第35章 平行宇宙5
第35章 平行宇宙5
第四层平行宇宙是什么样的
我们应用、检验和排除理论的方法，就是用我们过去的经验来计算未来事件的概率分布，并把这些预言和观测结果相比较。在多元宇宙论中，一般而言，不只有一个sas和你经历了过去同样的生活，所以不能确定哪一个才是你。因此，为了做出预言，你必须计算他们中多大比例的人能够预见未来，这就导致了下面几个预言：
预言1：描述我们世界的数学结构是与我们的观测一致的数学结构中最普遍的一种。
预言2：我们未来的观测是与过去的观测一致的最普遍的观测。
预言3：我们过去的观测是与我们的存在一致的最普遍的观测。
数学结构有一个令人惊异的特性，那就是对称性和不变性是普遍的，而正是它们造就了宇宙的简单和有序。它们更像是常规而不是例外，数学结构倾向于自动具有这些性质，而为了除去它们，必须增加复杂的公理等。换句话说，正因为这一点和选择效应，第四层平行宇宙中的生命不再是一团混乱。[12]
研究现状
存在证据
宇宙学家认为平行宇宙有可能被探测到，当人们所在的宇宙与另一个平行宇宙之间发生碰撞时，会在宇宙微波背景辐射中留下痕迹。一旦轨道望远镜发现背景辐射中的可疑痕迹，暗示这可能是来自另一个平行宇宙。英国天文学家称找到了支持平行宇宙论的证据。通过对宇宙微波背景辐射图的研究，他们发现了四个由“宇宙摩擦”形成的圆形图案，这表明我们的宇宙可能至少4次进入过其他宇宙。
共2张
cmb分布图
2007年8月，科学家在研究宇宙微波背景辐射（cmb）信号时发现了一个巨大的冷斑（cold spot），其中完全是“空”的，没有任何的正常物质或者暗物质，也没有辐射信号，为什么宇宙中会存在如此怪异的时空。为了寻找这个答案，科学家认为这是另一个宇宙的证据，冷斑现象可能使得宇宙学家推出一种结论，暗示人们所处的宇宙之外还存在平行宇宙。科学家通过普朗克望远镜观测到的辐射数据发现我们的宇宙可能是10亿个宇宙中的一个，第一次有证据显示平行宇宙是存在的。
普朗克望远镜绘制的地图显示了微波背景辐射的分布情况，科学家认为大爆炸后期残留的辐射均匀分布于宇宙空间中，尤其是在南天。北卡罗莱纳州大学教堂山分校理论物理学家劳拉·梅尔西尼-霍顿博士与来自卡内基·梅隆大学教授理查德·霍尔曼在2005年就预言了异常辐射的存在，并认为由于平行宇宙的存在导致了辐射分布异常。梅尔西尼-霍顿博士认为普朗克探测器的数据支持了平行宇宙存在的假设，这意味着在人们所处的宇宙之外还存在无限多的宇宙，正是由于其他宇宙的拖拽效应使得南天出现分布不均的辐射。
根据普朗克探测器的数据，梅尔西尼霍顿博士认为自己的假设已经被证明，在人们所处的宇宙之外还存在更多的平行宇宙，由于这些宇宙的存在，导致了背景辐射的异常，这一切都体现在宇宙学理论无法解释的冷斑时空中。隶属于欧空局的普朗克空间望远镜具有非常高的观测精度，其绘制的精确cmb图像为科学家打开了一扇通往另一个时空的大门。
据《星期日泰晤士报》称，剑桥大学理论物理学教授马尔科姆·佩瑞认为，该发现有极高的可能来佐证“多重宇宙”的存在。他的同事天体物理学教授乔治·埃弗斯塔西欧对此也表示支持：“多重宇宙的论调现在听起来仍然让有些人感到怪异，这情况就像当年大爆炸理论的提出一样。不过，现今我们已经掌握了有力的证据，这必将彻底改变人们对于宇宙的认知。”[13][14][15][16][17]
理论进展
2014年10月31日，物理学家称，“平行宇宙”的确存在，给不同版本的“我们”提供生存空间。不仅如此，平行宇宙之间还会相互影响，所以才会出现微观层面种种奇怪的物理学现象。澳大利亚格里菲斯大学和美国加州大学学者联合提出上述理论。他们认为，平行宇宙不仅存在，而且相互影响，并非各自独立地发展变化；而相互作用，恰好能够解释微观物理研究发现的粒子奇怪的反应。
格里菲斯大学物理学教授霍华德·威斯曼说：“大概在1957年左右，量子物理学界出现了平行宇宙的想法。照此推断，量子测量每进行一次，一个宇宙就会产生出新的分支宇宙。所以就产生了无数的可能性——在有的宇宙里，陨石没有砸中地球，恐龙们幸存下来。再换一个宇宙，澳大利亚就成了葡萄牙人的殖民地了。
威斯曼和同事们认为，人们所处的宇宙不过是浩如烟海的众多的宇宙中的沧海一粟。这些宇宙同时存在，有的和人们所在的宇宙相似，有的则大不相同。威斯曼还表示，比较“靠近”的宇宙会相互排斥，增加相互之间的差异。[18]
2015年，西班牙《趣味》月刊1月号报道，该领域最权威的两大专家、物理学家安德烈·林德和阿兰·古思认为，即便存在其他的宇宙，也是在离我们非常遥远的空间，我们永远不会与其发生接触；他们的同行保罗·j·斯坦哈特和尼尔·图罗克择坚持认为平行宇宙存在于不同的时间点；而马克斯·特格马克和已故科学家丹尼斯·夏默则认为其他的宇宙与我们所在的时空是彻底远离的。[19]
研究前景
科学家将会有多种方法检验这些平行宇宙的理论，甚至可能排除其中的一些。在今后几十年，随着宇宙测量技术的巨大进步，通过诸如宇宙微波背景辐射探测、大尺度物质分布测量等，科学家会进一步限定空间的弯曲和拓扑结构，从而检验第一层平行宇宙理论。而更精确的暴胀测量，可以用来检验第二层平行宇宙的理论。天体物理学和高能物理学的共同进步，也会确定物理常量的微调程度，从而削弱或加强第二层的存在可能。
如果全球制造量子计算机的努力能够成功。那么它将会为第三层宇宙的存在提供进一步的证据，因为它在本质上要利用第三层平行宇宙的平行性来做平行计算。相反，纠正不守恒的实验证据则会排除第三层。最后，现代物理的重大挑战，统一广义相对论和量子场论的成功或失败，会给第四层宇宙的研究带来更多启示。科学家可能最终找到一个和人们的宇宙相匹配的数学结构，也可能突然碰到不可思议的数学有效性极限，从而不得不放弃第四层。[12]
多元宇宙的悲观意义
理论争议
针对平行宇宙的主要争论在于，它们很浪费并且很离奇，来依次考虑这两点。首先，平行宇宙理论很容易被奥卡姆剃刀原理所攻击，因为它们假设了其他宇宙存在，而人们却永远观测不到。为何自然在本体上如此浪费，并沉溺于这些多到无穷无尽的不同世界，但这一点也可以反过来支持平行宇宙。当人们觉得自然过于浪费时，人们到底是在困惑关于它浪费的哪一点，显然不是“空间”，因为标准的平坦宇宙模型中无限的体积并没有引起这样的反对。也不是“物质”或“原子”——理由相同，一旦已经浪费了无限的东西，谁在乎再浪费多点呢。所以，这种令人困惑的“浪费”倒不如说是一种简化，它减少了说明所有这些不可见世界所需的信息量。然而，正如泰马克详细讨论过的那样，整个集合往往要比集合中的单个元素简单得多。例如，一个普通整数n的算法信息内容在
量级上，这就是将它用二进制写出来所需要的比特数。然而，所有整数的集合，1、2、3、…，只需要寥寥几行计算机程序就能生成，所以整个集合的算法复杂度要远小于其中某个整数。同样，爱因斯坦引力场方程的全部理想流体解的集合，算法复杂度要远低于其中某个特解，因为前者只需要很少几个方程就能描述，而后者要求在某个超曲面指定大量的初始数据。不严格地说，当人们把注意力局限在一个集合中的某个特定元素上时，表观信息的内容增加了，却失去了将所有元素考虑进来时整个系统内在的对称性和简单些。在这个意义上，更高层的平行宇宙具有更低的算法复杂度。从通常宇宙升到第一层平行宇宙，就不再需要指定初始条件，升到第二层，就不需要指定物理常数，到了包含所有数学结构的第四层平行宇宙，本质上就不存在算法复杂度了。只有从青蛙视角，从观测者的主观感觉来看，才有那些信息富余和复杂性。可以证明，平行宇宙论要比只取一个集合元素作为物理存在的单个宇宙理论经济得多。
第二个普遍的抱怨是，平行宇宙太离奇了。但这个反对多半来自审美上，而非科学上的考虑，然而正如上面提到的，这个意见只有在亚里士多德的世界观中才有意义。在柏拉图模型中，如果鸟的视角和青蛙视角足够不同，很可能看到的是，观察者会抱怨正确的toe如此离奇，而每个迹象都说明这正是人们所处的情形。人们所感到的离奇也没有什么好大惊小怪的，因为进化只赋予了人们对日常物理的直觉，能够使人们远古的祖先生存下来。但由于有了智慧和创造，人们已经比只有一般内部观点的青蛙视角稍微多窥见了一些东西，可以确信的是，人们在超出人类原始认知的任何地方到遭遇了奇异现象：高速（钟慢效应）、小尺度（量子粒子能同时存在于好几个地方）、大尺度（黑洞）、低温（能向上流的液氦）、高温（碰撞粒子能改变身份），等等。所以，物理学家大体上已经接受了，鸟的视角和青蛙视角是很不相同的。量子场论的一个现代流行观点是，标准模型也仅仅只是一个有效的理论，是另一个还没发现的理论的低能极限，而后者与舒服的经典概念相去甚远（例如，包含十维的弦）。许多实验学家已经对这么多“离奇”（但重复性很好）的结果感到麻木了，他们简单地接受了“这个世界就是一个比人们原想的世界更离奇”这样的观点，然后埋头继续计算。[12]
(本章完)
第四层平行宇宙是什么样的
我们应用、检验和排除理论的方法，就是用我们过去的经验来计算未来事件的概率分布，并把这些预言和观测结果相比较。在多元宇宙论中，一般而言，不只有一个sas和你经历了过去同样的生活，所以不能确定哪一个才是你。因此，为了做出预言，你必须计算他们中多大比例的人能够预见未来，这就导致了下面几个预言：
预言1：描述我们世界的数学结构是与我们的观测一致的数学结构中最普遍的一种。
预言2：我们未来的观测是与过去的观测一致的最普遍的观测。
预言3：我们过去的观测是与我们的存在一致的最普遍的观测。
数学结构有一个令人惊异的特性，那就是对称性和不变性是普遍的，而正是它们造就了宇宙的简单和有序。它们更像是常规而不是例外，数学结构倾向于自动具有这些性质，而为了除去它们，必须增加复杂的公理等。换句话说，正因为这一点和选择效应，第四层平行宇宙中的生命不再是一团混乱。[12]
研究现状
存在证据
宇宙学家认为平行宇宙有可能被探测到，当人们所在的宇宙与另一个平行宇宙之间发生碰撞时，会在宇宙微波背景辐射中留下痕迹。一旦轨道望远镜发现背景辐射中的可疑痕迹，暗示这可能是来自另一个平行宇宙。英国天文学家称找到了支持平行宇宙论的证据。通过对宇宙微波背景辐射图的研究，他们发现了四个由“宇宙摩擦”形成的圆形图案，这表明我们的宇宙可能至少4次进入过其他宇宙。
共2张
cmb分布图
2007年8月，科学家在研究宇宙微波背景辐射（cmb）信号时发现了一个巨大的冷斑（cold spot），其中完全是“空”的，没有任何的正常物质或者暗物质，也没有辐射信号，为什么宇宙中会存在如此怪异的时空。为了寻找这个答案，科学家认为这是另一个宇宙的证据，冷斑现象可能使得宇宙学家推出一种结论，暗示人们所处的宇宙之外还存在平行宇宙。科学家通过普朗克望远镜观测到的辐射数据发现我们的宇宙可能是10亿个宇宙中的一个，第一次有证据显示平行宇宙是存在的。
普朗克望远镜绘制的地图显示了微波背景辐射的分布情况，科学家认为大爆炸后期残留的辐射均匀分布于宇宙空间中，尤其是在南天。北卡罗莱纳州大学教堂山分校理论物理学家劳拉·梅尔西尼-霍顿博士与来自卡内基·梅隆大学教授理查德·霍尔曼在2005年就预言了异常辐射的存在，并认为由于平行宇宙的存在导致了辐射分布异常。梅尔西尼-霍顿博士认为普朗克探测器的数据支持了平行宇宙存在的假设，这意味着在人们所处的宇宙之外还存在无限多的宇宙，正是由于其他宇宙的拖拽效应使得南天出现分布不均的辐射。
根据普朗克探测器的数据，梅尔西尼霍顿博士认为自己的假设已经被证明，在人们所处的宇宙之外还存在更多的平行宇宙，由于这些宇宙的存在，导致了背景辐射的异常，这一切都体现在宇宙学理论无法解释的冷斑时空中。隶属于欧空局的普朗克空间望远镜具有非常高的观测精度，其绘制的精确cmb图像为科学家打开了一扇通往另一个时空的大门。
据《星期日泰晤士报》称，剑桥大学理论物理学教授马尔科姆·佩瑞认为，该发现有极高的可能来佐证“多重宇宙”的存在。他的同事天体物理学教授乔治·埃弗斯塔西欧对此也表示支持：“多重宇宙的论调现在听起来仍然让有些人感到怪异，这情况就像当年大爆炸理论的提出一样。不过，现今我们已经掌握了有力的证据，这必将彻底改变人们对于宇宙的认知。”[13][14][15][16][17]
理论进展
2014年10月31日，物理学家称，“平行宇宙”的确存在，给不同版本的“我们”提供生存空间。不仅如此，平行宇宙之间还会相互影响，所以才会出现微观层面种种奇怪的物理学现象。澳大利亚格里菲斯大学和美国加州大学学者联合提出上述理论。他们认为，平行宇宙不仅存在，而且相互影响，并非各自独立地发展变化；而相互作用，恰好能够解释微观物理研究发现的粒子奇怪的反应。
格里菲斯大学物理学教授霍华德·威斯曼说：“大概在1957年左右，量子物理学界出现了平行宇宙的想法。照此推断，量子测量每进行一次，一个宇宙就会产生出新的分支宇宙。所以就产生了无数的可能性——在有的宇宙里，陨石没有砸中地球，恐龙们幸存下来。再换一个宇宙，澳大利亚就成了葡萄牙人的殖民地了。
威斯曼和同事们认为，人们所处的宇宙不过是浩如烟海的众多的宇宙中的沧海一粟。这些宇宙同时存在，有的和人们所在的宇宙相似，有的则大不相同。威斯曼还表示，比较“靠近”的宇宙会相互排斥，增加相互之间的差异。[18]
2015年，西班牙《趣味》月刊1月号报道，该领域最权威的两大专家、物理学家安德烈·林德和阿兰·古思认为，即便存在其他的宇宙，也是在离我们非常遥远的空间，我们永远不会与其发生接触；他们的同行保罗·j·斯坦哈特和尼尔·图罗克择坚持认为平行宇宙存在于不同的时间点；而马克斯·特格马克和已故科学家丹尼斯·夏默则认为其他的宇宙与我们所在的时空是彻底远离的。[19]
研究前景
科学家将会有多种方法检验这些平行宇宙的理论，甚至可能排除其中的一些。在今后几十年，随着宇宙测量技术的巨大进步，通过诸如宇宙微波背景辐射探测、大尺度物质分布测量等，科学家会进一步限定空间的弯曲和拓扑结构，从而检验第一层平行宇宙理论。而更精确的暴胀测量，可以用来检验第二层平行宇宙的理论。天体物理学和高能物理学的共同进步，也会确定物理常量的微调程度，从而削弱或加强第二层的存在可能。
如果全球制造量子计算机的努力能够成功。那么它将会为第三层宇宙的存在提供进一步的证据，因为它在本质上要利用第三层平行宇宙的平行性来做平行计算。相反，纠正不守恒的实验证据则会排除第三层。最后，现代物理的重大挑战，统一广义相对论和量子场论的成功或失败，会给第四层宇宙的研究带来更多启示。科学家可能最终找到一个和人们的宇宙相匹配的数学结构，也可能突然碰到不可思议的数学有效性极限，从而不得不放弃第四层。[12]
多元宇宙的悲观意义
理论争议
针对平行宇宙的主要争论在于，它们很浪费并且很离奇，来依次考虑这两点。首先，平行宇宙理论很容易被奥卡姆剃刀原理所攻击，因为它们假设了其他宇宙存在，而人们却永远观测不到。为何自然在本体上如此浪费，并沉溺于这些多到无穷无尽的不同世界，但这一点也可以反过来支持平行宇宙。当人们觉得自然过于浪费时，人们到底是在困惑关于它浪费的哪一点，显然不是“空间”，因为标准的平坦宇宙模型中无限的体积并没有引起这样的反对。也不是“物质”或“原子”——理由相同，一旦已经浪费了无限的东西，谁在乎再浪费多点呢。所以，这种令人困惑的“浪费”倒不如说是一种简化，它减少了说明所有这些不可见世界所需的信息量。然而，正如泰马克详细讨论过的那样，整个集合往往要比集合中的单个元素简单得多。例如，一个普通整数n的算法信息内容在
量级上，这就是将它用二进制写出来所需要的比特数。然而，所有整数的集合，1、2、3、…，只需要寥寥几行计算机程序就能生成，所以整个集合的算法复杂度要远小于其中某个整数。同样，爱因斯坦引力场方程的全部理想流体解的集合，算法复杂度要远低于其中某个特解，因为前者只需要很少几个方程就能描述，而后者要求在某个超曲面指定大量的初始数据。不严格地说，当人们把注意力局限在一个集合中的某个特定元素上时，表观信息的内容增加了，却失去了将所有元素考虑进来时整个系统内在的对称性和简单些。在这个意义上，更高层的平行宇宙具有更低的算法复杂度。从通常宇宙升到第一层平行宇宙，就不再需要指定初始条件，升到第二层，就不需要指定物理常数，到了包含所有数学结构的第四层平行宇宙，本质上就不存在算法复杂度了。只有从青蛙视角，从观测者的主观感觉来看，才有那些信息富余和复杂性。可以证明，平行宇宙论要比只取一个集合元素作为物理存在的单个宇宙理论经济得多。
第二个普遍的抱怨是，平行宇宙太离奇了。但这个反对多半来自审美上，而非科学上的考虑，然而正如上面提到的，这个意见只有在亚里士多德的世界观中才有意义。在柏拉图模型中，如果鸟的视角和青蛙视角足够不同，很可能看到的是，观察者会抱怨正确的toe如此离奇，而每个迹象都说明这正是人们所处的情形。人们所感到的离奇也没有什么好大惊小怪的，因为进化只赋予了人们对日常物理的直觉，能够使人们远古的祖先生存下来。但由于有了智慧和创造，人们已经比只有一般内部观点的青蛙视角稍微多窥见了一些东西，可以确信的是，人们在超出人类原始认知的任何地方到遭遇了奇异现象：高速（钟慢效应）、小尺度（量子粒子能同时存在于好几个地方）、大尺度（黑洞）、低温（能向上流的液氦）、高温（碰撞粒子能改变身份），等等。所以，物理学家大体上已经接受了，鸟的视角和青蛙视角是很不相同的。量子场论的一个现代流行观点是，标准模型也仅仅只是一个有效的理论，是另一个还没发现的理论的低能极限，而后者与舒服的经典概念相去甚远（例如，包含十维的弦）。许多实验学家已经对这么多“离奇”（但重复性很好）的结果感到麻木了，他们简单地接受了“这个世界就是一个比人们原想的世界更离奇”这样的观点，然后埋头继续计算。[12]
(本章完)