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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。
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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）。
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所有可能发生的事，都一定会发生
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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。
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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）。
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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]。
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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。
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●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。
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●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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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我们观测的尺度越大，宇宙中的物质就看起来越均匀（见图3-6）。为了反对那些认为“我们的宇宙只是被设计来愚弄人类的阴谋论”，科学家们用观测结果大声疾呼：据目前所知，空间看来已延续到我们的宇宙的边界之外，但依然充满了星系、恒星和行星。
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101091米外，有个人与你一模一样
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之前我们已经讲到，如果第一层平行宇宙真的存在，它们的尺度应该与我们的宇宙相仿，但栖身于相当遥远的空间，从那里发出的光线还没有足够的时间到达我们的眼睛。这样说起来，我们应该位于我们宇宙的中心位置。这是否说明我们在宇宙中拥有一点特殊的地位呢？并不是。
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想象一下，假设你行走在一片铺天盖地的浓雾中，能见度小于50米，你会感觉到自己处在一个雾霾围成的球面中心，在这个球面的边界之外（与我们的宇宙边界很类似），什么都看不见。但是，这并不能说明你真的拥有特殊的地位、处在某个基本事物的中心，因为无论是谁，只要走进这片浓雾中，都会觉得自己位于雾霾球面的中心。同样，任何一个观察者，不管他位于空间中的什么地方，都会觉得自己位于宇宙的中心。并且，这些相邻宇宙相接的地方也并不存在什么物理边界，就像雾气中能见度边缘的50米远处并不存在一个特别的分界线一样——50米外的雾气和地面与你身边的并无什么差别。此外，这些平行宇宙之间还可以相互重叠，就像雾球可以相互重叠一样。比如，30米外有一个人，他能看见一部分你能看见的区域，同时也能看见一部分你看不见的区域，这样你们俩的雾球就有一部分区域相互重叠了。平行宇宙也是如此，假如50亿光年外的星系中居住着一位观察者，他能看见地球所在的区域，同时也能看见一部分超越我们视野之外的宇宙。
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如果永恒暴胀或其他什么东西创造出了无限多的此类平行宇宙，那么，和我们相仿的那些分身里最近的那个，究竟位于多远之外呢？根据经典物理学，宇宙可以有无穷多种组织形式，所以，不能保证你一定能找到你的分身。从经典理论的角度来说，甚至两个粒子间的距离都有无限多种可能性，因为你在计算概率时会发现小数点后的位数将是无穷多。但是，有一个很清楚的事实是，所有人类文明只能辨别出可能存在的有限多个平行宇宙，因为人类目前的测量精度是有限的——迄今为止，物理学测量误差的纪录是小数点后16位。
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更有甚者，量子力学甚至从最根本的层次上限制了平行宇宙的多样性。正如我们将在后两章探讨的那样，量子力学将模糊的本质赋予了大自然，因此，用超过特定值的精确度去讨论物体的位置是没有意义。这种局限的结果就是，宇宙组织形式的可能性是有限的。根据保守估计，与我们的宇宙大小相仿的宇宙的组织方式共有1010118种[14]。还有一种更保守的理论，叫作“全息原理”（holographic principle），它预测一个与我们的宇宙大小相似的体积最多能有1010124种组织方式[15]。否则，你塞进去的东西就太多了，会让它形成一个比自身还大的黑洞。
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这些都是巨大的数字，大得简直超乎想象，甚至比著名的“古戈尔普勒克斯”（googolplex）还大。小男孩都对大数字很着迷，我曾经偷听到我儿子和他的小伙伴抢着说出比对方更大的数字。在万亿、亿亿之后，我们不可避免要遇到这样一个炸弹——古戈尔普勒克斯。在它之后，是一片充满敬畏的沉默。你可能知道，1古戈尔普勒克斯是指1后面跟着1古戈尔个零，而1古戈尔是1后面跟着100个零，所以1古戈尔普勒克斯就是1010100。它后面可不只是跟着100个零，而是10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000个零！这个数字实在是太大了，你根本没法写出来，因为它包含的位数甚至比我们整个宇宙的原子数量还多！我一直怀疑谷歌（Google）是一家野心勃勃的公司。当我因一次会议而去拜访他们时，我发现他们把自己的办公园区称为“谷歌普勒克斯”（Googleplex）。