level 6
定义是否有另一个你正在阅读和本文完全一样的一篇文章?那个家伙并非你自己,却生活在一个有着云雾缭绕的高山、一望无际的原野、喧嚣嘈杂的城市,和其它7颗行星一同围绕一颗恒星旋转,并且也叫做“地球”的行星上?他(她)一生的经历和你每秒钟都相同。然而也许她此刻正准备放下这篇文章而你却打算看下去。这种“分身”的想法听起来奇怪而又难以置信,但似乎我们不得不接受它,因为它已为各种天文观测的结果所支持。如今最流行同时也最简单的宇宙模型指出,离我们大约10^(10^28)米外之处存在一个和我们的银河一模一样的星系,而那其中正有个一模一样的你。虽然这距离大得超乎人们的想象,却毫不影响你的“分身”存在的真实性。该想法最初起源于很简单的“自然可能性”而非现代物理所假设:宇宙在尺寸上无限大(或者至少足够大),并且象天文观测指出的那样--均匀的分布着物质。既然如此,按照统计学规律便可以断定,所有的事件(无论多么相似或者相同)都会发生无数次:会有无数个孕育人类的星球,它们之中会有和你一摸一样的人--一模一样的长相、名字、记忆甚至和你一模一样的动作、选择--这样的人还不止一个,确切的说,是无穷多个。最新的宇宙学观测表明,平行宇宙的概念并非一种比喻。空间似乎是无限的。如果真是这样,一切可能会发生的事情必然会发生,不管这些事有多荒唐。在比我们天文观测能企及范围远得多的地方,有和我们一模一样的宇宙。天文学家甚至计算出它们距地球的平均距离。你很可能永远见不到你的“影子”们。你能观测到的最远距离也就是自大爆炸以来光所行进的最远距离:大约140亿光年,即4X10^26米--定义了我们可观测视界的大小,或者简单地说,宇宙的大小,又叫做哈勃体积。同样的,另一个你所在的宇宙也是个同样大小的球体。以上便是对“平行宇宙”最直观的解释。每个宇宙都是更大的“多重宇宙”的一小部分。
2008年01月17日 10点01分
1
level 6
以上便是我们所讨论的平行宇宙理论,它分为由低到高四个层次,与我们熟知宇宙的差异也随层次不同越来越大。这些差异可以来自不同的初始条件(第一层);不同的物理常数、粒子种类和时空维数(第二层);不同的物理规律(第四层)。有意思的是,第三层才是最近几十年研究最火热的东西,因为它本质上没有增添任何新的宇宙类型。未来十年内,发展迅猛的对宇宙微波背景和空间大尺度物质分布的测量会进一步确定空间的准确曲率和拓扑结构,其结果将直接支持或驳倒第一层多重宇宙的假说。这些测量结果也会验证“无序持续膨胀”理论,从而间接探测第二层多重宇宙。同时天体物理学与高能物理领域的巨大进展也将进一步阐明到底我们宇宙的哪些物理常数被“调节”过了,以此加强或削弱第二层多重宇宙的可信度。如果当前研制量子计算机的大量努力成功的话,将为第三层平行宇宙提供更加深远的证据。不仅如此,量子计算机的工作是在本质上利用第三层多重宇宙的平行性。大量的试验同时也在寻找违反统一性--最终决定量子平行宇宙存在于否--的证据。现代物理学在其面对的最重大挑战--将广义相对论与量子场论统一起来--中成功与失败会改变对第四层多重宇宙的看法:最终会找到那个描述我们宇宙的数学结构,抑或是碍于数学的局限性而停止不前,最终放弃第四层次。
2008年01月17日 10点01分
2
level 6
开放宇宙理论、开放宇宙 无穷宇宙,在宇宙中存在有大量的可观测区(有着红色十字中心的红圈),我们的「宇宙」不过是其中的一个可观测区而已开放宇宙理论认为,我们目前所知的宇宙只是整个宇宙中可观测的一小部分,在这个部分之外,整个宇宙尚有无限大的未被观测的空间;根据相对论,光速为宇宙最快的速度,我们所看到的部分(可观测宇宙)为已经到达地球的光线,而我们所观测到的范围又被称做哈伯体积,哈伯体积直接取决于宇宙的年龄(因为若宇宙诞生于n年前,则能到达地球的光线最远只能在n光年处,再更远的光线则尚在路途上,故未能被地球上的观测者所观测),哈伯体积的膨胀是因为有越来越远处的光线到达地球开放宇宙理论说明了第一类平行宇宙的可能性
2008年01月17日 10点01分
5
level 6
「泡沫宇宙」示意图,宇宙1到宇宙6各自有自己的物理常数,我们的「宇宙」不过是其中的一个「泡沫」而已泡沫宇宙理论认为存在有无限多的开放宇宙,而这些开放宇宙本身有着不同的物理常数,这些开放宇宙的「距离」比我们的开放宇宙的「边缘」还要远,意即这些宇宙存在于无穷远的地方之外这个理论由安德烈·林德最早提议,而泡沫宇宙理论本身能和暴涨理论在相当程度上契合,而这个理论本身牵涉到了宇宙可能是由某个「亲宇宙」的量子泡沫,中所诞生的可能,而这些量子泡沫产生于能量的起伏,这些能量的起伏可能会产生微小的「泡沫」和虫洞,若这些「泡沫」本身不是非常地巨大,则它们会像膨胀的汽球一般,到了最后消失无踪,不过如果能量起伏大于某个常数,那么这个泡沫就会不断地膨胀,甚而产生一个「子宇宙」,而「子宇宙」的体积可能会大到足以让宇宙大尺度结构存在的地步
2008年01月17日 10点01分
6
level 6
有些人认为平行宇宙理论缺乏对经验主义的关联性以及可测性,同时缺乏物理学上的证据和可否定性,因为这个理论以目前的科学方法无法证实或否定,而且这些理论目前而言太过形而上学且只是在数学结构上有可能而已;不过Max Tegmark注意到了对宇宙微波背景辐射和宇宙物质大规模分布的测量的改进可能会否定或实证其中两种的平行宇宙存在的可能性,并进而能证实或否定开放宇宙理论和混乱暴涨理论,意即平行宇宙理论最少在某种程度上是可测的 一些人认为科学家的职责就是要在不涉及观察者的状况下对已观测的现象提出基本的解释。回归到人择原理在解释会建构出所谓的「懒惰出口」,而这些解释的种类包括了「很明显地为生命的存在微调过的宇宙参数」等等;不过李奥纳特·苏士侃宣称:某些形式的平行宇宙是无可避免的,在给出对现有宇宙状态的解释时,观测者效应是无法避免的而且得在其他的科学中获得解决 一些人认为,平行宇宙理论会被奥卡姆剃刀给排除,因为假设一些我们无法观测且无法看见的宇宙来解决我们所看见的,就像是带着额外的行李走到尽头一般;不过对此Max Tegmark答曰:「这四种平行宇宙的一个共同特征就是:预设平行宇宙的存在模型是最简单且最优雅的模型。如果一个人要否决这些多重宇宙的存在,他需要在实验上地对多重宇宙论的不支持,并且要加入以下的假定:有限空间、波函数崩溃和本体上的不对称是
正确的
,而这些过程会复杂化整个理论。因此我们的对于谁比较不优雅且较为浪费的裁决就变成了以下两者:多重宇宙或者是大量的文辞」 有时有些人认为我们的宇宙是唯一可能存在的宇宙,因此讨论这些「其他的宇宙」是很明显地无意义的。爱因斯坦在思考其他种类的宇宙存在的可能性时,就提出了这个问题,关于宇宙结构是否只有一种可能的问题的解答的希望被认为在于理论上可统一全部物理理论的万物理论当中。 对于平行宇宙的观测证据的支援被认为来自于人择原理:「我们所观测到的宇宙对生命是友善的,要不然就不会被观测到。虽然这似乎是老调重弹,但是当生物体对物理法则和宇宙状况的敏感性、被考虑时,整个宇宙就是一个明显的证据;在另一方面,许多关键的物理常数似乎不会对于生物体造成严重的不适」;其他对于微调论证的批评是:就我们所知,在我们所知的物理常数之下可能还有更多的基本物理法则,而这些法则背后可能会有更多的参数存在,因此,给出这些定律,这些已知的物理常数未必落在生命许可的生存范围之内 多重宇宙支持者经常对于常数如何从已定义的整体中选取感到茫然。假设存在个「定律中的定律」或者基本定律描述说常数如果被从一个宇宙到下一个宇宙中指定,那么我们不过只是将宇宙学的问题给往上移了一个等级而已,因为我们必须解释这个基本定律从何而来。另外,这个基本法则是无穷大的,因此我不过是把问题从「为什么是这个宇宙」给置换成了「为什么是这个基本法则」。在援引平行宇宙论时这似乎是一个要点,尤其当假定只存在一个宇宙和一个原理会更简易时更是如此;但在Max Tegmark的平行宇宙理论里,这个问题是被避开的,因为在那种状况当中,所有可能的基本理论被实行的,而且被用以描述真实存在的平行宇宙。 对于虚拟宇宙和平行宇宙之间的关系依旧是个问题。多数的科学家已经准备好要接受自觉机器的可能性,而有些人工智慧学者甚至于已经说我们快要能制造自觉电脑了,在距离达让自觉生物住在虚拟世界方面仅剩一步之遥。对于那些生物而言,他们的「假」宇宙和我们的真宇宙可说是无分别的。因此我们应该将这些虚拟宇宙在平行宇宙算在平行宇宙中吗?如果不是的话将我们自身存在的宇宙和这些虚拟宇宙划上等号有意义吗? 对于现有的平行宇宙论的最后一个问题是对于宇宙的定义。对多数的平行宇宙论者而言,宇宙是由物理法则和常数,以及初始条件定义的。这项论点可能会因为它的狭隘和沙文主义的性质而招致反对;对于将人类人类的理解之外的事物予以分类也可能会招致批评 小说里的平行宇宙一些小说,尤其是科幻小说,喜欢以平行宇宙做为故事的内容,有时有些人会以平行宇宙来探讨「若一个历史的事件的结果或过程和我们所知的不同,那么世界会变成怎样」这类的主题,并因此写出一篇故事来说明可能的发展
2008年01月17日 10点01分
8