很多年畴昔了,物理学家们逐步丢弃了这类假定,转而开端接管普林斯顿大学毕业生HughEverett在1957年提出的一种观点。他指出“波函数坍塌”的假定美满是多余的。纯粹的量子实际实际上并不产生任何冲突。它预示着如许一种景象:一个实际状况会逐步分裂成很多堆叠的实际状况,观察者在分裂过程中的主观体验仅仅是经历完成了一个能够性刚好即是之前“波函数坍塌假定成果”的轻微的随机事件。这类堆叠的传统天下就是第三层多重宇宙。

希腊神话传说中的近似谈吐

第一层次:视界以外

由此,我们称空间的对称性被粉碎了。量子波的不肯定性会导致分歧的气泡在收缩过程中以分歧的体例粉碎均衡。而成果将会千奇百怪。此中一些能够伸展成4维空间;另一些能够只构成两代夸克而不是我们熟知的三代;另有些它们的宇宙根基物理常数能够比我们的宇宙大。

天空中的大部分行星在2500万年后,都会回到本身初始的轨道,宇宙是公道的,它给统统人的机遇都是一样的----2500万年!2500万后,我们将再次经历我们现在所经历的统统,遇见我们所遇见的人......

平行宇宙定义

如果物理学是同一的,那么大爆炸初期量子颠簸是如何运作的那幅标准丹青将不得不改写。它们并非随机产生某个初始前提,而是产生堆叠在一起的统统能够的初始前提,同时存在。然后,“去相干”感化包管它们在各自的量子分支里像传统实际那样演变下去。这就是关头之处:一个哈勃体积内分歧量子分支(即第三层多重宇宙)演变出的漫衍成果与分歧哈勃体积内同一个量子分支(即第一层多重宇宙)演变出的漫衍成果是毫无辨别的。量子颠簸的该性子在统计力学中被称为“遍历性”。

“柏拉图”派模型带来了一个新的题目,为何我们的宇宙是现在这个模样。对“亚里斯多德”派来讲,这个题目是没成心义的:因为宇宙的物理本源就是我们观察到的模样。但“柏拉图”派不但没法躲避它,反而会猜疑为甚么它不能是别的模样。如果宇宙天生是数学性的,为甚么它仅仅基于“那一个”数学布局?要晓得数学布局是多种多样的。仿佛在实在的核心肠带有某种最根基的不公允存在。

平行宇宙的终究分类,第四层。包含了统统能够的宇宙。宇宙之间的差别不但在表示物理位置、属性或者量子状况,还能够是根基物理规律。它们在实际上几近就是不能被观察的,我们能做的只要笼统思虑。该模型处理了物理学中的很多根本题目。

对地球来讲,另一个气泡在无穷悠远以外,远到即便你以光速进步也永久没法达到。因为地球和“另一个气泡”之间的那片空间拉伸的速率远比你行进的速率快。如果另一个气泡中存在另一个你,即便你的后代也永久别想察看到他。基于一样的启事,即空间在加快扩大,察当作果令人懊丧的指出:即便是第一层多重空间中的另一个本身也将看不到了。

换句话说,第三层多重宇宙并没有在第一层和第二层上增加任何新东西,只是它们更加难以辨别的复成品罢了--一样的老故事在分歧量子分支的平行宇宙间一遍遍上演。对Everett实际一度狠恶的思疑便在大师发明它和其他争议较少的实际本色不异以后销声匿迹了。

关于如何了解数学与物理之间的干系,有两个长存已久并且完整对峙的模型。两种分歧的构成要追溯到柏拉图和亚里斯多德。“亚里斯多德”模型以为,物理实际才是天下的本源,而数学东西仅仅是一种有效的、对物理实际的近似。“柏拉图”模型以为,纯粹的数学布局才是真正的“实在”,统统的观察者都只能对之作不完美的感知。换句话说,两种模型的根本分歧是:哪一个才是根本,物理还是数学?或者说站在青蛙视点的观察者,还是站在鸟视点的物理规律?“亚里斯多德”模型偏向于前者,“柏拉图”模型偏向于后者。

我们糊口在3+1维时空当中,对此我们并不特别不测。当描述天然的偏微分方程是椭圆或者超双曲线方程时,也就是空间或者时候此中之一是0维或同时多维,对观察者来讲,宇宙不成能瞻望(紫色和绿色部分)。其他环境下(双曲线方程),若n>3,原子没法稳定存在,n<3,庞大度太低乃至于没法产生自我认识的观察者(没有引力,拓扑布局也成题目)。

《传道书》1:9已有的事,后必再有。已行的事,后必再行。日光之下并无新事。

第一层多重宇宙的框架凡是被用来评价当代宇宙学的实际,固然该过程很少被清楚地表达。举例来讲,考查我们的宇宙学家如何通过微波背景来试图得出“球形空间”的宇宙多少图。跟着空间曲率半径的分歧,那些“热地区”和“冷地区”在宇宙微波背景图上的大小会闪现某种特性;而观察到的地区表白曲率太小不敷以构成球形的封闭空间。但是,保持统计学上的严格是非常首要的事。每个哈勃空间的这些地区的均匀大小美满是随机的。是以有能够是宇宙在捉弄我们--并非空间曲率不敷以构成封闭球形使得观察到的地区偏小,而刚巧因为我们宇宙的均匀地区天生就比别的来的小。以是当宇宙学家们信誓旦旦包管他们的球状空间模型有99.9%可托度的时候,他们的真正意义是我们阿谁宇宙是如此地分歧群,乃至1000个哈勃体积当中才会出一个象那样的。

如果第一层多重宇宙的观点不太好消化,那么试着设想下一个具有无穷组第一层多重宇宙的布局:组与组之间相互独立,乃至有着互不不异的时空维度和物理常量。这些组构成了第二层多重宇宙--被称为“无序的持续收缩”的当代实际预言了它们。

一个球形、炸面圈形或者圆号形的宇宙都能够大小有限,却无鸿沟。对宇宙微波背景辐射的观察能够用来测定这些假定。【见另一篇文章《宇宙是有限的吗?》byJean-PierreLu,GlennD.StarkmanandJeffreyR.Weeks;ScientificA,April1999】但是,迄今为止的察当作果仿佛背逆了它们。无尽宇宙的模型才和观察数据合适,外带激烈的限定前提。

第四层次:其他数学界构

一样的道理也能够合用在第二层多重宇宙。粉碎对称性的过程并不但产生一个独一无二的成果,而是统统能够成果的叠加。这些成果以后按本身的方向生长。是以如果在第三层多重宇宙的量子分支中物理常数、时空维度等各不不异的话,那些第二层平行宇宙一样也将各不不异。

《传道书》1:11已过的世代,无人记念,将来的世代,厥后的人也不记念。

上面的估计还算极度保守的,它仅仅穷举了一个温度在10^8开以下、大小为一个哈勃体积的空间的统统量子状况。此中一个计算步调是如许:在那温度下一个哈勃体积的空间最多能包容多少质子?答案是10^118个。每个质子能够存在,也能够不存在,也就是统共2^(10^118)个能够的状况。现在只需求一个能装下2^(10^118)个哈勃空间的盒子便用光统统能够性。如果盒子更大些--比如边长10^(10^118)米的盒子--按照抽屉道理,质子的摆列体例必定会反复。当然,宇宙不但要质子,也不止两种量子状况,但可用与此近似的体例预算出宇宙所能包容的信息总量。

圣经中所罗门的谈吐:

这堂课的重点是:即便我们没法观察其他宇宙,多重宇宙实际仍然能够被实际考证。关头在于预言第一层多重宇宙中各个平行宇宙的共性并指出其概率漫衍--也就是数学家所谓的“度量”。我们的宇宙该当是那些“呈现能够性最大的宇宙”中的一个。不然--我们很不幸地糊口在一个不大能够的宇宙中--那么先前假定的实际就有大费事了。如我们接下来要会商的那样,若那边理这度量上的题目将会变得相称有应战性。

每当观察者被问及一个题目、做一个决定或是答复一个题目,他大脑里的量子感化就导致复合的成果,诸如“持续读这篇文章”和“放弃浏览本文”。在鸟看来,“作出决定”这个行动导致该人分裂成两个,一个持续读文章而另一个做别的去了。而在青蛙看来,该人的两个兼顾都没成心识到相互的存在,它们对刚才分裂的感知仅仅是经历了个轻微的随机事件。他们只晓得“本身”做了甚么决定,而不晓得同时另有一个“他”做了分歧的决定。

为甚么说上述的多重宇宙并非无稽之谈?来由之一就是笼统推理和实际观察成果间存在着密不成分的联络。数学方程式,或者更普通地,数字、矢量、多少图形等数学布局能以难以置信的逼真程度描述我们的宇宙。1959年的一次闻名讲座上,物理学家EugeneP.Wigner阐述了“为何数学对天然科学的帮忙大得神乎其神?”反言之,数学对它们(天然科学)有着可骇的实在感。数学布局能成为基于客观究竟的首要标准:不管谁学到的都是完整一样的东西。如果一个数学定理建立的话,不管一小我,一台计算机还是一只高智力的海豚都一样以为它建立。即便外星文明也会发明和我们一摸一样的数学界构。从而,数学家们向来以为是他们“发明”了某种数学布局,而不是“发明”了它。

在我们很小很小,乃至尚未传闻过数学这个词之前,我们都天赋接管“亚里斯多德”模型。而“柏拉图”模型则来自于后天体验。当代实际物理学家偏向于柏拉图派,他们思疑为何数学能如此完美的描述宇宙乃是因为宇宙生来就是数学性的。如许,统统的物理都归结于一个底子的数学题目:一个具有无穷知识与资本的数学家实际上能从鸟视点计算出青蛙的视点--也就是说,为任何一个有自我认识的观察者计算出他所观察的宇宙有些甚么东西、它将发明何种说话来向它的同类描述它看到的统统。

你很能够永久见不到你的“影子”们。你能观察到的最远间隔也就是高傲爆炸以来光所行进的最远间隔:约莫140亿光年,即4X10^26米--定义了我们可观察视界的大小,或者简朴地说,宇宙的大小,又叫做哈勃体积。一样的,另一个你地点的宇宙也是个一样大小的球体。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。

固然“宇宙到底被调度很多好”尚无定论,但上面举的每一个例子都表示着存在许很多多包含每一种能够的调度状况的平行宇宙。【see‘ExploringOurUniverseandOthers,‘bytificA,December1999】第二层多重宇宙预示着物理学家们不成能测定那些常数的实际值。他们只能计算出希冀值的概率漫衍,在挑选效应归入考虑以后。

平行宇宙层次

如何样,第一层多重宇宙的观点听起来平平无奇?空间不都是无穷的么?谁能设想某处插着块牌子,上书“空间到此结束,把稳上面的沟”?如果是如许,每小我都会本能的置疑:绝顶的“内里”是甚么?实际上,爱因斯坦的重力场实际恰好把我们的直觉变成了题目。空间有能够不是无穷,只要它具有某种程度的曲折或者并非我们直觉中的拓扑布局(即具有相互联络的布局)。

对“宇宙”的如此定义,人们或许会以为这只是种形而上学的体例罢了。但是物理学和形而上学的辨别在于该实际是否能通过尝试来测试,而不是它看起来是否奇特或者包含难以发觉的东西。多年来,物理学前沿不竭扩大,接收融会了很多笼统的(乃至一度是形而上学的)观点,比如球形的地球、看不见的电磁场、时候在高速下活动减慢、量子堆叠、空间曲折、黑洞等等。近几年来“多重宇宙”的观点也插手了上面的名单,与先前一些颠末查验的实际,如相对论和量子力学共同起来,并且起码达到了一个经历主义科学实际的根基标准:作出预言。当然作出的结论也能够是弊端的。科学家们迄今会商过量达4种范例独立的平行宇宙。现在关头的已不是多重宇宙是否存在的题目了,而是它们到底有多少个层次。

这类“兼顾”的设法听起来奇特而又难以置信,但仿佛我们不得不接管它,因为它已为各种天文观察的成果所支撑。现在最风行同时也最简朴的宇宙模型指出,离我们约莫10^(10^28)米外之处存在一个和我们的银河一模一样的星系,而那此中正有个一模一样的你。固然这间隔大得超乎人们的设想,却毫不影响你的“兼顾”存在的实在性。该设法最后发源于很简朴的“天然能够性”而非当代物理所假定:宇宙在尺寸上无穷大(或者起码充足大),并且象天文观察指出的那样--均匀的漫衍着物质。既然如此,遵循统计学规律便能够鉴定,统统的事件(不管多么类似或者不异)都会产生无数次:会有无数个孕育人类的星球,它们当中会有和你一摸一样的人--一模一样的长相、名字、影象乃至和你一模一样的行动、挑选--如许的人还不止一个,切当的说,是无穷多个。

固然听起来很奇特,这类事情一样产生在前面讲过的第一层多重宇宙中。明显,你刚作出了“持续浏览本文”的决定,但是在很远很远的另一个银河系中的另一个你在读过第一段以后就放下了杂志。第一层宇宙和第三层宇宙独一的辨别就是“另一个你”身处那边。第一层宇宙中,他位于距你很远之处--凡是维度空间观点上的“远”。第三层宇宙中,你的兼顾住在另一个量子分支中,被一个维度无穷的希尔伯特空间分开开来。

《传道书》3:14我晓得神统统所作的,都必永存,无所增加,无所减少。神如许行,是要人在他面前存畏敬的心。

统统的平行宇宙构成第一层多重宇宙。--这是争辩起码的一层。统统人都接管如许一个究竟:固然我们此时现在看不见另一个本身,但换一个处所或者简朴地在原地等上充足长的时候今后就能察看到了。就像察看海平面以外驶来的船只--察看视界以外物体的景象与此近似。跟着光的飞翔,可察看的宇宙半径每年都扩大一光年,是以只需求坐在那边等着瞧。当然,你多数等不到另一个宇宙的另一个你收回的光芒传到这里那天,但从实际上讲,如果宇宙扩大的实际站得住脚的话,你的后代就有能够用超等望远镜看到它们。

《传道书》3:15当今的事起初就有了。将来的事早已也有了。并且神使已过的事重新再来。(或作并且神再寻回已过的事)

想要定量化这类“简朴”是个严峻的磨练,与之相干的研讨才方才起步。但最具震惊性和令人鼓励的是,对称和恒定的数学布局力求表示出的简明与整齐也恰是我们宇宙所揭示的。数学布局趋势于越简朴越好,那些庞大的附加公理无疑粉碎了简练。

从青蛙的视点看,波函数的演变相称于从这10^(10^118)个宇宙中的一个跳到另一个。现在你正处在宇宙A--此时现在你正在读这句话的宇宙里。现在你跳到宇宙B--你正在浏览另一句话阿谁宇宙里。宇宙B存在一个与宇宙A一摸一样的观察者,仅多了几秒中分外影象。全数能够状况存在于每一个刹时。是以“时候流逝”很能够就是这些状况之间的转换过程--最后在GregEgan在1994所著的科幻小说[PermutationCity]中提出的设法,而后被牛津大学的物理学家DavidDeutsch和自在物理学家JulianBarbour等人生长开来。

有质料支撑空间延长于可观察宇宙以外的实际。WMAP卫星比来测量了微波背景辐射的颠簸(左图)。最激烈的振幅超越了0.5开,表示着空间非常之大,乃至能够无穷(中图)。别的,WMAP和2dF星系红移探测器发明在非常大的标准下,空间均匀漫衍着物质

《传道书》9:16我就说,聪明赛过勇力。但是那贫困人的聪明,被人鄙视,他的话也无人服从。

另一种能够是:空间本身无穷,但统统物质被限定在我们四周一个有限地区内--曾经风行的“岛状宇宙”模型。该模型分歧之处在于,在大标准下物质漫衍会闪现分形图案,并且会不竭耗散殆尽。这类景象下,第一层多重宇宙里的几近每个宇宙终究都将变得空空如也,堕入死寂。但是近期关于三维银河漫衍与微波背景的观察指出物质的构造体例在大标准上闪现出某种恍惚的均匀,在大于10^24米的标准上便观察不到清楚的细节了。假定这类形式延长下去,我们可观察宇宙以外的空间也将充满行星、恒星和星系。

第三层次:量子平行天下

固然在第1、第二和第三层多重宇宙中初始前提、物理常数能够各不不异,但安排天然的根本法例是不异的。为甚么要到此为止?为何不让这些根本法例也多样化?来个只遵循典范物理定律,让量子效应见鬼去的宇宙如何?设想一个时候像计算机一样一段一段离散地流逝,而非现在那样持续地流逝的宇宙?再设想一个简朴的空心十二面体宇宙?在第四层多重宇宙里,统统这些形状都存在。

《传道书》1:10岂有一件事人能指着说,这是新的。那知,在我们之前的世代,早已有了。

固然我们没法与其他第二层多重宇宙当中的事物相互感化,宇宙学家仍能直接地指出它们的存在。因为他们的存在能够用来很好地解释我们宇宙的偶尔性。做一个类比:假想你走进一座旅店,发明了一个房间门商标码是1967,恰是你出世那年。多么偶合呀,在那刹时你赞叹到。不过你随即反应过来,这完整不算甚么偶合。全部旅店有成百上千的房间,此中有一个和你生日不异很普通。但是你若瞥见的是另一个与你毫无干系的数字,便不会激发上面的思虑。这申明甚么题目呢?即便对旅店一无所知,你也能够用上面的体例来解释很多偶尔征象。

C

毫无疑问,这类联络是相称深层次的,物理学家们的研讨也才处于方才起步阶段。比方,考查阿谁悠长以来的题目:跟着时候流逝,宇宙的数量会以指数体例暴涨吗?答案是令人惊奇的“不”。在鸟看来,全数天下就是由单个波函数描述的东西;在青蛙看来,宇宙个数不会超越特定时候统统可辨别状况的总数--也便是包含分歧状况的哈勃体积的总数。诸如行星活动到新位置、和或人结婚或是别的甚么,这些都是新状况。在10^8开温度以下,这些量子状况的总数约莫是10^(10^118)个,即最多这么多个平行宇宙。这是个庞大的数量,却很有限。

第一层和第二层多重宇宙预示的平行天下相隔如此之悠远,超出了天文学家企及的范围。但下一层多重宇宙却就在你我身边。它直接源于闻名的、备受争议的量子力学解释--任何随机量子过程都导致宇宙分裂成多个,每种能够性一个。

最新的宇宙学观察表白,平行宇宙的观点并非一种比方。空间仿佛是无穷的。如果真是如许,统统能够会产生的事情必定会产生,不管这些事有多荒唐。在比我们天文观察能企及范围远很多的处所,有和我们一模一样的宇宙。天文学家乃至计算出它们距地球的均匀间隔。

四十多年来,物理界为是否接管Everett的平行天下踌躇不决,数度几次。但如果我们将之辨别成分歧视点别离来对待,就会更轻易了解。研讨它数学方程的物理学家们站在内部的视点,仿佛飞在空中的鸟核阅空中;而糊口在方程所描述天下里的观察者则站在内部的视点,就比如被鸟俯瞰的一只青蛙。

第四层多重宇宙的假定作出了可考证的预言。在第二个层次上,它包含了全部能够(全部数学布局)和挑选效应。数学家们还在持续为这些数学布局分门别类,而他们终究应当发明,用来描画我们天下的阿谁数学布局将会是统统合适我们观察成果的布局中最简朴阿谁。近似地,我们将来的观察成果将会是那些最简朴的、与畴昔观察结相分歧的东西;而畴昔的观察成果也应当是最简朴的、与我们存在相合适的那些。

糊口在第一层多重宇宙分歧平行宇宙中的察看者们将发觉到与我们不异的物理定律,但初始前提有所分歧。按照当前实际,大爆炸初期的一刹时物质按必然的随机度被抛出,此过程包含了物质漫衍的统统能够性,每种能够性都不为0。宇宙学家们假定我们地点的当初有着近似均匀物质漫衍和初始颠簸状况(100,000能够性中的一种)的宇宙,是一个相称典范的(起码在统统产生了察看者的平行宇宙中很典范)个别。那么距你比来的和你一模一样那小我将远在10^(10^28)米以外;而在10^(10^92)米外才会有一个半径100光年的地区,它内里的统统与我们居住的空间涓滴不差,也就是说将来100年内我们天下所产生的每件事都会在该地区完整再现;而起码10^(10^118)米以外该地区才会增大到哈勃体积那么大,换句话说才会有一个和我们一模一样的宇宙。

量子平行宇宙。当你掷骰子,它看起会随机获得一个特定的成果。但是量子力学指出,那一刹时你实际上掷出了每一个状况,骰子在分歧的宇宙中停在分歧的点数。此中一个宇宙里,你掷出了1,另一个宇宙里你掷出了2……。但是我们仅能看到全数实在的一小部分--此中一个宇宙。

与我们宇宙一模一样的另一个宇宙的均匀间隔,距你比来阿谁“兼顾”没准并不象实际计算的那么远,或许要近很多。因为物质的构造体例还要受其他物理规律制约。给定一些诸如行星的构成过程、化学方程式等规律,天文学家们思疑仅在我们的哈勃体积内就存在起码10^20个有人类居住的行星;此中一些能够和地球非常相像。

合用于旅店房间的道理一样合用于平行宇宙。风趣的是:我们的宇宙在对称性被突破的时候,统统的(起码绝大部分)属性都被“调剂”得恰到好处,如果对这些属性作哪怕极其藐小的窜改,全部宇宙就会晤目全非--没有任何生物能够存在于此中。如果质子的质量增加0.2%,它们当即衰变成中子,原子也就没法稳定的存在。如果电磁力减小4%,便不会有氢,也就不会有恒星。如果弱相互感化再弱一些,氢一样没法构成;相反如果它们更强些,那些超新星将没法向星际漫衍重元素离子。如果宇宙的常数更大一些,它将在构成星系之前就把本身炸得四分五裂。

作为处理该困难的一条途径,我以为数学布局有着完整的对称性:基于任何数学布局的宇宙都确切存在。每一个数学布局都有与之相干的平行宇宙。构成这个宇宙的根本并不在该宇宙内而是游离于时候和空间以外。大部分平行宇宙内很能够不存在观察者。这类假说能够当作是本质上的柏拉图主义,它断言柏拉图范畴提及的数学布局或是圣荷西州立大学的数学家RudyRucker所谓的“精力范畴(mindscape)”都存在对应的物理实在。它也近似于剑桥大学的宇宙学家JohnD.Barrow提到的“天空中的π”,或是哈佛大学的哲学家RobertNozick提出的“多产性道理”,或是普林斯顿的哲学家DavidK.Lewis所谓的“情势实际主义”。第四层终究宣布了多重宇宙在层次上的闭幕,因为任何自相容的物理实际都能表达成某种数学布局。

20世纪早些年,量子力学实际在解释原子层面征象方面的胜利掀起了物理学反动。在原子范畴下,物质活动不再遵循典范的牛顿力学规律。在量子实际解释它们获得谛视胜利的同时却激发了爆炸性狠恶的争辩。它到底意味着甚么?量子实际指出宇宙并不像典范实际描述的那样,决定宇宙状况的是统统粒子的位置和速率,而是一种叫作波函数的数学工具。按照薛定鄂方程,该状况遵循数学家称之为“同一性”的体例随时候演变,意味着波函数在一个被称为“希尔伯特空间”的无穷维度空间中演变。固然多数时候量子力学被描述成随机和不肯定,波函数本身的演变体例倒是完整肯定,没有涓滴随机性可言的。

“收缩”作为大爆炸实际的必定延长,与该实际的很多其他推论联络紧密。比如我们的宇宙为何如此之大而又如此的规整,光滑战役坦?答案是“空间经历了一个快速的拉伸过程”,它不但能解释上面的题目,还能阐释宇宙的很多其他属性。【见《收缩的宇宙》byAlanH.GuthandPaulJ.Steinhard;ScientificA,May1984;《自我滋长的收缩宇宙》byAndreiLinde,November1994】“收缩”实际不但为根基粒子的很多实际所说话,并且被很多观察证明。“无序的持续”指的是在最大标准上的行动。作为一个团体的空间正在被拉伸并将永久持续下去。但是某些特定地区却停止拉神,由此产生了独立的“气泡”,仿佛收缩的烤面包内部的气泡一样。这类气泡有无数个。它们每个都是第一层多重宇宙:在尺寸上无穷并且充满因能量场涨落而析出的物质。

在鸟看来,全部第三层多重宇宙非常简朴。只用一个光滑演变的、肯定的波函数就能就能描画它而不激发任何分裂或平行。被这个演变的波函数描画的笼统量子天下内部却包含了大量平行的典范天下。它们一刻不断的分裂、归并,如同典范实际没法描述的一堆量子征象。在青蛙看来,察看者感知的只要全数本相的一小部分。它们能观察到本身地点阿谁第一层宇宙,但是一种仿照波函数坍塌结果而又保存同一性、被称为“去相干”的感化却停滞他们观察到与之平行的其他宇宙。

第二层次:收缩后留下的气泡

宇宙的数学布局是笼统、永久的实体,独立于时空以外。如果把汗青比作一段录相,数学布局不是此中一桢画面,而是全部录相带。试假想一个由四周活动的点状粒子构成的三维天下。在四维时空--也就是鸟的视点--看来,天下近似一锅缠绕纠结的意大利面条。如果青蛙观察到一个老是具有恒定速率,方向的粒子,那么鸟就直接看到它的全部生命周期--一根长长的、直直的面条。如果青蛙看到两个相互环绕扭转的粒子,鸟就看到两根以双螺旋布局缠在一起的面条。对青蛙来讲,全部天下以牛顿活动定律和引力定律为法则运作;而对鸟来讲,天下被描画成“意大利面条多少学”--一种数学布局。青蛙本人也仅是面条--一大堆庞大到构成它们的粒子能存储和措置信息的面条。我们的宇宙要比上述例子庞大的多,科学家们还没有找到--如果有的话--阿谁能精确描述它的数学布局。

第三层多重宇宙的存在基于一个相称首要的假定:波函数随时候演变的同一。所幸迄今为止的尝试都未曾与同一性假定背叛。在畴昔几十年里我们在各种更大的体系中证明了同一性的存在:包含碳-60布基球和长达数千米的光纤中。实际背面,同一性也被“去相干”感化的发明所支撑。【see‘100YearsofQuantumMysteries,‘byMaxTegmarkandJohnArchibaldWheeler;ScientificA,February2001】只要一些量子引力方面的实际物理学家对同一性提出置疑,此中一个观点是蒸发中的黑洞有能够粉碎同一性,应当是个非同一性过程。但比来一项被叫做“AdS/CFT分歧”的弦实际方面的研讨服从表示:量子引力范畴也具有同一性,黑洞并不抹消信息,而是把它们传送到了别处。

是否有另一个你正在浏览和本文完整一样的一篇文章?阿谁家伙并非你本身,却糊口在一个有着云雾环绕的高山、一望无边的田野、喧哗喧闹的都会,和别的7颗行星一同环绕一颗恒星扭转,并且也叫做“地球”的行星上?他(她)平生的经历和你每秒钟都不异。但是或许她现在正筹办放下这篇文章而你却筹算看下去。

让我们举个更切题的例子:考查太阳的质量。太阳的质量决定它的光度(即辐射的总量)。通过根基物理运算我们可知只要当太阳的质量在1.6X10^30~2.4X10^30公斤这么个狭小范围内,地球才能够合适生命居住。不然地球将比金星还热,或者比火星还冷。而太阳的质量恰好是2.0X10^30公斤。乍看之下,太阳质量是种惊人的荣幸与偶合。绝大多数恒星的质量随机漫衍于10^29~10^32公斤的庞大范围内,是以若太阳出世时也随机决定质量的话,落在合适范围的机遇将微乎其微。但是有了旅店的经历,我们便明白这类大要的偶尔实为大体系中(在这个例子里是很多太阳系)的必定挑选成果(因为我们在这里,以是太阳的质量不得不如此)。这类与观察者密切相干的挑选称为“人择道理”。固然可想而知它激发过多么大的争辩,物理学家们还是遍及领受了这一究竟:考证根本实际的时候没法忽视这类挑选效应。

产生第二层多重宇宙的另一条路是经历宇宙从创生到毁灭的完整周期。科学史上,该实际由一名叫RichardC的物理学家于二十世纪30年代提出,比来普林斯顿大学的PaulJ.Steinhardt和剑桥大学的NeilTurok两位科学家对此作了详确阐述。Steinhardt和Turok提出了一个“次级三维膜”的模型,它与我们的空间相称靠近,只是在更高维度上有一些平移。【see‘BeenThere,DoneThat,‘byGeorgetificA,March2002】该平行宇宙并非真正意义上的独立宇宙,但宇宙作为一个团体--畴昔、现在和将来--却构成了多重宇宙,并且能够证明它包含的多样性好似无序收缩宇宙所包含的。别的,沃特卢的物理学家LeeSmolin还提出了另一种与第二层多重宇宙有着类似多样性的实际,该实际中宇宙通过黑洞创生和变异而非通过膜物理学。

第二层多重宇宙与第一层的辨别非常之大。各个气泡之间不但初始前提分歧,在表观面孔上也有天壤之别。当今物理学支流观点以为诸如时空的维度、根基粒子的特性另有许很多多所谓的物理常量并非根基物理规律的一部分,而仅是一种被称作“对称性粉碎”过程的成果罢了。举例言之,实际物理学家以为我们的宇宙曾一度由9个相互划一的维度构成。在宇宙初期汗青中,只要此中3个维度参与空间拉神,构成我们现在察看到的三维宇宙。其他6个维度现在察看不到了,因为它们被卷曲在非常藐小的标准中,并且统统的物质都漫衍在这三个充分拉伸过的维度“大要”上(对9维来讲,三维就是一个面罢了,或者叫一层“膜”)。

关头题目是如何将波函数与我们观察到的东西联络起来。很多公道的波函数都导致看似荒诞分歧逻辑的状况,比如那只在所谓的量子叠加下同时处于死和活两种状况的猫。为了解释这类奇特景象,在20实际20年代,物理学家们做了一种假定:当有人试图察看时,波函数当即“坍塌”成典范实际中的某种肯定状况。这个附加假定能够处理观察发明的题目,但是却把本来文雅调和同一的实际变得七拼八凑,落空同一性。随机性的本质凡是归咎于量子力学本身就是这些不扎眼假定的成果。

Tip:拒接垃圾,只做精品。每一本书都经过挑选和审核。
X