平行宇宙2

奧卡姆如是說以上便是我們所討論的平行宇宙理論，它分為由低到高四個層次，與我們熟知宇宙的差異也隨層次不同越來越大。這些差異可以來自不同的初始條件（第一層）；不同的物理常數、粒子種類和時空維數（第二層）；不同的物理規律（第四層）。有意思的是，第三層才是最近幾十年研究最火熱的東西，因為它本質上沒有增添任何新的宇宙類型。

未來十年內，發展迅猛的對宇宙微波背景和空間大尺度物質分佈的測量會進一步確定空間的準確曲率和拓撲結構，其結果將直接支持或駁倒第一層多重宇宙的假說。這些測量結果也會驗證「無序持續膨脹」理論，從而間接探測第二層多重宇宙。同時天體物理學與高能物理領域的巨大進展也將進一步闡明到底我們宇宙的哪些物理常數被「調節」過了，以此加強或削弱第二層多重宇宙的可信度。

如果當前研製量子計算機的大量努力成功的話，將為第三層平行宇宙提供更加深遠的證據。不僅如此，量子計算機的工作是在本質上利用第三層多重宇宙的平行性。大量的試驗同時也在尋找違反統一性－－最終決定量子平行宇宙存在於否－－的證據。現代物理學在其面對的最重大挑戰－－將廣義相對論與量子場論統一起來－－中成功與失敗會改變對第四層多重宇宙的看法：最終會找到那個描述我們宇宙的數學結構，抑或是礙於數學的局限性而停止不前，最終放棄第四層次。

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四層多重宇宙的關係

左上角那N圈蚊香就是無數個第一層平行宇宙，黃色的連線顯示著它們包容於一個氣泡中，這些氣泡構成了第二層多重宇宙（左下）。右下角是所謂的量子平行宇宙（即第三層），中間那隻貓就是著名的貓佯謬。貓佯謬是一個假想的用來連結微觀量子現象和宏觀世界的實驗，一個微觀粒子在特定場合出現與否取決于波函數的概率。這個箱子就被做成如果粒子出現了，就殺掉貓，否則不殺現在問題來了，根據量子理論，粒子既會出現，又不會出現，是該波函數載空間的彌散。那麼貓是死是活呢？物理學家沒辦法，只好承認貓同時處在死和活兩種狀態現在第三層平行宇宙理論解決了這個問題宇宙分裂成兩個，貓在其中一個裡面活著，在另一個裡面死了左上角是第四層平行宇宙，亦即和我們的基本物理概念都不同的宇宙圖上畫的從左到右，從上到下分別是形如曼德勃羅集的宇宙。曼德勃羅集是數學上最美麗的集合，產生規則簡單得一句話就能說清楚，圖形卻比整個已知宇宙複雜得多。

第二個是正12面體宇宙

第三個有點象洛倫茲軌跡形狀

下面那個方的叫謝爾賓斯基海綿，是一個體積為0的立方體，也是分形裡面的東東。下面一排左邊是一般的平滑空間；馬鞍面空間；封閉的球狀空間，最後一個是相互連通的怪異拓撲結構的空間，黃線表明量子平行宇宙和第二層多重宇宙是等價的，但可以看到量子平行宇宙只對應第四層的一小部分是因為第四層的基本物理規律都不同了，絕大部分根本沒有「量子」這種概念

你是否該相信平行宇宙？主要爭論集中在：它們很浪費並且很奇怪。最首要的爭論是，平行宇宙似乎不遵循「奧卡姆的剃刀」原則，因為它假設永遠觀測不到的其他宇宙存在。為何老天爺如此浪費並沉醉於這些多到無窮無盡的不同世界？爭論充斥平行宇宙的每一個層次，為什麼自然界偏偏要如此浪費？空間、物質或原子－－毫無疑問地，僅第一層多重宇宙就已經包含了無限的上述事物，誰在乎它多浪費點呢？關鍵是讓理論顯式地變得簡單。懷議論者擔心要描述所有不可見世界所需的信息量。

然而，一個整體集合往往要比集合中的單個元素簡單得多。該原理在描述演算法的時候很常用。我們知道，一個非常簡短的計算機程序程序就能輸出異常龐大的信息量。舉例而言，考察整數集。哪個更簡單些，整數集還是其中某個特定整數？也許你會天真的覺得單個整數簡單些，但事實上整個整數集能用非常簡單的規則表達出來，寥寥幾行計算機程序就能產生它們；相反單個整數卻可能難以置信的大。因此，真正簡單的是整個集合。

同樣，愛因斯坦的整套引力場方程要比其中某個特定的要簡單。前者只需要很少幾個方程就能描述，而後者要求在某些超平面指定大量的初始數據。由此我們學到，當我們把注意力局限在全體元素的一小部分上，複雜性就會大大增加，也就失去了整個系統原本應有的對稱性和簡潔性。

從這種意義上說，更高層次的多重宇宙意味著更簡單。為了從我們居住的宇宙走向整個第一層多重宇宙，需要指定許多初始條件來消除彼此的差異；若是升級到第二層，需要指定一些物理常數；到了第四層則完全不用指定任何東西。多餘的複雜性完全來自觀測者的主觀視點－－也就是青蛙的視點。從鳥的視點來講，多重宇宙要簡單的多。

而抱怨該理論太奇怪的人出發點多半來自審美上而非科學上。然而這種看法只有在亞里斯多德派中才有意義。我們期待著什麼？當我們提出「現實的本源是什麼」如此意義深遠的問題時，難道我們僅期待一個聽起來不那麼奇怪的答案？進化賦予我們對日常生活中物理現象的直覺，然而它僅對我們遠古的祖先有用。現在，當我們遨遊於遠超日常物理的世界，我們應當預見到它們也許會很奇怪。

四層多重宇宙的共通特色是最簡潔與最優雅的理論自然而然地包含著平行宇宙。要否認它們的存在，你必須複雜化你的理論，增加沒有觀測結果支持的過程和特殊的假定：無限的空間、波函數坍塌和天性不對稱。那麼，哪個才是真正的浪費和不雅，許多宇宙還是許多規則？也許我們將逐漸習慣宇宙的奇妙而終將發現這種不可思議的奇妙正是它魅力的一部分。

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實例解說——時間機器與平行世界

什麼是平行宇宙？假設你手裡拿著一片樹葉，全世界獨一無二的一片樹葉，當然啦，世界上沒有兩片完全相同的葉子么。能不能換種看法呢：你手裡拿著無數片樹葉，只不過它們全都一模一樣，在時間空間上疊合在一起了，所以你只能看見一片樹葉，呵呵，有點詭辯，但也沒錯吧。甚至連你自己都有無限多個，只不過疊在一起了，在某種特定條件下沒準會分一個出來呢。雙面維若尼卡？不是啦，分出來的不止你一個人，整個世界那會跟著分出去了，於是有兩個互不相干的世界，其中各有一個一模一樣的你，只是你們倆永遠都不會碰到一起，也就無從知道對方的存在，這就是所謂平行宇宙了。

往高深里說，這牽涉到量子物理學，往淺顯里說，估計大家小時候閑來沒事也想到過這個。官方說法都不盡統一，平行宇宙（paralleluniver），平行世界（parallelworld），多重宇宙（multiver），反正你知道是什麼意思就行啦。

比如邁克福克斯回到過去撮合老爸老媽的婚姻，嘩，電光一閃，世界分裂，邁克回去的並不是自己原先的那個世界，而是另外一個一模一樣的平行世界，這兩個平行世界在邁克回來之前是完全一模一樣，重合在一起的，邁克一出現，就橋歸橋路歸路了。在分出來的這個平行世界里邁克其實愛幹嘛就幹嘛吧，就算娶了本該當自己老媽的那個女人，也不會造成自己消失的。

這麼一說時間旅行就講得通了，回到過去並不能改變現在，而是創造出另外一個新的世界來。就算殺你祖母，殺的也是另一個世界里的祖母。不過這樣一來阿諾回去殺琳達就沒有道理了，因為就算他得手，也不幹現在什麼事，只是改變了另一個世界的發展走向。而且這樣一來，很多英雄行為就缺乏動機了，難怪好萊塢不喜歡這樣的理論。

不過有了理論，總會用得著，李連杰不就在《宇宙追緝令》的平行宇宙中來來回回趕了一通么。李連杰的平行宇宙稱作"先置平行宇宙"，就是說不管你玩不玩時空挪移，無限多個宇宙原本就存在，有本事你就可以在裡面竄來竄去。相對來說還有一種理論就是"後置平行宇宙"，只有你時空旅行，改變了歷史，才會有新的平行世界分化出來。說到底也就是個先有雞還是先有蛋的問題，沒什麼可多爭論的。

1、人不可能回到過去，因為發生過的事情怎麼可能再出現一次呢？（M支持此看法）有一個叫「祖母悖論」的理論很好的證明了人不可能回到過去。理論是這樣講的：假如一個人回到過去把他的祖母給殺了（在這個人的母親還沒有出生前），就是說他祖母死了，因此來講這個人的母親也就沒出生，這個人也就不可能再出生。而歷史的發展到現在，按理來說這個人是不存在的。而現實中這個人的確是存在的。這兩個情況就出現了相互矛盾的情況。從而證明了人是不能回到過去的。（不知道啰嗦了半天，有人明白沒）

2、人可以回到過去，同時又提出了另一個概念「平行宇宙論」。就是說一個人回到她祖母的時代，從那一時刻開始，宇宙的發展及演化就分成了兩個平行的宇宙。第一種情況，他把他的祖母Kill了，在第一個宇宙中的發展是這個人把她的祖母K了，而到現在這個人也就不再存在了；而在另一個宇宙中的發展還是像現在一樣，這個人還是存在的。並沒有什麼事情發生一樣。科學家們還講，空間是由無數這樣的平行宇宙組成的。真是不可思議。

原作：（美）馬克斯·鐵馬克

原載：《科學美國人》2003.5

翻譯：focu

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相關理論

無窮宇宙(開放宇宙)理論

開放宇宙理論、開放宇宙

無窮宇宙，在宇宙中存在有大量的可觀測區(有著紅色十字中心的紅圈)，我們的「宇宙」不過是其中的一個可觀測區而已開放宇宙理論認為，我們目前所知的宇宙只是整個宇宙中可觀測的一小部分，在這個部分之外，整個宇宙尚有無限大的未被觀測的空間；根據相對論，光速為宇宙最快的速度，我們所看到的部分(可觀測宇宙)為已經到達地球的光線，而我們所觀測到的範圍又被稱做哈伯體積，哈伯體積直接取決於宇宙的年齡(因為若宇宙誕生於n年前，則能到達地球的光線最遠只能在n光年處，再更遠的光線則尚在路途上，故未能被地球上的觀測者所觀測)，哈伯體積的膨脹是因為有越來越遠處的光線到達地球

開放宇宙理論說明了第一類平行宇宙的可能性

泡沫宇宙理論

「泡沫宇宙」示意圖，宇宙1到宇宙6各自有自己的物理常數，我們的「宇宙」不過是其中的一個「泡沫」而已泡沫宇宙理論認為存在有無限多的開放宇宙，而這些開放宇宙本身有著不同的物理常數，這些開放宇宙的「距離」比我們的開放宇宙的「邊緣」還要遠，意即這些宇宙存在於無窮遠的地方之外。

這個理論由安德烈·林德最早提議，而泡沫宇宙理論本身能和膨脹理論在相當程度上契合，因為無人確切地知道膨脹是怎樣開始的，所以同一機理總有可能再次發生，即膨脹式的爆炸可能重複發生。即不管是什麼機理引起部分宇宙突然膨脹，該機理可能仍然在起作用，也許會意外地引起宇宙其他遙遠的區域也發生膨脹。

根據這個理論，一小片宇宙可能突然膨脹、「發芽」，萌生一個「女孩」宇宙或「男孩」宇宙，這些宇宙又可能萌生另一個嬰宇宙，如此不斷進行下去。想象吹一個肥皂泡到空中。如果我們使勁吹，我們看到有些肥皂泡分成兩半，產生新的肥皂泡。宇宙可能會以相同的方式不斷產生新的宇宙。如果這是真的，我們可能生活在這樣一個宇宙的海洋上，每個宇宙像一個漂浮在其他肥皂泡的海洋上的一個肥皂泡。事實上，比「宇宙」更確切的詞應該是「多元宇宙」或「巨型宇宙」。

林德（Linde）將這一理論叫做永恆的、自我再生的膨脹，或「無次序的膨脹」，因為他預想的是一個絕無終止的平行宇宙連續膨脹的過程。首次提出膨脹理論的艾倫·古思（AlanGuth）說：「膨脹理論幾乎是強迫我們接受多元宇宙的思想。」

這一理論也意味著，我們的宇宙可能在某個時候萌生了它自己的一個嬰宇宙。也許我們自己的宇宙也是從更古老、更早期的宇宙萌生出來的。

馬丁·里斯（MartinRees）是大英帝國皇家學院的天文學家，他說：「我們通常所說的『宇宙』可能只是全體成員中的一員。可能存在不計其數的規律不同的其他宇宙。我們所在的宇宙屬於與眾不同的子集，在這個宇宙中允許複雜的事物和意識得以發展。」

越來越多的理論證據支持多元宇宙的存在，在多元宇宙中，整個宇宙不斷萌生其他的宇宙。如果這是真的，它將統一兩種重大的宗教神學，「創始」和「涅盤」。在無始無終的「涅盤」的織構中「創始」不斷發生。

所有這些關於多元宇宙主題的研究活動讓人們開始思索，這些其他的宇宙看起來會是什麼樣子？是不是也有生命？是不是最終有可能與他們取得聯繫？加利福尼亞工學院、麻省理工學院、普林斯頓大學和其他研究中心的科學家已經進行了計算，以確定進入平行宇宙是不是符合物理學的規律。

大反彈理論

大反彈理論、振蕩宇宙

根據迴圈量子重力理論，大霹靂可能只不過是宇宙的膨脹和收縮時期組成的周期中，一個新的膨脹時期的開始而已，每個周周期開始於大霹靂、結束於大擠壓(BigCrunch)，而這個周期的輪迴是無限的，這個模型被稱為是振蕩宇宙，在大霹靂之後宇宙膨脹，而之後在重力的作用之下宇宙開始收縮，然後接著是大擠壓，在大擠壓之後的下一次大霹靂被稱為大反彈，雖然這個模型曾經一度被否決，但是膜宇宙論近年來已重拾此模型(振蕩宇宙模型)

在每個周期中宇宙可能會有不同的宇宙常數，而因此這些不同周期時的宇宙可視為第二種平行宇宙

泡沫宇宙理論和大反彈理論使得第二種平行宇宙的存在成為可能

量子力學的多世界解釋

主條目：量子力學的多世界解釋

量子力學的多世界解釋是一種主要的量子力學解釋，在由此解釋方式中的眾平行宇宙共有一個關於時間的變數，而這些平行宇宙彼此之間有著相同的起源，而這些宇宙彼此之間的基本物理定律相同，但物理常數可能會有所不同，而它們亦可能處於不同的狀態，而且這些宇宙彼此之間沒有任何的聯繫，因此它們彼此之間沒有任何訊息互通，這些宇宙彼此之間的關係由它們之間的疊加態決定

此理論為第三類平行宇宙的基礎

M理論

根據M理論，我們的宇宙很可能是產生於11維薄膜的碰撞當中，基本上由此產生的宇宙可以和量子力學的多世界解釋里所說的宇宙極為不同的宇宙

由M理論可推出第四種平行宇宙的存在

弦論「地景」

根據IIB型(TypeIIB)的弦論，從十維弦論的世界到我們所知的四維世界有極多種的變換方式，而不同的變換方式會產生相當不同的宇宙

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問題與批評

有些人認為平行宇宙理論缺乏對經驗主義的關聯性以及可測性，同時缺乏物理學上的證據和可否定性，因為這個理論以目前的科學方法無法證實或否定，而且這些理論目前而言太過形而上學且只是在數學結構上有可能而已；不過MaxTegmark注意到了對宇宙微波背景輻射和宇宙物質大規模分佈的測量的改進可能會否定或實證其中兩種的平行宇宙存在的可能性，並進而能證實或否定開放宇宙理論和混亂暴漲理論，意即平行宇宙理論最少在某種程度上是可測的

一些人認為科學家的職責就是要在不涉及觀察者的狀況下對已觀測的現象提出基本的解釋。回歸到人擇原理在解釋會建構出所謂的「懶惰出口」，而這些解釋的種類包括了「很明顯地為生命的存在微調過的宇宙參數」等等；不過李奧納特·蘇士侃宣稱：某些形式的平行宇宙是無可避免的，在給出對現有宇宙狀態的解釋時，觀測者效應是無法避免的而且得在其他的科學中獲得解決

一些人認為，平行宇宙理論會被奧卡姆剃刀給排除，因為假設一些我們無法觀測且無法看見的宇宙來解決我們所看見的，就像是帶著額外的行李走到盡頭一般；不過對此MaxTegmark答曰：「這四種平行宇宙的一個共同特徵就是：預設平行宇宙的存在模型是最簡單且最優雅的模型。如果一個人要否決這些多重宇宙的存在，他需要在實驗上地對多重宇宙論的不支持，並且要加入以下的假定：有限空間、波函數崩潰和本體上的不對稱是正確的，而這些過程會複雜化整個理論。因此我們的對於誰比較不優雅且較為浪費的裁決就變成了以下兩者：多重宇宙或者是大量的文辭」

有時有些人認為我們的宇宙是唯一可能存在的宇宙，因此討論這些「其他的宇宙」是很明顯地無意義的。愛因斯坦在思考其他種類的宇宙存在的可能性時，就提出了這個問題，關於宇宙結構是否只有一種可能的問題的解答的希望被認為在於理論上可統一全部物理理論的萬物理論當中。

對於平行宇宙的觀測證據的支援被認為來自於人擇原理：「我們所觀測到的宇宙對生命是友善的，要不然就不會被觀測到。雖然這似乎是老調重彈，但是當生物體對物理法則和宇宙狀況的敏感性、被考慮時，整個宇宙就是一個明顯的證據；在另一方面，許多關鍵的物理常數似乎不會對於生物體造成嚴重的不適」；其他對於微調論證的批評是：就我們所知，在我們所知的物理常數之下可能還有更多的基本物理法則，而這些法則背後可能會有更多的參數存在，因此，給出這些定律，這些已知的物理常數未必落在生命許可的生存範圍之內

多重宇宙支持者經常對於常數如何從已定義的整體中選取感到茫然。假設存在個「定律中的定律」或者基本定律描述說常數如果被從一個宇宙到下一個宇宙中指定，那麼我們不過只是將宇宙學的問題給往上移了一個等級而已，因為我們必須解釋這個基本定律從何而來。另外，這個基本法則是無窮大的，因此我不過是把問題從「為什麼是這個宇宙」給置換成了「為什麼是這個基本法則」。在援引平行宇宙論時這似乎是一個要點，尤其當假定只存在一個宇宙和一個原理會更簡易時更是如此；但在MaxTegmark的平行宇宙理論里，這個問題是被避開的，因為在那種狀況當中，所有可能的基本理論被實行的，而且被用以描述真實存在的平行宇宙。

對於虛擬宇宙和平行宇宙之間的關係依舊是個問題。多數的科學家已經準備好要接受自覺機器的可能性，而有些人工智慧學者甚至於已經說我們快要能製造自覺電腦了，在距離達讓自覺生物住在虛擬世界方面僅剩一步之遙。對於那些生物而言，他們的「假」宇宙和我們的真宇宙可說是無分別的。因此我們應該將這些虛擬宇宙在平行宇宙算在平行宇宙中嗎？如果不是的話將我們自身存在的宇宙和這些虛擬宇宙劃上等號有意義嗎？

對於現有的平行宇宙論的最後一個問題是對於宇宙的定義。對多數的平行宇宙論者而言，宇宙是由物理法則和常數，以及初始條件定義的。這項論點可能會因為它的狹隘和沙文主義的性質而招致反對；對於將人類人類的理解之外的事物予以分類也可能會招致批評

小說里的平行宇宙

一些小說，尤其是科幻小說，喜歡以平行宇宙做為故事的內容，有時有些人會以平行宇宙來探討「若一個歷史的事件的結果或過程和我們所知的不同，那麼世界會變成怎樣」這類的主題，並因此寫出一篇故事來說明可能的發展

參見

弦理論

M理論

人擇原理