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穿越平行宇宙 [:1700916050]
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穿越平行宇宙
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穿越平行宇宙 哲学就写在这本伟大的宇宙之书中，它永远敞开，充盈着我们的视线。然而，在你理解书中的语言和符号之前，你不可能理解它。这本书是用数学语言写就的，它的符号就是三角形和圆形等几何形状。如果没有这些符号，人类就完全无法理解书中的字句，并将会永远迷失于黑暗的迷宫中。
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伽利略
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《试金者》（The Assayer，1623）
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自然科学中的数学具有难以解释的有效性，这一事实近乎神秘……简直无法解释。
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尤金·维格纳，1960
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哇！那是普林斯顿一个周五的早晨，我好不容易读完了邮箱里的所有邮件，主题包括一本书的写作计划、一台坏了的烤箱和一个关于“量子自杀”的争论。此时，我在收件箱里发现了一封珍宝般的邮件，发件人是我认识的一位资深教授。
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看到这封邮件，我就像被泼了一盆冷水。这是一个重大的时刻，再一次刷新了我的个人纪录。我把这封邮件抄送给我父亲——他曾极大地鼓励我对科学的热爱，我父亲的回信引用了但丁的一句话：“Segui il tuo corso et lascia dir le genti！”这是一句意大利语，意思是：“走自己的路，让别人说去吧！”
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我发现，尽管我们口头上经常说要跳出思想的藩篱，要敢于挑战权威，但事实上，物理学领域墨守成规的现象相当严重。早在研究生期间，我就敏锐地注意到了这种现象。比如，爱因斯坦革命性的相对论从未得过诺贝尔奖[44]，他本人也拒绝接受弗里德曼关于膨胀宇宙的发现，而埃弗雷特甚至在物理学领域找不到工作。也就是说，许多我迫切希望自己也能发现的重要理论，都曾被领域内的人们无情地忽视或拒绝。所以，我在研究生期间曾面临着一个两难的选择：我爱上物理学的原因正是因为我深深地着迷于那些宏大的问题，然而很明显，假如我一直追随自己的内心，那我的下一份工作恐怕就是去麦当劳了。
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在爱好和职业之间，我不想只选其一。所以我暗中决定采用一种秘密策略，让我可以兼得熊掌与鱼。后来事实证明，这个策略竟然运转得很成功。我把它称为我的“杰克博士与海德先生策略”[45]，它的目标是一个社会学漏洞。1600年，布鲁诺因坚持自己的观点（所谓的“异端邪说”，比如空间是无限的）而被活活烧死；伽利略因声称地球围着太阳转而被判终身监禁，而今天的裁决则更加温和一些。如果你对一些听起来很哲学化的宏大问题感兴趣，大多数物理学家对待你的态度就好像你沉溺于电子游戏一样——下班后的事是你自己的事，别人管不着，但是请不要在白天的工作中分心去思考这些问题，也不要在上班时间讨论这些话题。所以，每当权威人士询问我在研究什么时，我就变身为受人尊敬的“杰克博士”，告诉他们我正在研究宇宙学领域的主流话题，比如第3章提到的那些，涉及大量的测量和数字，诸如此类。但是私底下，在没人注意的时候，我就变身为“邪恶的海德先生”，着手于我真正想做的事情——追寻实在的终极本质，正如第5章和第7章以及本书接下来要讨论的大部分内容。
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为了消除顾虑，我还在个人网站上宣传自己的“业余爱好”，打趣说我每写10篇主流论文，就允许自己沉浸到一篇“古怪”的论文中。这很方便，因为我是唯一一个在心里默数着这些数字的人……当我从伯克利毕业时，我已经发表了8篇论文，但其中有4篇都是“海德先生”写的，所以我在我的博士论文中省略了这部分内容。我真的很喜欢我在伯克利的研究生导师乔·西尔克，但是为了安全起见，每次我打印“海德先生”的论文时，都要先确保他不在打印机附近，并且直到他在我的博士论文上签字后，我才给他看了那些论文[46]……我越来越无法摆脱这种策略：每当我申请工作和研究经费时，我就只提及“杰克博士”的论文；在业余时间，我一直对宏大的问题做着自己的研究。正是这些研究让我“引火上身”——与布鲁诺身上的火不同，这是一把蛮好的火。
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这种双重人格式的策略取得了超乎想象的结果。我非常欣慰自己能在一所拥有杰出同事和优秀学生的大学里工作，也不用付出中断我最大兴趣的代价。但是现在，我觉得我亏欠科学界太多太多，到了我回馈的时候了！如果我们想象一下，在一个虚拟的空间里，所有研究课题在我们面前排列好，有一条边界线可以区分出哪些课题属于主流物理学、哪些不是（见图9-1）。这条边界线有一个神奇的性质——它在不停地变形！在某些地方它收缩了，比如，炼金术和占星术走下了主流的舞台；而在另外一些地方它发生了膨胀，对学科进行了重新分类，比如，相对论和疾病微生物学从高度推测性的少数观点变成了主流科学。一直以来我都相信，一定有一些额外的课题可供物理学家发挥长处，尽管这些课题一开始听起来很哲学化。我已经蛰伏太久了，不能再为自己找借口。我感到，我对年轻科学家肩负着一种道义上的责任，我要帮助他们从学术的狭龛中召唤出内心的“海德先生”，帮助他们将科学的边界往外推进一点点。这就是我和安东尼·阿吉雷成立基本问题研究所（我在第7章提到过这个研究所）的初衷，也正是我写这本书的原因。
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图9-1 主流科学的边界在不断变化。
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那么，究竟是哪一篇论文招来了那封暗示我“停下来，否则你将自毁前程”的邮件呢？到底是什么话题，超出了图9-1所描绘的当代主流科学的边界，以至于那位教授觉得需要把我拉回来呢？那篇论文的主题，也正是本书的中心思想，那就是，我们的宇宙是一个巨大的数学对象。在这一章中，我们将开始探索这片神秘的疆域。
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数学，到处都是数学！
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生命、宇宙和万物的终极问题的答案究竟是什么？道格拉斯·亚当斯在科幻小说《银河系漫游指南》中曾这样追问，他给出的答案是42；最困难的部分原来是找到真正的问题。实际上，我们那些问个不休的祖先们无疑也问过同样宏大的问题，但随着他们知识的增长，他们对“万物理论”的追寻在逐渐演化。当古希腊人不再寄希望于神话传说，而是精心建立起太阳系的机械模型时，从那时起，他们追问的重点就从“为什么”转向了“如何做”。
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从那时起，我们提出的问题在某些领域变少了，但在另一些领域却如雨后春笋般不断涌现，图9-1清楚地描绘了这一点。一些问题被放弃是因为太过天真或误入歧途，比如，文艺复兴时期流行从第一原理来解释行星轨道的尺度。同样的事情可能也会发生在目前十分流行的理论上。比如，宇宙中暗能量总量的预测值——如果我们最终发现，周边区域的暗能量数量只是历史偶然事件的话，那些预测值就必须推倒重来（我们在第5章探讨过这个话题）。我们回答这些问题的能力也早已超过了祖辈们最大胆的预期：牛顿如果知道我们能以1%的误差测算出宇宙的年龄，还能领悟微观世界的秘密从而制造出iPhone，那他一定大为惊讶。
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我发现，道格拉斯·亚当斯对数字“42”的戏谑其实十分恰当。因为，在人类取得的种种成就中，数学扮演了不可或缺的角色[47]。宇宙从某种意义上说是数学的，这种观念可以追溯到古希腊的毕达哥拉斯，并在物理学家和哲学家的争论中延续了千百年。17世纪时，伽利略说过一句著名的话，将我们的宇宙比喻成一本用数学语言撰写而成的伟大之书。而在近代，20世纪60年代期间，诺贝尔物理学奖得主尤金·维格纳认为“自然科学中的数学具有难以解释的有效性”，是一个亟待解决的问题。
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形状、模式与公式
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接下来，我们即将探索一个真正的终极解释。不过首先，我们需要澄清一下我们要解释的对象究竟是什么。请放下这本书，看看四周。我们要谈论的数学公式到底在哪里呢？数学难道不就是数字吗？你也许会在某些地方看见一两个数字，比如这本书的页码，但是，数字其实只是人类发明出来可供印刷和书写的符号，所以它们很难深邃地反映宇宙的数学性。