平行宇宙理论

伤我心太深

平行宇宙（parallel universes）是指多元宇宙中所包含的各个宇宙。多元宇宙是一个理论上的无限个或有限个可能存在的宇宙集合，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法则和物理常数。

通常所说的平行宇宙，是指在已知宇宙之外还可能存在的相似的其他宇宙。

加州大学圣芭芭拉分校的量子物理学家将一个人类头发丝宽度的微型“划桨”放入到一个真空罐中，随后他们拨动“划桨”，它同时出现了振动和静止两种量子状态（quantum state）。

从本质上说，那就意味着物体可以同时存在两种状态（或者说存在两个宇宙）。

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。
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，但时间体系不同，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。



对于平行宇宙的存在，科学界一直存在着争议，去年10月，一个理论物理学小组聚集在马德里就深奥的弦理论世界的两个议题“异界景观现象”和“人择原理”展开了讨论。前者意味着弦理论方程能够导出大量可能的宇宙的存在。后者试图解释的是为何我们这个宇宙的种种特性，包括各个基本自然常数会像现在这样存在。在这里专家们难以回避的问题就是平行宇宙（多重宇宙）。

　　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。

　　

　　另一方面，一些宇宙学家认为实际情况是宇宙中一些区域因为某些偶然因素而与我们失联了。由于宇宙是在140多亿年前的大爆炸中诞生的，而光以一种有限和可知的速度运行，可见宇宙的半径在430亿光年左右。而那些位于更远处的都是和我们在同一空间的宇宙。

　　

　　不同时间点的无数个我自己

　　几乎所有该领域的意见都不过是一些想法的拼接。因此，尽管暴涨机制确实存在，但仅凭这一点无法确定在其他宇宙中存在不同的物理常数，除非结合弦理论，但后者遭到的质疑更多。
　　如果平行宇宙与像量子力学这样更深层次和得到验证的理论存在关联，我们或许就能对这一空间存在其他宇宙的说法深信不疑了。甚至还能相信这些宇宙中的很多都和我们所在的一样，无数个不同版本的我们生活在其中。以上这些这正是著名物理学家休·埃弗里特在1957年创立的“多世界理论”所阐述的，他也就此开创了“平行世界”量子理论。
　　很显然，谁也无法确定宇宙增殖的存在，宇宙之间也不可能有联系。认为存在无数个版本的自己和自我意识的想法或许有些矛盾。已故物理学家布赖斯·德威特这样说到：“每颗星球、宇宙的每个遥远角落发生的量子跃迁都将我们的世界分割成了无数个版本的自身。这是一种心甘情愿的精神分裂。





谁先提出平行宇宙


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。”
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。”

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。这意味着世界可以用不同的样子，任何事件都是偶发的，甚至整个宇宙也是如此。

正式提出

物理学家埃弗雷特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。






平行宇宙存在吗


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。