我们好像在哪里看过一本小说。
平行宇宙，或称多元宇宙，是指一种尚未被物理学证明的理论。根据这个理论，我们的宇宙之外很可能还有其他的宇宙，这些宇宙是对宇宙可能状态的一种反应。这些宇宙可能与我们已知的宇宙有相同或不同的基本物理常数。平行宇宙这个术语是美国哲学家、心理学家威廉·詹姆斯在1895年发明的。先说平行宇宙的一般定义:假设你手里有一片叶子，一片世界上独一无二的叶子。当然，世界上没有两片完全相同的树叶。你能不能换一种说法:你手里有无数片叶子，但它们都是一模一样的，在时间和空间上重叠在一起，所以你只能看到一片叶子，即使你有无限多片，只是重叠在一起，在一定条件下也许会出来一片。但是分开的不只是你一个人，整个世界都会跟着分开，所以有两个不相关的世界，每个世界都有一个一模一样的你，但是你们永远不会相遇，所以永远不知道对方的存在。这就是所谓的平行宇宙。从深刻的角度来说，这涉及到量子物理学。简单来说，估计大家小时候都想过这个。可以称为:平行宇宙、平行世界、多元宇宙。举个大家可能都想到过的例子:穿越时空。比如有一天，我会回到过去杀了我奶奶。然后我杀了我奶奶，我就不存在了？所以这种穿越时空是矛盾的，就是著名的祖母悖论。但是让我们从另一个角度来看。如果我穿越到一个和我原来的世界完全不相关的世界，那个世界的一切都和我去之前的原来的世界一模一样。就算我杀了我全家，也不会改变原来的世界。那个“穿越时空”看起来很有道理，而所谓的“与我原来的世界完全无关的世界，只是在我去之前，那个世界的一切都和我原来的世界一模一样”就是我们要讲的平行宇宙理论之一。平行宇宙理论最早由Flat在1957年提出。2003年，有一篇关于平行宇宙的专题文章，作者是美国宇宙学家马克斯·泰格马克，他在文章中将平行宇宙分为四类:第一类:这类宇宙的物理常数与我们的宇宙相同。比如真空中的光速，电子的电荷)，但是粒子(就是初中的那些分子，原子，中子)的排列就不一样了。同时，这类宇宙也可以看作是存在于已知宇宙之外的第二类(哈勃体积):这类宇宙的物理规律与我们的大致相同，但基本物理常数与第三类不同:根据量子论(我们暂且往下看可以理解)。一个事件可以有不同的后果，所有可能的后果会形成一个宇宙，而这种宇宙可以属于第一种或第二种平行宇宙，因为这种宇宙所遵守的基本物理规律仍然与我们所知道的宇宙相同。第四类:这类宇宙最基本的物理定律和我们的不一样，但基本上到第四类，所有可能的(也就是可以想象的)宇宙都可以解释。一般来说，这些宇宙的物理规律都可以用M理论来构建。当然，这只是对平行宇宙的一般分类和讨论。接下来，我将更详细地解释它。
编辑本段第一类，地平线外的宇宙
在说平行宇宙的第一层次之前，先说一下平行宇宙的层次和类别。其实很多时候，第一类平行宇宙指的是第一层次的平行宇宙。范畴和层次在平行宇宙理论中指的是大致相同的意思。还有一点必须说的是，平行宇宙从低到高分为四个层次，随着层次的不同，与众所周知的宇宙的差别越来越大。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、粒子类型和时空维度(第二层)；物理规律不同(第四层)。有趣的是，第三层是近几十年来最热的东西，因为它本质上并没有增加任何新的宇宙类型。前面引用的太公反驳是第三平行宇宙理论的产物。转到正题，第一个平行宇宙(多元宇宙)叫做视界外的宇宙。这一层的平行宇宙基于无限宇宙理论(开放宇宙理论)。无限宇宙论认为，宇宙中存在大量可观测的区域，我们的宇宙只是其中之一(简而言之，这个理论的意思是宇宙很大，还有很多区域是我们观测不到的，已知的宇宙只是宇宙的一小部分)。根据开放宇宙理论，我们目前所知道的宇宙只是整个宇宙的一小部分，在这部分之外的整个宇宙中还有大量不可观测的空间；根据相对论，光速是宇宙中最快的速度，我们看到的部分(哈勃体积)就是已经到达地球的光，我们观测到的范围也叫哈勃体积，这个范围直接取决于宇宙的年龄(因为如果宇宙诞生于n年前，最远能到达地球的光只能是n光年， 而更远的光还在路上，所以地球上的人观测不到)，哈勃体积的膨胀是由于越来越多。 随着光的飞行，可观测宇宙的半径每年扩大半光年，你只需要坐在那里观望。当然，你可能等不到另一个宇宙的光到达这里的那一天，但理论上，如果宇宙膨胀理论成立，你的后代可能会用超级望远镜看到它们。曾经有人假设宇宙不是无限的，只是因为空间的某种弯曲，使得宇宙的结构大小有限但无边界(这个假设曾经是霍金在《时间简史》中提出的，霍金的观点来源于我们的地球。我们看地球，看不到边缘，但其实地球是有限的，也许我们的宇宙也是有限的。这一观点被越来越多的人所接受。然而，到目前为止的观察似乎与他们相矛盾。无尽宇宙的模型与观测数据一致。另一种假设是，空间本身是无限的，但所有的物质都被限制在我们周围的有限区域——曾经流行的“岛屿宇宙”模型。然而，最近对三维星系分布和微波背景的观测表明，物质的组织在大尺度上呈现出某种模糊的均匀性，在大于10 24(即1×10米)的尺度上无法观测到清晰的细节。假设这种模式继续下去，哈勃体积之外的空间也将充满行星、恒星和星系。也就是说，一个平行宇宙与我们的宇宙有着相似的外观，相似的物理常数(具有一定不变值的物理量，比如真空中的光速，电子的电荷)。有数据支持空间延伸到可观测宇宙之外的理论。WMAP卫星最近测量了微波背景辐射的波动。最强振幅超过0.5 kHz，暗示空间很大，甚至无限大。此外，WMAP和2dF星系红移探测器发现，物质在非常大的尺度下均匀分布在空间中。目前一些空间勘测表明，空间几乎是无限的，物质在空间的分布也是比较均匀的，天体的分布也不是东一堆西一堆的。生活在第一个多元宇宙的不同平行宇宙中的观测者，会感知到和我们一样的物理规律，只是初始条件不同。按照现在的理论，物质是在大爆炸前期以一定的随机性被抛出的，而这个过程包含了物质分布的所有可能性，而且每一种可能性都不为零。宇宙学家假设我们生活的宇宙是一个相当典型的(至少在所有产生观察者的平行宇宙中)物质分布大致均匀的宇宙。那么最近的和你一模一样的人会在10 (10 28)米之外；只有10 (10 92)米远的地方才会有一个半径为100光年的区域，里面的一切都和我们生活的空间一模一样，也就是说，未来100年我们这个世界上发生的一切都将在这个区域完全重现；而且至少10(10 118)米远，面积会增大到哈勃的大小，换句话说，至少10 (118)米。与另一个和我们一模一样的宇宙的平均距离可能没有理论计算的那么远，但可能会近得多。因为物质的组织也受到其他物理规律的制约。鉴于行星的形成过程和化学方程式等一些规律，天文学家怀疑仅在我们的哈勃体积中就至少有10 20颗行星有人居住。其中一些可能与地球非常相似。即使我们无法观测到其他宇宙，多元宇宙理论仍然可以被实践验证。关键是预测第一个多元宇宙中每个平行宇宙的* * *并指出它的概率分布——也就是数学家所说的“测量”(大概是一些概率问题)。我们的宇宙应该是那些“最有可能的宇宙”之一。否则——不幸的是，我们生活在一个不太可能的宇宙——那么之前假设的理论就有大麻烦了(也就是说，如果我们的是概率为千万分之一的宇宙)。然而，如何解决这个测量问题将变得相当困难。
编辑这一段，第二类，泡沫宇宙
根据每种平行宇宙之间的关系以及它们与我们的宇宙之间不断增加的差异。我们来解释一下第二宇宙。人们通常称第二平行宇宙为“泡沫宇宙”或“膨胀的泡沫宇宙”。这种平行宇宙的基础是“气泡理论”和“宇宙拉伸膨胀理论”。“大爆炸”的理论大家应该都知道，“膨胀拉伸”是这个大爆炸的必然反应和延续。还有就是:“为什么我们的宇宙这么大而且这么规则，光滑平坦？答案是:‘空间经历了一个快速拉伸的过程’。简单来说，就是这种膨胀和拉伸，形成了一些“泡沫”。我们可以把它理解为膨胀的面包中的气泡。在宇宙膨胀的过程中，宇宙的某些部分形成了气泡状的东西。每个气泡都包含无数个一级平行宇宙(即每个气泡中有多个无限宇宙)。换句话说，每个泡泡都是由一组无限的第一层宇宙组成的。但是每个气泡宇宙之间的差异非常大，它们的物理常数、粒子排列甚至空间维度都可能完全不同。对于地球来说，另一个“泡泡”无限遥远，远到你即使以光速旅行也永远无法到达。因为地球和“另一个气泡”之间的空间伸展的速度远远超过你的旅行速度。如果在另一个泡泡里有另一个你，即使是你的后代也绝不会想去观察他。基于同样的原因，也就是空间在加速膨胀，观测结果令人沮丧:连第一层多空间的另一个自己都看不到。接下来关注第二种宇宙的存在。虽然我们无法与第二个多重宇宙中的其他事物发生相互作用，但宇宙学家可以间接指出它们的存在。因为它们的存在可以用来解释我们宇宙的偶然性。打个比方:假设你走进一家酒店，发现一个房间的门牌号是1967，这是你出生的年份。太巧了！那一刻你惊呆了。但你立即做出反应绝非巧合。整个酒店几百个房间，有一个房间和你生日一样很正常。但是，如果你看到另一个与你无关的数字，就不会引起上面的思考。这是什么意思？即使你对这种宇宙一无所知，你也可以用上面的方式来解释:既然有我们的无限宇宙，要么我们的宇宙是众多宇宙中的偶然，要么我们是众多宇宙中的普遍。再举一个比较中肯的例子:考察太阳的质量。太阳的质量决定了它的光度(即辐射总量)。通过基本的物理计算，我们知道，只有当太阳的质量在1.6x 10 30 ~ 2.4x 10 30公斤这样一个狭窄的范围内，地球才有可能适合生命居住。否则地球会比金星热，或者比火星冷。而太阳的质量正好是2.0x10^30 30公斤。乍一看，太阳的质量是一种惊人的运气和巧合。大多数恒星的质量随机分布在10 29 ~ 10 32kg的巨大范围内，所以如果太阳的质量在出生时随机确定，落在适当范围内的几率会很小。但是，有了酒店的经验，我们明白了，这种表面的意外，其实是大系统(这里指的是很多太阳系)的必然结果(因为我们在这里，太阳的质量不得不这样)。这种与观察者密切相关的选择被称为“人择理论”。虽然可想而知它引起了多大的争议，但物理学家已经广泛接受了在验证基础理论时不能忽略这种选择效应的事实。有趣的是，宇宙的所有(至少大部分)属性都被“调整”得恰到好处。如果对这些性质进行哪怕是微小的改变，整个宇宙都将面目全非——没有任何生物可以存在于其中。如果质子的质量增加0.2%，就立即衰变为中子，原子就无法稳定存在。如果电磁力减少4%，就没有氢，没有恒星。如果弱相互作用更弱，氢也不能形成。相反，如果它们更强，那些超新星将无法向恒星传播重元素离子。如果宇宙常数较大，会在星系形成前把自己吹得四分五裂。上面给出的每一个例子都暗示着有许多平行宇宙包含了每一个可能的宇宙属性。关于维度，在某些时候，人们会听到“三维”“四维”这样的词汇。维度是一种空间表达方式。比如一维指的是线，不是长度；二维指的是表面，不是长宽；而三维是指二维堆积形成的体积，长、宽、高三个维度就是我们的三维世界；四维指的是时间和空间，即长、宽、高，一个事件维度；五维以上的维度太小，肉眼看不到。
编辑这一段，第三种，量子平行宇宙
基础理论
在量子科学的多世界理论中提到，这些平行宇宙彼此具有相同的起源，这些宇宙的基本物理定律是相同的，但它们的物理常数可能不同，它们可能处于不同的状态，并且这些宇宙彼此没有联系，因此它们没有信息可以相互交流，这些宇宙之间的关系由它们的叠加态决定。
叠加态
上一段提到了“叠加”状态。所谓叠加，大概就是平行宇宙重叠。它们以重叠的状态存在，也就是在我们的空间里，无数个平行宇宙叠加在一起，无数个平行宇宙重叠在一起，我们生活的世界就是一个平行宇宙的十分之一。我们看不到其他平行宇宙，因为我们重叠了。因为我们宇宙的空间，无数个平行宇宙可以重叠。如果平行宇宙是相互分离的，而不是重叠的，而是可以相互联系的，那么整个宇宙可能会变得极其混乱，不同的物理常数相互存在(这是相当恐怖的，比如:你家里的光可能比另一个平行世界的你家里的光要快。这些变化可能会使不同宇宙之间的物质相互作用，改变其本质，甚至引发可怕的大爆炸，将毁灭所有的量子平行宇宙。
存在和形成方式
根据前面的部分，量子平行宇宙是相互重叠的。现在来说说这种平行宇宙的形成。按照这种理论，量子平行宇宙会随时随地无意识地产生。一切都会产生一个平行宇宙，即一切都会有不同的过程和结果，而这些不同的过程和结果又产生了一个新的平行宇宙。比如扔骰子，骰子落地后会看到1个点朝上，骰子有六个面，每个面都可能朝上。此时已经产生了很多平行宇宙。在每个平行宇宙中，骰子向上的一面是不同的。(再举一个例子:我在过马路的时候，我可能在我的平行宇宙里安全的走着，但是走到一半的时候，我就崩溃了，进入了另一个同样的世界。在同一条路上，我可能会被撞死。)众所周知，量子平行宇宙说明了李宁的那句话:一切皆有可能。许多科幻电影和小说都是基于这样的平行宇宙。
编辑这个量子宇宙
最后一篇文章简单讨论了量子平行宇宙理论的基础理论和量子平行宇宙的分裂形成。本文将谈谈量子平行宇宙理论的形成过程，对上一篇文章中的一些理论观点进行更详细的描述。
量子力学
量子力学是研究微观粒子运动规律和结构性质的基础物理学科。它的一大特点就是随机性。比如一个电子是自由电子，它可能出现在空间的任意一点，每个点的概率都是相等的。如果束缚在氢原子中，处于基态(也就是正常情况下)，在空间任意一点都有可能出现，但在玻尔半径(氢核外电子基态轨道半径)处概率最大。对你自己来说，你也有可能出现在月球上，但和坐在电脑前的概率相比，是非常非常小的，所以不可能出现这种情况。这些是量子力学的基本概念，主要说明一些客观的随机可能性。量子力学形成后，引起了爆炸性的激烈争论。这个理论指出，宇宙不是牛顿经典力学所描述的(即物质的运动不再遵循牛顿的力学理论)。决定宇宙状态的是一个叫做波函数的数学研究对象。所谓波函数，就是用来描述空间中某一点在某一时刻出现的概率(即某一物体在某一时刻出现在某一地点的概率)的函数。这个概率也叫物质波。
薛定谔猫的叠加态
从上面的波函数可以得出结论，当我们不观察一个物体时，我们对它的状态一无所知。当人无法知道它的状态时，它的状态有很多种可能。这种多态存在形式就是我们所说的叠加态。之前有个实验:用一只猫，把它封在一个密室里，密室里有食物和毒药。毒药瓶上有一把锤子。锤子由电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变，会释放出α粒子，触发电子开关，锤子会掉下来，毒瓶会被砸碎，里面的氰化物气体会释放出来，猫就会死。这个残忍的装置是薛定谔设计的，所以这只猫被称为薛定谔的猫。因为放射性原子的衰变是纯概率性的，如果人们不打开密室观察猫，那么人们就不知道猫是死是活。此时猫处于中毒与否的叠加状态(狭义)。当我们打开密室时，我们可以看到猫是死是活。起初，有人提出了一个无聊的假设来解释这个从未知到观测到的知识的过程:当有人试图观测时，波函数立即“坍缩”成经典理论中的某种状态。这种额外的假设可以解决观察发现的问题，但却让原本优雅和谐统一的理论东拼西凑，失去了统一性。上一段提到的假设无疑是夸张的。虽然有可能，但我更愿意接受另一种说法:有学者指出“波函数坍缩”的假设完全没有必要。纯量子理论实际上不会产生任何矛盾。预示着一个实态会逐渐分裂成许多重叠的实态，观察者在分裂过程中的主观体验只是一个可能性与前面的“波函数坍缩的假设结果”完全相等的轻微随机事件(即随机事件)。这个重叠的传统世界就是第三个多元宇宙。(也就是说，在“波函数坍缩”的说法中，我们观察到的一切都是“波函数坍缩”导致的随机场景。另一种说法是:我们观察到一切都与我们的宇宙融为一体，没有如此众多的局部坍缩。)需要注意的是，前面提到的波函数坍缩假说并不是量子平行宇宙理论，而是与之相反的量子平行宇宙理论。后者所说的分裂理论是平行宇宙的基础。
鸟和青蛙的比喻
接下来我引用并简化一下原始材料中提到的鸟和青蛙的比喻:物理学家站在外在的角度，就像鸟儿在空中飞翔考察地面一样；物理学家描述的世界中的观察者是站在内在的角度，就像一只被鸟俯视的青蛙。在鸟看来，抽象的量子世界包含了大量的平行世界。它们无时无刻不在分裂和融合，就像一堆经典理论无法描述的量子现象。在青蛙看来，观察者只感知到全部真相的一小部分。他们可以观察到他们生活的宇宙的第一层。每当一个人被问到一个问题、做出一个决定或回答一个问题时，他大脑中的量子作用就会导致复合结果，比如“继续读这篇文章”和“放弃读这篇文章”。在鸟看来，“做决定”的行为导致这个人一分为二，一个人继续看文章，另一个人做别的事情。在青蛙看来，两个分身都没有意识到对方的存在，他们对刚才分裂的感知只是一个随机事件。他们只知道自己做了什么决定，却不知道另一个“他”在同一时间做了不同的决定。
希尔伯特空间
看上面的例子，然后联系第一平行宇宙来讨论:上面的例子也出现在第一平行宇宙中。但是在第一个平行宇宙中，你离另一个同样的你非常远。在第三平行宇宙中，你的分身生活在另一个量子分支中，你和他之间的世界被一个叫做希尔伯特空间的无限维空间打开。遗憾的是，由于知识的匮乏，我无法理解关于希尔伯特空间的信息，更不用说解释了。所以希尔伯特空间暂时只能简单理解为划分各个量子世界的无限维空间。但是，量子平行宇宙和第一种平行宇宙的区别就在于这个特殊的空间。
不是无限的
从上面我们知道，量子平行宇宙和第一、第二平行宇宙的区别在于它们的划分和存在。但需要注意的是，量子宇宙的分裂过程并不仅仅产生一个唯一的结果，而是所有可能结果的叠加。这些结果随后向自己的方向发展。换句话说，第三个多重宇宙并没有给第一层和第二层增加任何新的东西，它们只是更难区分的复制品——同样的老故事在拥有不同量子分支的平行宇宙中一遍又一遍上演。根据量子平行宇宙的分裂理论，由于分裂频繁，平行宇宙会在短时间内分裂成N个以上的能级。随着时间的推移，宇宙的数量会呈指数级暴涨吗？然而答案是否定的，在10 8的阈值温度以下，这些量子态的总数大约是10(10 118)，也就是说，最多有这么多平行宇宙。这是一个巨大的数字，但是非常有限。从我们的角度来看，量子世界的分裂相当于从这10(10 118)个宇宙中的一个跳到另一个。现在你在宇宙A——此时此刻你正在读这句话的宇宙。现在你跳进了宇宙B——你正在那个宇宙里读另一个句子。B宇宙中有一个和A宇宙一模一样的观察者，只多了几秒钟的记忆。所有可能的状态每时每刻都存在。所以时间的流逝很可能被理解为这种跳跃的过程。
编辑本段第四层和其他数学结构。
在原论文中，第四平行宇宙的标题是:其他数学结构。人们可以理解数学是一个永久不变的实体。他甚至在宇宙形成之前就存在了。数学可以说是超越时空的。人类只能用“发现”来描述数学，而不能用“发明”来描述。引用百科里的解释:“谁学谁完全是一回事。”如果一个数学定理成立，无论是人、计算机还是高智能的海豚，它也成立。甚至外星文明也会发现和我们一样的数学结构。“由于这种独特的地位，我们暂时假设数学是宇宙的基础，以及数学之间的对称性(如数轴和函数)。而每一个数学结构确实存在，所以每一个数学结构都有自己的平行宇宙。简单来说，由于数学的对称性，根据概率计算和人择原理(我在第二层提到过)，会有相当数量的对称平行宇宙。不过这和第二层的平行宇宙概述差不多。关键是数学家继续对这些数学结构进行分类，他们最终应该会发现，在所有符合我们观察结果的结构中，用来描述我们世界的数学结构将是最简单的一种。学者们期望在分类和研究中得到的是那种用来描述所有宇宙的“简单数学结构”。这种东西会取代我们平行宇宙的所有自然法则(包括经典力学和其他对世界的理论描述)。在我看来，这个结构理论大概就是现在一些学者研究的M理论。当然，这只是他们的研究预期。毕竟，如果有那么多平行宇宙是我们无法观测到的，我们又怎么能详细分析呢？但是，从宏观的角度来看，我们暂时观察到的宇宙是简洁而整齐的(也可以说是一种奇妙的美)，数学结构也是越简单越好。那些复杂的附加公理无疑破坏了简单性。即使这些研究才刚刚开始，还会面临很多严峻的考验，但找到一个代替无数复杂公理的理论，对人类来说无疑是具有诱惑力的。接下来我引用原话来结束我对第四平行宇宙的简短描述:“也许我们会逐渐习惯宇宙的奇妙，最终发现这种不可思议的奇妙正是它魅力的一部分。"