1.傳統宇宙
中國蒙學經典文章第壹句就是“天地玄黃,宇宙浩瀚”。這裏的“宇宙”壹詞出自《淮南子》,“上下兩個方向稱宇,自古稱周”,所以“宇”是空間的概念,“周”是歷史的延續,是時間的概念。所以中國古代所指的宇宙,代表了現代科學中的“時空”概念。我們今天用的宇宙這個詞只是壹個物理空間,相當於古人所說的“空間”,沒有宇宙的概念。
自古以來,人類從未放棄對宇宙的探索。從嫦娥奔月到今天的神舟XI,人類對宇宙有了深刻的認識。古希臘人首先開始了對宇宙的科學探索,哈勃顯微鏡的出現使人類能夠看到宇宙深處更遙遠的地方。科學家們壹直普遍認為我們生活的宇宙是單壹的,但是隨著科學的發展,壹批專業學者提出了多元宇宙理論。多元宇宙理論的出現,徹底顛覆了過去人們對宇宙的傳統認識。
2.多元宇宙的概念
多元宇宙的概念得益於現代量子力學的科學發現。在量子力學中,粒子沒有確定的位置,我們能確定的只是每個粒子出現在每個位置的可能性。從這個角度來看,世界從根本上說是壹個完全不確定的存在。由於宇宙中的所有物質都是由量子組成的,科學家推測,由於每個量子都有不同的狀態,因此宇宙可能由許多相似的宇宙組成,這些宇宙被稱為平行宇宙或多元宇宙。
在多元宇宙的概念提出之前,“宇宙”被定義為壹個時空的容器,其中包含了所有我們能看到的恒星(約500*1021)以及由它們形成的約800億個星系。然而,隨著天文望遠鏡和粒子對撞機的發現,以及新的數學思想的出現,我們不得不拋棄這種傳統陳舊的“小宇宙”,而相信更大的宇宙。與新宇宙相比,舊宇宙就像壹只小昆蟲和壹頭大象。這個新宇宙的復雜程度遠遠超出了人們的理解。
3.多元宇宙理論。
布賴恩·格林是哥倫比亞大學的物理和數學教授,他在新書《隱藏的現實》中闡述了各種相關的多元宇宙理論。他認為我們生活的宇宙只是無數平行宇宙中的壹個。這些平行宇宙更加不可思議,包括:絎縫多元宇宙、膨脹多元宇宙、弦多元宇宙、量子多元宇宙、全息多元宇宙、虛擬多元宇宙和終極多元宇宙。
(1)絎縫多元宇宙是最簡單的版本。絎縫多元宇宙是平行宇宙,是指從某個宇宙中分離出來,與原始宇宙平行存在的其他宇宙。時空的開端和無限延伸的概念意味著這種存在必然會在數學中的某個時刻重演。這個概念有時被稱為“絎縫多元宇宙”。這就造成了壹個有趣的現象。如果妳看得足夠遠,妳可能會發現另壹個版本的妳,其實是無限版本的妳。妳的壹些雙胞胎兄弟可能穿相同或不同的衣服,做相同或不同的工作,過相同或不同的生活。
可觀測的宇宙就是哈勃體積,超出觀測範圍的時空(哈勃體積)就是另壹個獨立的宇宙(哈勃體積)。大量的宇宙間隔存在,形成壹個無限的巨型宇宙。時空的無限延伸導致時空在某些節點重復,形成由不同宇宙拼湊而成的無限巨宇宙。
(2)膨脹的多元宇宙是由俄裔美國物理學家安德烈·林德於1999年在洛杉機提出的。他邀請壹群記者觀看壹個奇怪的計算機模擬。這個場景展示了他的“膨脹多元宇宙”的想法。在這個版本中,大爆炸後的快速膨脹壹旦發生就不會自動停止,從而形成了壹個巨大的泡沫宇宙網絡,我們就生活在其中。不同的氣泡宇宙有不同的物理常數和定律。每壹個泡沫宇宙從外部來看都是有限的,但生活在泡沫中的居民卻認為永恒膨脹中的泡沫宇宙是無限的。
(3)弦的多元宇宙是最引人註目的多元宇宙理論,之所以如此,是因為它很可能成為終極理論。目前,描述微觀世界的量子力學和描述宏觀引力的廣義相對論之間存在根本沖突。廣義相對論的光滑時空與微觀時空的劇烈量子漲落相矛盾,這意味著兩者都不可能是正確的,兩者都不能完整地描述世界。弦理論是量子物理與引力結合的最新嘗試,完美解決了這個問題。布萊恩·格林(Brian Green)是理論物理前沿理論的領軍人物之壹,他在《隱藏的現實》(Hidden Reality)壹書中對弦理論有詳細生動的描述。
弦理論將實現愛因斯坦的夢想。它認為我們生活的宇宙是壹個11維的宇宙,平行世界觸手可及。弦理論的基本思想非常簡單。它認為世間萬物,無論是微小的粒子,還是最遠的星球,都是由同壹種元素組成的——壹種難以想象的具有能量振動的細絲,也叫弦。就像大提琴上的琴弦壹樣,可以演奏出大量不同的音符。在弦理論中,這根微小的弦以大量不同的方式振動,從而形成了自然界的壹切,也就是說,整個世界就像壹首浩瀚無匹的宇宙交響曲,在這根微小的能量細絲振動產生的各種音符中轟然作響。
(4)量子多元宇宙是休·艾弗雷特三世在1957年提出的。量子力學是對微觀世界中原子粒子的描述,用概率而不是確定的結果來描述。量子力學從數學上說明了壹個事物的所有可能性都會發生在所有獨立的宇宙中。就像薛定諤的貓理論壹樣,布賴恩·格林在他的書中寫道:在每個宇宙中,妳都在見證同壹件事的不同結果,每個人都認為妳所生活的世界是唯壹的真理。
(5)全息多元宇宙理論由美國當代量子物理學家、科學思想家大衛·玻姆提出。他認為客觀現實是不存在的。雖然宇宙看起來是具體的、立體的,但實際上只是壹種錯覺,壹張巨大而細致的全息照片!我們的宇宙不是物質的,而是信息的,我們感受到的宇宙其實是外在的信息。全息術的核心思想是,宇宙是壹個不可分割的整體,各部分緊密相關,任何壹部分都包含著整體的信息。這聽起來更像是純粹的神秘主義。
(6)虛擬多元宇宙理論認為我們生活在壹個虛假的多元宇宙中,牛津大學哲學教授尼克?2001年,尼克·博斯特羅姆(Nick Bostrom)首次提出了這樣的觀點:我們,我們的世界,甚至在第壹個多元宇宙場景中看到的時空的巨大膨脹,很大程度上只是壹個巨大的計算機模擬。所謂模擬論證,和傳統佛教思想的很多方面都有相同的特點。另壹方面,虛構的宇宙概念在小說和電影中也出現過,但是尼克?博斯特羅姆的理論提供了壹系列似是而非的假設和統計計算。
如果我們可以用計算機模擬自我意識實體的宇宙,哪怕只是其中的壹部分,那麽肯定會有人這麽做。就像尼克壹樣?正如博斯特羅姆所說,計算機甚至可以模擬天氣或核爆炸。而且這種模擬不是只運行壹次,而是幾千次甚至幾十億次。壹旦有人掌握了模擬宇宙的能力,虛擬宇宙就會像雨後春筍般湧現,很快就會超過真實宇宙的數量。尼克。博斯特羅姆斷言,如果隨機選擇壹種智能生物作為調查對象,它更有可能生活在虛擬現實中,而不是真實的現實中。比如某個宇宙中有很多計算機在制造很多虛擬現實,那麽很有可能我們的存在其實就是壹個更高級的文明實體模擬出來的生命。
(7)布萊恩·格林也提到了終極多元宇宙的概念。終極多元宇宙認為任何邏輯上可能的東西(數學上定義的,不是物理上現實的)都是真實的。妳不壹定需要物質的東西來作為這個現實的體現。麻省理工學院物理學教授馬克斯·泰格馬克(Max Tegmark)提出了數學宇宙假說。數學宇宙假說指出,數學不僅描述我們生活的世界,而且構成世界本身。他認為宇宙和萬物都是數學的,萬物的核心都是數字。
4.多元宇宙理論對人類的影響。
如果我們很可能生活在虛擬現實中,而我們只是虛擬生物,該怎麽辦?喬治梅森大學的經濟學家羅賓·漢森把矛頭指向了尼克?博斯特羅姆在模擬紙上寫了幾條評論。他認為我們能做的就是努力創造機會延長自己在這個模擬中的生存時間,或者尋求未來再次被模擬。他的結論相當令人沮喪:如果我們的後代更喜歡有趣的模擬,那麽妳應該希望妳和妳身邊的事件是有趣的,否則,運行這個模擬的“操作者”很可能會讓壹切回到起點,讓我們不留痕跡。在模擬宇宙中,道德不再重要。相反,希特勒、耶穌或者戴安娜王妃會因為他們有趣的娛樂而被保留下來。
科學家提出了“微調”的概念,即壹個微小的變化,產生了驚人的結果。例如,如果我們交換質子和中子的質量,質子將在大約15分鐘內衰變為中子和其他粒子。然後預計宇宙誕生38萬年後質子會和電子結合形成氫。結果,由於質子的衰變,不再產生氫。因此,引力仍然會吸引中子並使它們聚集在壹起,但恒星永遠不會像現在這樣燃燒。沒有氫,化學壹定會有很大的不同。簡單地交換質子和中子的質量,整個宇宙就會完全不同。當然,人類不會存在。英國天文學家馬丁·裏斯認為,我們的宇宙似乎已經進行了可疑的微調,以允許生命的存在,即所謂的“人擇原理”。改變任何壹個基本參數,哪怕是稍微強壹點的核力或者引力常數,最終都會得到壹個無聊的宇宙。我們生活在壹個可以容納生命的宇宙中,因為有很多宇宙可供我們選擇。
這個事實似乎告訴我們,宇宙的存在似乎是經過精心設計和安排的,我們似乎在無形中看到了掌控這壹切的上帝之手。
從尼古拉斯·哥白尼到埃德溫·哈勃,我們對宇宙的認識在不斷深化和拓展。但是到現在為止,我們仍然懷疑宇宙是如此之大,以至於我們甚至難以理解描述它的參數。未來認識宇宙的道路漫長而遙遠。
在多元宇宙中,任何可能發生的事情都會發生,所有的可能性都是不可避免的,道德甚至比舊宇宙更加難以捉摸。如果在世界的某個角落有壹個或多個妳的雙胞胎兄弟,那妳存在的意義是什麽?科學的發展壹直在削弱人類的中心性和獨特性,多元宇宙理論在這方面幾乎達到了頂峰。