主题：【文摘】"多宇宙体系"可能吗? -- 不爱吱声

我们会否发现另一个宇宙

[美国《时代》周刊2000年4月10日一 期文章』题：我们是否会发现另一个 宇宙?(作者 迈克尔?菜蒙尼克)

量子力学多宇宙体系

本世纪50年代初，年轻的物理学硕土研究生休? 埃弗里特在研究一些比量子力学本身更为奇异的量子 力学的推论时，第―次提出了令人信服的多宇宙体系 可能存在的理论。这个被所有严肃物理学家接受的理 论认为，人们永远无法确定无疑地对原子和亚原予粒 子的运动进行预测，比如，你只能推断某个电子在千分 之一秒后大概会在哪里，但是它也很可能会跑到别的 地方。

这一 重要的不确定性使我们掌握了亚原子世界的 一些基本特性，而这恰好是物理学家们近几十年来― 直在苦苦思索的问题。例如，伟大的丹麦物理学家尼尔 斯?玻尔认为：在你通过测量行为将某个粒子的位置确 定下来之前，这个粒子确实可以同时处于几个位置。他 认为，测量行为本身迫使这个粒子选择其中的一个位 置，这个位置超越了所有其他的位置。

但是埃弗里特却有另一种想法：他认为，在你将这 个电子的位置确定下来的同时，世界会分裂成许多宇 宙。在每个宇宙中，这个电子都有一个不同的位置―― 而且所有这些每一个都同样真实的世界会继续发展变 化并拥有其自己的未来。根据这个所谓的量子力学的 多世界诠释，宇宙的多产性已经达到了难以置信的程 度，因为宇宙中的每一个粒子在每一瞬间都会产生许 多新的宇宙――而在下一个瞬间，每一个新宇宙又会 再次分裂。但是有许多物理学家认为，这是一个非常令 人信服的观点。如果这一理论是正确的，正在平行发展 的宇宙的数量将远远超出我们的计算能力。

但是，这一理论完全是一种假设，因为我们目前还 想象不出任何可以使我们与这―多宇宙体系中的任何 一个字宙进行接触的方式。因此，虽然我们每―个人都 可能会随着我们体内粒子的分裂和再分裂而产生无数 的平行“自我”，但是我们了解其他“自我”发展历史的 机会绝对为零――所以判断埃弗里特对量子力学所做 的这种解释是否正确的机会也同样为零。

广义相对论多宇宙体系

第二种类型的多宇宙体系，看起来也像第一种多宇宙体系一样没有多少可以确定的因素。这种类型的多宇宙体系的理论依据并不是量子力学，而是20世纪 物理学研究领域的另外―项具有革命意义的成果――爱因斯坦的广义相对论。爱因斯坦认为，质量极大或密度极高的物体可以使时空结构延长。如果我们能够找到密度接近无穷大的物质(比如黑洞)，这种延长就可以变成一条裂缝。

这种时空裂缝被称为虫蚀洞，从理论上来说，人们也许可以将它作为―条捷径，通过它到达宇宙中距离我们非常遥远的另―个地方。但是根据斯蒂芬霍金在20世纪80年代提出的观点，虫蚀洞也有可能使我们完全脱离我们生活的宇宙，从而创造出一个新生的“小宇宙”，这个“小宇宙”诞生后会自行膨胀和发展，并形成自己独立的时空分支。

如果这一理论是正确的，那么现在我们应该以万亿为单位来计算这样的“小宇宙”的数量，因为据认为我们生活的宇亩中存在数以万计的黑洞。而且这些“小宇宙”还只是自然产生的一部分；原则上“小宇宙”也有可能通过人工方法制造出来。本世纪80年代末，麻省理工学院物理学家艾伦?古思提出，人类也许可以在实验室中利用几磅重的物质创造出一个“小宇宙”，方法是将这几磅重的物质压缩到与黑洞相当的密度。

在未来的100年时间里，我们是不会掌握这种技术的――甚至有可能在未来10亿年时间里我们还是无法做到这―点。但是，―个足够先进的文明也许有能力掌握创造“小宇宙”的复杂技术――甚至还有可能在科学博览会上出售制造“小宇宙”的成套工具。不幸的是，容纳这样一个宇宙的新时空将由于黑洞瓶颈(它会破坏任何从其中穿过的东西)的存在而同我们的宇宙永远割裂开来，因此这种新时空将像量子论的多世界诠释的那些时空―样永远无法被人们发现。

“涡轮增压”多宇宙体系

但是除此之外还有另一种类型的多宇宙体系，而且这次人类有可能会发现它的存在――尽管这种可能性受条件因素的影响很大。

自1965年以来，天文学家已经掌握了许多有力的证据证明宇宙始于创世大爆炸，自那时起所有的东西一直都在向外扩张。但是在本世纪70年代和8O年代初，美俄两国的物理学家(包括古思在内)认识到，在宇宙刚刚诞生的时候控制着宇宙的强大能量场也许对宇宙的扩张产生过涡轮增压作用，这种作用迫使宇宙急速“爆裂”――或者称为“膨胀”――其速度是光速的许多倍(光速上限 不能被在宇宙中运动的物体打破，但是宇宙本身却不受这―普遍的速度极限的制约)。

到目前为止，我们谈论的还只是一个宇宙――尽管这个宇宙比我们目前所能看到的一小块(跨度只有300亿光年)要大得多。但是后来，包括移居海外的俄 国人安德烈. 林德在内的许多科学家意识到这种膨胀的可伸缩性比任何人以前想象的都要大，甚至在正常宇宙中亚原子粒子大小的区域内也有可能纯粹由于偶然的原因而出现高强度能量场(强度相当严宇宙形成初期的能量场)。

因此，我们的宇宙也许是在一个早就存在的宇宙中形成的不断膨胀的“泡泡”，我们可以将这个早就存在的宇宙更好地称为元宇宙。同我们的宇宙一样，其他类似的“泡泡”也可以很容易地形成。

但是如果膨胀产生的“泡泡”可以在―个早就存在的元宙宇中扩展开来，那么、它也有可能突然从我们生活的宇宙中冒出来。我们的宇宙也许―直都在萌生新的宇宙，事实上这些越吹越大的“泡泡”可以膨胀到不可思议的程度，而且它们可以沿着各自的前进道路发展变化。这些新宇宙中的自然法则和物理现象也许同我们所熟悉的截然不同――举两个例子来说，也许这些宇宙中的引力非常强大以至于它们几乎立刻就发生了塌缩，或者引力非常微弱以至于恒星永远无法形成。接下来、它们可能又会生出其地的宇宙，因而自己也变成元宇宙，宇亩可以在这样的元宇宙中以一种无穷无尽的方式不断地萌生出新的宇宙。

• 科学上讨论的宇宙是可探知的宇宙

1988年，政治学者鲍伯（L. D. Raub）对72位宇宙学家和量子物理学家进行了一次关于多世界解释的调查，结果如下：

对多世界解释的看法 比例数

是的，我认为多世界解释是正确的 58%

不，我不同意多世界解释 18%

可能它是正确的，但现在我并不确信 13%

我不知道 11%

　　多世界解释在弦理论家、量子引力和量子宇宙学家中最受欢迎，相信它的著名物理学家有霍金、费曼、盖尔曼和温伯格等，其中后三位都是诺贝尔物理学奖获得者。坚决反对多世界解释的物理学家以彭罗斯为首，他们在科学界的其他领域中为数众多。霍金是众所周知的多世界迷，费曼一直强调坍缩过程只能通过薛定谔方程来说明。温伯格则断言，“最终的途径是将薛定谔方程认真地当作是对测量过程的描述……我更喜欢这种最终步骤。”9 在《夸克与美洲豹》一书中，他将自己描述成了多世界解释的信徒。

　　1997年8月，在美国马里兰大学（UMBC）举行的量子力学讨论会上，物理学家们对他们所认可的量子力学解释进行了投票表决，下表是投票结果：

量子力学的解释 投票数

哥本哈根解释 13

多世界解释 8

隐变量解释 4

一致历史 4

修正的量子动力学（GRW等） 1

其他解释（包括未决定者） 18

　　1999年7月，在剑桥的牛顿研究所举行了一次关于量子计算的会议，其间人们对量子力学解释再一次进行了投票表决，结果如下：

量子力学的解释 投票数

多世界解释 30

哥本哈根解释 4

修正的量子动力学（GRW等） 4

隐变量解释 2

其他解释（包括未决定者） 50

　　2001年2月，惠勒和泰格马克（Max Tegmark）在《科学美国人》上发表了一篇纪念量子发现一百周年的文章。在这篇文章中，他们认为，去相干理论和最新的实验表明，多世界解释已经取代了正统的哥本哈根解释，而成为了大多数物理学家都认可的量子力学的新的正统解释。然而惠勒也承认，一个基本的问题仍然存在，即量子力学能否通过一个更深层的原理来解释？或者说，为什么存在量子？　

[评论] 很多物理学家认为多世界解释是目前最好的解释，这并不是因为它就是正确的解释，而是因为他们确信正统的哥本哈根解释已成昔日黄花，但是手头又没有更好的解释来替代它。由于人们至今尚未发现波函数坍缩过程的真实物理起源，也未能建立一种自恰的理论来描述这一过程，于是，大多数人便采取了最偷懒的方法---否认坍缩过程的存在，这便导致了多世界解释在正统观点衰落之后大受欢迎。然而，多世界解释本身所固有的缺陷已注定了它的失败，它只是绝望的人们所能抓到的最近的一根救命稻草。