的多元宇宙中，可能性几乎是无穷无尽的。可能性有人说，对于每一种可能的结果或结果，都存在一个存在该现实的宇宙。在一个宇宙中，纳粹赢得了第二次世界大战。在另一个宇宙中，恐龙进化成智能生物，现在可以在他们的电脑上相互面对面。在另一个宇宙中，您是美利坚合众国总统，而在另一个宇宙中，您杀死了亚伯拉罕·林肯。其中一些现实可能与我们自己的现实变化很小或没有变化——也许在一个宇宙中，你是左撇子而不是右撇子，这是唯一的区别。在其他情况下，差异如此之大，以至于地球可能根本不存在。也许银河系不存在，或者宇宙常数是完全不同的值，这意味着第一批恒星从来没有形成，宇宙只是质子和电子的贫瘠汤，没有任何形式或功能……这样的宇宙，将是相当荒凉的地方。你能想到的每一个可能的现实都将存在于这个无限的多元宇宙中，有些如此奇怪，以至于这些古怪宇宙中的物理定律无视逻辑或理解。这个假设的多元宇宙中的可能性实际上是无限的。唯一的限制是你自己的想象力。你能想到的任何东西都会存在。上面假设的可能性会存在，因为这些可能性有无数种变化。也许今天你穿的是蓝色衬衫而不是黑色衬衫，或者你今天死于车祸。可能性的大小和范围是如此之大，以至于即使是我们最伟大的思想家也难以理解这些概念及其潜在含义。有科学依据吗？在撰写本文时，没有确凿的科学证据支持多元宇宙的前提。这个想法本身甚至不是理论上的，它只是假设，相当于一个思想实验。但如果是这样，为什么这么多物理学家和理论物理学家如此接受这个概念？为什么越来越受欢迎？这在很大程度上要归功于“软”证据。与人类历史上许多失败的假设不同，多元宇宙背后确实有一些数学、概率和量子力学方面的科学。对量子力学的某些解释导致了多重宇宙，以及其他有趣的数学，其中多重宇宙“从方程中突然出现”（如弦论）。多元宇宙的另一件事是，任何已知的物理学或科学定律都没有禁止或排除这个概念。事实上，这就是它越来越受欢迎的原因——它回答并解释了许多让我们挠头多年、几十年甚至几个世纪的问题。今天，我们将讨论一些最流行和最常见的多元宇宙理论。在本文的底部，我们将讨论这些多元宇宙假设的问题。我们自己宇宙中的多元宇宙这个多元宇宙的特定版本很可能是最有可能的版本，因为它几乎不需要什么就能成为真实的——它没有那么大的“范围”。这个版本的理论利用并扩展了我们的信念，即我们自己的宇宙在大小和范围上都是无限的。因为原子可以在一个随机、复杂的系统中组织和排列自己的方式有限或有限，这意味着另一个“镜像地球”存在于某处的可能性几乎是有保证的。也就是说，如果你在宇宙中走得足够远，经过数十亿甚至数万亿个星系，最终你会偶然发现一个与我们相同的太阳系，它的地球完美地反映了我们自己的太阳系。不仅仅是一个替代地球，而是无限数量的地球。每个都有一个太阳系和邻近的恒星，完美地反映了我们自己的恒星。形成完美反映我们自己的星系或太阳系的几率可能无限小，但在无限的宇宙中，这样的事情将是绝对确定的。不幸的是，不要指望很快就会去见你的分身。所涉及的距离使旅行甚至看到这样一颗行星的希望变得不可能。即使我们发现了比光速更快的旅行，您仍然在谈论以超光速行驶的数十亿甚至数万亿年的旅行时间。甚至星际迷航中的 Enterprise 及其梦幻般的曲速引擎也无法穿越这些距离。袖珍宇宙或泡泡宇宙暴胀理论（它回答了我们的宇宙在大爆炸之后是如何形成的）中有一个含义，即因为暴胀不会立即在所有地方都停止，所以应该存在暴胀继续的区域，并且在那里通货膨胀最终会停止，这些区域成为它们自己的口袋宇宙。这种多元宇宙的想法源于一个更大的理论，称为“永恒膨胀”，它也允许无限数量的宇宙。想象一条烤面包。如果你把面包切开，你会发现面包没有完全膨胀到其中的小气泡。那个小口袋可以被认为是一个宇宙。现在想象一个永远烘烤、永远膨胀的面包；每当这些小气泡在这条宇宙面包中形成时，就会诞生另一个宇宙。这就是永恒暴胀如何解释我们宇宙的膨胀，并预测多元宇宙的存在。量子力学——多世界解释（MWI）量子力学的多世界解释是多元宇宙最有趣、最复杂的版本之一。早在 1956 年，美国物理学家休·埃弗雷特三世 (Hugh Everett III) 就首次假设，这是许多科幻小说、电视节目和电影用作情节基础的版本。埃弗雷特博士假设，在量子层面，每当宇宙面临路径选择时，现实就会分裂/分支，并且两种选择或路径同时发生。这是无数宇宙的量子力学版本，我们过去可能发生的一切，实际上都发生在其他宇宙中。例如，约翰威尔克斯布斯有可能错过了他的投篮，结果亚伯拉罕林肯活了下来，或者 9/11 的恐怖分子在他们有机会进行袭击之前就被抓住了。对于每一种可能的结果或结果，都存在一个存在该现实的宇宙。由于我们在 Zidbits 的主要目标是用外行的术语解释复杂的想法，因此我们将跳过这个特定多元宇宙理论的技术细节，但要知道它包括复杂的术语，如“量子波函数坍缩和退相干”和“相对论”量子场论”。然而，用外行的话来说，这种解释假设，由于量子力学，现实是一棵无限分支的树。每当一个结果或偶然事件可能以一种或另一种方式发生时，现实就会分裂成两个独立的平行现实并排运行。在一个分支中，结果朝着一个方向发展，而在另一个分支中，结果朝着相反的方向发展。所以，如果你在路上开车，迷路了，走到了岔路口，你会选择哪个方向？左还是右？多世界理论声称你实际上是双向的——在一个现实中你向左走，在另一个现实中你向右走。你的决定导致的所有后果都发生在这些现实中。每次你做出选择或决定时，都会形成一个新的分支或现实。时间旅行解决方案？如果时间旅行最终被物理学所允许，多世界解释可能就是时间旅行者一直在寻找的救赎。它通过解决时间旅行产生的大多数悖论来做到这一点，特别是违反因果关系（在你出生前杀死你的祖父等）——因为穿越到过去本身就是一个量子事件，足以导致现实分支、时间旅行只会创建一个全新的时间线，与旅行者刚刚来自的现实平行存在，因此不会违反因果关系。循环和膜多元宇宙我们在上一篇题为“大爆炸之前发生了什么？” 这个特定版本假设我们的整个宇宙存在于一个漂浮在更高维度或“主体”中的膜（膜）上。在这块大块中，还有其他具有自己宇宙的膜。这些宇宙可以相互作用，当它们碰撞时，产生的暴力和能量足以引起一次大爆炸。膜在整体中彼此靠近漂浮或漂移，每隔几万亿年，被重力或其他一些我们不了解的力吸引，相互碰撞和撞击。这种反复接触会产生多次或“循环”大爆炸。这个特殊的假设属于弦理论的范畴，因为它需要额外的空间维度。多元宇宙的问题多元宇宙最大的问题之一是它目前是一个无法检验的理论。不幸的是，对于多元宇宙来说，无法检验的理论是死刑，是死胡同。甚至在某些科学中是禁忌。然而，由于该理论的引人注目的性质，以及它所涉及的不同科学学科的数量之多，它一直坚持下去，甚至越来越受欢迎。然而，并非所有的希望都破灭了。它坚持下去的原因之一是因为可能有间接的方法来收集多元宇宙的证据。目前正在进行的一种方法是查看宇宙微波背景（CMB）的高分辨率图像。CMB 可以显示我们的宇宙与我们相邻的另一个宇宙相互作用的证据，或者通过宇宙脐带，或者只是通过循环膜场景相互碰撞（这样的碰撞会产生足够的能量来导致一声巨响）。如果我们在 CMB 中发现异常，这可能表明存在多元宇宙，或者至少让我们知道我们走在正确的轨道上。在未来的某个时候，也许是遥远的未来，我们会找到一种方法来测试与我们自己的宇宙分开的其他宇宙的存在，然后我们将一劳永逸地知道。奖励位：量子永生曾经想不朽吗？如果量子力学的多世界解释是正确的，那么你很可能不朽的可能性很小，非常小。量子永生是一个有趣的思想实验，根据量子力学的许多世界解释，它声称我们是不朽的（至少在量子层面上）。想象一下，你被判犯有谋杀罪并被判死刑。执行死刑的那一天到了，您现在正躺在桌子上等待您的致命注射，注射应该在几分钟内完成。然而，MWI 假设，如果有机会，无论多么小，都会发生一些事情让你在这种情况下幸存下来——比如机器出现故障或发生地震而停止程序，它会发生，你将继续生活。现实会不断分支，导致任何杀死你的失败，让你和你的意识在现实的新分支中保持活力。在所有其他实相中，你会继续死去，那些实相中的人会经历你的死亡，但你的意识会移动到你以某种方式生活的分支。如果 MWI 是正确的，您可能会注意到，尽管可能性很大，但不知何故，您似乎永远不会死。这就是量子永生。你有自己的多元宇宙或量子永生理论吗？让我们在评论中知道！发布于 2021-12-20 18:30多元文化宇宙学宇宙赞同 1添加评论分享喜欢收藏申请

多重宇宙 - 知乎

多重宇宙 - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册多重宇宙严格的讲，在天文学名词中并没有“平行宇宙”一词，它被叫做“多重宇宙”。多重宇宙中的不同宇宙可被称为“平行宇宙”。目前这种理论在物理学里只是尚未被证实的一种假说，但量子论中的一些方程式可以描述它，如薛定谔猫...查看全部内容关注话题管理分享百科讨论精华视频等待回答详细内容概述严格的讲，在天文学名词中并没有“平行宇宙”一词，它被叫做“多重宇宙”。多重宇宙中的不同宇宙可被称为“平行宇宙”。目前这种理论在物理学里只是尚未被证实的一种假说，但量子论中的一些方程式可以描述它，如薛定谔猫。[1]多元宇宙（多重宇宙）是一个由多个宇宙组成的假说群体，包括人类赖以生存的宇宙。这些宇宙共同组成了所有存在的一切：整个空间、时间、物质、能量、物理定律和描述它们的物理常数。多元宇宙中的不同宇宙被称为“平行宇宙”、“其他宇宙”或“另类宇宙”。多重宇宙的结构，其中每个宇宙的性质，以及这些宇宙之间的关系，从一个多重宇宙假说到另一个都有所不同。[2]在宇宙学、物理学、天文学、宗教、哲学、超个人心理学和文学，特别是在科幻小说和幻想中，已经假设了多个宇宙。在这些语境中，平行宇宙也被称为“更替宇宙”、“量子宇宙”、“互穿维度”、“平行维度”、“平行世界”、“平行现实”、“量子现实”、“替代现实”、“交替时间线”、“交替维度”和“维度”。电影明星李连杰曾经主演过一部电影救世主》(T H EONE)。这部影片描述了多重宇宙的图景：宇宙空间是多重的，有多个平行存在的宇宙，在各自的宇宙中，人们各自生活，互不干扰。伟大的波兰天文学家尼古拉·哥白尼用日心说推翻了长达2000多年的人类传统宇宙观，至此，人们对宇宙的认识进入了一个日新月异的新境界。然而这种日新月异还有一个“框”：宇宙是唯一的。今天，人们对宇宙的认识或许将被颠覆——多重宇宙，我们生存的宇宙或许只是无数宇宙中的一个。理论量子物理学最难解决的一个问题是测量的问题。无论是经典的“薛定谔的猫”问题，还是很多别的问题，从根本上讲，部隐含了“测量的本质是什么”这个问题。我们以“薛定谔的猫”来说明这个问题。物理学家薛定谔曾经作过这样一个比喻，来阐释量予物理的不确定性。如果我们把一只活猫放人宇宙飞船中，并把飞船发射到宇宙中遥远的地方，在飞船中有一个能让猫致死的装置，但是这个装置并不一定会打开，或者一定会关闭，打开或者关闭的可能性都是二分之一那么，当这个飞船飞远之后，这只猫是死还是活呢?[3]薛定谔用这个比喻来说明量子的“不可知”状态。为了阐释量子的这种状态，量子物理学家们提出了很多理论。1957年，物理学家埃弗雷特提出了自己对量子测量问题的想法。由于这种在数学上的精确性，许多科学家认为这种解释是很有吸引力的，这就是“多重世界”或者“分支宇宙”解释。这个理论的许多结果是稀奇古怪的。多重世界的理论认为，对测量装置的观察，会使得测量装置被分解为两个。并且在这个测量链上，这种分解会不断地进行下去。伴随着这种分解，一定有一个完全的宇宙的复制，因此，这种理论也被称为“分支宇宙”。也就是说，只要有一个量子测量发生，那么，每个字宙分支，以及这个分支中的分量就会导致一个可能的测量结果。每个处在特殊宇宙分支中的人都会认为，他的测量结果和所处的宇宙是唯一存在的。也就是说，一次测量产生了一次新的宇宙。这些各自不同的新宇宙，除非完全相同，否则绝无重台的可能。这种多重世界的解释只能说是一个想法，在很多地方无法令人信服可是，其有用之处恰恰在于，对于鼍子物理学中的测量问题，这种想法可以加以部分的解释。我们以“薛定谔的猫”来阐释这种理论。如果用多重世界的理论来看，我们无需担心这只猫的死活，我们认为一只猫被分解为两只猫，一只死了而另一只活着，两只猫处在不同的宇宙当中，并且有两个观察者分别打开他们自己宇宙中的箱子，并且得出猫的状态。多重世界的解释看起来是如此简单，不需要什么数学工具。也正是因为这一点，这个理论在普通大众中容易被传播。当然了，在传播过程中往往夹杂着曲解和讹传。大众不喜欢数学计算和推导，这些对他们来说太遥远了。多重宇宙理论认为，有可能存在许多别的宇宙，而且，其中一些宇宙只是与我们所在的宇宙略有不同。所以。这种理论引起人们的很多猜想：也许会在很多宇宙中，会有同样的地球和同样的人类，也许我们每个人都能在其中找到自己一摸一样的人。诸如此类的想法无疑是很有趣的，但是，对于理论物理学家来说，这些只是笑谈。因为他们很清楚，科学不拒绝任何猜想，但是，猜想如果陷入荒诞，无疑是可笑的。用多重宇宙来解释测量问题，很多推理就变得非常简单但是，这种理论也会带来很多问题。例如，究竟有多少宇宙昵?依照多重宇宙的说法，因为每个量子事件都可能有两个或者两个以上的结果，那么，如果我们假设在任何一个宇宙中有10的80次方个基本粒子，那么，我们可以肯定地说。多重宇宙的数量要远远高于这个数字。那么。我们不禁要问，所有这些各自不同的宇宙在哪里呢?这是该理论无法回答的问题，也是人们无法想象的问题。作为一个理论，物理学家们对待多重宇宙理论是非常严肃的。该理论的提出者埃弗雷特曾经作过这样一个类比：以前人们认为地球是宇宙的中心，而哥白尼提出了自己截然不同的见解。现在，人们还以为自己所在的宇宙是唯一的。那么是不是也是一种偏见呢?讨论归讨论，现在科学界的主流并不认可这种理论。物理学家保罗·戴维斯对多重宇宙理论有这样的评价：“很少的假定，太多的宇宙。”的确，“很少的假定”是该理论的一个优点，但是，远远不足以抵消“太多的宇宙”所带来的麻烦。实事求是地说，这个麻烦实在太大了。爱因斯坦曾经对物理学定律有这样的看法，上帝是用简单的规律创造了这个世界。单从形式上而言，多重世界的理论是简单的。但这个优点被太多的缺陷架空了。当然了，我们也不能简单地否认任何一种理论的价值，在科学的发展史上尤其是这样，每一个创新都有前人的铺垫，物理学就是在这种不断的尝试中前进的。发现2013年，英国天文学家目前发表论文称，他们发现了我们所在宇宙很久之前曾收到其他平衡宇宙“挤压”的证据。英国伦敦大学物理与天文学院的史蒂夫·菲尼和他研究团队在研究了宇宙微波背景辐射(一种充满整个宇宙的电磁辐射)图后得出了这一惊人结论。研究团队称，他们在图中发现了四个由“宇宙摩擦”形成的圆形图案，这表明我们的宇宙可能至少四次进入过其他宇宙。该论文发表后，已经有多名天文学家致信作者，称现在对宇宙微波背景辐射图中所见的东西下结论为时过早。[4]与人择原理人择原理的观点是：“我们的宇宙既然是人类所存在的宇宙，那么这些适合人类存在的偶然和幸运便是理所然的。”这种观点在20世纪后半叶被人提出，美国物理学家罗伯特·迪克(Robert Dicke1916～1997)等人基于这种观点展开了讨论。[5]地球与太阳系的幸运要理解人择原理的含义，先要解地球宇宙是多么适窟人类的生存，我们看几个具体的例子。身边的例子就是，我们所处的地球，处在距离太阳绝佳的位置上。液态水是生命的诞生所必不可少的，而要使行星中存在液态水，这颗行星其中心恒星( 地球与太阳)的距离则是重要的因素。距离太阳太近的话，即使行星上存水，也都会蒸发为气体。这样就无法产生生命。反之，如果行星距离太阳太远，其表面上的水就会被冻住。这对生命来说也是严苛的环境，即便地热等热源将冰层的下部融化使液态水得以存在，微生物的诞生虽然成为可能，但生物要进化到智慧生命则依然中相当困难。在恒星周围，行星中的水能够能够以液态在的区域被称为“宜居带”。对太阳系来说，以太阳到地球的距离为一个单位，宜居带则仅存在于约0.95—1.15 个单位的非常狭窄的范围内。太阳系的8个行星中，最外侧的的海王星距太阳的距离，是太阳和地球距离的30倍，可以发现，相对于行星分布的范围，宜居带非常狭窄，不知为何，地球就处于这个狭窄的区域当中了。地球的大小也是幸运再介绍一个地球的幸运之处吧，那就是地球的大小也“刚刚好” 。假如地球的直径仅有真实情况的一半，那么估计现在地球上的水很可能已经全部消失。这是因为，行星大气中的水蒸气会与大气一同被从太阳发射出的高速粒子流(太阳风)剥离。行星的引力越强，水蒸气消失的速度就越慢。而行星越小，其引力就越弱，水蒸气消失的速度就会增加。水蒸气减少的话，海洋就会蒸发相当分量的水分。其结果就是，随着水蒸气持续减少，海洋越来越小(液态水越来越少)。在长达约46亿年的地球历史中，我们人类(智人)的诞生是发生在短短数十万年前。如果地球的直径仅有其一半大小(与火星差不多)，地球的液态水将无法维持46亿年，而会几乎彻底消失。这种情况下，人类的诞生是根本不可能的。月球的存在，木星和土星，以及太阳的寿命这种幸运，其实在其他方面也有很多。地球的卫星月球的直径约为地球的1/4。在太阳系中，拥有如此大比例尺寸的卫星的行星，仅有地球。幸亏有月球这颗巨大的卫星，使得地球自转轴的摇摆能够维持在很小的角度内。如果自转轴过于摇摆不定，行星的气候会产生巨大的变化，使得环境对生命来说过于残酷。如果没有这样巨大的月球，地球上也无法诞生人类。太阳系中，仅有两个气态巨行星(木星和土星)，这也是个大幸事。如果这样的气态巨行星有三个，它们彼此间强大的引力就会互相影响，很有可能会剧烈扰乱公转轨道这样，地球的公转轨道也会被大幅扰动，甚至在有些情况下会出现地球被放逐到太阳系外的可能。太阳的寿命在恒星中比较长，也是一种幸运。恒星的寿命由其质量来决定，越重的恒星，寿命越短。假如太阳的质量为其实际质量的两倍，那么其寿命就会仅有十几亿至20-fL年。那么，人类还远在诞生之前，就丧失了适宜居住的地球环境。仅凭这里举出的例子，我们就能清楚地了解到，若干幸运的叠加才促成了人类的诞生。宇宙本身也充满幸运这里所说的宇宙本身的幸运，和物理法则以及在物理法则公式中登场的数值，即物理常数有关。多重宇宙的可能性在这里，我们暂时忘掉宇宙本身(物理法则和物理常数)的话题，回到地球。在太阳系以外的行星(系外行星)尚未被发现的时代，地球的奇迹被认为是不可思议的。但是现在，仅在距太阳系较近的范围内就已经发现了数千个系外行星。我们天上的银河中有数千亿的恒星，而与银河系同样的星系在可观测的范围内就存在着数千亿个。如果这些无数的恒星中每个部有自己的行星，那么像我们的地球一样神奇、偶然拥有了适合智慧生命诞生条件的行星，或许也会在宇宙中的什么地方存在。暴胀理论与多重宇宙对宇宙本身，也可以采用同样的思路。宇宙也并不是仅有一个，是存在着众多的的宇宙（multiverse，多重宇宙)。我们简单概括一下多重宇宙。虽统称为多重宇宙，也分为儿种不同的类型。首先，最简单的一种就是在我们能够观测范围的外侧延伸的宇宙。我们所能够观测到的最远的光，是约138亿年前宇宙诞时发出的，经过138亿年到达地球的。比这还远的宁宙，从理论上来说目前无法观测到。但并不是无法测试到，宇宙的存在就被否定。应当认为，那里的宇宙空间一定还在延续，和我们所能观测的宇宙同等的空间也住无边无际地延伸着。在那里，也会有与地球一模一样的行星，诞生和人类一般的智慧生命吧。只不过存这种条件下，其物理法则和物理常数很可能与我们的宇宙相同。[6]浏览量55.1 万讨论量437 帮助中心知乎隐私保护指引申请开通机构号联系我们举报中心涉未成年举报网络谣言举报涉企虚假举报更多关于知乎下载知乎知乎招聘知乎指南知乎协议更多京 ICP 证 110745 号 · 京 ICP 备 13052560 号 - 1 · 京公网安备 11010802020088 号 · 京网文[2022]2674-081 号 · 药品医疗器械网络信息服务备案（京）网药械信息备字（2022）第00334号 · 广播电视节目制作经营许可证:（京）字第06591号 · 服务热线：400-919-0001 · Investor Relations · © 2024 知乎北京智者天下科技有限公司版权所有 · 违法和不良信息举报：010-82716601 · 举报邮箱：jubao@zhihu.

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多元宇宙与多维宇宙有什么区别？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册宇宙学宇宙宇宙观多元宇宙与多维宇宙有什么区别？关注者26被浏览23,515关注问题写回答邀请回答好问题 2添加评论分享14 个回答默认排序xyzwuvs后技术奇点时代Sasquatch级文明的外宇宙人关注有无限种多重宇宙（多重宇宙/平行宇宙），多维宇宙（空间）其中的一种形式。发布于 2020-01-26 12:28赞同添加评论分享收藏喜欢收起璞璞爱好广泛，喜欢独立思考的理工男。关注我尝试着回答一下，按照我的理解。我先来回答多维宇宙，再来回答多元宇宙。我们知道空间是三维的，一维的空间是一条直线，二维的空间是一个平面，三维的空间是立体的。笛卡尔直角坐标系就是为了方便三维空间里面的度量和计算。当然我们知道，除了空间以外，时间也是无所不在的，加上时间，时空是四维的。当然，有人说电磁无所不在，所以电磁空间是第五维空间，我对此不甚认同。那么多元宇宙指的是什么呢？我们知道，我们生活在地球上，地球是一颗行星。除了行星，宇宙里还有恒星。行星围绕着恒星转，卫星围绕着行星转。恒星、行星和卫星共同构成了恒星系。宇宙中除了恒星系外还存在着星云、超新星、黑洞，等等存在。我们知道它们的存在，却并不了解它们。宇宙的无限与丰富，是它神秘的原因之一。宇宙神秘的原因之二是因为宇宙宏观规律和微观规律的神秘莫测。比如我们都知道天体与天体之间存在着万有引力，因为万有引力的存在，行星才会围绕着恒星旋转，卫星才会围绕着行星旋转，从而形成恒星系。那么引力与光之间是什么关系？光有没有质量？光能不能被万有引力吸引。答案是肯定的，只要引力足够大，黑洞的存在就是明证。宇宙为什么至今还在加速膨胀，我们人类无法解释，所以我们猜测，既然宇宙中存在着万有引力，那么是不是也存在着一种相同属性的力——“万有斥力”。正式因为万有斥力的存在，才迫使宇宙大爆炸和大爆炸之后的加速膨胀？拥有这种万有斥力的物质，我们把它叫做暗物质。最难以理解的是时间和空间之间有什么关系？爱因斯坦已经论证了，在高速运动的情形下（接近光速），尺度可以伸缩，时间也可以伸缩。编辑于 2020-01-26 13:51赞同添加评论分享收藏喜欢

多元宇宙是什么 (豆瓣)

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多元宇宙是什么

作者:

(美) 亚历克斯·维连金

出版社:

中信出版社

出品方:

鹦鹉螺

副标题: 关于宇宙起源的新故事

原作名: Many Worlds in One: the search for other universes

译者:

骆相宜

陈昊远

出版年: 2020-12-20

页数: 257

定价: 52.00

装帧: 平装

ISBN: 9787521724233

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深度思考：我们如何应对多元宇宙理论面临的挑战_澎湃号·湃客_澎湃新闻-The Paper

：我们如何应对多元宇宙理论面临的挑战_澎湃号·湃客_澎湃新闻-The Paper下载客户端登录无障碍+1深度思考：我们如何应对多元宇宙理论面临的挑战2023-03-24 15:50来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客字号原创哈尔鲍曼9000 科学剃刀资料来源：迈克·沃克曼/Shutterstock由“平行宇宙”组成的多元宇宙的想法是一个流行的科幻比喻，最近在奥斯卡获奖电影“无处不在”中进行了探索。然而，这在科学可能性的范围内。重要的是要从一开始就声明，多元宇宙的存在（或不存在）是我们目前对物理学基本定律的理解的结果——它不是来自阅读太多科幻书籍的异想天开的物理学家的头脑。多元宇宙有不同的版本。第一个也许是最受欢迎的版本来自量子力学，它控制着原子和粒子的世界。它表明粒子可以同时处于许多可能的状态 - 直到我们测量系统并选择一个。根据一种解释，我们没有测量的所有量子可能性都在其他宇宙中实现。永恒的通货膨胀第二个版本，宇宙多元宇宙，是宇宙膨胀的结果。为了解释今天的宇宙在任何地方看起来都大致相似的事实，物理学家艾伦·古斯（Alan Guth）在1981年提出，早期宇宙经历了一段加速膨胀的时期。在这段暴胀时期，空间被拉伸，使得任何两点之间的距离被推开的速度都超过了光速。暴胀理论还预测了原始种子的存在，这些种子生长成恒星和星系等宇宙结构。这是在2003年通过观察宇宙微波背景中的微小温度波动而得意洋洋地发现的，这是大爆炸留下的光。随后，通过空间实验WMAP和普朗克精确地测量了它。由于这一显著的成功，宇宙暴胀现在被大多数宇宙学家认为是早期宇宙的事实理论。但是宇宙暴胀有一个（也许是无意的）后果。在暴胀期间，空间在非常大的尺度上被拉伸和平滑 - 通常比可观测的宇宙大得多。然而，宇宙暴胀必须在某个时候结束，否则我们的宇宙将无法进化到今天的样子。但物理学家很快意识到，如果暴胀真的是真的，那么时空的某些区域将继续膨胀，即使其他区域的暴胀结束了。继续膨胀的区域可以被认为是一个独立的膨胀宇宙。这个过程无限期地持续下去，膨胀的宇宙产生更多的膨胀宇宙，创造了一个宇宙的多元宇宙。这种现象被称为“永恒的通货膨胀”。物理学家保罗·斯坦哈特（Paul Steinhardt）和亚历克斯·维伦金（Alex Vilenkin）于1983年首次描述了永恒暴胀，直到21世纪初，永恒暴胀仍然是宇宙暴胀的一个奇怪产物，当时它与弦理论的一个想法相结合，产生了一个有争议但令人信服的解释，为什么我们的物理定律是今天的样子。弦理论尚未得到证实，但它目前是我们万物理论的最大希望——将量子力学和引力结合起来。然而，物理现实的弦理论必须具有十个或更多的维度（而不是我们正常的三个空间维度加上时间）。因此，要描述我们现在的宇宙，这些维度中的六个或更多必须被“压缩”——以一种我们看不到它们的方式蜷缩起来。这方面的数学过程是已知的。这个过程的问题（有些人可能会说是特征）是至少有10500种方法可以做到这种紧凑化 - 而这种令人难以置信的巨大可能性被称为“字符串景观”。每次致密化都会产生一组不同的物理定律，可能对应于不同的宇宙。这就引出了两个关键问题：我们在弦乐景观中处于什么位置，为什么？永恒暴胀为第一个问题提供了一个优雅的答案：多元宇宙的每个膨胀宇宙都实现了弦景观中的不同点，因此所有可能的物理定律都可以存在于多元宇宙的某个地方。但是，为什么我们的宇宙在产生像我们这样的智能生命方面如此伟大呢？嗯，从统计学上讲，有些宇宙应该像我们的宇宙一样——我们生活在我们的物理定律是我们观察到的宇宙中。然而，这种观点极具争议性 - 许多人认为这不是一个科学论点，它引发了深入的调查。测试多元宇宙的明显挑战是它的可观测性。假设它确实存在，那么是否有可能观察到其他宇宙，即使是在原则上？对于量子多元宇宙来说，答案是否定的——不同的宇宙不会交流。但在暴胀多元宇宙中，答案是“是的，如果我们幸运的话”。由于不同的宇宙占据相同的物理空间，相邻的宇宙原则上可以相互碰撞，可能会在我们可观测的宇宙中留下遗物和印记。由伦敦大学学院的Hiranya Peiris和Perimeter研究所的Matthew Johnson领导的一项研究合作表明，这种碰撞确实应该在宇宙微波背景（大爆炸留下的光）上留下可以搜索的印记 - 尽管到目前为止，这些特征还没有被发现。下一个挑战是理论上的。一些理论家认为，弦景观中的大多数宇宙实际上在数学上是不一致的——无法以我们的宇宙方式存在。相反，它们存在于解决方案的沼泽中 - 特别是允许宇宙暴胀的弦理论解决方案似乎很难找到。弦理论家和宇宙学家对弦理论是否可以描述暴胀存在深刻的分歧，即使在原则上也是如此。这个难题既令人烦恼又令人兴奋——它表明这两种观点中的一个是错误的，其中任何一个都将导致理论物理学的革命。最后，宇宙暴胀的前提现在正受到挑战。宇宙暴胀存在的理由是，无论早期宇宙看起来如何，暴胀都会动态地将宇宙推向我们今天看到的平滑宇宙。然而，从来没有人严格研究过宇宙暴胀是否真的可以首先开始。这是因为描述过程开始的方程太复杂，无法解析求解。但是这个问题现在正被世界各地的几个研究小组严格测试，包括我在伦敦国王学院的研究所，现代高性能计算的力量被用于解决这些以前难以解决的方程。本文根据知识共享许可从The Conversation重新发布。关注科学剃刀，每日推送关于核聚变、理论物理、太空探索的最新动态，SpaceX为专题日更原标题：《『深度思考：我们如何应对多元宇宙理论面临的挑战》阅读原文特别声明本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布，仅代表该作者或机构观点，不代表澎湃新闻的观点或立场，澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问http://renzheng.thepaper.cn。+1收藏我要举报查看更多查看更多开始答题扫码下载澎湃新闻客户端Android版iPhone版iPad版关于澎湃加入澎湃联系我们广告合作法律声明隐私政策澎湃矩阵澎湃新闻微博澎湃新闻公众号澎湃新闻抖音号IP SHANGHAISIXTH TONE新闻报料报料热线: 021-962866报料邮箱: news@thepaper.cn沪ICP备14003370号沪公网安备31010602000299号互联网新闻信息服务许可证：31120170006增值电信业务经营许可证：沪B2-2017116© 2014-2024 上海东方报业有限公

为什么多元宇宙可能是现实? - 知乎

为什么多元宇宙可能是现实? - 知乎切换模式写文章登录/注册为什么多元宇宙可能是现实?天文在线发布与天文相关的一切信息虽然我们的宇宙大得深不可测，但它可能不是唯一存在的。你无疑听说过多元宇宙的概念，这是一个假想的、无限的宇宙集合，它们都是串联存在的。我们的宇宙只是包含无数其他宇宙的更大的宇宙规模中的一个。对你来说，这可能听起来像是科幻小说的内容。而且你可能是对的。物理学界对这一想法存在很大分歧。怀疑论者认为，这一概念是不科学的，因为它无法得到经验上的检验，甚至破坏了物理学领域的可信度。你是一个事实的狂热者吗？你是否经常感到好奇？那么为什么不订阅《揭秘》以获得更多像这样的片段，以获得更多精彩内容？许多知名的宇宙学家--包括保罗-戴维斯、乔治-埃利斯和大卫-格罗斯--都强烈地否认多元宇宙的存在。然而，其他知名专家，包括尼尔-德格拉斯-泰森和斯蒂芬-霍金，都站出来支持这个想法。这是一场可能永远无法解决的辩论，但在这段视频中，我们将探讨多元宇宙可能成为现实的各种理论。暗示多重宇宙存在的一个主要理论是泡沫宇宙理论，又称永恒膨胀。根据这一理论，实际上宇宙已经发生了多次大爆炸，而不是一次。当各宇宙在整个时空范围内膨胀时，它们内部发生了其他大爆炸，诞生了更多宇宙。换句话说，大爆炸和其产生的宇宙是时空的局部部分，宇宙中可能存在许多气泡或宇宙。随着每个气泡的膨胀和漂移，新的气泡会在空旷的空间中产生。我们的宇宙始于大爆炸，但大爆炸只是成千上万次，也许是数百万次大爆炸中的一次。我们的宇宙是一个巨大的气泡网络中的一个气泡。如果这还不够酷的话，还有理论认为，每个特定的气泡都包含其独特的属性物理学和物理可能性。也许，在另一个宇宙中，人类可以飞行。在另一个宇宙，我们可能是硅，而不是碳基。然而，最早提出这个想法的人，保罗-斯坦哈特，后来成为一个非常强烈的反对者，他宣称，这不能在试验中检测。它不能被认为是一个合法的理论。另一个理论则没有那么离奇和科幻，但还是很吸引人。所谓的重复宇宙或重叠的多重宇宙，是基于概率的基本假设。概率学理论认为如果时空是无限的，那么一定有其他平行宇宙存在。如果将时间在现有空间范围内无限延长，那么现有的粒子就会一遍又一遍地排列组合，但可供粒子构型的种类有限，因此可推测出在浩瀚的太空中，一定有相同的世界，甚至相同的人。进一步地讲，如果假设时间和空间都是无限的，那么在某个地方就会有另一个地球，还会有另一个你。但即便装备了高端设备，我们仍然无法探测到它们，因为这些世界或宇宙离我们太遥远。在我们现有物理学理论中，没有什么能比光速快，所以比光速更快的物体根本无法被现有仪器探测到，因此可能这些世界可能就在那儿，但是它们的光还没有到达我们这里。另一个更奇怪的理论叫做膜多重宇宙或者膜宇宙学。接下来我来解释下，膜宇宙学假设我们的三维宇宙仅仅是一个更大更广阔的宇宙体中的一个膜（或维度）。宇宙体是一个包含无限维度的空间，而我们的三维宇宙只是其内部巨大漂浮膜系统中的一个维度，因此被称为膜。这些膜在宇宙体内漂浮了无限长的时间，偶尔它们会以一种壮观的方式碰撞和爆炸——产生一个大爆炸，并在宇宙体上创造另一个膜。这些碰撞的原因很难解释，可能是由于重力，也可能是由于我们目前无法解释的物体内部引力。这类似于泡泡理论，因为它也曾假设说我们的宇宙是一个更大的宇宙系统中的一个。每一次大爆炸（或膜碰撞）都会在浩瀚的宇宙中产生一个新的宇宙或一个新的膜。也许多元宇宙最著名的例子，也是大多数人熟悉的例子是多元世界理论。这个理论有很多名字，包括相对状态公式，埃弗雷特解读或者只是简单的多元宇宙理论。简单地说，这一理论认为每一个行动和每一个决定都会导致一个分裂的宇宙，并在新宇宙中做出相反的行动或决定。例如，今天你决定去哪儿吃午饭，然后你缩小了选择范围，选择了X餐厅和Y餐厅。今天你去了X餐厅，这意味着你做出那个决定的同时时间本身就分开了—因为在另一个宇宙，你去了Y餐厅。这听起来像是胡说八道，但不管你信不信，有一些科学证据可以支持这一说法。这一切都可以归结为双缝实验（Double Slit Experiment）。简单来说，这个实验是一个测试量子物体像波或粒子的实验，用来解释一个物体可以被测量为多个状态的原因。休·埃弗雷特（Hugh Everett）假设了多世界理论（Many Worlds Theory）。当物理学家测量一个特定的物体时，宇宙分裂成两个宇宙，一个宇宙中的物体被测量为粒子，另一个宇宙中的物体被测量为波。在A宇宙中，科学家将物体视为粒子。在B宇宙中，科学家将其视为波。现在让我们假设这条规则从量子力学一直延续到日常生活中。当这两个决定或结果中的一个成为可能时，宇宙就会分裂成两个部分，以适应两种可能的量子结果。在这种情况下，我们的生活和历史就不是一条永恒的决策线，而是像一棵有着不同生命力的分枝树。你可能不是一个人。你可能是一个决定的结果，你可能在某个地方过着无意识的生活，这是你过着相反生活的另一个版本。多元宇宙无疑是一个难以阐明或研究的概念。尽管无限宇宙的想法听起来很吸引人，但仍然存在许多怀疑论者和绝对的不信者。尽管如此，这种想法仍然能成为可能。因为我们可能生活在一个泡泡中，而这个泡泡只是泡泡海洋中的一个，它是膨胀和无数次大爆炸的结果。这可能是因为在浩瀚的宇宙中，粒子继续以不断重复的方式自我组合，得到了许多结果。也可能是因为我们的宇宙只是一层薄膜，其容积有着无限的空间和无穷的维度。或者是为了适应不同的结果，宇宙分裂成两个，从而形成了无限世界。不管怎样，现在可能还有另一个你，想知道是否还有另一个他们......你有什么想法呢？我们是否遗漏了什么？发布于 2021-07-08 14:30赞同 23添加评论分享喜欢收藏申请

平行（多元）宇宙：并不是科幻题材，基本上被证实存在了！ - 知乎

平行（多元）宇宙：并不是科幻题材，基本上被证实存在了！ - 知乎切换模式写文章登录/注册平行（多元）宇宙：并不是科幻题材，基本上被证实存在了！好奇世界的舒宜昂希望对你有用，哪怕只有一点点！声明：本文一切资料来源于网络和书籍（若侵则删），而本人非专业人士，所写内容仅代表个人观点，也可能会有错漏。本意为和大家分享交流，欢迎大家指正和补充，不喜勿喷，谢谢！大家好，我是舒宜昂。今天我们来聊一聊平行（多元）宇宙。（文章最后有我个人对文章重点的总结，赶时间的话可以直接跳到最后面看总结。）首先科学解释来一波。平行宇宙，又称多元宇宙。是指平行作用力宇宙，是平行作用力产生的纯基本粒子宇宙。多个平行宇宙则与人类已知的万有引力星球宇宙形成多元宇宙理论。平行宇宙之间的平行作用力既不重叠，又不会相交，彼此对立。这些宇宙有可能和我们的宇宙是差不多的，也有可能是和我们完全不一样的，这取决于未知的互相作用力。互相作用力越是相等，宇宙之间越像。可能是受到科幻片的影响，我一直以来都以为是平行宇宙的概念是因为穿越时空而衍生出来的。但在科学上，其实是因为量子力学。因为量子力学的不确定性，当科学家在观察量子状态的时候，发现每一次状态都是不同的。而宇宙空间所有物质都是由量子组成，从量子有不同状态来推测，宇宙可能也是不止一个，而是多个相似的多元宇宙。最初科学家都认为量子力学中，微观粒子处于某种状态时，它的力学量（如坐标、动能等等能量）并不确定，而是有各种可能性。所以微观粒子的运动是具有不确定性（波动性）和概率性的，通常用波函数来描述微观粒子在空间分布的概率。后来一个实验的出现，让微观粒子运动的不确定性（波动性）和随机性被确认。这个实验就是著名的双缝实验，又称单电子双缝干涉实验。以我们常识，一束光透过某形状后观察，影光部分肯定是可以和形状相对应的。而一束光透过一条狭缝的时候，则是形成中间亮两边渐暗的光影。但是这个实验就打破了我们的“常识”，在科学家用一个单电子去冲击有两个狭缝的板，并观察背后的探射屏。却发现，单电子通过了双缝并产生了干涉（也就是有部分的相交重叠）。在量子力学下，电子是有可能同时通过两条狭缝的。只是当科学家想要测定电子到底是通过了哪一条狭缝的时候，却发现，电子只会出现在其中一个位置，而不是同时出现于两条狭缝。根据这个实验这种现象，科学家们提出了哥本哈根诠释。而量子力学的复杂并不是一句话就可以概括和论定，所以哥本哈根诠释其实是多种观点的结合。对着这个实验的解释就是当人们未观测时，电子在两条狭缝都有存在的概率，而在观测的时候，该电子的波函数就在被测量的瞬间坍塌到了我们所观测到的点上。可是哥本哈根诠释始终还是很难令人信服，因为观察者与其意识被加入了这个现象中。并且结果总是需要坍塌到某一个点上。那么是否可以去除观察者的主观成分呢？科学家休·埃弗雷特三世就提出了一个大胆的想法：多世界诠释。多世界诠释也称相对状态提法、多宇宙诠释。在1957年由休·埃弗雷特发表相对状态提法。埃弗雷特假设了所有孤立系统的演化都遵循薛定谔方程，波函数也不会坍塌。量子的观测只能有一种结果，量子处于叠加态。但是测量仪器（观察者）和被测系统的状态之间存在某种联系，称为相对态。测量带来的不是坍塌而是分裂宇宙，所以我们再也不用烦恼猫的死活，也不用烦恼东西在观测点之间的变换。而这个说法让当时的科学家们都不能接受，只是观测这个简单行为却引发了宇宙的大变动。（这还导致了埃弗雷特退出了理论物理界，转到了核武器与计算机的研究。）直到60、70年代被普及，布莱斯·德维特并改名为多世界诠释，才被大家所重视，并成为了热门的话题。哥本哈根诠释是解释为在观测的时候坍塌为我们所观察的那个点。而多世界诠释则是说，在观测的时候分离出了无数个平行宇宙，而每个平行宇宙都拥有自己确定的状态，我们只是观测到了我们自己宇宙内的状态。目前来说，平行宇宙的存在基本上可以被数据证明了。比如通过研究宇宙微波背景辐射图发现了宇宙之间碰撞形成的“宇宙摩擦”出现了四次，也就说明至少有四次与其他宇宙接触。目前最科学的数据来自普朗克望远镜，其绘制的宇宙“地图”显示了微波背景辐射的分布情况，原本应该是均匀分布的残留辐射却被发现有异常辐射的存在。正是有了平行宇宙存在的拖拽效应，才使得辐射分布不均。并且科学家们还发现了巨大冷斑，冷斑中没有任何正常物质或暗物质，也没有辐射信号。这种“空间”恰恰就是另一个宇宙。总得来说，平行宇宙似乎就是存在着，挑战着我们的认知。我们却又看不到摸不着，毕竟当我们可以真正理解，甚至是运用的时候，世界也将发生巨大变化。个人觉得是重点的总结：1. 平行宇宙，又称多元宇宙，是指平行作用力宇宙，是平行作用力产生的纯基本粒子宇宙。多个平行宇宙则与人类已知的万有引力星球宇宙形成多元宇宙理论。平行宇宙之间的平行作用力既不重叠，又不会相交，彼此对立。2. 平行宇宙是根据量子力学不确定性所提出的。宇宙由量子组成，而量子有不同的状态，宇宙则也不止一个。3. 单电子双缝干涉实验确定了量子的不确定性（波动性）和概率性。科学家用一个单电子去冲击有两个狭缝的板，并观察背后的探射屏。当科学家想要测定电子到底是通过了哪一条狭缝的时候，却发现，电子只会出现在其中一个位置，而不是同时出现于两条狭缝。4. 根据电子双缝干涉实验，科学家们提出了哥本哈根诠释。就是当人们未观测时，电子在两条狭缝都有存在的概率，而在观测的时候，该电子的波函数就在被测量的瞬间坍塌到了我们所观测到的点上。5. 休·埃弗雷特三世提出了相对状态提法，没被重视。因为科学家觉得只是观测就带来了宇宙变化不能接受。后被布莱斯·德维特并改名为多世界诠释，平行宇宙才得到了现在的热度。6. 平行宇宙的存在基本被证明，比如“宇宙摩擦”、微波背景辐射分布不均和巨大冷斑，但是还无法真正展现在人类面前。我是舒宜昂，希望你喜欢，欢迎留言讨论，谢谢观看！发布于 2020-08-24 20:55平行宇宙多元宇宙平行世界理论赞同 82 条评论分享喜欢收藏申请

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