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埃利斯列出了一些可疑的观测数据,它们都号称支持多重宇宙理论,比如其中一些证据声称自己可以证明自然界中某些常数并不总是永恒不变,还有一些来自宇宙微波背景辐射的证据,据称可以证明宇宙碰撞——与其他宇宙或者奇异地连接着的空间的碰撞。我完全同意他对这些证据的怀疑。然而,在这些例子中,值得争议的部分是对数据的分析,就像1989年的冷核聚变骗局一样。我认为,科学家测量并争论数据细节这个事实,进一步证明了这属于科学的范畴,这正是科学争论与非科学争论的分别。
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我们在第5章看到,我们的宇宙似乎为生命的出现而进行了惊人的微调,因为如果你改变我们自然界的常数,哪怕只改变一点点,我们所知的生命形式就不可能存在。这是为什么?如果存在第二层多重宇宙,其中的“常数”可取任何可能的值,那么我们身处一个罕见宜居的宇宙就不是一件惊人的事情了,正如我们生于地球而非水星或海王星这一事实并不惊人一样。埃利斯之所以反对这一点,是因为他认为要得出这个结论,并不需要假设出一个多重宇宙理论作为前提,但这却是我们检验任何科学理论的方式:我们假设它是真的,算出结果,如果预测与观测不相符合,就抛弃这个理论。某些微调性看起来已经足够符合了,比如,为了生成一个宜居的星系,暗能量需要微调的位数多达123位。在我看来,这样无法解释的巧合可能表明科学的理解中尚存鸿沟。如果有人轻视这样的巧合,并说“我们只是很幸运,别再寻找解释了”,这不仅无法让人满意,还可能忽视非常关键的线索。
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埃利斯论证说,如果我们真的相信所有可能发生的事情都会发生,那我们就像是踏上了一个滑溜的斜坡,下方是更大的多重宇宙,例如第四层多重宇宙。第四层多重宇宙是我最喜欢的一层,所以,作为这个层级少有的忠实支持者之一,我会非常开心地坐上这个滑坡,一路滑下去!
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埃利斯还提到,多重宇宙可能违背了奥卡姆剃刀原理,因为引入了太多不必要的复杂性。作为一个理论物理学家,我对一个理论的优雅性与简单性进行评价时,看的并不是这个理论本身,而是看它的数学方程——令我叹为观止的是,数学上最简单的理论总是倾向于生成多重宇宙。经证明,想要写下一个只会生成我们所见之宇宙而其他什么也没有的理论是相当困难的。
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最后,还有一个反多重宇宙的观点,我建议埃利斯要尽量避免,但我认为这是大多数人的普遍看法,即平行宇宙看起来太古怪了,不可能是真的。然而,正如我们在引言中探讨过的那样,这正是我们应当预计到的情况——进化将直觉赋予了我们,但这种直觉只能注意到对我们的远古祖先们具有生存价值的日常事务,于是,每次我们用科技来窥伺人类尺度以外的实在范畴时,都会让进化而来的直觉崩溃。这样的情况,在我们眼前发生了一遍又一遍,包括反直觉的相对论、量子力学等。因此,我们也应当预计到,物理学的终极理论(不管它最终是什么)都应该让人感到怪诞离奇。
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我们无法摆脱这些平行宇宙
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全景假设
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物理实在应当是这样一种东西,至少有一个观察者能够从本质上观察它的全部。
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看完了反对多重宇宙的论证,让我们更严密地分析一个支持多重宇宙的例子。我将论证道,如果我们接受外部实在假说——存在一个完全独立于我们人类的外部物理实在,那么所有尚存争议的问题都会消融。假设这个假说是正确的,那么,大多数对多重宇宙的批判意见都基于三个似是而非的假设的某种组合。
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教育实在假设
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物理实在应当是这样一种东西,所有合理知情的人类观察者都觉得他们能从直觉上理解它。
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全景假设和教育实在假设似乎只反映了人类的傲慢自大。全景假设实际上重新定义了“存在”这个词,让它等同于人类可观测的东西,就像把头埋在沙子里的鸵鸟一样。而那些坚持教育实在假设的人则通常会拒绝他们童年时期熟悉的慰藉概念,例如圣诞老人、欧几里得空间、牙齿仙子和神创论。但是,他们真的已经将自己从牢牢深植的慰藉概念里解放出来了吗?我个人认为,我们科学家的职责就是弄清楚世界运行的规律,而不是用我们的哲学偏见来解释它。
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不可复制假设
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没有任何一个物理过程可以复制观察者,或者创造出主观上不可区分的观察者。
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如果全景假设是错误的,那么从定义上说,一定存在本质上不可观测的事物。由于“我们的宇宙”的定义只包括了那些本质上可观测的万物,这意味着我们的宇宙并不是所有存在,因此我们栖身于一个多重宇宙中。如果教育实在假说是错误的,那么,那些声称多重宇宙太诡异的说法在逻辑上不合理。如果不可复制假说是错误的,那么,就没有理由认为外部实在中不存在众多你的版本——实际上,我们已经在第5章和第7章中见过永恒暴胀和不坍缩的量子力学是如何产生出那些“你”的。
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此外,我们在第9章论证过,外部实在假说中暗示了数学宇宙假说,即我们的外部物理世界就是一个数学结构。在第11章中,我们看到了它又是如何暗示了第四层多重宇宙的存在,这一层多重宇宙将其他层级的多重宇宙都囊括在内。也就是说,只要我们同意“存在一个独立于我们的外部实在”,那从根本上说,我们就无法摆脱这些平行宇宙。
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总结而言,综观这本书,我们看到了人类自我意象的变迁。长期以来,人类都难以克服傲慢的倾向,自大地想象自己拥有中心地位,认为其余万物都是围绕着我们而旋转。但是,我们也一次又一次证明这样的想法是错误的——其实是我们围绕着太阳旋转,而太阳围绕着银河系的中心旋转,银河系位于一个充满无数星系的宇宙,而这个宇宙又只是四个多重宇宙层级中小小的一个。我希望这能让我们保持谦卑。然而,尽管我们高估了人类在万物图景中的物理力量,但我们却总是低估我们的精神力量!我们的祖先认为他们永远受限于地面上,永远无法真正理解天上星星的本质。然后,他们意识到自己不用飞入太空就能研究天体——只需放飞人类的心智,而非身体。得益于物理学的进展和突破,我们对实在本质的洞察变得越来越深邃。我们发现自己栖身于一个祖先们做梦都想不到的宏大实在中,这意味着人类未来生活的潜力也一定会超出我们的想象,不可限量。在未来,有了几乎无穷无尽的物理资源,人类的天赋和创造力一定会变革一切。所以,命运掌握在我们自己手中。
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唯一能限制我们的,是人类自己的想象力
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如果我错了,如果数学宇宙假说是错误的,这意味着基础物理学必将遭遇到一个障碍,如果不克服它,我们就无法更好地理解我们的物理实在,因为它缺乏数学描述。如果我是正确的,这个障碍就会烟消云散,万事万物从本质上都可以被我们理解。我想,这是一件奇妙的事情,因为那时候,唯一能限制我们的,就是人类自己的想象力。
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更准确地说,唯一能限制我们的,就是我们的想象力和完成艰苦任务的决心。道格拉斯·亚当斯对“生命、宇宙和万物的终极问题”所给出的答案(见第9章),并不能算一个答案,也无法安抚所有提出问题之人。同样,关于实在终极本质的问题,我所提出的答案(“全是数学”,或者更具体地说是“第四层多重宇宙”)也无法回答大部分传统的宏大问题。与直接回答不同,大部分问题都被改述,重新措辞。例如,“量子引力学的方程是什么”这个问题就变成了“我们在第四层多重宇宙中处于什么位置”——这个问题与原来的问题一样难以回答。所以,关于物理实在的终极问题一直在改变。我们抛弃了“哪一些数学方程描述了我们的实在”这样误导性的问题,转而发问“如何从飞鸟视角中计算出我们的宇宙在青蛙视角中的样子”——也就是我们的观测。这将决定我们是否能揭开这个宇宙的真实结构,并帮助我们弄清楚我们的家园位于数学宇宙中的哪个角落。
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基本问题比那些不那么基本的问题更容易回答,这在物理学中是一个普遍的现象——如果我们发现了描述量子引力学的正确方程,它们就能让我们对空间、时间和物质的理解更深入,但无法帮助我们建立更精确的全球气候变化模型,即使它们已经从本质上解释了与天气有关的所有物理学。魔鬼就藏在细节之中,要搞清楚这些细节需要大量与终极基本理论无关的艰苦工作。
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本着这样的精神,本书剩下的部分将探索一些更具体的宏大问题,带领我们越来越远离基本物理学,但越来越靠近我们自己的家园。由于本书前面的部分花了太多精力来讨论我们的过去,那么,用展望未来作为旅程的终结,再合适不过了。
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我们宇宙的未来——它将如何终结
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如果数学宇宙假说是正确的,那么总体来说,我们物理实在的未来并没有太多东西可以说——由于它存在于时间和空间之外,它终结或消逝的方式与它创生和变化的方式并没什么不同。但是,如果我们拉近镜头,仔细观察我们栖居的这个包含时间和空间的数学结构,那么一切就会变得更加有趣。在我们这里,万事万物仿佛是在我们这样的观察者的着眼点上展开,所以我们自然而然地想知道最终会发生什么。
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那么,数十亿年之后,我们的宇宙将如何终结?对这个即将到来的宇宙末日,我有5个主要的猜想,都画在图12-2中了,并在表12-1中进行了总结——大冷寂、大挤压、大撕裂、大断裂和死亡泡泡。
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