找不到证据的多重宇宙，对科学有害？
栏目：名刊精选 来源：中国数字科技馆
多重宇宙
1990年，我为《科学美国人》撰写了一篇文章，主题是：我们的宇宙是否可能如一些物理理论暗示的，是多重宇宙中的一个。文章标题为《这里有一个宇宙，那里也有一个》（Here a Universe, There a Universe...）。之所以使用这种轻松的语气，是因为我不想读者把这些宇宙猜想看得太过严肃。毕竟，我们还没有办法证明或推翻其他宇宙的存在。 如今，物理学家仍然缺乏证据证实其他宇宙的存在，甚至缺乏获得证据的有效方法。尽管如此，许多人坚持认为，我们的宇宙实际上只是浩瀚的“多重宇宙”中的一粒尘埃。肖恩·卡罗尔（Sean Carroll）是一位精于雄辩且富有激情的多重宇宙理论研究者，他对多重宇宙的信仰源于量子力学，他认为后者是对现实最好的诠释。 卡罗尔在他的《量子世界和时空的出现》（Something Deeply Hidden）一书中断言，量子力学并非只能描述微观世界，它能描述包括人类在内的一切事物。“就我们目前所知，”他写道，“量子力学不仅仅是对事实的一种近似描述，它本身就是事实。” 卡罗尔认为，无论多重宇宙看起来多么荒谬，它是量子力学理论不可避免的结果。 为了证明这个观点，他带我们深入超现实的量子世界——我们的宇宙! 基本的量子方程被称为波函数（wave function），它表示一个粒子（例如电子）能处于多个可能的空间位置，以及出现在各个位置的概率。当你用仪器对准电子，测定它的位置，你会发现电子只有一个位置。你可能会合理地推测，波函数只是电子行为的统计学近似值，电子很小，因此我们的仪器无法测得更精确。但根据卡罗尔的观点，这个推测可能是错误的。电子始终以一种模糊的概率形式存在，直到你观察到它，它才出现物理学上的“坍塌”，出现在某个位置上。 物理学家和哲学家为这个“测量问题”已经持续争论了近一个世纪。人们提出了各种各样的解释，但其中大多数要么不可信，要么需要将人类意识看作现实的必要组成，要么需要特地调整波函数。在卡罗尔看来唯一合理的解决方案，是普林斯顿大学的研究生休·埃弗里特三世（Hugh Everett III）在1957年提出的——电子实际上存在于波函数所允许的所有位置上，只不过在不同的宇宙中。 这一后来被称为“多世界理论”的假说，在数十年的时间内得到了完善。它不再需要考虑测量行为或测量者的个人意识。理论认为，当一个量子粒子撞击另一个量子粒子时，宇宙就会分裂或出现新分支，使两者的波函数崩溃。这个过程被称为“退相干”，随时都在发生，并且它此刻就在你身边发生！此刻，无数和你一样的人出现，他们或许比你更快乐。而为什么我们感受不到这个分裂过程呢？埃弗雷特回答道：“你能感觉到地球的运动吗?” 卡罗尔在一定程度上解决有关多重宇宙理论的证据问题。他表示，哲学家卡尔·波佩尔（Karl Popper）普及了一个观点：科学理论应该精确到能被检验或证伪，而埃弗雷特的假设“好的一面”在于它是“基于量子力学、完全客观的讨论”。 卡罗尔进一步提出，即使我们永远无法直接观察到多重宇宙中的其他任何一个宇宙，由于量子力学是可证伪的，多重宇宙假说“也会是其中最具可证伪性的理论”。此外，“很多”只是对多重宇宙数量的一个保守说法。卡罗尔估计，自大爆炸以来，宇宙的数量是2的10次方的112次方。就像我说的，宇宙的数量是无限个。
图片来源：Pixabay 多世界理论只是多重宇宙理论中的一种。物理学家还提出过一些更奇怪的理论，例如科普作家汤姆·西格弗里德(Tom Siegfried)在他撰写的《天堂的数量》(The Number of The heaven)一书中所提到的。弦理论认为，所有的自然力都来自线状的“弦”在九维或更高维度空间的扭动，这意味着我们的宇宙只是不断延伸的宇宙“景观”中的一个小山丘，其中一些宇宙具有与我们截然不同的法则和维度。混沌暴胀（Chaotic inflation）是大爆炸理论的一个扩充版本，它表明我们的宇宙是无边无际的泡沫海洋中的一个微小气泡。 除了描述多种多样的多重宇宙理论，西格弗里德还提出，多重宇宙观点的出现最早可以追溯到古希腊时期。西格弗里德对多重宇宙的存在持中立态度，且承认“没有人能确定”其他宇宙是否存在。但随后，他又为多重宇宙理论提供了一个防御性观点，他宣称“多重宇宙的存在比不存在更有意义。” 西格弗里德将历史上对多重世界观点的抵制归因于亚里士多德，后者一直坚定地认为地球是唯一存在的世界。由于亚里士多德是错误的，西格弗里德似乎在暗示，或许现代多重宇宙理论的怀疑论者也错了。毕竟自亚里士多德的时代起，我们所知的宇宙范围已经极大地扩大了。但直到一个世纪前，我们才知道银河系只是众多星系中的一个。
图片来源：Pixabay 西格弗里德认为，符合逻辑的下一步是，我们发现整个宇宙只是诸多宇宙中的一个。他在反驳那些称多重宇宙理论不可验证、“不科学”的怀疑者时，表示他们的观点并不科学，因为“在预设科学的定义时，他们一开始就排除了多重宇宙”。 事实上，我并不愿意否定多重宇宙的存在。我看到了多重宇宙理论的一些价值，就像这位像肖恩·卡罗尔一样具有天赋的作家——西格弗里德所描述的，这些理论激发了我们的想象力，并给予了无限的启示。它们让我们感觉自己真的十分渺小。 但由于一些原因，我对多重宇宙理论的兴趣大不如前。首先，无论从内部和外部来看，科学正处于一个低潮期。当杰出的思想家传播这些永远无法被检验的观点时，科学就会受到损害，因此，这些观点是不科学的。此外，我们的现实世界中正面临严重的问题，而沉溺于多重宇宙更像是在逃避现实——类似于亿万富翁幻想殖民火星。科学家不应该用他们的时间做一些更有成效的事情吗? 也许在另一个宇宙中，卡罗尔和西格弗里德已经说服了我认真看待多重宇宙的观点——但我对此表示怀疑。 撰文：约翰·霍根（John Horgan） 翻译：高宏 文章来源：环球科学
