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  • 1 # 陪孩子成長的日子

    大概在1957年左右,量子物理學界出現了平行宇宙的想法。照此推斷,量子測量每進行一次,一個宇宙就會產生出新的分支宇宙。所以就產生了無數的可能性——在有的宇宙裡,隕石沒有砸中地球,恐龍們倖存下來。再換一個宇宙,澳洲就成了葡萄牙人的殖民地了。

    2015年,西班牙《趣味》月刊1月號報道,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·圖羅克擇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。

    平行世界是理論,不是空想。

    平行宇宙這一理論是不是屬於形而上學而非物理。正如卡爾·波普爾(Karl Popper)所強調的,物理和形而上學的區別就在於,理論是否能被實踐證明和證偽。一個理論包含不可觀測的實體,本質上並不能說明它不可檢驗。例如,一個理論宣稱666個平行宇宙,每個都缺少氧,從這個理論可以做出可檢驗預言,那就是我們在這裡應該不能觀測到氧,所以這個理論能被觀測排除。一個更嚴肅的例子是,第一層平行宇宙的框架常常被用來排除現代天文學的理論,雖然很少有人明確地那麼說。例如,關於宇宙微波背景輻射(CMB)觀測顯示,空間幾乎沒有彎曲。CMB圖上溫度高和溫度低的點都有一個特徵尺度,這一尺度取決於空間曲率,觀測到的點都過大,不符合先前流行的“開放宇宙”模型。但是,平均的點的大小在每個哈勃體積上有些隨機的差別,所以做到統計精確是很重要的。當宇宙學家說開放宇宙模型以99.9%的置信度被排除時,他們真正說的是,如果開放宇宙模型是正確的,那麼顯示出我們所觀測到大小的CMB點的哈勃體積少於總數的千分之一——所以擁有無限多哈勃體積的模型就被排除了,即使我們只在自己的特殊哈勃體積中(當然)顯示了CMB圖。

    我們從這個例子上得到的經驗是:平行宇宙這一理論可以被實踐證明或證偽,但這要求理論給出平行宇宙集合的預言,並給出其機率分佈(或更一般的,給出數學家所說的測量)。我們接下來將會看到,解答測量問題不容易,有些平行宇宙理論中,這一問題還沒有得到解決。

    平行世界的研究前景:科學家將會有多種方法檢驗這些平行宇宙的理論,甚至可能排除其中的一些。在今後幾十年,隨著宇宙測量技術的巨大進步,透過諸如宇宙微波背景輻射探測、大尺度物質分佈測量等,科學家會進一步限定空間的彎曲和拓撲結構,從而檢驗第一層平行宇宙理論。而更精確的暴脹測量,可以用來檢驗第二層平行宇宙的理論。天體物理學和高能物理學的共同進步,也會確定物理常量的微調程度,從而削弱或加強第二層的存在可能。如果全球製造量子計算機的努力能夠成功。那麼它將會為第三層宇宙的存在提供進一步的證據,因為它在本質上要利用第三層平行宇宙的平行性來做平行計算。相反,糾正不守恆的實驗證據則會排除第三層。最後,現代物理的重大挑戰,統一廣義相對論和量子場論的成功或失敗,會給第四層宇宙的研究帶來更多啟示。科學家可能最終找到一個和人們的宇宙相匹配的數學結構,也可能突然碰到不可思議的數學有效性極限,從而不得不放棄第四層。

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