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
1700917677
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。
1700917678
1700917679
101091米外，有个人与你一模一样
1700917680
1700917681
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。
1700917682
1700917683
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。
1700917684
1700917685
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。
1700917686
1700917687
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。
1700917688
1700917689
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）。
1700917690
1700917691
虽然1010118是一个超大的天文数字，但与无穷大比起来，还是小巫见大巫。这意味着，如果永恒暴胀创造出了一个包含无穷多个第一层平行宇宙的空间，那里面将包含所有的可能性。具体地说，想要找到两个完全相同的宇宙，你可能需要逐个检查1010118个宇宙（见图5-2）。所以，如果你在宇宙中沿直线旅行，想到达第一个与我们的宇宙完全相同的宇宙，你可能需要横穿1010118个宇宙直径。如果你愿意在各个方向上都去碰碰运气，你会发现，每个方向上碰到相同宇宙需要旅行的距离是大致相同的，差不多都是1010118米，这个搞笑的双重指数（指数的指数）依然存在。[16]
1700917692
1700917693
1700917694
1700917695
1700917696
图5-2 在这个玩具宇宙中有4个不同的位置，占据每个位置的粒子有两种可能性，所以一共只有24种组合方式（左上）。这意味着，在这样的宇宙的第一层多重宇宙中，要找到一个相同的平行宇宙，你需要检查16个宇宙。同样，如果我们的宇宙包含10118个粒子，可以组合成1010118种不同的排列方式，那么，你需要旅行1010118个平行宇宙，才能遇到一个相同的宇宙。
1700917697
1700917698
在稍微近一些的地方，大约101091米以外的地方，应该存在一个半径为100光年的球形区域，与以地球为中心的同半径区域完全相同，所以我们在下一个世纪中的所有观念也将与那里的分身完全相同。大约101091米以外的地方，应该存在一个与你一模一样的人。实际上，还有一些分身可能存在于更近的地方，因为最终孕育出你的整个过程在宇宙中处处都在发生，比如行星的形成和进化的历程。仅在我们的宇宙中，就可能存在着1020颗处于宜居带的行星。
1700917699
1700917700
第二层多重宇宙，永远无法到达的地方
1700917701
1700917702
之前，我曾把暴胀称为“不断给予的礼物”，因为每一次你认为它不会再给出更激进的预测时，它都再一次颠覆你的想法。如果你感到第一层多重宇宙实在太大了，难以接受，那么，试着张开思维的翅膀，想象一下，假如有无穷多个第一层多重宇宙，有一些甚至拥有明显不同的物理定律，你的脑袋会不会一个变成两个大？然而，安德烈·林德、亚历克斯·维兰金、阿兰·古斯和他们的同事们已经告诉人们，这就是暴胀理论作出的典型预测。我们将它称为第二层多重宇宙。
1700917703
1700917704
同一个空间，许多个宇宙
1700917705
1700917706
物理学家怎能允许如此疯狂的事情存在？我们在图4-8中看到，暴胀能从有限的体积内创造出无限的体积。正如图5-3所示，我们没有理由认为暴胀不会在几个相邻的体积内发生，只要交界处的暴胀永不结束，就能由此产生出几个相邻的无限区域（也就是第一层多重宇宙）。
1700917707
1700917708
1700917709
1700917710