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平行宇宙(物理學(xué)術(shù)語)

平行宇宙是指從某個宇宙中分離出來,與原宇宙平行存在著的既相似又不同的其他宇宙。在這些宇宙中,也有和我們的宇宙以相同的條件誕生的宇宙,還有可能存在著和人類居住的星球相同的、或是具有相同歷史的行星,也可能存在著跟人類完全相同的人。同時,在這些不同的宇宙里,事物的發(fā)展會有不同的結(jié)果:在我們的宇宙中已經(jīng)滅絕的物種在另一個宇宙中可能正在不斷進(jìn)化,生生不息。

相互平行的兩個宇宙,既不重合,也不相交,可謂“井水不犯河水”。雖然有時通過一些偶然的事件,兩個宇宙能相互感知對方的存在;但一般而言,仍是“雞犬之聲相聞,老死不相往來”。

有學(xué)者描述平行宇宙時用了這樣的比喻,它們可能處于同一空間體系,但時間體系不同,就好像同在一條鐵路線上疾馳的先后兩列火車;它們有可能處于同一時間體系,但空間體系不同,就好像同時行駛在立交橋上下兩層通道中的小汽車。[1]

平行宇宙的概念,最初并不是因為時間旅行悖論提出來的,它是來自量子力學(xué),因為量子力學(xué)有一個不確定性,就是量子的不確定性。平行宇宙概念的提出,得益于現(xiàn)代量子力學(xué)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。在20世紀(jì)50年代,有的物理學(xué)家在觀察量子的時候,發(fā)現(xiàn)每次觀察的量子狀態(tài)都不相同。而由于宇宙空間的所有物質(zhì)都是由量子組成,所以這些科學(xué)家推測既然每個量子都有不同的狀態(tài),那么宇宙也有可能并不只是一個,而是由多個類似的宇宙組成。

哥本哈根解釋

從20世紀(jì)20年代起,許多物理學(xué)家都為量子力學(xué)提出了不同的“詮釋”,目的是為測量問題提供一個可靠的解釋,并能讓人們理解波函數(shù)的坍縮。在量子力學(xué)中,微觀粒子的狀態(tài)用波函數(shù)(Wave function)來描述。當(dāng)微觀粒子處于某一狀態(tài)時,它的力學(xué)量(如坐標(biāo)、動量、角動量、能量等)一般不具有確定的數(shù)值,而具有一系列可能值,每個可能值以一定的概率出現(xiàn)(宏觀物體處于某一狀態(tài)時,它的力學(xué)量具有確定的數(shù)值)。也就是說,微觀粒子的運動具有不確定性和概率性。波函數(shù)就能描述微觀粒子在空間分布的概率。

物理學(xué)中著名的“單電子雙縫干涉”實驗正是微觀粒子運動不確定性和隨機性的體現(xiàn)。在這個實驗中,單電子通過雙縫后竟然發(fā)生了干涉。在經(jīng)典力學(xué)看來,電子在同一時刻只能通過一條縫,它不可能同時通過兩條縫并發(fā)生干涉;而根據(jù)量子力學(xué),電子的運動狀態(tài)是以波函數(shù)形式存在,電子有可能在同一時刻既通過這條狹縫,又通過那條狹縫,并發(fā)生干涉。但是,當(dāng)科學(xué)家試圖通過儀器測定電子究竟通過了哪條縫時,永遠(yuǎn)只會在其中的一處發(fā)現(xiàn)電子。兩個儀器也不會同時偵測到電子,電子每次只能通過一條狹縫。這看起來好像是測量者的觀測行為改變了電子的運動狀態(tài),這種反常的現(xiàn)象又作何解釋呢,物理學(xué)家玻爾提出了著名的“哥本哈根解釋”:當(dāng)人們未觀測時,電子在兩條縫位置都有存在的概率;但是,一旦被測量了,比如說測得該電子在左縫位置,電子有了準(zhǔn)確的位置,它在該點的概率為1,其他點的概率為0。也就是說,該電子的波函數(shù)在被測量的瞬間“塌縮”到了該點。

玻爾把觀察者及其意識引入了量子力學(xué),使其與微觀粒子的運動狀態(tài)發(fā)生關(guān)系。但觀察者和“塌縮”的解釋并不十分清晰和令人信服,也受到了很多科學(xué)家的質(zhì)疑。例如,塌縮是如何發(fā)生的,是在一瞬間就發(fā)生,還是要等到光子進(jìn)入人們的眼睛并在視網(wǎng)膜上激起電脈沖信號后才開始。

多世界解釋

那么,有沒有辦法繞過這所謂的“塌縮”和“觀測者”,從本應(yīng)研究客觀規(guī)律的物理學(xué)中剔除觀察者的主觀成分呢。

埃弗雷特由此提出了一個大膽的想法:如果波函數(shù)沒有“塌縮”,則它必定保持線性增加。也就是說,上述實驗中電子即使再觀測后仍然處在左/右狹縫的疊加狀態(tài)。埃弗雷特由此進(jìn)一步提出:人們的世界也是疊加的,當(dāng)電子穿過雙縫后,處于疊加態(tài)的不僅僅是電子,還包括整個的世界。也就是說,當(dāng)電子經(jīng)過雙縫后,出現(xiàn)了兩個疊加在一起的世界,在其中的一個世界里電子穿過了左邊的狹縫,而在另一個世界里,電子則通過了右邊的狹縫。這樣,波函數(shù)就無需“塌縮”,去隨機選擇左還是右,因為它表現(xiàn)為兩個世界的疊加:生活在一個世界中的人們發(fā)現(xiàn)在他們那里電子通過了左邊的狹縫,而在另一個世界中,人們觀察到的電子則在右邊。以“薛定諤的貓”來說,埃弗雷特指出兩只貓都是真實的。有一只活貓,有一只死貓,但它們位于不同的世界中。問題并不在于盒子中的發(fā)射性原子是否衰變,而在于它既衰變又不衰變。當(dāng)觀測者向盒子里看時,整個世界分裂成它自己的兩個版本。這兩個版本在其余的各個方面是完全相同的。唯一的區(qū)別在于其中一個版本中,原子衰變了,貓死了;而在另一個版本中,原子沒有衰變,貓還活著。前述所說的“原子衰變了,貓死了;原子沒有衰變,貓還活著”這兩個世界將完全相互獨立平行地演變下去,就像兩個平行的世界一樣。量子過程造成了“兩個世界”,這就是埃弗雷特前衛(wèi)的“多世界解釋”。

這個解釋的優(yōu)點是:薛定諤方程始終成立,波函數(shù)從不塌縮,由此它簡化了基本理論。它的問題是:設(shè)想過于離奇,付出的代價是這些平行的世界全都是同樣真實的。這就難怪有人說:“在科學(xué)史上,多世界解釋無疑是目前所提出的最大膽、最野心勃勃的理論?!?/p>

思想雛形

公元前5世紀(jì),德謨克利特就提出“無數(shù)世界”的概念,認(rèn)為“無數(shù)世界”是原子通過自身運動形成的。他說:“原子在虛空中任意移動著,而由于它們那種急劇、凌亂的運動,就彼此碰撞了,并且,在彼此碰在一起時,因為有各種各樣的形狀,就彼此勾結(jié)起來,這樣就形成了世界及其中的事物,或毋寧說形成了無數(shù)世界?!?/p>

公元前1世紀(jì),盧克萊修指出,在我們這個“可見的世界”之外還存在著“其他的世界”,居住著“其他的人類和野獸的種族。”

公元前4世紀(jì),伊壁鳩魯表述了世界多元性的思想:“存在著無限多個世界,它們有的像我們的世界,有的不像我們的世界。”“在一切世界里,都有我們這個世界里所見到的動物、植物以及其他事物?!?/p>

1714年,萊布尼茨提出了他的“可能世界”的概念,設(shè)想在必然世界(可觀測的宇宙)范圍之外還存在著無窮多個“可能世界”。他認(rèn)為世界由無限的單子組合而成,單子之間沒有因果關(guān)系,而是某種前定的和諧關(guān)系,單子雖然各自獨立,但它們之間有品極高低的差異。萊布尼茲把某個現(xiàn)實事件的出現(xiàn),例如,具體的人,闡釋為許多單子組合的結(jié)果,各種不同的組合的結(jié)果與單子中更勝一籌的單子的主導(dǎo)作用有關(guān)。這意味著世界可以用不同的樣子,任何事件都是偶發(fā)的,甚至整個宇宙也是如此。

正式提出

1957年,物理學(xué)家埃弗雷特提出了自己對量子測量問題的想法。他指出,在量子力學(xué)中,存在多個平行的世界,在每個世界中,每次量子力學(xué)測量的結(jié)果各自不同,因此不同的歷史發(fā)生在不同的平行宇宙中。多世界解釋認(rèn)為,對測量裝置的觀察,會使得測量裝置被分解為兩個。并且在這個測量鏈上,這種分解會不斷地進(jìn)行下去。伴隨著這種分解,一定有一個完全的宇宙的復(fù)制。也就是說,只要有一個量子測量發(fā)生,那么,每個宇宙分支,以及這個分支中的分量就會導(dǎo)致一個可能的測量結(jié)果。每個處在特殊宇宙分支中的人都會認(rèn)為,他的測量結(jié)果和所處的宇宙是唯一存在的。也就是說,一次測量產(chǎn)生了一次新的宇宙。這些各自不同的新宇宙,除非完全相同,否則絕無重合的可能。這一理論的發(fā)表,標(biāo)志著平行宇宙概念的正式提出。

存在證據(jù)

英國天文學(xué)家稱找到了支持平行宇宙論的證據(jù)。通過對宇宙微波背景輻射圖的研究,他們發(fā)現(xiàn)了四個由“宇宙摩擦”形成的圓形圖案,這表明我們的宇宙可能至少4次進(jìn)入過其他宇宙。

CMB分布圖(2張)

2007年 8月,科學(xué)家在研究宇宙微波背景輻射(CMB)信號時發(fā)現(xiàn)了一個巨大的冷斑(cold spot),其中完全是“空”的,沒有任何的正常物質(zhì)或者暗物質(zhì),也沒有輻射信號,為什么宇宙中會存在如此怪異的時空。為了尋找這個答案,科學(xué)家認(rèn)為這是另一個宇宙的證據(jù),冷斑現(xiàn)象可能使得宇宙學(xué)家推出一種結(jié)論,暗示人們所處的宇宙之外還存在平行宇宙??茖W(xué)家通過普朗克望遠(yuǎn)鏡觀測到的輻射數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)我們的宇宙可能是10億個宇宙中的一個,第一次有證據(jù)顯示平行宇宙是存在的。

普朗克望遠(yuǎn)鏡繪制的地圖顯示了微波背景輻射的分布情況,科學(xué)家認(rèn)為大爆炸后期殘留的輻射均勻分布于宇宙空間中,尤其是在南天。北卡羅萊納州大學(xué)教堂山分校理論物理學(xué)家勞拉·梅爾西尼-霍頓博士與來自卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)教授理查德·霍爾曼在2005年就預(yù)言了異常輻射的存在,并認(rèn)為由于平行宇宙的存在導(dǎo)致了輻射分布異常。梅爾西尼-霍頓博士認(rèn)為普朗克探測器的數(shù)據(jù)支持了平行宇宙存在的假設(shè),這意味著在人們所處的宇宙之外還存在無限多的宇宙,正是由于其他宇宙的拖拽效應(yīng)使得南天出現(xiàn)分布不均的輻射。

宇宙微波背景輻射信號中的巨大冷斑跨度差不多達(dá)到10億光年,位于波江座方向上,理論物理學(xué)家勞拉·梅爾西尼-霍頓博士認(rèn)為這是另一個宇宙的信號,如果該發(fā)現(xiàn)被證實,那么這將是人類有史以來在本地宇宙時空外發(fā)現(xiàn)的第一個宇宙。宇宙微波背景輻射來自于宇宙大爆炸后殘留的信號,存在于微波波段,NASA的威爾金森微波各向異性探測器和斯隆數(shù)字巡天拍攝的圖像也顯示我們的宇宙存在巨大的空洞,這一證據(jù)在2004年就被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)。

事實上,關(guān)于冷斑的問題已經(jīng)成為天文學(xué)家研究的重點,后來的研究顯示這片神秘的宇宙時空并非完全不存在物質(zhì),在其周圍存在小規(guī)模的星系,比起其他天區(qū)的星系,這些星系的跨度以及輻射都十分小,計算表明,宇宙空洞附近天體的輻射量比宇宙中其他可見時空輻射量減少大約20%至45%。然而,為什么宇宙中會形成如此奇怪的時空呢?比如距離銀河系80億光年處就存在一個直徑大約為90光年的宇宙空洞,當(dāng)前的宇宙大爆炸以及宇宙形成理論很難解釋為什么可以形成這些空洞,它們的形成機制依然是個迷。

梅爾西尼-霍頓博士為主的研究小組認(rèn)為這是另一個宇宙存在的證據(jù),根據(jù)弦理論預(yù)言,宇宙之外還存在其他宇宙,每一個宇宙都擁有獨特的物理屬性。另一種觀點認(rèn)為冷斑的出現(xiàn)與宇宙膨脹有關(guān),作為引力長程作用的結(jié)果,宇宙中出現(xiàn)了大型空洞,目前觀測到的大空洞出現(xiàn)在北半球的天區(qū),科學(xué)家預(yù)測在南半球天區(qū)也存在一處巨大的冷斑,但是研究小組認(rèn)為宇宙空洞的出現(xiàn)存在隨機性。

根據(jù)普朗克探測器的數(shù)據(jù),梅爾西尼霍頓博士認(rèn)為自己的假設(shè)已經(jīng)被證明,在人們所處的宇宙之外還存在更多的平行宇宙,由于這些宇宙的存在,導(dǎo)致了背景輻射的異常,這一切都體現(xiàn)在宇宙學(xué)理論無法解釋的冷斑時空中。隸屬于歐空局的普朗克空間望遠(yuǎn)鏡具有非常高的觀測精度,其繪制的精確CMB圖像為科學(xué)家打開了一扇通往另一個時空的大門。

據(jù)《星期日泰晤士報》稱,劍橋大學(xué)理論物理學(xué)教授馬爾科姆·佩瑞認(rèn)為,該發(fā)現(xiàn)有極高的可能來佐證“多重宇宙”的存在。他的同事天體物理學(xué)教授喬治·埃弗斯塔西歐對此也表示支持:“多重宇宙的論調(diào)現(xiàn)在聽起來仍然讓有些人感到怪異,這情況就像當(dāng)年大爆炸理論的提出一樣。不過,現(xiàn)今我們已經(jīng)掌握了有力的證據(jù),這必將徹底改變?nèi)藗儗τ谟钪娴恼J(rèn)知?!?/p>

理論進(jìn)展

2014年10月31日,物理學(xué)家稱,“平行宇宙”的確存在,給不同版本的“我們”提供生存空間。不僅如此,平行宇宙之間還會相互影響,所以才會出現(xiàn)微觀層面種種奇怪的物理學(xué)現(xiàn)象。英國格里菲斯大學(xué)和美國加州大學(xué)學(xué)者聯(lián)合提出上述理論。他們認(rèn)為,平行宇宙不僅存在,而且相互影響,并非各自獨立地發(fā)展變化;而相互作用,恰好能夠解釋微觀物理研究發(fā)現(xiàn)的粒子奇怪的反應(yīng)。

格里菲斯大學(xué)物理學(xué)教授霍華德·威斯曼說:“大概在1957年左右,量子物理學(xué)界出現(xiàn)了平行宇宙的想法。照此推斷,量子測量每進(jìn)行一次,一個宇宙就會產(chǎn)生出新的分支宇宙。所以就產(chǎn)生了無數(shù)的可能性——在有的宇宙里,隕石沒有砸中地球,恐龍們幸存下來。再換一個宇宙,澳大利亞就成了葡萄牙人的殖民地了。

此前,學(xué)者休·埃弗雷特發(fā)現(xiàn)量子粒子能夠同時擁有兩種不同的狀態(tài),因此提出了粒子以不同狀態(tài)在不同世界同時存在的理論。按照這一理論,粒子在兩種狀態(tài)、兩個世界之間不必二選其一,而是可以二者兼得。威斯曼和同事們認(rèn)為,人們所處的宇宙不過是浩如煙海的眾多的宇宙中的滄海一粟。這些宇宙同時存在,有的和人們所在的宇宙相似,有的則大不相同。威斯曼還表示,比較“靠近”的宇宙會相互排斥,增加相互之間的差異。

科學(xué)家將會有多種方法檢驗這些平行宇宙的理論,甚至可能排除其中的一些。在今后幾十年,隨著宇宙測量技術(shù)的巨大進(jìn)步,通過諸如宇宙微波背景輻射探測、大尺度物質(zhì)分布測量等,科學(xué)家會進(jìn)一步限定空間的彎曲和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),從而檢驗第一層平行宇宙理論。而更精確的暴脹測量,可以用來檢驗第二層平行宇宙的理論。天體物理學(xué)和高能物理學(xué)的共同進(jìn)步,也會確定物理常量的微調(diào)程度,從而削弱或加強第二層的存在可能。如果現(xiàn)在全球制造量子計算機的努力能夠成功.那么它將會為第三層宇宙的存在提供進(jìn)一步的證據(jù),因為它在本質(zhì)上要利用第三層平行宇宙的平行性來做平行計算。相反,幺正不守恒的實驗證據(jù)則會排除第三層。最后,現(xiàn)代物理的重大挑戰(zhàn),統(tǒng)一廣義相對論和量子場論的成功或失敗,會給第四層宇宙的研究帶來更多啟示??茖W(xué)家可能最終找到一個和人們的宇宙相匹配的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),也可能突然碰到不可思議的數(shù)學(xué)有效性極限,從而不得不放棄第四層。

提出時間

美國麻省理工學(xué)院的宇宙學(xué)家馬克斯·泰馬克(Max Tegmark)熱衷于研究平行宇宙,他說道:“對于我來說最有意思的問題不是平行宇宙是否存在,而是到底有多少種平行宇宙?!痹?003年的《科學(xué)美國人》雜志里,有一篇由他所寫的關(guān)于平行宇宙的專文,文中他將平行宇宙分成四類。根據(jù)泰馬克的分類,越處于上位的宇宙,越容易擴張,越容易涵蓋處于下位層次的宇宙。

第一層:視界之外

如果空間是無限的,而且物質(zhì)分布在大尺寸上是足夠均勻的,那么即使最不可能發(fā)生的事情也必然發(fā)生在某處。特別地,應(yīng)該存在無限多有人的行星,而且包括不是一個而是無限多和一樣的外表、姓名、記憶的人。無限多和可觀測宇宙大小一樣的區(qū)域確實存在,在那里任何可能的宇宙歷史都會實際存在。這就是第一層平行宇宙。

混沌暴漲理論(Chaotic Inflation Theory),可對無限的遍歷的宇宙進(jìn)行一般性預(yù)測。這個宇宙是無限的,應(yīng)該包含了能實現(xiàn)所有初期條件的哈勃體積。

因此,無限的宇宙包含了無限數(shù)量的哈勃體積。他們雖然全部具有同樣的物理法則與物理定數(shù),但對于類似物質(zhì)分布的配置卻幾乎與人們所處的哈勃體積不同。但是正因為存在著哈勃體積,超越事件視界(Event Horizon)的、結(jié)果類似的或者相同的配置的哈勃體積才得以存在。據(jù)體格馬克測算,與人們居住的相同大小體積和配置的星體存在于距我們大約115(比古戈爾普勒克斯大的數(shù)字)米的地方。這種推論假定了看似與哈勃狀態(tài)一樣形式的分布,但是實際上是什么樣的分布都是可能的。這就意味著人們所特定的哈勃體積在實際上是唯一的存在。

第二層:后暴脹泡沫

  • 作為宇宙的膨脹理論變形的混沌暴漲理論,平行宇宙是以整體方式進(jìn)行擴張的,這種擴張會一直持續(xù)下去。但是宇宙的某個領(lǐng)域卻停止擴張,呈現(xiàn)各異的泡沫形態(tài)。這種泡沫就是不發(fā)達(dá)的第一層的平行宇宙。安德烈.林地及Vitaly Vanchurin計算得出此宇宙的數(shù)量是10000000個計量單位。可能不同的泡沫都經(jīng)歷過原發(fā)的對稱性的破裂,其結(jié)果是擁有了不同物理定數(shù)的不同性質(zhì)。此層次包括了約翰·惠勒(John Archibald Wheeler)的振動宇宙論(Oscillatory Universe Theory)和李·斯莫林(Lee Smolin)的多產(chǎn)宇宙論(Fecund UniversesTheory)。

    第三層:量子力學(xué)中的多世界解釋

    休?埃弗雷特的多世界解釋(MWI)是為數(shù)眾多的主流量子力學(xué)的解釋中的一個。作為量子力學(xué)的一個側(cè)面,不是單個觀測就可以絕對預(yù)測的。反而可能在更大范圍引發(fā)不同的概率。根據(jù)MWI理論,這些不同的觀測結(jié)果與不同的宇宙分別對應(yīng)。如同搖動一個六面的骰子一樣,其結(jié)果和量子力學(xué)的可觀測量是一致的。與骰子的6面向相對應(yīng)的6種宇宙得以顯現(xiàn)。(更為正確的是,MWI理論中,盡管宇宙的存在具有單一性,但在向多元世界分裂后,他們通常是無法互相作用的。)

    泰馬克認(rèn)為第三層的平行宇宙在哈勃體積內(nèi)的含量并不比一~二層的平行宇宙概率大。事實上,在有相同的物理定數(shù)的第三層的平行宇宙中,由分裂而形成的所有的不同的世界在層次一的平行宇宙中的多個哈勃體積中都可以找到。泰馬克做了如下闡述:第一層和第三層的唯一不同就是人的復(fù)體居住在哪里的差別。在第一層當(dāng)中,居住在三次元空間的任何一個地方。在第三層當(dāng)中,居住在無限次元的與希爾伯特空間(Hilbert Space)內(nèi)的其他量子不同的世界中。同樣,擁有不同物理定數(shù)的全部的層次二的泡沫宇宙在事實上,可以看作是在第三層的平行宇宙中在原發(fā)性的對稱性破裂瞬間所產(chǎn)生的“世界”。

    與多世界有關(guān)的觀點包括了理查德·費曼(Richard Phillips Feynman)的復(fù)數(shù)歷史(Multiple Histories)解釋及H. Dieter Zeh的多精神解釋(Many-minds interpretation)。

    第四層:終極集合

    終極集合假說由泰馬克自身所倡導(dǎo)??梢圆捎貌煌臄?shù)學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行記述的宇宙被認(rèn)為是全部以對等的方式而實際存在的。不可觀測的宇宙的不同的低能量的物理法則并不包括其中。泰馬克倡導(dǎo)如下的觀點。抽象數(shù)學(xué)是非常普遍的存在,(從人類的曖昧的語言中分離出來)無論以什么樣的純粹的語言都可定義的萬物的通用理論(TOE)都脫離不了數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。比如,包含不同種類的實體(用語言的表述的話)及其關(guān)系(再用語言表述)的TOP不僅被數(shù)學(xué)者們稱為集合論模式,通常也把該種集合論的模式看成是構(gòu)成的形式體系。這就暗示了所有的可以想象的平行宇宙理論在層次四階段可以被記述。因為層次四的平行宇宙包含了全部的其他的集合,從而成為了平行宇宙階層的上限。導(dǎo)致了失去考慮層次五的平行宇宙的余地。

    尤爾根·施密特胡貝爾(Jürgen Schmidhuber)提出了“數(shù)學(xué)的構(gòu)造的集合”并沒有被明確的定義這一不同意見。他只贊同構(gòu)造性數(shù)學(xué)(Constructive mathematics),即通過電腦程序可以進(jìn)行記述的宇宙表述。其中,輸出位可以被控制在有限的時間內(nèi),控制時間的本身會因為庫爾特的極限而受到程序的影響無法做出預(yù)測,但是由于非停止程序的原因,可以被記述的宇宙的表述非常明確的包含其中。另外,他對相對受限的可以進(jìn)行極快運算的宇宙集合提出了明確的異議。

    針對平行宇宙的主要爭論在于,它們很浪費并且很離奇,來依次考慮這兩點。首先,平行宇宙理論很容易被奧卡姆剃刀原理所攻擊,因為它們假設(shè)了其他宇宙存在,而人們卻永遠(yuǎn)觀測不到。為何自然在本體上如此浪費,并沉溺于這些多到無窮無盡的不同世界,但這一點也可以反過來支持平行宇宙。當(dāng)人們覺得自然過于浪費時,人們到底是在困惑關(guān)于它浪費的哪一點,顯然不是“空間”,因為標(biāo)準(zhǔn)的平坦宇宙模型中無限的體積并沒有引起這樣的反對。也不是“物質(zhì)”或“原子”——理由相同,一旦已經(jīng)浪費了無限的東西,誰在乎再浪費多點呢。所以,這種令人困惑的“浪費”倒不如說是一種簡化,它減少了說明所有這些不可見世界所需的信息量。然而,正如泰馬克詳細(xì)討論過的那樣,整個集合往往要比集合中的單個元素簡單得多。例如,一個普通整數(shù)n的算法信息內(nèi)容在 量級上,這就是將它用二進(jìn)制寫出來所需要的比特數(shù)。然而,所有整數(shù)的集合,1,2,3,…,只需要寥寥幾行計算機程序就能生成,所以整個集合的算法復(fù)雜度要遠(yuǎn)小于其中某個整數(shù)。同樣,愛因斯坦引力場方程的全部理想流體解的集合,算法復(fù)雜度要遠(yuǎn)低于其中某個特解,因為前者只需要很少幾個方程就能描述,而后者要求在某個超曲面指定大量的初始數(shù)據(jù)。不嚴(yán)格地說,當(dāng)人們把注意力局限在一個集合中的某個特定元素上時,表觀信息的內(nèi)容增加了,卻失去了將所有元素考慮進(jìn)來時整個系統(tǒng)內(nèi)在的對稱性和簡單些。在這個意義上,更高層的平行宇宙具有更低的算法復(fù)雜度。從通常宇宙升到第一層平行宇宙,就不再需要指定初始條件,升到第二層,就不需要指定物理常數(shù),到了包含所有數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的第四層平行宇宙,本質(zhì)上就不存在算法復(fù)雜度了。只有從青蛙視角,從觀測者的主觀感覺來看,才有那些信息富余和復(fù)雜性。可以證明,平行宇宙論要比只取一個集合元素作為物理存在的單個宇宙理論經(jīng)濟得多。

    第二個普遍的抱怨是,平行宇宙太離奇了。但這個反對多半來自審美上,而非科學(xué)上的考慮,然而正如上面提到的,這個意見只有在亞里士多德的世界觀中才有意義。在柏拉圖模型中,如果鳥的視角和青蛙視角足夠不同,很可能看到的是,觀察者會抱怨正確的TOE如此離奇,而每個跡象都說明這正是人們所處的情形。人們所感到的離奇也沒有什么好大驚小怪的,因為進(jìn)化只賦予了人們對日常物理的直覺,能夠使人們遠(yuǎn)古的祖先生存下來。但由于有了智慧和創(chuàng)造,人們已經(jīng)比只有一般內(nèi)部觀點的青蛙視角稍微多窺見了一些東西,可以確信的是,人們在超出人類原始認(rèn)知的任何地方到遭遇了奇異現(xiàn)象:高速(鐘慢效應(yīng))、小尺度(量子粒子能同時存在于好幾個地方)、大尺度(黑洞)、低溫(能向上流的液氦)、高溫(碰撞粒子能改變身份),等等。所以,物理學(xué)家大體上已經(jīng)接受了,鳥的視角和青蛙視角是很不相同的。量子場論的一個現(xiàn)代流行觀點是,標(biāo)準(zhǔn)模型也僅僅只是一個有效的理論,是另一個還沒發(fā)現(xiàn)的理論的低能極限,而后者與舒服的經(jīng)典概念相去甚遠(yuǎn)(例如,包含十維的弦)。許多實驗學(xué)家已經(jīng)對這么多“離奇”(但重復(fù)性很好)的結(jié)果感到麻木了,他們簡單地接受了“這個世界就是一個比人們原想的世界更離奇”這樣的觀點,然后埋頭繼續(xù)計算。

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