第3章 关于平行世界（2/2）

在我们很小很小，甚至尚未听说过数学这个词以前，我们都先天接受“亚里斯多德”模型。而“柏拉图”模型则来自于后天体验。现代理论物理学家倾向于柏拉图派，他们怀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。这样，所有的物理都归结于一个根本的数学问题：一个拥有无穷知识与资源的数学家理论上能从鸟视点计算出青蛙的视点－－也就是说，为任何一个有自我意识的观测者计算出他所观测的宇宙有些什么东西、它将明何种语言来向它的同类描述它看到的一切。

宇宙的数学结构是抽象、永恒的实体，独立于时空之外。如果把历史比作一段录像，数学结构不是其中一桢画面，而是整个录像带。试设想一个由四处运动的点状粒子构成的三维世界。在四维时空－－也就是鸟的视点－－看来，世界类似一锅缠绕纠结的意大利面条。如果青蛙观测到一个总是拥有恒定率，方向的粒子，那么鸟就直接看到它的整个生命周期－－一根长长的、直直的面条。如果青蛙看到两个相互围绕旋转的粒子，鸟就看到两根以双螺旋结构缠在一起的面条。对青蛙来说，整个世界以牛顿运动定律和引力定律为规则运作；而对鸟来说，世界被描绘成“意大利面条几何学”－－一种数学结构。青蛙本人也仅是面条－－一大堆复杂到构成它们的粒子能存储和处理信息的面条。我们的宇宙要比上述例子复杂的多，科学家们还没有找到－－如果有的话－－那个能正确描述它的数学结构。

“柏拉图”派模型带来了一个新的问题，为何我们的宇宙是现在这个样子。对“亚里斯多德”派来说，这个问题是没有意义的：因为宇宙的物理本源就是我们观测到的样子。但“柏拉图”派不仅无法回避它，反而会困惑为什么它不能是别的样子。如果宇宙天生是数学性的，为什么它仅仅基于“那一个”数学结构？要知道数学结构是多种多样的。似乎在真实的核心地带有某种最基本的不公平存在。

作为解决该难题的一条路径，我认为数学结构有着完全的对称性：基于任何数学结构的宇宙都确实存在。每一个数学结构都有与之相关的平行宇宙。构成这个宇宙的基础并不在该宇宙内而是游离于时间和空间之外。大部分平行宇宙内很可能不存在观测者。这种假说可以看成是本质上的柏拉图主义，它断言柏拉图领域提及的数学结构或是圣荷西州立大学的数学家RudyRunetdscape)”都存在对应的物理真实。它也类似于剑桥大学的宇宙学家JohnD.Barro提到的“天空中的π”，或是哈佛大学的哲学家Robertnozick提出的“多产性原理”，或是普林斯顿的哲学家Davidk.Leis所谓的“形式现实主义”。第四层终于宣告了多重宇宙在层次上的终结，因为任何自相容的物理理论都能表达成某种数学结构。

第四层多重宇宙的假设作出了可验证的预言。在第二个层次上，它包含了全体可能（全体数学结构）和选择效应。数学家们还在继续为这些数学结构分门别类，而他们最终应该现，用来描绘我们世界的那个数学结构将会是所有符合我们观测结果的结构中最简单那个。类似地，我们将来的观测结果将会是那些最简单的、与过去观测结相一致的东西；而过去的观测结果也应该是最简单的、与我们存在相符合的那些。

想要定量化这种“简单”是个严峻的考验，与之相关的研究才刚刚起步。但最具震撼性和令人鼓舞的是，对称和恒定的数学结构力图表现出的简明与整洁也正是我们宇宙所展现的。数学结构趋向于越简单越好，那些复杂的附加公理无疑破坏了简洁。

奥卡姆如是说

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，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。

四层多重宇宙的关系

左上角那n圈蚊香就是无数个第一层平行宇宙，黄色的连线显示着它们包容于一个气泡中，这些气泡构成了第二层多重宇宙（左下）。右下角是所谓的量子平行宇宙（即第三层），中间那只猫就是著名的猫佯谬。猫佯谬是一个假想的用来连结微观量子现象和宏观世界的实验，一个微观粒子在特定场合出现与否取决于波函数的概率。这个箱子就被做成如果粒子出现了，就杀掉猫，否则不杀现在问题来了，根据量子理论，粒子既会出现，又不会出现，是该波函数载空间的弥散。那么猫是死是活呢？物理学家没办法，只好承认猫同时处在死和活两种状态现在第三层平行宇宙理论解决了这个问题宇宙分裂成两个，猫在其中一个里面活着，在另一个里面死了左上角是第四层平行宇宙，亦即和我们的基本物理概念都不同的宇宙图上画的从左到右，从上到下分别是形如曼德勃罗集的宇宙。曼德勃罗集是数学上最美丽的集合，产生规则简单得一句话就能说清楚，图形却比整个已知宇宙复杂得多。

第二个是正12面体宇宙

第三个有点象洛伦兹轨迹形状

下面那个方的叫谢尔宾斯基海绵，是一个体积为o的立方体，也是分形里面的东东。下面一排左边是一般的平滑空间；马鞍面空间；封闭的球状空间，最后一个是相互连通的怪异拓扑结构的空间，黄线表明量子平行宇宙和第二层多重宇宙是等价的，但可以看到量子平行宇宙只对应第四层的一小部分是因为第四层的基本物理规律都不同了，绝大部分根本没有“量子”这种概念

你是否该相信平行宇宙？主要争论集中在：它们很浪费并且很奇怪。最要的争论是，平行宇宙似乎不遵循“奥卡姆的剃刀”原则，因为它假设永远观测不到的其他宇宙存在。为何老天爷如此浪费并沉醉于这些多到无穷无尽的不同世界？争论充斥平行宇宙的每一个层次，为什么自然界偏偏要如此浪费？空间、物质或原子－－毫无疑问地，仅第一层多重宇宙就已经包含了无限的上述事物，谁在乎它多浪费点呢？关键是让理论显式地变得简单。怀议论者担心要描述所有不可见世界所需的信息量。

然而，一个整体集合往往要比集合中的单个元素简单得多。该原理在描述算法的时候很常用。我们知道，一个非常简短的计算机程序程序就能输出异常庞大的信息量。举例而言，考察整数集。哪个更简单些，整数集还是其中某个特定整数？也许你会天真的觉得单个整数简单些，但事实上整个整数集能用非常简单的规则表达出来，寥寥几行计算机程序就能产生它们；相反单个整数却可能难以置信的大。因此，真正简单的是整个集合。

同样，爱因斯坦的整套引力场方程要比其中某个特定的要简单。前者只需要很少几个方程就能描述，而后者要求在某些平面指定大量的初始数据。由此我们学到，当我们把注意力局限在全体元素的一小部分上，复杂性就会大大增加，也就失去了整个系统原本应有的对称性和简洁性。

从这种意义上说，更高层次的多重宇宙意味着更简单。为了从我们居住的宇宙走向整个第一层多重宇宙，需要指定许多初始条件来消除彼此的差异；若是升级到第二层，需要指定一些物理常数；到了第四层则完全不用指定任何东西。多余的复杂性完全来自观测者的主观视点－－也就是青蛙的视点。从鸟的视点来讲，多重宇宙要简单的多。

而抱怨该理论太奇怪的人出点多半来自审美上而非科学上。然而这种看法只有在亚里斯多德派中才有意义。我们期待着什么？当我们提出“现实的本源是什么”如此意义深远的问题时，难道我们仅期待一个听起来不那么奇怪的答案？进化赋予我们对日常生活中物理现象的直觉，然而它仅对我们远古的祖先有用。现在，当我们遨游于远日常物理的世界，我们应当预见到它们也许会很奇怪。

四层多重宇宙的共通特色是最简洁与最优雅的理论自然而然地包含着平行宇宙。要否认它们的存在，你必须复杂化你的理论，增加没有观测结果支持的过程和特殊的假定：无限的空间、波函数坍塌和天性不对称。那么，哪个才是真正的浪费和不雅，许多宇宙还是许多规则？也许我们将逐渐习惯宇宙的奇妙而终将现这种不可思议的奇妙正是它魅力的一部分。

编辑本段实例解说――时间机器与平行世界

定义

什么是平行宇宙？假设你手里拿着一片树叶，全世界独一无二的一片树叶，当然啦，世界上没有两片完全相同的叶子么。能不能换种看法呢：你手里拿着无数片树叶，只不过它们全都一模一样，在时间空间上叠合在一起了，所以你只能看见一片树叶，呵呵，有点诡辩，但也没错吧。甚至连你自己都有无限多个，只不过叠在一起了，在某种特定条件下没准会分一个出来呢。双面维若尼卡？不是啦，分出来的不止你一个人，整个世界那会跟着分出去了，于是有两个互不相干的世界，其中各有一个一模一样的你，只是你们俩永远都不会碰到一起，也就无从知道对方的存在，这就是所谓平行宇宙了。

往高深里说，这牵涉到量子物理学，往浅显里说，估计大家小时候闲来没事也想到过这个。官方说法都不尽统一，平行宇宙（para11e1universe），平行世界（para11e1or1d），多重宇宙（mu1tiverse），反正你知道是什么意思就行啦。

举例

比如迈克福克斯回到过去撮合老爸老妈的婚姻，哗，电光一闪，世界分裂，迈克回去的并不是自己原先的那个世界，而是另外一个一模一样的平行世界，这两个平行世界在迈克回来之前是完全一模一样，重合在一起的，迈克一出现，就桥归桥路归路了。在分出来的这个平行世界里迈克其实爱干嘛就干嘛吧，就算娶了本该当自己老妈的那个女人，也不会造成自己消失的。

这么一说时间旅行就讲得通了，回到过去并不能改变现在，而是创造出另外一个新的世界来。就算杀你祖母，杀的也是另一个世界里的祖母。不过这样一来阿诺回去杀琳达就没有道理了，因为就算他得手，也不干现在什么事，只是改变了另一个世界的展走向。而且这样一来，很多英雄行为就缺乏动机了，难怪好莱坞不喜欢这样的理论。

不过有了理论，总会用得着，李连杰不就在《宇宙追缉令》的平行宇宙中来来回回赶了一通么。李连杰的平行宇宙称作"先置平行宇宙"，就是说不管你玩不玩时空挪移，无限多个宇宙原本就存在，有本事你就可以在里面窜来窜去。相对来说还有一种理论就是"后置平行宇宙"，只有你时空旅行，改变了历史，才会有新的平行世界分化出来(例子：著名的单机游戏《红色警戒3》的时空之所以形成，就是因为苏联人回到1927年抹杀爱因斯坦，才与原先红警1，2的时空分隔’)。说到底也就是个先有鸡还是先有蛋的问题，没什么可多争论的。

争论

1、人不可能回到过去，因为生过的事情怎么可能再出现一次呢？（M支持此看法）有一个叫“祖母悖论”的理论很好的证明了人不可能回到过去。理论是这样讲的：假如一个人回到过去把他的祖母给杀了（在这个人的母亲还没有出生前），就是说他祖母死了，因此来讲这个人的母亲也就没出生，这个人也就不可能再出生。而历史的展到现在，按理来说这个人是不存在的。而现实中这个人的确是存在的。这两个情况就出现了相互矛盾的情况。从而证明了人是不能回到过去的。（不知道?嗦了半天，有人明白没）

2、人可以回到过去，同时又提出了另一个概念“平行宇宙论”。就是说一个人回到她祖母的时代，从那一时刻开始，宇宙的展及演化就分成了两个平行的宇宙。第一种情况，他把他的祖母ki11了，在第一个宇宙中的展是这个人把她的祖母k了，而到现在这个人也就不再存在了；而在另一个宇宙中的展还是像现在一样，这个人还是存在的。并没有什么事情生一样。科学家们还讲，空间是由无数这样的平行宇宙组成的。真是不可思议。

原作：（美）马克斯?铁马克

原载：《科学美国人》2oo3.5

翻译：fonetbsp;编辑本段相关理论

无穷宇宙(开放宇宙)理论

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，光为宇宙最快的度，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

泡沫宇宙理论

「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膨胀理论在相当程度上契合，因为无人确切地知道膨胀是怎样开始的，所以同一机理总有可能再次生，即膨胀式的爆炸可能重复生。即不管是什么机理引起部分宇宙突然膨胀，该机理可能仍然在起作用，也许会意外地引起宇宙其他遥远的区域也生膨胀。

根据这个理论，一小片宇宙可能突然膨胀、“芽”，萌生一个“女孩”宇宙或“男孩”宇宙，这些宇宙又可能萌生另一个婴宇宙，如此不断进行下去。想象吹一个肥皂泡到空中。如果我们使劲吹，我们看到有些肥皂泡分成两半，产生新的肥皂泡。宇宙可能会以相同的方式不断产生新的宇宙。如果这是真的，我们可能生活在这样一个宇宙的海洋上，每个宇宙像一个漂浮在其他肥皂泡的海洋上的一个肥皂泡。事实上，比“宇宙”更确切的词应该是“多元宇宙”或“巨型宇宙”。

林德（Linde）将这一理论叫做永恒的、自我再生的膨胀，或“无次序的膨胀”，因为他预想的是一个绝无终止的平行宇宙连续膨胀的过程。次提出膨胀理论的艾伦?古思（A1anguth）说：“膨胀理论几乎是强迫我们接受多元宇宙的思想。”

这一理论也意味着，我们的宇宙可能在某个时候萌生了它自己的一个婴宇宙。也许我们自己的宇宙也是从更古老、更早期的宇宙萌生出来的。

马丁?里斯（MartinRees）是大英帝国皇家学院的天家，他说：“我们通常所说的‘宇宙’可能只是全体成员中的一员。可能存在不计其数的规律不同的其他宇宙。我们所在的宇宙属于与众不同的子集，在这个宇宙中允许复杂的事物和意识得以展。”

越来越多的理论证据支持多元宇宙的存在，在多元宇宙中，整个宇宙不断萌生其他的宇宙。如果这是真的，它将统一两种重大的宗教神学，“创始”和“涅盘”。在无始无终的“涅盘”的织构中“创始”不断生。

所有这些关于多元宇宙主题的研究活动让人们开始思索，这些其他的宇宙看起来会是什么样子？是不是也有生命？是不是最终有可能与他们取得联系？加利福尼亚工学院、麻省理工学院、普林斯顿大学和其他研究中心的科学家已经进行了计算，以确定进入平行宇宙是不是符合物理学的规律。

大反弹理论

大反弹理论、振荡宇宙

根据回圈量子重力理论，大霹雳可能只不过是宇宙的膨胀和收缩时期组成的周期中，一个新的膨胀时期的开始而已，每个周周期开始于大霹雳、结束于大挤压(Bignetch)，而这个周期的轮回是无限的，这个模型被称为是振荡宇宙，在大霹雳之后宇宙膨胀，而之后在重力的作用之下宇宙开始收缩，然后接着是大挤压，在大挤压之后的下一次大霹雳被称为大反弹，虽然这个模型曾经一度被否决，但是膜宇宙论近年来已重拾此模型(振荡宇宙模型)

在每个周期中宇宙可能会有不同的宇宙常数，而因此这些不同周期时的宇宙可视为第二种平行宇宙

泡沫宇宙理论和大反弹理论使得第二种平行宇宙的存在成为可能

量子力学的多世界解释

主条目：量子力学的多世界解释

量子力学的多世界解释是一种主要的量子力学解释，在由此解释方式中的众平行宇宙共有一个关于时间的变数，而这些平行宇宙彼此之间有著相同的起源，而这些宇宙彼此之间的基本物理定律相同，但物理常数可能会有所不同，而它们亦可能处于不同的状态，而且这些宇宙彼此之间没有任何的联系，因此它们彼此之间没有任何讯息互通，这些宇宙彼此之间的关系由它们之间的叠加态决定

此理论为第三类平行宇宙的基础

M理论

根据M理论，我们的宇宙很可能是产生于11维薄膜的碰撞当中，基本上由此产生的宇宙可以和量子力学的多世界解释里所说的宇宙极为不同的宇宙

由M理论可推出第四种平行宇宙的存在

弦论「地景」

根据IIB型(TypeIIB)的弦论，从十维弦论的世界到我们所知的四维世界有极多种的变换方式，而不同的变换方式会产生相当不同的宇宙

以上――

也许这些资料看来不太跟动漫剧情世界太扯的上关系，但基本意思还是会说出来的。

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Ps：这也是资料，也许有人认为这是无聊的凑字，但这确实是看动漫中所谓的“平行世界”必须知道的事，所以对于一般很少出现‘双穿者’的事情不了解的就请看，想无视的也请随意。