科學(xué)探索：找不到證據(jù)的多重宇宙，對(duì)科學(xué)有害？

多重宇宙
1990年，我為《科學(xué)美國人》撰寫了一篇文章，主題是：我們的宇宙是否可能如一些物理理論暗示的，是多重宇宙中的一個(gè)。文章標(biāo)題為《這里有一個(gè)宇宙，那里也有一個(gè)》（Here a Universe, There a Universe...）。之所以使用這種輕松的語氣，是因?yàn)槲也幌胱x者把這些宇宙猜想看得太過嚴(yán)肅。畢竟，我們還沒有辦法證明或推翻其他宇宙的存在。
如今，物理學(xué)家仍然缺乏證據(jù)證實(shí)其他宇宙的存在，甚至缺乏獲得證據(jù)的有效方法。盡管如此，許多人堅(jiān)持認(rèn)為，我們的宇宙實(shí)際上只是浩瀚的“多重宇宙”中的一粒塵埃。肖恩·卡羅爾（Sean Carroll）是一位精于雄辯且富有激情的多重宇宙理論研究者，他對(duì)多重宇宙的信仰源于量子力學(xué)，他認(rèn)為后者是對(duì)現(xiàn)實(shí)最好的詮釋。
卡羅爾在他的《量子世界和時(shí)空的出現(xiàn)》（Something Deeply Hidden）一書中斷言，量子力學(xué)并非只能描述微觀世界，它能描述包括人類在內(nèi)的一切事物。“就我們目前所知，”他寫道，“量子力學(xué)不僅僅是對(duì)事實(shí)的一種近似描述，它本身就是事實(shí)?！?卡羅爾認(rèn)為，無論多重宇宙看起來多么荒謬，它是量子力學(xué)理論不可避免的結(jié)果。
為了證明這個(gè)觀點(diǎn)，他帶我們深入超現(xiàn)實(shí)的量子世界——我們的宇宙! 基本的量子方程被稱為波函數(shù)（wave function），它表示一個(gè)粒子（例如電子）能處于多個(gè)可能的空間位置，以及出現(xiàn)在各個(gè)位置的概率。當(dāng)你用儀器對(duì)準(zhǔn)電子，測定它的位置，你會(huì)發(fā)現(xiàn)電子只有一個(gè)位置。你可能會(huì)合理地推測，波函數(shù)只是電子行為的統(tǒng)計(jì)學(xué)近似值，電子很小，因此我們的儀器無法測得更精確。但根據(jù)卡羅爾的觀點(diǎn)，這個(gè)推測可能是錯(cuò)誤的。電子始終以一種模糊的概率形式存在，直到你觀察到它，它才出現(xiàn)物理學(xué)上的“坍塌”，出現(xiàn)在某個(gè)位置上。
物理學(xué)家和哲學(xué)家為這個(gè)“測量問題”已經(jīng)持續(xù)爭論了近一個(gè)世紀(jì)。人們提出了各種各樣的解釋，但其中大多數(shù)要么不可信，要么需要將人類意識(shí)看作現(xiàn)實(shí)的必要組成，要么需要特地調(diào)整波函數(shù)。在卡羅爾看來唯一合理的解決方案，是普林斯頓大學(xué)的研究生休·埃弗里特三世（Hugh Everett III）在1957年提出的——電子實(shí)際上存在于波函數(shù)所允許的所有位置上，只不過在不同的宇宙中。
這一后來被稱為“多世界理論”的假說，在數(shù)十年的時(shí)間內(nèi)得到了完善。它不再需要考慮測量行為或測量者的個(gè)人意識(shí)。理論認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)量子粒子撞擊另一個(gè)量子粒子時(shí)，宇宙就會(huì)分裂或出現(xiàn)新分支，使兩者的波函數(shù)崩潰。這個(gè)過程被稱為“退相干”，隨時(shí)都在發(fā)生，并且它此刻就在你身邊發(fā)生！此刻，無數(shù)和你一樣的人出現(xiàn)，他們或許比你更快樂。而為什么我們感受不到這個(gè)分裂過程呢？埃弗雷特回答道：“你能感覺到地球的運(yùn)動(dòng)嗎?”
卡羅爾在一定程度上解決有關(guān)多重宇宙理論的證據(jù)問題。他表示，哲學(xué)家卡爾·波佩爾（Karl Popper）普及了一個(gè)觀點(diǎn)：科學(xué)理論應(yīng)該精確到能被檢驗(yàn)或證偽，而埃弗雷特的假設(shè)“好的一面”在于它是“基于量子力學(xué)、完全客觀的討論”。
卡羅爾進(jìn)一步提出，即使我們永遠(yuǎn)無法直接觀察到多重宇宙中的其他任何一個(gè)宇宙，由于量子力學(xué)是可證偽的，多重宇宙假說“也會(huì)是其中最具可證偽性的理論”。此外，“很多”只是對(duì)多重宇宙數(shù)量的一個(gè)保守說法。卡羅爾估計(jì)，自大爆炸以來，宇宙的數(shù)量是2的10次方的112次方。就像我說的，宇宙的數(shù)量是無限個(gè)。


圖片來源：Pixabay
多世界理論只是多重宇宙理論中的一種。物理學(xué)家還提出過一些更奇怪的理論，例如科普作家湯姆·西格弗里德(Tom Siegfried)在他撰寫的《天堂的數(shù)量》(The Number of The heaven)一書中所提到的。弦理論認(rèn)為，所有的自然力都來自線狀的“弦”在九維或更高維度空間的扭動(dòng)，這意味著我們的宇宙只是不斷延伸的宇宙“景觀”中的一個(gè)小山丘，其中一些宇宙具有與我們截然不同的法則和維度?；煦绫┟洠–haotic inflation）是大爆炸理論的一個(gè)擴(kuò)充版本，它表明我們的宇宙是無邊無際的泡沫海洋中的一個(gè)微小氣泡。
除了描述多種多樣的多重宇宙理論，西格弗里德還提出，多重宇宙觀點(diǎn)的出現(xiàn)最早可以追溯到古希臘時(shí)期。西格弗里德對(duì)多重宇宙的存在持中立態(tài)度，且承認(rèn)“沒有人能確定”其他宇宙是否存在。但隨后，他又為多重宇宙理論提供了一個(gè)防御性觀點(diǎn)，他宣稱“多重宇宙的存在比不存在更有意義?！?br> 西格弗里德將歷史上對(duì)多重世界觀點(diǎn)的抵制歸因于亞里士多德，后者一直堅(jiān)定地認(rèn)為地球是唯一存在的世界。由于亞里士多德是錯(cuò)誤的，西格弗里德似乎在暗示，或許現(xiàn)代多重宇宙理論的懷疑論者也錯(cuò)了。畢竟自亞里士多德的時(shí)代起，我們所知的宇宙范圍已經(jīng)極大地?cái)U(kuò)大了。但直到一個(gè)世紀(jì)前，我們才知道銀河系只是眾多星系中的一個(gè)。


圖片來源：Pixabay
西格弗里德認(rèn)為，符合邏輯的下一步是，我們發(fā)現(xiàn)整個(gè)宇宙只是諸多宇宙中的一個(gè)。他在反駁那些稱多重宇宙理論不可驗(yàn)證、“不科學(xué)”的懷疑者時(shí)，表示他們的觀點(diǎn)并不科學(xué)，因?yàn)椤霸陬A(yù)設(shè)科學(xué)的定義時(shí)，他們一開始就排除了多重宇宙”。
事實(shí)上，我并不愿意否定多重宇宙的存在。我看到了多重宇宙理論的一些價(jià)值，就像這位像肖恩·卡羅爾一樣具有天賦的作家——西格弗里德所描述的，這些理論激發(fā)了我們的想象力，并給予了無限的啟示。它們讓我們感覺自己真的十分渺小。
但由于一些原因，我對(duì)多重宇宙理論的興趣大不如前。首先，無論從內(nèi)部和外部來看，科學(xué)正處于一個(gè)低潮期。當(dāng)杰出的思想家傳播這些永遠(yuǎn)無法被檢驗(yàn)的觀點(diǎn)時(shí)，科學(xué)就會(huì)受到損害，因此，這些觀點(diǎn)是不科學(xué)的。此外，我們的現(xiàn)實(shí)世界中正面臨嚴(yán)重的問題，而沉溺于多重宇宙更像是在逃避現(xiàn)實(shí)——類似于億萬富翁幻想殖民火星。科學(xué)家不應(yīng)該用他們的時(shí)間做一些更有成效的事情嗎?
也許在另一個(gè)宇宙中，卡羅爾和西格弗里德已經(jīng)說服了我認(rèn)真看待多重宇宙的觀點(diǎn)——但我對(duì)此表示懷疑。
撰文：約翰·霍根（John Horgan）
翻譯：高宏
文章來源：環(huán)球科學(xué)


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