基本概念
平行宇宙或多重宇宙-内部结构模型图
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平行宇宙说(multiverse、Parallel universes),或者叫多重宇宙论,指的是一种在物理学里尚未被证实的理论,根据这种理论,在我们的宇宙之外,很可能还存在着其他的宇宙,而这些宇宙是宇宙的可能状态的一种反应,这些宇宙可能其基本物理常数和我们所认知的宇宙相同,也可能不同。
分类
第三类:根据量子理论,一件事件发生之后可以产生不同的后果,而所有可能的后果都会形成一个宇宙,而此类宇宙可归属于第一类或第二类的平行宇宙,因为这类宇宙所遵守的基本物理定律依然和我们所认知的宇宙相同(以上「一颗球落入时光隧道,回到了过去撞上了自己因而使得自己无法进入时光隧道」诡论的平行宇宙解决办法属于此种)。
第四类:这类的宇宙最基础的物理定律不同于我们宇宙,而基本上到第四类为止,就可以解释所有可能存在(也就是可想象得到的)的宇宙,一般而言这些宇宙的物理定律可以用M理论构造出来。
想象分析
是否存在
从盒子里随机取出4个珠子。比如你取出了3个红色珠子和1个蓝色珠子。这个结果,不管是从传统物理学还是从
量子物理学
的角度来看,都是有价值的。但如果你用你得到的这4个珠子再来做一次抽签的话,其结果便会令人困惑。把它们放到另一个盒子里,再一个一个地把它们取出来。从传统物理学角度来看,你取出来的一定会是3个红色珠子和1个蓝色珠子。而在量子物理学的世界中,你取出来的,可能是4个红色珠子,也可能是4个蓝色珠子,甚至可能是2个红色珠子和2个蓝色珠子,等等。是的,你的理解是正确的:有些珠子改变了颜色!这是可能的,因为量子的珠子同时具有两种色调。在每一次抽签时,它们都有可能改变颜色。这听上去令人疯狂,但通过一些非常严肃的实验,人们确实观察到了类似的结果:区别不同电子的某些属性(不包括颜色,因为电子没有颜色)会发生这样的改变。世界无限的可能性 别紧张,一个粒子可以同时存在于两个不同状态之中,这不仅令你困惑,也令许多物理学家不解。他们尤其无法解释的是,为什么珠子的颜色必须要被看到(在物理学上,这意味着对珠子的状态进行测定)后才能确定下来。正是为了破解这个奥妙,物理学家们设想了量子平行世界的存在。再以珠子为例。在将它抽取出来之前,它既是红色的也是蓝色的。当你将它从盒子里拿出来看到它时,这个宇宙就一分为二了:在一个宇宙中,珠子是红色的,而在另一个中,它是蓝色的。这样,确定颜色的问题就解决了。
将这个设想推广到我们的日常生活中,结果就是:存在着大量不断分化着的平行宇宙。你犹豫着是该进A门还是B门?在一个宇宙中,你会走进A门,而在另一个宇宙中你会走进B门……因此,在我们身边,存在着无穷多的我们看不到的平行世界。而我们所生活的世界正如被设定在一个频率上的收音机。假如我们能找到改变频率的按钮,我们就能像《旅行者》中所描绘的那样,从一个宇宙穿行到另一个宇宙……泡泡状的宇宙 为什么有的东西会转瞬即逝?这是物理学家们正在努力探索的一个真真切切的问题。他们越是仔细分析物理学的定律,就越觉得我们的存在真是幸运。不仅是我们人类,连所有的恒星、星系的存在,都是物理学常量所造就的奇迹。多亏了它们,物理学家们才能解释原子的稳定性、解释月亮绕着地球转、解释太阳为什么会发光……一旦某一个常量发生丝毫的改变:整座物理学大厦就会崩塌。这样看来,自从宇宙诞生之初就一直主宰着它的所有这些常量似乎是被精心设计好的!这种想法的确让人觉得温暖……但也有些荒唐。因为,没有什么理由使得这些巧合非得出现。到底是什么让这些常量取了这些值而不是其他的值呢?面对这个问题,不妨向平行宇宙寻求答案……
其实,你可以想象一下,存在着的由自己温馨的常量主宰着的宇宙并不是只有一个,而是有着成千上万个,每一个宇宙都有着自己不同的常量。这就像是抽奖一样,我们的宇宙投中了正确的数字组合,这便使得原子、分子乃至生命得以出现。这真是一个特大的奖励!于是,我们才能在这里感慨我们的幸运。而其他的宇宙抽到的是错误的号码,因此它们没有产生生命的希望。当然,既然它们永远不会出现生命,也就没有人会为此哀叹。
平行世界理论
1957年由休·艾弗雷特三世(Hugh Everett III)提出。
他假设所有孤立系统的演化都遵循
薛定谔方程
,波函数不会崩坍,而量子的测量却只能得到一种结果,也就是说,处于叠加态。艾弗雷特认为测量仪器与被测系统的状态之间有某种关联,称之为相对态(relative state)。艾弗雷特语出惊人的表示,测量带来的不是坍缩,而是分裂(Splitting)的宇宙。宇宙诞生以来,已经进行过无数次这样的分裂。他说宇宙像一个
阿米巴变形虫
,当电子通过双缝后,这个虫子自我裂变,繁殖成为两个几乎一模一样的变形虫。不同的是,一只虫子记得电子从左而过,另一只虫子记得电子从右而过。这样一来,薛定谔的猫再也不必为死活问题困扰,宇宙分裂成了两个,一个有活猫,一个有死猫。惠勒意识到“分裂”这个用词的不妥,易产生误导,他在论文的空白里写道:“分裂?最好换个词。”对此物理学界的反应是异常的冷淡,1959年艾弗雷特飞去哥本哈根见到玻尔,尼尔斯·玻尔则不作任何评论。