真的存在平行宇宙嗎？（下）

作者：魯超

文章來(lái)源于科學(xué)大院公眾號(hào)（ID：kexuedayuan）

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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(shí)候，惠勒就指出：“分裂”最好換成其他詞。但后來(lái)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(shuō)并不是一個(gè)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(gè)“總宙”（Multiverse），可以認(rèn)為總宙比子宇宙處于一個(gè)更高維的希爾伯特空間。就像我們的三維空間由無(wú)數(shù)平行的二維平面組成，總宙就是由無(wú)數(shù)平行的子宇宙組成，每一個(gè)子宇宙是總宙的一個(gè)切面（也許用切體、切時(shí)空更好）。我們可以用一個(gè)波函數(shù)來(lái)描述整個(gè)總宙的狀態(tài)，這個(gè)波函數(shù)當(dāng)然可以用薛定諤方程來(lái)描述，但這個(gè)方程不一定有一個(gè)解，比如雙縫干涉，就有兩個(gè)解，每個(gè)解投影到一個(gè)子宇宙。

按照這樣的說(shuō)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(lái)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(lái)理解“總宙”的演化。

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

（圖片來(lái)源：google）

當(dāng)它準(zhǔn)備落下第一步黑棋時(shí)，它似乎有361個(gè)選擇，當(dāng)然我們必須考慮棋盤(pán)的對(duì)稱(chēng)性，因此它實(shí)際上只有55個(gè)選擇，也就是說(shuō)棋局“分裂”為55種可能性。如果第一步并沒(méi)有落在任一對(duì)稱(chēng)軸上，第二步白棋將有360種走法，也就是說(shuō)棋局又“分裂”為360種可能性。以此類(lèi)推……

懂了沒(méi)？棋盤(pán)上的所有變化就是阿爾法狗“芯”里的“總宙”，每一盤(pán)棋局就是其中的一個(gè)子宇宙。每下一步，棋盤(pán)“總宙”就以可能走的變化發(fā)生“分裂”或繼續(xù)“演化”。棋盤(pán)太小，只爭(zhēng)目數(shù)。相比之下，我們所在的宇宙則是一個(gè)巨大的存在，按照多宇宙理論，每時(shí)每刻都在發(fā)生著量子事件，也就是說(shuō)，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(lái)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(guò)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(guò)的更好？

至于為什么會(huì)有很多的“他”，是因?yàn)樵谖业臍v史里發(fā)生了太多的偶然事件（量子事件），它們經(jīng)過(guò)各種“薛定諤的貓”過(guò)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?yàn)橐恍┠涿畹脑蚨x開(kāi)人世；還有一些宇宙里，我們可能因買(mǎi)了彩票而中獎(jiǎng)，成為億萬(wàn)富翁；我們也許正和自己的前女友在另一個(gè)宇宙里卿卿我我，有情人終成眷屬……

我們至少可以得到一個(gè)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(mèng)中女神過(guò)著什么樣的生活？（圖片來(lái)源：google）

人是不滿足的動(dòng)物，如果存在平行宇宙，人就會(huì)想，在另一個(gè)平行宇宙里，我會(huì)不會(huì)過(guò)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(guò)去。而每改變一次導(dǎo)致他存在于另一個(gè)平行宇宙，可惜總是事與愿違，由于蝴蝶效應(yīng)的存在，本來(lái)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(gè)悲劇的結(jié)尾讓人扼腕長(zhǎng)嘆。

（圖片來(lái)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(wú)數(shù)個(gè)“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(gè)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(shí)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的夢(mèng)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(yàn)??！這就好比，如果人生好比一場(chǎng)游戲，可以save and load該多好，我總能S&L到一個(gè)最好的結(jié)果。說(shuō)到這里，游戲里通過(guò)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(lái)的那一夜》中的女主角，去到平行空間的另一個(gè)“她”的家，發(fā)現(xiàn)另一個(gè)“她”過(guò)得更好，于是將另一個(gè)“她”打暈，偽裝成另一個(gè)“她”。

影片《彗星來(lái)的那一夜》（圖片來(lái)源：影片宣傳廣告）

在宇宙年齡面前，人生百年不過(guò)滄海一粟。如果把我們的視野放大到宇宙尺度，那會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)神奇的問(wèn)題。按照多宇宙理論，從137億年前宇宙大爆炸開(kāi)始，我們整個(gè)宇宙早已 “分裂”或“演化”成天文數(shù)字的子宇宙?？梢韵胂?，在大部分宇宙里，可能根本不會(huì)有“我”，甚至連太陽(yáng)系、銀河系都沒(méi)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(gè)子宇宙里本身就是“總宙”演化的結(jié)果。這就導(dǎo)致一個(gè)更加恐怖的推論：如果我們要問(wèn)我們的宇宙為什么是這個(gè)樣子，那是因?yàn)槿绻钪娌皇沁@個(gè)樣子，你就根本不會(huì)在這里問(wèn)這個(gè)弱智問(wèn)題。這就是“人擇原理”！

好了，多宇宙剛誕生出來(lái)的時(shí)候，顯而易見(jiàn)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(guò)我們的推論，卻發(fā)現(xiàn)這竟然能會(huì)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(shuō)來(lái)說(shuō)去，平行宇宙之間沒(méi)有任何關(guān)系，也就無(wú)法驗(yàn)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(lèi)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(lái)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(shuō)取代了之前托勒密的地心說(shuō)。從此，人類(lèi)的家園在宇宙中再也不是一個(gè)特殊的位置，我們意識(shí)到了自己在宇宙中的“平庸”。在這之后，人類(lèi)逐步認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)、銀河甚至本星系團(tuán)也不過(guò)是浩瀚宇宙中不能再平常的一員。在這個(gè)基礎(chǔ)上，人們總結(jié)出了“哥白尼原則”：人類(lèi)在觀測(cè)宇宙時(shí)并非處于一個(gè)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(yáng)系了，我們所處于的宇宙都可以說(shuō)是為我們每一個(gè)人精心設(shè)計(jì)的，這是屬于我們每一個(gè)人的宇宙！這怎能讓自認(rèn)為理性的人信服呢？

我們?cè)谟钪嬷腥绱似接?，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(lái)源：google）

多宇宙理論可以被驗(yàn)證嗎？

分裂也好，演化也好。多宇宙畢竟上升到宇宙級(jí)別，孰是孰非難以驗(yàn)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(cè)試一下實(shí)驗(yàn)的可驗(yàn)證性。難道多宇宙只能作為一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，成為人們口中的談資嗎？

宇宙能像這樣放到瓶子里做實(shí)驗(yàn)嗎？（圖片來(lái)源：Chemx）

艾弗雷特的多宇宙有兩個(gè)死忠粉，一個(gè)是麻省理工學(xué)院的泰格馬克教授，另一個(gè)是惠勒的學(xué)生多伊奇。我們先說(shuō)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(lái)源：wiki）

1998年，泰格馬克在論文中提到了一個(gè)“真人版”的薛定諤的貓——量子自殺實(shí)驗(yàn)。（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(shí)驗(yàn)。）

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?zhuān)灰铀プ?，手槍就砰的一聲送他上西天。?wèn)題來(lái)了，根據(jù)多宇宙，在一個(gè)宇宙中，主角死掉了，而在另一個(gè)宇宙中他還活著。那么，從這個(gè)人的視角來(lái)看，死掉的那個(gè)宇宙對(duì)他已經(jīng)沒(méi)有意義了，他還會(huì)繼續(xù)活在另一個(gè)宇宙。也就是說(shuō)，這個(gè)人本不會(huì)死。這就是“量子自殺”思想實(shí)驗(yàn)。

多次量子自殺將導(dǎo)致量子永生（圖片來(lái)源：wiki）

量子自殺實(shí)驗(yàn)把人作為觀察者上升到了一個(gè)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(yàn)證多宇宙理論。這這個(gè)黑箱里，自己既是觀察者，又是被觀察者，這會(huì)產(chǎn)生什么樣的結(jié)果呢？

如果這個(gè)人覺(jué)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(gè)人的宇宙里，放出的都是空槍?zhuān)麜?huì)一直死不掉。

讓我們繼續(xù)開(kāi)大腦洞，主角完全可以換一種更為“常見(jiàn)”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(tīng)起來(lái)好像天方夜譚，但是按照量子力學(xué)的基本原理，這確實(shí)有可能發(fā)生，只是幾率很小而已。也就是說(shuō)，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(gè)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(gè)恐怖的推論：一個(gè)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(shí)驗(yàn)示意圖（圖片來(lái)源：wiki）

如果我們覺(jué)得光自殺太無(wú)聊了，可以設(shè)計(jì)一個(gè)更加“拜金”的實(shí)驗(yàn)，那就是每次自殺之前去買(mǎi)一次彩票，在買(mǎi)之前告訴自己如果不中獎(jiǎng)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(wàn)富翁了。

敢不敢這么玩：來(lái)吧，不讓我發(fā)財(cái)，我就量子自殺?。▓D片來(lái)源：google）

量子自殺實(shí)驗(yàn)已經(jīng)是“玩命”了，因此只能停留在思想實(shí)驗(yàn)的層面上，科學(xué)家還是要找到一些可驗(yàn)證的客觀實(shí)驗(yàn)。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(méi)有交集，可能會(huì)通過(guò)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(huì)，可以設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)，去搜索其他宇宙的線索。

1985年，多伊奇在《國(guó)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(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段測(cè)量一個(gè)平行世界對(duì)另一個(gè)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(lái)源：wiki）

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

多伊奇在一本書(shū)里這樣寫(xiě)道：“當(dāng)我們使用量子計(jì)算機(jī)時(shí)，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(jì)算機(jī)可以利用在平行宇宙中的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)計(jì)算它們。”原來(lái)，按照多伊奇的說(shuō)法，我們是在用平行宇宙的計(jì)算力來(lái)實(shí)現(xiàn)本宇宙的量子計(jì)算。

多伊奇：量子計(jì)算是一種獨(dú)特的利用自然的新方法。這將是第一個(gè)允許通過(guò)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(lái)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(cè)試。文中提到：建造一個(gè)離子阱，肼中存在一個(gè)孤立離子，對(duì)這個(gè)離子的量子測(cè)量將產(chǎn)生兩個(gè)平行世界，它們的區(qū)別僅僅在于是否能夠探測(cè)到一個(gè)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(gè)世界之間的聯(lián)系會(huì)存在一個(gè)時(shí)間窗口，也許是毫秒級(jí)，也許是納秒級(jí)。不管怎樣，只要人類(lèi)的技術(shù)水平能夠達(dá)到，就可以通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證多宇宙理論。

普拉加后來(lái)甚至表示，如果這種技術(shù)成熟，足以實(shí)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(wú)人問(wèn)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(cè)器（WMAP）的數(shù)據(jù)，聲稱(chēng)發(fā)現(xiàn)了證據(jù)，表明我們的宇宙在遙遠(yuǎn)的過(guò)去與其他平行宇宙相撞。

然而，對(duì)WMAP和后來(lái)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(méi)有發(fā)現(xiàn)任何有統(tǒng)計(jì)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(méi)有任何證據(jù)表明其他宇宙對(duì)我們的宇宙有引力作用。

普朗克望遠(yuǎn)鏡對(duì)宇宙的觀測(cè)比WMAP的清晰度更上一層樓。（圖片來(lái)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(gè)明顯的碰撞痕跡。有科學(xué)家宣稱(chēng)在宇宙背景圖上真的找到了這個(gè)痕跡，如右圖，你發(fā)現(xiàn)了嗎？（圖片來(lái)源：google）

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

比如2007年，諾貝爾獎(jiǎng)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(gè)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)。”言下之意，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(wú)縹緲的幻想。

溫伯格（圖片來(lái)源：wiki）

溫伯格算是比較溫和的批評(píng)者了，另一些著名的科學(xué)家就沒(méi)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(shí)報(bào)》發(fā)表觀點(diǎn)文章《多元宇宙簡(jiǎn)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(wú)窮無(wú)盡的看不見(jiàn)的宇宙來(lái)解釋我們所看到的宇宙的不尋常特征，就像調(diào)用一個(gè)看不見(jiàn)的造物主一樣?！?/p>

保羅·戴維斯（圖片來(lái)源：wiki）

2011年8月，南非宇宙學(xué)家喬治·埃利斯在《科學(xué)美國(guó)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(gè)傳統(tǒng)的科學(xué)理論。他說(shuō)：“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(duì)他們來(lái)說(shuō)，反對(duì)多元宇宙作為一個(gè)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(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試?！?/p>

埃利斯還指出，這（多宇宙）最終會(huì)讓這些問(wèn)題得不到解決，因?yàn)檫@是一個(gè)形而上學(xué)的問(wèn)題，無(wú)法通過(guò)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)來(lái)解決。他認(rèn)為觀察性測(cè)試是科學(xué)的核心，不應(yīng)該被拋棄。

喬治·埃利斯（圖片來(lái)源：wiki）

看了這么多大師的表態(tài)，你對(duì)多宇宙還有信心嗎？

竟然有這么多種“多宇宙”

其實(shí)，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(shí)候腦洞大開(kāi)。在這些新理論中，又出現(xiàn)了許多不一樣的多宇宙。

（圖片來(lái)源：google）

（一）四級(jí)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(gè)級(jí)別：

第一級(jí)：可觀測(cè)宇宙的延伸

可觀測(cè)宇宙直徑為730億光年，超出這個(gè)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(gè)各態(tài)遍歷的無(wú)限宇宙，每個(gè)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(wú)限多的子結(jié)構(gòu)，每個(gè)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(gè)宇宙的無(wú)限可能性。

按照泰格馬克的估計(jì)，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(xiě)10的115次方個(gè)零）后，才有可能到達(dá)其他的子結(jié)構(gòu)。第一級(jí)子宇宙（子結(jié)構(gòu)）仍然相連。

【計(jì)算機(jī)模擬了一片超過(guò)5000萬(wàn)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(duì)這些光究竟來(lái)自星系還是類(lèi)星體尚不清楚。】（圖片來(lái)源：google）

第二級(jí)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(chēng)為“泡泡宇宙”，或者“口袋宇宙”。不同的“泡泡宇宙”在形成的時(shí)候可能會(huì)經(jīng)歷不同的自發(fā)對(duì)稱(chēng)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(shuō)，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(jí)別的宇宙，第二級(jí)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(gè)泡泡里是一個(gè)宇宙，相互之間并無(wú)連接。（圖片來(lái)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(jí)的文明玩弄?！?/p>

第三級(jí)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(gè)層級(jí)，理由是：:“一級(jí)和三級(jí)之間的唯一區(qū)別就是你的二重身份（另n個(gè)你）住在哪里。在第一級(jí)，他們生活在和我們同一個(gè)宇宙的其他地方，這個(gè)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(jí)，它們生活在無(wú)限維希爾伯特空間的另一個(gè)量子分支上?！?/p>

第四級(jí)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(wàn)事萬(wàn)物，甚至宇宙的終極規(guī)律（TOE，Theory of everything）都可以用數(shù)學(xué)來(lái)描述。原來(lái)，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(huì)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(shuō)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(duì)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(shuō)《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(lái)源：google）

（二）9種多重宇宙

無(wú)獨(dú)有偶，科學(xué)家格林寫(xiě)了一本科普著作《隱藏的現(xiàn)實(shí)》，其中對(duì)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(lèi)似，無(wú)限宇宙中存在各個(gè)子空間。

暴脹宇宙

和泰格馬克第二層類(lèi)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(gè)宇宙如同一張膜，這張膜漂浮在一個(gè)更高維度的空間里。在這個(gè)高維空間里，還有其他膜，對(duì)應(yīng)于其他的宇宙。每隔幾萬(wàn)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(huì)相互碰撞和撞擊。當(dāng)它們碰撞時(shí)，產(chǎn)生的能量足以引發(fā)大爆炸。

按照這個(gè)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(dòng)宇宙膨脹的暗能量就對(duì)應(yīng)于膜之間的作用力。也許未來(lái)由于膜之間作用力的變化，暗能量也可能驅(qū)動(dòng)宇宙收縮。

看看看，膜撞了，又有宇宙要大爆炸（big bang）了?。▓D片來(lái)源：google）

循環(huán)宇宙

提出宇宙常數(shù)的愛(ài)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(gè)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(kāi)始，不斷膨脹，直到物質(zhì)的萬(wàn)有引力使其反彈收縮并最終以大坍縮結(jié)束，之后開(kāi)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(huì)產(chǎn)生一個(gè)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(gè)維度，之所以我們看不到多余的6個(gè)維度，是因?yàn)樗鼈凃榭s起來(lái)了。這個(gè)“隱藏”起來(lái)的6維空間叫做丘成桐-卡拉比空間。原來(lái)，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(gè)又一個(gè)卡丘6維空間。每當(dāng)你一揮手，你的手不僅穿過(guò)了我們熟知的3維空間，還拂過(guò)了無(wú)數(shù)個(gè)蜷縮的卡丘6維空間。

還記得我們之前提過(guò)的“泡泡宇宙”嗎？每個(gè)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(shí)到，這些泡泡都是十維的（也許應(yīng)該說(shuō)，和我們宇宙平級(jí)的泡泡）。我們這個(gè)十維泡泡還可能發(fā)生量子隧穿，形成一個(gè)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(jí)宇宙又變出了多個(gè)層次，我們的宇宙也只屬于其中一個(gè)層次而已

丘成桐-卡拉比空間是這幅模樣。（圖片來(lái)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(jiàn)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(lái)源：wiki）

誰(shuí)能想到，我們可能就生活在一個(gè)二維的宇宙中呢？你可能覺(jué)得這太震撼了，怎么可能呢？我們已經(jīng)習(xí)慣了一個(gè)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(shí)并沒(méi)有那么多維度，你要我如何相信？

這個(gè)靈感來(lái)自對(duì)黑洞的研究，按照某些為了調(diào)和量子力學(xué)和廣義相對(duì)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(dòng)中。也就是說(shuō)，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(duì)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(shuō)是等效的，這完全可行。

那么問(wèn)題來(lái)了，三維和二維，究竟哪個(gè)是真實(shí)的？

我們的宇宙其實(shí)是2維宇宙的全息照片（hologram）？（圖片來(lái)源：google）

模擬宇宙

我們的宇宙其實(shí)處于一個(gè)計(jì)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(guó)》，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(gè)計(jì)算機(jī)之中嗎？】（圖片來(lái)源：影片劇照）

數(shù)學(xué)宇宙

和泰格馬克的第四級(jí)宇宙類(lèi)似。

弦論大師——格林（圖片來(lái)源：wiki）

小結(jié)&彩蛋

這里小結(jié)一下，

1， 多宇宙理論源于對(duì)量子佯謬——“薛定諤的貓”的解釋?zhuān)潜姸鄬?duì)量子力學(xué)本源問(wèn)題的解釋之一。

2， 多宇宙理論在得到明顯的觀測(cè)證據(jù)之前，只能稱(chēng)得上是一個(gè)科學(xué)猜想，并不是一個(gè)經(jīng)得起考驗(yàn)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(yàn)還是教訓(xùn)），推動(dòng)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?cè)倏纯捶菍?zhuān)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(xiàng)對(duì)72名“主要宇宙學(xué)家和其他量子場(chǎng)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(duì)的。多宇宙理論的死忠粉泰格馬克也提過(guò)，在1997年的一次量子力學(xué)研討會(huì)上，曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)一項(xiàng)“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(jì)算會(huì)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(guò)冷遇，2005年，滑鐵盧量子計(jì)算大學(xué)研究所在一堂量子力學(xué)課程結(jié)束后，對(duì)不到40名學(xué)生和研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)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(huì)議上，33名參與者參與了一項(xiàng)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(lái)看，哥本哈根解釋仍穩(wěn)固地統(tǒng)治著量子帝國(guó)，多宇宙理論卻一直試圖撼動(dòng)它的地位，也是最最有希望的！

然而，又有誰(shuí)相信，科學(xué)是由投票來(lái)決定的呢？