1700917627
让我们更具体一些。著名哲学家卡尔·波普尔（Karl Popper）普及了一个如今被广为接受的格言：“如果不可证伪，那就不是科学。”在物理学中，人们所做的一切几乎都是用观察来验证数学形式的理论。如果一个理论本质上不能被验证，那从逻辑上说，它就不可能被证伪，这样一来，根据波普尔的定义，它就是不科学的。由此可以得出结论，理论是唯一有希望具备科学性的东西。所以我们得出了以下这个重要的观点：平行宇宙并不是一个理论，而是特定理论作出的预测。
1700917628
1700917629
此处所说的特定理论，指的就是暴胀这样的理论。平行宇宙（假设它们真实存在的话）是物体，而物体是不可能具有科学性的，所以平行宇宙并不比一根香蕉更科学。
1700917630
1700917631
所以，我们必须对关于理论的哲学思辨问题做一些改进，这将把我们引向下面这个关键的问题：一个预测了不可观测实体的理论就是不可证伪和不科学的吗？我觉得这个问题很有趣，因为它有一个清楚明确的答案：要证明一个理论是可证伪的，我们并不需要检验它的所有预测，只需要至少检验其中一个就够了。表5-1所示为一些类似的情况。
1700917632
1700917633
表5-1 一些理论及其预测举例
1700917634
1700917635
1700917636
1700917637
1700917638
由于爱因斯坦的广义相对论成功地预测了许多可被我们观测到的事物，比如水星绕太阳旋转的精确轨迹、被万有引力弯曲的光线、万有引力的钟慢效应等，所以我们把它看作一个成功的科学理论，并认真地相信它所作出的那些不可观测的事物。比如，黑洞视界内的空间是连续的[12]，并且在视界上也不会发生什么稀奇古怪的事，这与早期的错误观念是相悖的。与之相似，暴胀理论也作出了许多成功的预测，于是它也成了一个成功的科学理论，这使得我们也应该相信它作出的其他预测——不管是可检验的预测（比如，未来的宇宙微波背景实验结果将是什么样），还是看起来不可检验的预测（比如，平行宇宙的存在）。表5-1最后3项所涉及的理论将预测出其他类型的平行宇宙，我们将在本书后面的章节中进行讨论。
1700917639
1700917640
关于物理理论，还有一件重要的事就是，如果你喜欢某个理论，那你必须全盘接受它的一切。你不能说：“好吧，我喜欢广义相对论对水星轨道的解释，但是我不喜欢黑洞，所以我决定把后者从脑子里删除。”你不能这么做。如果你要选择广义相对论，就绝不能抛弃黑洞，这就像你不能买一杯咖啡后却不接受里面的咖啡因一样。广义相对论是一个严格的数学理论，没有修改的可能性；要么你就全盘接受它的所有预测，否则你就得从零开始，自己发明一个符合广义相对论所有成功的预测，但是却不存在黑洞的全新数学理论。这简直比登天还难。并且，到目前为止，所有这样的尝试都失败了。
1700917641
1700917642
同样，平行宇宙也是永恒暴胀理论不可或缺的一个预测。它们就像一包捆绑销售的商品，如果你不喜欢它们，你就得去寻找一个不同的数学理论，它不仅要能解释爆炸问题、视界问题和平坦性问题，还必须能创生出宇宙的种子涨落——同时预言平行宇宙不存在。事实证明，这也难于上青天。这正是为什么在我的同行们中，越来越多的人选择相信平行宇宙（尽管常常极不情愿）。
1700917643
1700917644
所有可能发生的事，都一定会发生
1700917645
1700917646
现在我们已经解决了一件事——我们不用为在本书里讨论平行宇宙而感到不好意思，即使这本来应该是一本科学书籍。但是，科学的东西也不一定完全正确，所以，让我们一起来更仔细地看看平行宇宙的证据。
1700917647
1700917648
在本章前文，我们已经看到，包含着你众多分身的第一层多重宇宙是永恒暴胀理论的一个逻辑结论。我们也看到，暴胀理论目前是科学界在早期宇宙演化领域最流行的理论，由于这个暴胀是永恒的，所以创造出了第一层多重宇宙。也就是说，第一层多重宇宙的最佳证据正是我们对暴胀所拥有的证据。这是否能证明你的分身们真的存在？当然不能！在这个时刻，我们并不能100%地确信暴胀是永恒的，甚至不能确定暴胀到底有没有发生过。幸运的是，目前对暴胀的研究是一个在理论和实验上都非常活跃的领域，所以，在今后的几年里，我们很可能将获得更多关于暴胀的证据，有的可能支持它的存在，也有的可能反对（同时也将成为支持或反对第一层多重宇宙的证据）。
1700917649
1700917650
到目前为止，本章的所有讨论都是基于暴胀理论进行的。然而，第一层多重宇宙理论的存亡是否完全取决于暴胀呢？不是的！假如根本不存在第一层平行宇宙，那么，在我们所能观测的宇宙空间之外，一定也空无一物，连空间都不存在。在我的同行中，没有一位认为空间会如此之小。如果有人为这种理论辩护，他就像一只把头埋在沙子里的鸵鸟，同时还声称只有他能看见的东西才是真实存在的。我们都接受那些尽管现在不可见，但随着我们改变位置或继续等待就会变得可见的事物，比如海平面以外的船只。宇宙视界之外的事物也处在同样如此的位置，因为我们的可观测宇宙正在以每年大约1光年的速度增长，因为从那个边界发出的光终于旅行到了我们眼前[13]。
1700917651
1700917652
那么，对于那些与我们一个模子印出来的分身，有什么证据吗？如果我们梳理一下上面的讨论，就会发现，第一层多重宇宙所具有的“所有可能发生的事情，都一定会发生”的性质，遵循两个逻辑不同的前提假设。即使没有暴胀，人们也确信这两个假设是正确的。
1700917653
1700917654
●无限的空间和物质：在早期，空间就是无限的，充满了炽热的、不断膨胀的等离子体。
1700917655
1700917656
●随机的种子：在早期，某种机制播撒下了这样的种子，使得任何区域都能孕育出任意一种可能性的种子起伏，它们看起来是随机的。
1700917657
1700917658
让我们来依次讨论一下这两个假设。我认为第二个假设即使没有暴胀也十分合理。我们已经观测到这些看似随机的种子起伏的存在，所以我们知道，它们一定是某种机制创造出来的。我们也已经用宇宙微波背景和星系天图精确测算了它们的统计学性质，而它们的随机性质正好符合统计学家们所谓的“高斯随机场”（Gaussian random field），也满足第二个假设。此外，如果暴胀没有发生，遥远的区域就永远无法彼此沟通（见图4-2），这就保证了在每个区域内，这种机制都将独立地掷骰子。
1700917659
1700917660
那么，无限的空间和物质这一假设呢？其实，早在暴胀理论发明之前，主流宇宙学界就假设宇宙是一个相当均匀地充满着物质的无限空间。到现在，它是宇宙学标准模型中的一部分。尽管这个假设与它所暗示的第一层多重宇宙曾存有争议，但实际上，历史上曾有许多饱受争议的理论，比如1600年梵蒂冈为了将布鲁诺烧死在火刑柱上而控诉的那些异端邪说。最近，有许多人都就该主题发表了论文，比如乔治·埃利斯（George Ellis）、杰夫·布伦德里特（Geoff Brundrit）、贾米·加里加（Jaume Garriga）和亚历克斯·维兰金，他们很幸运，并未受到火刑柱的惩罚。不过，还是让我们用批判的眼光来看看无限的空间和物质这个假设吧。
1700917661
1700917662
在第1章中，我们看到，尽管最简单的空间模型（可追溯到欧几里得）是无限的，但爱因斯坦的广义相对论允许有限空间以各种优雅的方式存在。如果空间向自身弯曲，像一个超球面（见图1-7），那么这个超球面的体积将比我们能观测的部分（也就是我们的宇宙）大了至少100倍，这就解释了为何我们可观测的空间是如此平坦，连宇宙微波背景实验迄今都没有检测到任何曲率。也就是说，就算我们生活在一个类似超球面的有限空间内，也应该存在至少100个第一层平行宇宙。
1700917663
1700917664
那么，一个环面形（面包圈形状）的有限空间呢？我们在第1章中介绍过，在环面上，尽管空间是平坦的，但如果你往一个方向走下去，还是有机会回到原点。这种空间有点儿像一些电子游戏，在其中，如果你飞出了屏幕的一边，立刻就能从另一边飞回来，所以，如果你往前看得足够远，就能看到自己的后脑勺——你还能看见，每个方向上都规律地分布着无数个你的分身，就好像站在一个装满了镜子的房间里。如果我们的空间具备这种性质，它最小的尺度应该是多大呢？它当然比我们的银河系大多了，因为望远镜并没有瞥见无数个相同的银河系整齐地在一个方向上排列成行。但是，如果这个尺度很大，比如有100亿光年，那这个实验就失败了——我们连最近的那个银河系分身都无法看见，因为100亿年前它还不存在呢。幸好还有一种更灵敏的检验方法。我们可以先确定一个50亿光年外的物体，比如一个明亮的星系，然后向相反方向的50亿光年外去寻找那个相同的星系。不过，这样的搜寻还是一无所获。
1700917665
1700917666
最灵敏的方法，莫过于使用我们能看到的最远极端，也就是宇宙微波背景，往其相反的方向去寻找相符的模式（见图5-1）。许多研究团队，包括我和安赫丽卡，都尝试了这种方法，依然无功而返。此外，如果空间的体积是有限的，那么，它将只允许一些特定频率的扰动存在，这就好比长笛内部的空气只能在几个固定的频率上振动一样。这将以一种特别的方式扭曲宇宙微波背景频谱曲线，但安赫丽卡等人“众里寻他千百度”，最终却一无所获。总的来说，空间有限的可能性依然存在，但近年来的观测结果严重地限制了这种可能性，其中，唯一可能的有限空间的尺度应该大于我们的宇宙，或者与我们的宇宙尺度相当。所以，很难说平行宇宙完全不存在，至少应该存在一小撮。此外，如果当下真的只允许一个宇宙存在，这需要回答一个奇怪的巧合问题：“为什么是现在？”因为，既然刚好到达我们的光线来自空间中的一小部分，那就不能否认在其外还存在其他平行宇宙的可能性。
1700917667
1700917668
1700917669
1700917670
1700917671
图5-1 如果你往右飞，穿过了位于环面形宇宙右边缘的圆圈，你会立刻从左边缘的圆圈再次进入宇宙，比如，从A离开，再从A进入，诸如此类。两个A其实是物理上的同一个点。这意味着，对我们来说，沿着两个圆圈的宇宙微波背景模式看起来应该是完全相同的，因为它们俩实际上是同一个东西。
1700917672
1700917673
我们对空间的无限已经谈得够多了。那么，前文假设中的“物质无限”部分呢？在暴胀理论之前，这部分常以“哥白尼原则”（Copernican principle）为依据，意思是说，人类在宇宙中并不占据什么特殊的位置，如果我们周围布满了星系，那整个宇宙也都应该如此，到处布满了星系。
1700917674
1700917675
对于这种说法，近期的观测结果如何呢？更具体一点说，在大尺度上，物质分布到底有多均匀呢？在“岛宇宙”（island universe）模型中，空间是无限的，但物质被限定在一个有限的区域内，几乎所有第一层多重宇宙都可能一片死寂，没有任何物质的影踪，只有空荡荡的空间。这种模型在历史上曾一度非常流行。起初，所谓的“岛宇宙”只包含地球和四周肉眼可见的星体；到了20世纪早期，“岛宇宙”扩展到银河系中的已知部分。但随着观测技术的进步，“岛宇宙”模型在近年来已被完全摒弃。上一章我们所谈论过的三维星系天图已向人类展示了叹为观止的宇宙大尺度结构（包括星系群、星系团、超星系团和“斯隆长城”等）。我们看到，在大于10亿光年的尺度上，并不存在任何连贯一致的结构。这种大尺度上枯燥无趣的均匀性取代了“岛宇宙”，登上了历史舞台。
1700917676