但凡是深入思考過宇宙的，遲早會好奇這樣一個問題：宇宙是否不止一個？自古以來，多重宇宙存在與否，就讓人爭執不下。推崇“原子論”的古希臘哲學家（比如德謨克里特）提出，宇宙有無限個。但亞里士多德反對此說，堅稱宇宙只可能有一個。

現如今，圍繞多重宇宙存在與否，一場類似的爭論也在上演。近幾十年來，宇宙學的進步暗示了多重宇宙的可能性，但並未提供證明。具體言之，暴脹理論提出，大爆炸發生後的瞬間，太空在短時間內急劇膨脹，接著進入緩慢膨脹階段，形成了如今地球、太陽、銀河系及其他億萬星系所在的宇宙。如果這一理論屬實，這就意味著，類似的大爆炸發生過很多次，創造出了無數其他宇宙。

每一個宇宙中，比如基本粒子的質量、基本力的強度等，這些屬性可能各不相同。如此一來，眾多物理學家共同追尋的目標——用一個統一的理論來解釋自然界的一切屬性——就成了泡影。多重宇宙可以提供眾多不同的世界，有的適宜生命生存，有的則不然。我們的宇宙必定是所需特徵一應俱全，才得以形成適宜生命存在的環境——這就是人擇原理。

但有的科學家反對多重宇宙理論，以及它所推導出的人擇原理。有人甚至論稱，多重宇宙研究不能算是科學。在認為多重宇宙屬於正當科學研究課題的人中，有一個就是馬薩諸塞大學安姆斯特分校物理學家約翰·多諾霍（John Donoghue）。

在《2016年核與粒子科學年評》中，多諾霍指出，粒子物理的標準模型——描述自然界一切基本粒子與基本力行為的理論——並未指明宇宙的一切屬性。宇宙有很多重要特徵，比如粒子的質量和力的強度，這些用標準模型的方程計算不出來，只能靠測量。也許在其他宇宙中，甚至就在我們這個宇宙、但超出望遠鏡觀測範圍的某些遙遠角落，這些特徵就全然不同。

也許，未來的某個理論會闡釋自然為何如是，多諾霍說，但又或許，現實就包含著多重可能性。描述自然的真理論可能容許諸多穩定的“基態”，對應其他的宇宙，或是其他遙遠的太空區域，它們各自擁有不同的物理特徵。若基態各不相同的多重宇宙確實存在，我們這個宇宙的宜居性就可以用人擇原理來解釋，即我們生活在狀況適合的宇宙區域內，而不是說，宇宙的屬性適用於一切，可以被單一理論所描述。

圍繞多重宇宙的含義、人擇原理存在的問題，以及多重宇宙理論是否科學，《可知》雜誌（Knowable Magazine）採訪了多諾霍。訪談內容如下。

問：能否闡述一下您對多重宇宙的理解？

答：至少對我而言，多重宇宙的概念就是說，在我們可觀測的範圍之外，客觀存在著那麼一些區域，其屬性異於我們所觀測到的宇宙。宇宙不止我們觀測範圍這麼大，這一點我們知道；至於大出多少，我們就不清楚了。所以問題就在於，是無論在哪裡，宇宙都是一樣的，還是說，其屬性會發生變化？

問：是不是說，如果存在多重宇宙，關鍵點除了存在各種不同的區域，還有一點是，它們的屬性也千差萬別？

答：如果向任意方向無限延展，屬性都一概不變，那多重宇宙就沒有意義了。人們的普遍預期是，除了比較隨意的細節外——比如這兒有一個星系，那兒又一個星系，中間什麼都沒有——更廣泛宇宙的各處基本都是統一的。標準模型理論下就是如此，這個模型只有一種可能。各處都是一樣的，不可以不同。

問：大多數物理學家不都希望如此嗎？

答：可能每個人都希望這樣：有朝一日，我們找到一個理論，突然之間，一切都變得清晰了——可能性只有這一種，邏輯自洽，你別無選擇，但這就是定論。誰都巴不得這樣。

問：但標準模型並沒有指明所有描述自然界屬性的數，對吧？

答：標準模型的結構被一個對稱原則定死了。它美就美在這裡。但在這個結構內，比如不同粒子的質量和電荷數，這些量——也就是標準模型的參數——都有選擇的空間。這些參數不是標準模型能預測到的——是我們親手測量出來的。我們希望有朝一日，某個理論能預測到這些參數。但問題來了，它們是可以預測的呢，還是隻是多重宇宙中的隨機選項之一？

在那篇論文中，我舉了日地距離的例子。研究太陽系你就知道，太陽系中存在各種規律性和一種對稱，一種球對稱力。這種力大致與軌道半徑的平方成反比，這是它背後的理論所決定的。你可能會想到，它可以預測日地距離。德國天文學家開普勒就作過這樣的嘗試，並構建了一種巧妙的幾何結構，差一點就成功了。但現在我們知道，這個距離即便預測出來，也不是根本性的，只是歷史的偶然。這個法則放在太陽系裡，就產生現在的日地距離，放到另一個星系裡，就是另外的距離。這類距離不可預測。因此，我們面臨的物理問題是：像電子質量這樣的參數究竟是根本性的，可以從更為根本的理論推導出來呢，還是說，它們只是我們這一方宇宙中的機緣巧合？

電場力改為電磁力

問：考慮到多重宇宙的可能性，標準模型中那些數的解讀會受到什麼影響？

答：理解了標準模型怎麼造就了這個世界，你就可以提出那個科學問題：假如標準模型中的數——比如電子質量或所帶電荷——略有變動，結果會怎麼樣？你不會想到的一點是，這些參數只要稍稍改動一下，世界就會天翻地覆。電子的質量為什麼就是這個數？我們不清楚。它只要增加兩倍，所有的原子就會消失，世界將面目全非。電子會被質子捕獲，質子變成中子，那個宇宙會讓我們備感陌生，而且，生命根本沒有機會存在。

問：在標準模型下，還有哪些改變能產生如此戲劇性的效果？

答：我在這裡的貢獻是關於希格斯場（希格斯玻色子的場）。它的值遠小於標準模型的預測區間。但只要改動一點點，原子就不會形成，原子核也不會形成，世界將面目全非。這是我和我的協作者們指出的。

這些參數組合可能限定於六七種吧——原子、恆星、行星等要存在，標準模型的參數就得是這些值才行。也就是說，人擇宇宙允許的參數組合大約有六種。

問：這裡的“人擇”是說，要讓一個宇宙適合生命存在，這些參數的值被限定在狹窄的區間內。這種人擇原理歷來不受眾多物理學家的待見。

答：沒錯。如果有一種完善的理論，它不需要動用任何人擇推理，那所有人都會青睞它吧。無論如何，這種原則是有可能出現的。而且，完全忽視人擇理論，也是不科學的。一些例子就是涉及人擇推理，你不得不考慮它。

歷史上，人擇推理受到了不小的阻力，因為它——至少是最普遍的那種解釋——似乎倒置了因果。它有點像是說，我們（的存在）決定了宇宙的參數。這聽著不太對勁。它的現代版本——即多重宇宙理論——則是說，不同的宇宙區域有不同的參數，而我們只存在於允許原子和原子核存在的那方宇宙中，從這個意義上說，它就比較實際一些。因果關係是對的：有這樣的參數，我們才存在於此。現代的這個版本更實際一些。

問：假如多重宇宙是存在的，那物理學追尋的某些目標——比如尋找大一統理論——不就變了嗎？而且，不得不用到某種人擇推理？

答：我們能知道多少，或許取決於我們能探索的範圍有多大。尋找解釋一切的大一統理論，這個動機也許就不對。當然，多重宇宙理論還引出一種可能：我們也許永遠回答不了這些問題。這讓人很困擾。

問：這是不是說，多重宇宙改變了物理學家該問的問題？

答：那些有關“如何”的問題還是要解答的：W玻色子是如何衰變的，希格斯玻色子是如何衰變的，諸如此類，以期儘可能準確地描述自然。但也得明白，我們可能無法得到一種終極理論，因為某些問題的解答所需的觀測範圍，也許是我們無法企及的。這是很讓人灰心的地方。我得承認，第一次聽到物理學中的人擇推理時，我的心都沉到谷底了。做某些事的動力就這樣被抹殺掉了。

問：雖然多重宇宙好像把人擇推理合理化了，但還是有人說，即便如此，人擇推理依然是不科學的。

答：在這場討論中，這是讓我很不舒服的一點。你不喜歡多重宇宙，不表明它就不對；它的某些方面無法驗證，也不表明它就是錯的。所以我們要思考的是，它值不值得考慮？在多重宇宙理論中，我們可以獲知什麼？它將如何改變我們的動機？如何改變我們提出的問題？說多重宇宙不科學，這種判斷本身就不科學。你站在非科學的立場上，將一種具體的物理理論，一種有可能屬實的物理理論，拒之門外了。不過，它也的確讓人擔憂：如果只能被侷限於觀測範圍之內，長此以往，我們對終極理論能有多大的瞭解？多重宇宙理論是科學，有時候，這種科學的確讓人沮喪，但我們還是得看看，看哪些東西會得到驗證，看看究竟會發生什麼。

問：研究多重宇宙時，很重要的一個部分，就是找到一個包羅多種“基態”的理論。這是什麼意思？

答：基態是將系統中所有能量去掉後所得的狀態。通常，所有粒子去掉後，剩下的就是基態，即所有的背景場、充斥空間的那些東西。標準模型就對基態進行了描述，它明確告訴你，當你把粒子重新放回去的時候，它們會是怎樣的狀態——它們會帶有特定的質量和特定的電荷。

不難想象，有的理論囊括的基態不止一種，在一種基態裡，粒子是這個樣子；在另一種基態裡，又是另一個樣子——可能質量都不一樣。多重宇宙對應的假設是，基態有很多很多種，存在於更廣泛宇宙的各個不同區域中。

17世紀初，開普勒想找一個數學定律，來解釋當時已知的六大行星與太陽的距離。在幾何實體多面體中，他找到了答案。通過將多面體互相嵌套起來，開普勒證明，多面體的大小大致對應行星與太陽的距離。但他不知有其他的太陽系行星，也不知道其他的星系；在不同的星系中，行星與恆星的距離各不相同，決定它們的是各星系的具體條件，而非某一個數學公式。同理，當今的一些科學家也認為，並沒有一個公式決定宇宙屬性，太空中存在不同區域，其屬性各不相同，它們共同構成一個多重宇宙。

問：即便有這麼一個粒子與力的理論，它能兼容多種基態，那麼，創造這些基態不也需要一種理論嗎？

答：得具備兩點：必須要有存在多種基態的可能性，然後必須有產生這些基態的機制。在我們目前的理論中，產生機制還算簡單，暴脹宇宙論就可以。相對更難的要求，是找到囊括足夠多基態的理論。但這是一個科學問題。這樣的理論是有一個，還是兩個，還是有很多？

問：超弦理論囊括了眾多基態，統稱“弦景觀”。它是暗示多重宇宙可能性的理論之一嗎？

答：我們知道（多種基態）是有可能存在的，其中一條途徑就是通過弦景觀。弦理論中的基態數量是可以計算的，最後結果有多大：10的500次方。所以，要說囊括巨量基態的理論，我們至少有這一個。也許還有別的。具有這種可能性的其他理論也一直層出不窮，所以說，多種基態確實是有可能存在的。

問：批評家們不是說，不管是弦理論還是暴脹宇宙論，都還沒有絕對成熟嗎？

答：除了標準模型理論外，其他所有理論都是這樣。沒有一個已經成熟。因此，我們並不能信誓旦旦地說，多重宇宙就是存在的。這只是一種可能性而已。它興許是錯的，但也有可能是對的。

翻譯：雁行

校對：其奇

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