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词条 平行宇宙理论
释义

基本简介

平行宇宙理论是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。

平行宇宙的分类

在2003年的《科学美国人》杂志里,有一篇由美国宇宙学家马克斯·铁马克(Max Tegmark)为写的关於平行宇宙的专文,文中他将平行宇宙分成四类[2][3]:

第一类

:这类的宇宙和我们宇宙的物理常数相同,但是粒子的排列法不同,同时这类的宇宙也可视为存在於已知的宇宙(可观测宇宙)之外的地方;

第二类

:这类的宇宙的物理定律大致和我们宇宙相同,但是基本物理常数不同;

第三类

(艾弗雷特(Hugh Everett III)的多世界诠释):根据量子理论,一件事件发生之後可以产生不同的後果,而所有可能的後果都会形成一个宇宙,而此类宇宙可归属於第一类或第二类的平行宇宙,因为这类宇宙所遵守的基本物理定律依然和我们所认知的宇宙相同(以上「一颗球落入时光隧道,回到了过去撞上了自己因而使得自己无法进入时光隧道」诡论的平行宇宙解决办法属於此种);

第四类

:这类的宇宙最基础的物理定律不同於我们宇宙,而基本上到第四类为止,就可以解释所有可能存在(也就是可想像得到的)的宇宙,一般而言这些宇宙的物理定律可以用M理论构造出来。

理论依据

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。

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。

存在概率

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于一个宇宙中的所有恒星。

科学家观点

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。

另一方面

现在对于平行世界存在,尚未得到有效的证明。关于其是否存在,在科学家中也是目前在争论中。

休·艾弗雷特三世提出的多世界诠释认为,所有量子理论所做出的可能性的预言,全部同时实现,这些现实成为互相之间一般无关的平行宇宙。而人们是无法对这些平行世界进行观察和干涉。

关于量子力学,科学家普遍接受哥本哈根诠释。

而所谓“平行宇宙”、“分支世界”都是现在剧评中的流行用词而已,实际上并不代表物理学中的大平行宇宙假设。

有些人认为平行宇宙理论缺乏对经验主义的关联性以及可测性,同时缺乏物理学上的证据和可否定性,因为这个理论以目前的科学方法无法证实或否定,而且这些理论目前而言太过形而上学且只是在数学结构上有可能而已;不过马克斯·铁马克注意到了对宇宙微波背景辐射和宇宙物质大规模分布的测量的改进可能会否定或实证其中两种的平行宇宙存在的可能性,并进而能证实或否定开放宇宙理论和混乱暴涨理论,意即平行宇宙理论最少在某种程度上是可测的。

一些人认为科学家的职责就是要在不涉及观察者的状况下对已观测的现象提出基本的解释。回归到人择原理在解释会建构出所谓的「懒惰出口」,而这些解释的种类包括了「很明显地为生命的存在微调过的宇宙参数」等等;不过李奥纳特·蘇士侃宣称:某些形式的平行宇宙是无可避免的,在给出对现有宇宙状态的解释时,观测者效应是无法避免的而且得在其他的科学中获得解决。

一些人认为,平行宇宙理论会被奥卡姆剃刀给排除,因为假设一些我们无法观测且无法看见的宇宙来解决我们所看见的,就像是带著额外的行李走到尽头一般;不过对此马克斯·铁马克反驳:「这四种平行宇宙的一个共同特徵就是:预设平行宇宙的存在模型是最简单且最优雅的模型。如果一个人要否决这些多重宇宙的存在,他需要在实验上地对多重宇宙论的不支持,并且要加入以下的假定:有限空间、波函数崩溃和本体上的不对称是正确的,而这些过程会复杂化整个理论。因此我们的对於谁比较不优雅且较为浪费的裁决就变成了以下两者:多重宇宙或者是大量的文辞」。

有时有些人认为我们的宇宙是唯一可能存在的宇宙,因此讨论这些「其他的宇宙」是很明显地无意义的。爱因斯坦在思考其他种类的宇宙存在的可能性时,就提出了这个问题,关於宇宙结构是否只有一种可能的问题的解答的希望被认为在於理论上可统一全部物理理论的万物理论当中。

对於平行宇宙的观测证据的支援被认为来自於人择原理:「我们所观测到的宇宙对生命是友善的,要不然就不会被观测到。虽然这似乎是老调重弹,但是当生物体对物理法则和宇宙状况的敏感性、被考虑时,整个宇宙就是一个明显的证据;在另一方面,许多关键的物理常数似乎不会对於生物体造成严重的不适」;其他对於微调论证的批评是:就我们所知,在我们所知的物理常数之下可能还有更多的基本物理法则,而这些法则背後可能会有更多的参数存在,因此,给出这些定律,这些已知的物理常数未必落在生命许可的生存范围之内。

多重宇宙支持者经常对於常数如何从已定义的整体中选取感到茫然。假设存在个「定律中的定律」或者基本定律描述说常数如果被从一个宇宙到下一个宇宙中指定,那麼我们不过只是将宇宙学的问题给往上移了一个等级而已,因为我们必须解释这个基本定律从何而来。另外,这个基本法则是无穷大的,因此我不过是把问题从「为什麼是这个宇宙」给置换成了「为什麼是这个基本法则」。在援引平行宇宙论时这似乎是一个要点,尤其当假定只存在一个宇宙和一个原理会更简易时更是如此;但在马克斯·铁马克的平行宇宙理论里,这个问题是被避开的,因为在那种状况当中,所有可能的基本理论被实行的,而且被用以描述真实存在的平行宇宙。

对於虚拟宇宙和平行宇宙之间的关系依旧是个问题。多数的科学家已经准备好要接受自觉机器的可能性,而有些人工智慧学者甚至於已经说我们快要能制造自觉电脑了,在距离达让自觉生物住在虚拟世界方面仅剩一步之遥。对於那些生物而言,他们的「假」宇宙和我们的真宇宙可说是无分别的。因此我们应该将这些虚拟宇宙算在平行宇宙中吗?如果不是的话将我们自身存在的宇宙和这些虚拟宇宙划上等号有意义吗?

对於现有的平行宇宙论的最後一个问题是对於宇宙的定义。对多数的平行宇宙论者而言,宇宙是由物理法则和常数,以及初始条件定义的。这项论点可能会因为它的狭隘和沙文主义的性质而招致反对;对於将人类理解之外的事物予以分类也可能会招致批评。

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更新时间:2024/12/23 7:05:02