怎么证明多重宇宙存在,如果它不能靠实验和观

原标题:怎么证明多重宇宙存在,如果它不能靠实验和观
科学之星 | 发表时间 2017-02-16 00:09
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  “你是怎样看待多重宇宙的呢?”吃饭前,在餐桌上,忽然有人问了我这个问题。它的出现使我措手不及——之前也有人问过我关于多重宇宙的问题,但解释一个理论的原委与说明你对这一理论的看法是完全不同的两件事。我可以说出所有有关多重宇宙的基本观点,并且列出一些可以用多重宇宙理论来解释的问题,也就是说,我可以自如地讲述事实、解释理论,但是我却在抒发个人感受方面遇到了困难。

  在物理学领域中,我们通常不应该谈论自己的主观感受。我们是科学家,我们要严谨,采用定量分析方法,以观察或实验为依据来分析判断。但是,即便是最严谨的分析,也需要先决定要追寻的方向之后才开始。在一个领域诞生伊始,会出现诸多可思考的观点,这些观点各有各的长处,不过通常来说,我们只能追寻一个。这种选择是怎么做出的呢?这就是所谓的“直觉”——是由一种超越逻辑的感性因素所引导的。你为自己选择了某一观点作为立场,而正如斯坦福大学的物理学家、弦理论创始人之一莱昂纳尔·萨斯坎德(Leonard Susskind)所言:“这一选择超乎科学事实与哲学原理,它体现的是科学品位,或者说科学鉴赏力。科学品位同其他方面的品位一样,都涉及到人们对美的感知能力。

  我自己是研究弦理论的,弦理论的一大标志便是认为广袤的宇宙空间中存在着许多极为相似的宇宙,而不是只有我们所存在的这一个宇宙。既然我们的这个宇宙可以诞生并演化出生命,同样的过程也可能创造出其他的宇宙,甚至生命,甚至会出现无穷多的宇宙,在那些宇宙中,一切都可能发生。这个观点的逻辑出发点是我所熟知的领域,我可以通过在纸上推演方程得到这个特殊的结论,但是,尽管我承认在数学上多重宇宙理论是一个自然的结论,我无法想象它怎么走出理论的象牙塔,成为物理现实中真实的存在。在这样的情况下,我怎么能够接受“世界上有无数个我,分别存在于不同的平行宇宙中,作出相同或是不同的选择”这样的事实呢?

  对于多重宇宙理论怀有矛盾心理的并不止我一个人。一些当代最杰出的科学家仍旧在多重宇宙的问题上争论不休,他们的观点呈现明显的出两极化分布。毕竟,对于多重宇宙的争论不是关于某一理论细节的分歧,这是一场关乎一系列重大哲学观念的辩论:关于同一性及其影响,关于什么叫做“解释”与“证明”,关于我们到底应该如何定义科学,以及争论这些问题到底有没有意义。

浩瀚无垠的星系:像图中草帽星系这样的星系,填补了我们可以看到的最远处的空间,也许比我们想象的还要远。图片来源:NASA/ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

  无论何时,当我谈及多重宇宙理论时,都会涉及一个不可避免的问题:我们到底是生活在一个宇宙中呢,还是生活在多重宇宙中呢?关于这个问题,其实我已经知道了确切的答案:为分辨我们是生活在单一宇宙中还是多重宇宙中,所需的测量尺度已经大得远远超出我们的想象,也就是说,不论我们生活在哪种宇宙中,我们的生活都会如常进行。但既然这样,宇宙的多重与否和我们又有何关系呢?

  有关系,有重大关系。这个问题的重要性在于,我们位于何处会影响到我们对自身的定义。所处位置的不同会产生不同的反应,导致不同的可能性,即便是相同的对象也会因其所处背景的不同而看起来截然不同。在很多的情况下,甚至很多我们自己都没意识到的情况下,我们是由我们所居住的空间塑造的。宇宙是浩瀚无垠的。它囊括了我们所处的每个场景,每个环境,它代表着我们能达到的所有可能性的总和。

  众所周知,测量结果仅仅在特定的参考系中有效。如果一个数字没有单位,它就无法被赋予具体含义,而即便是像“很远”、“很小”、“很奇特”这样模糊的表述也需要设置参考系:“很远”需要引入一个原点;“很小”应参照一定的数值范围,“很奇怪”需要有对上下文含义的暗示。这些假设的“参考系”不像单位那样被严格指定,但我们对事物(如物体,现象,实验)的描述都是凭借着这些不可见的参考轴进行校准的。

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