穿越平行宇宙

今天尝试一下不同的题材，就是讲一下《穿越平行宇宙》这本书。

作者迈克斯·泰格马克是MIT物理系终身教授，平行宇宙理论世界级研究权威，获得过《科学》杂志“2003年度突破奖”第一名，被誉为“最接近理查德·费曼的科学家”“当今最具原创力的物理学家之一”。

“平行宇宙”这个词我们已经不陌生了，它在电影里出现过许多次，《彗星来的那一夜》《蝴蝶效应》《银河系漫游指南》《奇异博士》，以及即将在中国上映的《蜘蛛侠3：英雄无归》都出现了这个主题。

在另外的宇宙中，存在一个甚至无数个你，过着与现在完全不同的生活……

迈克斯·泰格马克教授告诉我们，这一切都可能发生！无数的宇宙可分为四层多重宇宙，每一层多重宇宙又包含着无数个平行宇宙。

本书提出了一个惊人的理论，那就是：平行宇宙并不只是科幻片中的概念，而是真实存在的。

平行宇宙是什么？你可以理解为在另一个宇宙中，社会的历史发展呈现出来的是与我们的社会平行，但完全不同的轨迹。在另一个时空里，灭霸完成了他的宿命，复仇者们也没有实现量子穿梭；或者不是达尔文发现了物种起源，而是牛顿。

你是否想过，在亿万光年的宇宙中，会不会有另一个“你”存在？你们或许在关键的人生节点做出了不同的选择，从此走上了完全不同的道路。

在21世纪以来，科学界严肃看待这个问题，平行宇宙的存在与否已经毋庸置疑了，问题在于它有几层，以及有哪些类型的平行宇宙，科学发展到了今天，我们已经可以用前沿的物理学和宇宙学的知识，来解释小说、电影里的平行宇宙了。

泰格马克告诉我们：我们所处的宇宙仅仅是广阔空间中的一个小角落，其他的宇宙，藏在我们肉眼看不见，甚至连科技都探测不到的地方。

我不推荐你去读这本书，因为它涉及大量复杂的宇宙学理论，包括暗物质、暗能量、量子力学、数学结构等等。

想要了解平行宇宙，就必须了解暴胀理论，泰格马克说，就像双十一买东西总会赠送点试用装一样，平行宇宙其实是暴胀“大礼包”中的附带品。

这个名词听起来很陌生，其实它和我们熟悉的宇宙大爆炸有关，我们知道，宇宙起源于一场炽热的大爆炸，这是由1929年美国天文学家哈勃观测发现：我们周围的星系都在离我们远去，而且退行速度和距离成正比。这就是著名的哈勃定律，它证实了俄国著名物理学家弗里德曼在1922年提出的膨胀宇宙理论。

泰格马克说，

正如牛顿证明太阳系的自然状态就是永恒运动，比如地球和月球不可能永远保持静止一样，弗里德曼的研究也揭露出，宇宙的自然状态是永恒运动的。

那宇宙是怎样运动的呢？作者举了烤箱中的蛋糕做例子，随着蛋糕的不断膨胀，蛋糕顶上的巧克力片也不断分离。在这个理论中，过去存在一个时间点，宇宙处于一个高温、高压和高密度的状态，我们看到的万事万物，都处在同一个点上，我们称之为“奇点”，宇宙在一次大爆炸中从奇点膨胀开来。

后来，在1980年，麻省理工学院的物理学家阿兰·古斯提出了暴胀理论，他认为，宇宙在初期的一段时间里，以极大的速率膨胀，这个快速膨胀的过程就叫做“暴胀”。你可以把它想象成干细胞或者胚胎细胞在开始分裂的样子，一开始分裂速度非常快，后来随着分裂能力减弱，速率也慢了下来。

暴胀理论告诉我们，所有物质在宇宙早期都被挤压在一个极端靠近的地方，作者提到，这种暴胀其实没有停下来，永远都在创造出新的空间。

暴胀本身的性质是永不停歇的，这就是宇宙学家安德烈·林德所命名的“永恒暴胀”。随着研究的深入，科学家发现大爆炸只是更大宏大事物的一小部分，我们所认为的“宇宙的开端”，只是我们单个宇宙暴胀的结束，也就是说，在我们所处的宇宙之外，暴胀还会进行，而且是永远进行下去，再孕育出无限个宇宙。

了解暴胀理论，平行宇宙就理解了一半了，接下来介绍前面说的四层多重宇宙。

我们知道，在我们所处的宇宙之外，还有无穷的空间在无限膨胀，而第一层与第二层的宇宙就是源于这种永恒暴胀。

第一层平行宇宙和我们的宇宙相似，那里有和我们一样的星系、地球，里面还有一样海洋、陆地、森林、湖泊、生物，在第一层平行宇宙的居民来看，他们眼中的物理定律和我们是相同的，但是初始条件与我们不同。

这就是说，我们有着同样的万有引力、能量守恒定律，但是初始设定，比如粒子的位置略有不同，就会完全改写宇宙历史。或许在他们的宇宙中，就像我前面说的，达尔文没有发现物种起源，而是牛顿，或许恐龙没有灭绝，或许人类进化的时间晚了几百年……

那么在第一层宇宙中，是否存在同一个“你”呢？答案是肯定的，泰格马克告诉我们，在永恒暴胀创造出来的无限空间中，只要是遵循物理定律的事，就一定会发生，而且发生的次数为无穷大。所以你完全可以穷尽你的想象力，因为它出现的次数，远远超过你想象自己会成为什么样的次数。

那么这样的“你们”是否会相遇呢？作者说，

首先想要找到两个完全相同的宇宙，你可能需要逐个检查10的10又118次方个宇宙，这个几乎不可能。第二，我们与平行宇宙的距离非常遥远，以目前的能力来说，没有人可以观测到任何一个平行宇宙。第三，永恒暴胀的速度太快了，人类观测设备的进步可能永远也跟不上暴胀的速度。

接下来，就是第二层多重宇宙。

作者说，

从粒子的微观世界，到太阳的质量，我们的宇宙似乎经历了某种精细的微调，只要有一项有细微差别，可能根本不会有地球存在。这就是宇宙的微调性。

作者从宇宙的微调性推测出第二层多重宇宙的存在，那些“微调”过的数值改变了，我们习以为常的物理定律就发生了变化。

可能人类可以生活在海洋里，那里氧气可以进入水中。对鱼来说，水只是一种介质，我们就像鱼一样，身处某种不变的物理定律当中，还没有意识到还有别的可能性。

第二层多重宇宙的空间状态和物理定律都与我们很不一样，是我们永远也无法抵达的另一个世界。

接下来，进入第三层多重宇宙，我们先暂时忘掉暴胀理论，来进入到微观的世界。

泰格马克告诉我们，第三层宇宙被称作“量子平行宇宙”，存在于一个叫“希尔伯特”的抽象空间中。希尔伯特空间，就是拥有无限维度的空间。

拿薛定谔的猫来解释，作者是这样说的：

把猫关在一个盒子里，盒子里放置一罐剧毒的氰化物，罐子的开关和一个放射性原子相连，如果这个放射性原子发生衰变，罐子就会打开，释放氰化物，杀死猫。

用平行宇宙的概念解释，那就是猫同时分裂成了两个不同的版本，他们都真实存在，一只活着，一只死去，但它们都位于两个不同的量子平行宇宙。这两个宇宙中，其他所有方面都是一致的，唯一的差别是其中一个版本，原子衰变，猫死了，另一个版本中，原子没有衰变，猫活着。

作者说：

这种分裂从大爆炸的时刻开始，并持续不断地进行着，快速地分裂出无数多个量子平行宇宙。也就是说，我们或许在出生的那一刻，便分裂成了无数个平行宇宙。理论上来讲，我们人生的所有可能性都在量子平行宇宙中变成了现实。

前面三层宇宙都是科学界讨论已久的假说，第四层则是泰格马克本人首次提出，这就是他的“数学宇宙假说”。这是他在专业领域最大的突破之一，也是四层平行宇宙中最大胆、最抽象的那一个。

他认为，宇宙并不只是被数学所描述，宇宙本身就是数学，我们所知的一切都是由数学结构组成的，包括你我在内。

作者认为，当我们剥开一层层表象而看到存在的终极结构时，便会发现并没有什么像颜色、质地这样所谓的“内禀性质”，有的只是数字、集合、信息、模式等一系列抽象的数字关系；从宏观上来讲，数学结构是永恒不变的，它们并不存在于时间和空间中，而是时间和空间存在于数学结构之中。所以说，前三层宇宙都遵循着相同的数学公式，而第四层宇宙就涉及不同的公式，对应着不同的数学结构。

目前这一假设还停留在理论阶段，但为物理学界开辟了一个终极脑洞。

数学宇宙就是泰格马克对世界的终极思考，或许这也是平行宇宙的终极形式，在此之上，或许就是人类想象力都无法触及的天地了。

茫茫宇宙之中，人类的存在似乎微不足道，但对我们自己的宇宙来说，却承担着重要的使命，或许就像作者说的那样：并不是宇宙赋予了生命以意义，相反，是生命将意义赋予了宇宙。