真的有另一个宇宙吗?
1.传统宇宙
中国蒙学经典文章第一句就是“天地玄黄,宇宙浩瀚”。这里的“宇宙”一词出自《淮南子》,“上下两个方向称宇,自古称周”,所以“宇”是空间的概念,“周”是历史的延续,是时间的概念。所以中国古代所指的宇宙,代表了现代科学中的“时空”概念。我们今天用的宇宙这个词只是一个物理空间,相当于古人所说的“空间”,没有宇宙的概念。
自古以来,人类从未放弃对宇宙的探索。从嫦娥奔月到今天的神舟XI,人类对宇宙有了深刻的认识。古希腊人首先开始了对宇宙的科学探索,哈勃显微镜的出现使人类能够看到宇宙深处更遥远的地方。科学家们一直普遍认为我们生活的宇宙是单一的,但是随着科学的发展,一批专业学者提出了多元宇宙理论。多元宇宙理论的出现,彻底颠覆了过去人们对宇宙的传统认识。
2.多元宇宙的概念
多元宇宙的概念得益于现代量子力学的科学发现。在量子力学中,粒子没有确定的位置,我们能确定的只是每个粒子出现在每个位置的可能性。从这个角度来看,世界从根本上说是一个完全不确定的存在。由于宇宙中的所有物质都是由量子组成的,科学家推测,由于每个量子都有不同的状态,因此宇宙可能由许多相似的宇宙组成,这些宇宙被称为平行宇宙或多元宇宙。
在多元宇宙的概念提出之前,“宇宙”被定义为一个时空的容器,其中包含了所有我们能看到的恒星(约500*1021)以及由它们形成的约800亿个星系。然而,随着天文望远镜和粒子对撞机的发现,以及新的数学思想的出现,我们不得不抛弃这种传统陈旧的“小宇宙”,而相信更大的宇宙。与新宇宙相比,旧宇宙就像一只小昆虫和一头大象。这个新宇宙的复杂程度远远超出了人们的理解。
3.多元宇宙理论。
布赖恩·格林是哥伦比亚大学的物理和数学教授,他在新书《隐藏的现实》中阐述了各种相关的多元宇宙理论。他认为我们生活的宇宙只是无数平行宇宙中的一个。这些平行宇宙更加不可思议,包括:绗缝多元宇宙、膨胀多元宇宙、弦多元宇宙、量子多元宇宙、全息多元宇宙、虚拟多元宇宙和终极多元宇宙。
(1)绗缝多元宇宙是最简单的版本。绗缝多元宇宙是平行宇宙,是指从某个宇宙中分离出来,与原始宇宙平行存在的其他宇宙。时空的开端和无限延伸的概念意味着这种存在必然会在数学中的某个时刻重演。这个概念有时被称为“绗缝多元宇宙”。这就造成了一个有趣的现象。如果你看得足够远,你可能会发现另一个版本的你,其实是无限版本的你。你的一些双胞胎兄弟可能穿相同或不同的衣服,做相同或不同的工作,过相同或不同的生活。
可观测的宇宙就是哈勃体积,超出观测范围的时空(哈勃体积)就是另一个独立的宇宙(哈勃体积)。大量的宇宙间隔存在,形成一个无限的巨型宇宙。时空的无限延伸导致时空在某些节点重复,形成由不同宇宙拼凑而成的无限巨宇宙。
(2)膨胀的多元宇宙是由俄裔美国物理学家安德烈·林德于1999年在洛杉机提出的。他邀请一群记者观看一个奇怪的计算机模拟。这个场景展示了他的“膨胀多元宇宙”的想法。在这个版本中,大爆炸后的快速膨胀一旦发生就不会自动停止,从而形成了一个巨大的泡沫宇宙网络,我们就生活在其中。不同的气泡宇宙有不同的物理常数和定律。每一个泡沫宇宙从外部来看都是有限的,但生活在泡沫中的居民却认为永恒膨胀中的泡沫宇宙是无限的。
(3)弦的多元宇宙是最引人注目的多元宇宙理论,之所以如此,是因为它很可能成为终极理论。目前,描述微观世界的量子力学和描述宏观引力的广义相对论之间存在根本冲突。广义相对论的光滑时空与微观时空的剧烈量子涨落相矛盾,这意味着两者都不可能是正确的,两者都不能完整地描述世界。弦理论是量子物理与引力结合的最新尝试,完美解决了这个问题。布莱恩·格林(Brian Green)是理论物理前沿理论的领军人物之一,他在《隐藏的现实》(Hidden Reality)一书中对弦理论有详细生动的描述。
弦理论将实现爱因斯坦的梦想。它认为我们生活的宇宙是一个11维的宇宙,平行世界触手可及。弦理论的基本思想非常简单。它认为世间万物,无论是微小的粒子,还是最远的星球,都是由同一种元素组成的——一种难以想象的具有能量振动的细丝,也叫弦。就像大提琴上的琴弦一样,可以演奏出大量不同的音符。在弦理论中,这根微小的弦以大量不同的方式振动,从而形成了自然界的一切,也就是说,整个世界就像一首浩瀚无匹的宇宙交响曲,在这根微小的能量细丝振动产生的各种音符中轰然作响。
(4)量子多元宇宙是休·艾弗雷特三世在1957年提出的。量子力学是对微观世界中原子粒子的描述,用概率而不是确定的结果来描述。量子力学从数学上说明了一个事物的所有可能性都会发生在所有独立的宇宙中。就像薛定谔的猫理论一样,布赖恩·格林在他的书中写道:在每个宇宙中,你都在见证同一件事的不同结果,每个人都认为你所生活的世界是唯一的真理。
(5)全息多元宇宙理论由美国当代量子物理学家、科学思想家大卫·玻姆提出。他认为客观现实是不存在的。虽然宇宙看起来是具体的、立体的,但实际上只是一种错觉,一张巨大而细致的全息照片!我们的宇宙不是物质的,而是信息的,我们感受到的宇宙其实是外在的信息。全息术的核心思想是,宇宙是一个不可分割的整体,各部分紧密相关,任何一部分都包含着整体的信息。这听起来更像是纯粹的神秘主义。
(6)虚拟多元宇宙理论认为我们生活在一个虚假的多元宇宙中,牛津大学哲学教授尼克?2001年,尼克·博斯特罗姆(Nick Bostrom)首次提出了这样的观点:我们,我们的世界,甚至在第一个多元宇宙场景中看到的时空的巨大膨胀,很大程度上只是一个巨大的计算机模拟。所谓模拟论证,和传统佛教思想的很多方面都有相同的特点。另一方面,虚构的宇宙概念在小说和电影中也出现过,但是尼克?博斯特罗姆的理论提供了一系列似是而非的假设和统计计算。
如果我们可以用计算机模拟自我意识实体的宇宙,哪怕只是其中的一部分,那么肯定会有人这么做。就像尼克一样?正如博斯特罗姆所说,计算机甚至可以模拟天气或核爆炸。而且这种模拟不是只运行一次,而是几千次甚至几十亿次。一旦有人掌握了模拟宇宙的能力,虚拟宇宙就会像雨后春笋般涌现,很快就会超过真实宇宙的数量。尼克。博斯特罗姆断言,如果随机选择一种智能生物作为调查对象,它更有可能生活在虚拟现实中,而不是真实的现实中。比如某个宇宙中有很多计算机在制造很多虚拟现实,那么很有可能我们的存在其实就是一个更高级的文明实体模拟出来的生命。
(7)布莱恩·格林也提到了终极多元宇宙的概念。终极多元宇宙认为任何逻辑上可能的东西(数学上定义的,不是物理上现实的)都是真实的。你不一定需要物质的东西来作为这个现实的体现。麻省理工学院物理学教授马克斯·泰格马克(Max Tegmark)提出了数学宇宙假说。数学宇宙假说指出,数学不仅描述我们生活的世界,而且构成世界本身。他认为宇宙和万物都是数学的,万物的核心都是数字。
4.多元宇宙理论对人类的影响。
如果我们很可能生活在虚拟现实中,而我们只是虚拟生物,该怎么办?乔治梅森大学的经济学家罗宾·汉森把矛头指向了尼克?博斯特罗姆在模拟纸上写了几条评论。他认为我们能做的就是努力创造机会延长自己在这个模拟中的生存时间,或者寻求未来再次被模拟。他的结论相当令人沮丧:如果我们的后代更喜欢有趣的模拟,那么你应该希望你和你身边的事件是有趣的,否则,运行这个模拟的“操作者”很可能会让一切回到起点,让我们不留痕迹。在模拟宇宙中,道德不再重要。相反,希特勒、耶稣或者戴安娜王妃会因为他们有趣的娱乐而被保留下来。
科学家提出了“微调”的概念,即一个微小的变化,产生了惊人的结果。例如,如果我们交换质子和中子的质量,质子将在大约15分钟内衰变为中子和其他粒子。然后预计宇宙诞生38万年后质子会和电子结合形成氢。结果,由于质子的衰变,不再产生氢。因此,引力仍然会吸引中子并使它们聚集在一起,但恒星永远不会像现在这样燃烧。没有氢,化学一定会有很大的不同。简单地交换质子和中子的质量,整个宇宙就会完全不同。当然,人类不会存在。英国天文学家马丁·里斯认为,我们的宇宙似乎已经进行了可疑的微调,以允许生命的存在,即所谓的“人择原理”。改变任何一个基本参数,哪怕是稍微强一点的核力或者引力常数,最终都会得到一个无聊的宇宙。我们生活在一个可以容纳生命的宇宙中,因为有很多宇宙可供我们选择。
这个事实似乎告诉我们,宇宙的存在似乎是经过精心设计和安排的,我们似乎在无形中看到了掌控这一切的上帝之手。
从尼古拉斯·哥白尼到埃德温·哈勃,我们对宇宙的认识在不断深化和拓展。但是到现在为止,我们仍然怀疑宇宙是如此之大,以至于我们甚至难以理解描述它的参数。未来认识宇宙的道路漫长而遥远。
在多元宇宙中,任何可能发生的事情都会发生,所有的可能性都是不可避免的,道德甚至比旧宇宙更加难以捉摸。如果在世界的某个角落有一个或多个你的双胞胎兄弟,那你存在的意义是什么?科学的发展一直在削弱人类的中心性和独特性,多元宇宙理论在这方面几乎达到了顶峰。