不同時間點無數個自己,人人都說但又解釋不清的——平行宇宙理論

大家好,我是南城~

今天來聊聊“平行宇宙”




平行宇宙(parallel universes)是指多元宇宙中所包含的各個宇宙。多元宇宙是一個理論上的無限個或有限個可能存在的宇宙集合,包括了一切存在和可能存在的事物:所有的空間、時間、物質、能量以及描述它們的物理法則和物理常數。 通常所說的平行宇宙,是指在已知宇宙之外還可能存在的相似的其他宇宙。


不同時間點無數個自己,人人都說但又解釋不清的——平行宇宙理論

加州大學聖芭芭拉分校的量子物理學家將一個人類頭髮絲寬度的微型“划槳”放入到一個真空罐中,隨後他們撥動“划槳”,它同時出現了振動和靜止兩種量子狀態(quantum state)。 從本質上說,那就意味著物體可以同時存在兩種狀態(或者說存在兩個宇宙)。 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,在這些不同的宇宙裡,事物的發展會有不同的結果:在我們的宇宙中已經滅絕的物種在另一個宇宙中可能正在不斷進化,生生不息。

有學者描述平行宇宙時用了這樣的比喻,它們可能處於同一空間體系,但時間體系不同,就好像同在一條鐵路線上疾馳的先後兩列火車;它們有可能處於同一時間體系,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。


不同時間點無數個自己,人人都說但又解釋不清的——平行宇宙理論

對於平行宇宙的存在,科學界一直存在著爭議,一個理論物理學小組聚集在馬德里就深奧的弦理論世界的兩個議題“異界景觀現象”和“人擇原理”展開了討論。前者意味著弦理論方程能夠導出大量可能的宇宙的存在。後者試圖解釋的是為何我們這個宇宙的種種特性,包括各個基本自然常數會像現在這樣存在。在這裡專家們難以迴避的問題就是平行宇宙(多重宇宙)。 該領域最權威的兩大專家、物理學家安德烈·林德和阿蘭·古思認為,即便存在其他的宇宙,也是在離我們非常遙遠的空間,我們永遠不會與其發生接觸;他們的同行保羅·J·斯坦哈特和尼爾·圖羅克則堅持認為平行宇宙存在於不同的時間點;而馬克斯·特格馬克和已故科學家丹尼斯·夏默則認為其他的宇宙與我們所在的時空是徹底遠離的。 另一方面,一些宇宙學家認為實際情況是宇宙中一些區域因為某些偶然因素而與我們失聯了。由於宇宙是在140多億年前的大爆炸中誕生的,而光以一種有限和可知的速度運行,可見宇宙的半徑在430億光年左右。而那些位於更遠處的都是和我們在同一空間的宇宙。


不同時間點無數個自己,人人都說但又解釋不清的——平行宇宙理論


不同時間點的無數個我自己


幾乎所有該領域的意見都不過是一些想法的拼接。因此,儘管暴漲機制確實存在,但僅憑這一點無法確定在其他宇宙中存在不同的物理常數,除非結合弦理論,但後者遭到的質疑更多。

如果平行宇宙與像量子力學這樣更深層次和得到驗證的理論存在關聯,我們或許就能對這一空間存在其他宇宙的說法深信不疑了。甚至還能相信這些宇宙中的很多都和我們所在的一樣,無數個不同版本的我們生活在其中。以上這些這正是著名物理學家休·埃弗裡特在1957年創立的“多世界理論”所闡述的,他也就此開創了“平行世界”量子理論。

很顯然,誰也無法確定宇宙增殖的存在,宇宙之間也不可能有聯繫。認為存在無數個版本的自己和自我意識的想法或許有些矛盾。已故物理學家布賴斯·德威特這樣說到:“每顆星球、宇宙的每個遙遠角落發生的量子躍遷都將我們的世界分割成了無數個版本的自身。這是一種心甘情願的精神分裂。


不同時間點無數個自己,人人都說但又解釋不清的——平行宇宙理論

誰先提出平行宇宙

思想雛形 公元前5世紀,德謨克利特就提出“無數世界”的概念,認為“無數世界”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,而由於它們那種急劇、凌亂的運動,就彼此碰撞了,並且,在彼此碰在一起時,因為有各種各樣的形狀,就彼此勾結起來,這樣就形成了世界及其中的事物,或毋寧說形成了無數世界。”


公元前1世紀,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,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。”“在一切世界裡,都有我們這個世界裡所見到的動物、植物以及其他事物。” 萊布尼茨提出了他的“可能世界”的概念,設想在必然世界(可觀測的宇宙)範圍之外還存在著無窮多個“可能世界”。他認為世界由無限的單子組合而成,單子之間沒有因果關係,而是某種前定的和諧關係,單子雖然各自獨立,但它們之間有品極高低的差異。萊布尼茲把某個現實事件的出現,例如,具體的人,闡釋為許多單子組合的結果,各種不同的組合的結果與單子中更勝一籌的單子的主導作用有關。這意味著世界可以用不同的樣子,任何事件都是偶發的,甚至整個宇宙也是如此。 物理學家埃弗雷特提出了自己對量子測量問題的想法。他指出,在量子力學中,存在多個平行的世界,在每個世界中,每次量子力學測量的結果各自不同,因此不同的歷史發生在不同的平行宇宙中。多世界解釋認為,對測量裝置的觀察,會使得測量裝置被分解為兩個。並且在這個測量鏈上,這種分解會不斷地進行下去。伴隨著這種分解,一定有一個完全的宇宙的複製。也就是說,只要有一個量子測量發生,那麼,每個宇宙分支,以及這個分支中的分量就會導致一個可能的測量結果。每個處在特殊宇宙分支中的人都會認為,他的測量結果和所處的宇宙是唯一存在的。也就是說,一次測量產生了一次新的宇宙。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。這一理論的發表,標誌著平行宇宙概念的正式提出。


不同時間點無數個自己,人人都說但又解釋不清的——平行宇宙理論

平行宇宙存在嗎

針對平行宇宙的主要爭論在於,它們很浪費並且很離奇,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,因為它們假設了其他宇宙存在,而人們卻永遠觀測不到。為何自然在本體上如此浪費,並沉溺於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。當人們覺得自然過於浪費時,人們到底是在困惑關於它浪費的哪一點,顯然不是“空間”,因為標準的平坦宇宙模型中無限的體積並沒有引起這樣的反對。也不是“物質”或“原子”——理由相同,一旦已經浪費了無限的東西,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n的算法信息內容在量級上,這就是將它用二進制寫出來所需要的比特數。 然而,所有整數的集合,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複雜度要遠小於其中某個整數。同樣,愛因斯坦引力場方程的全部理想流體解的集合,算法複雜度要遠低於其中某個特解,因為前者只需要很少幾個方程就能描述,而後者要求在某個超曲面指定大量的初始數據。不嚴格地說,當人們把注意力侷限在一個集合中的某個特定元素上時,表觀信息的內容增加了,卻失去了將所有元素考慮進來時整個系統內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複雜度。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,到了包含所有數學結構的第四層平行宇宙,本質上就不存在算法複雜度了。只有從青蛙視角,從觀測者的主觀感覺來看,才有那些信息富餘和複雜性。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。

不同時間點無數個自己,人人都說但又解釋不清的——平行宇宙理論

人們所感到的離奇也沒有什麼好大驚小怪的,因為進化只賦予了人們對日常物理的直覺,能夠使人們遠古的祖先生存下來。但由於有了智慧和創造,人們已經比只有一般內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知的任何地方到遭遇了奇異現象:高速(鐘慢效應)、小尺度(量子粒子能同時存在於好幾個地方)、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,物理學家大體上已經接受了,鳥的視角和青蛙視角是很不相同的。量子場論的一個現代流行觀點是,標準模型也僅僅只是一個有效的理論,是另一個還沒發現的理論的低能極限,而後者與舒服的經典概念相去甚遠(例如,包含十維的弦)。許多實驗學家已經對這麼多“離奇”(但重複性很好)的結果感到麻木了,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,然後埋頭繼續計算。




蟹蟹大家耐心看完,是不是想說點什麼呢,歡迎轉發評論哦!我們下期再見~



分享到:


相關文章: