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現在科學界對於平行宇宙理論的爭論 有哪些?

平行宇宙不是一個理論,它們是一些理論的預測,我認為關鍵之處在於,如果某個理論是科學的,哪怕它的有些結論無法直接觀測、證實,但研究並討論這一理論的所有結論是完全合情合理的。如果一個學說能夠被證偽,我們不需要觀察、檢驗它的所有預測,只需要保證至少一個即可。因此,科學上能夠被驗證的是數學化的理論,而不一定是理論的預測。舉個例子,因為愛因斯坦的廣義相對論成功地做出了我們可以觀察的預測,所以我們也會認真對待它做出的那些無法觀察的預測,就比如黑洞里發生的事情。類似地,如果我們認為暴脹學說和量子力學迄今為止做出的成功預測令人讚歎,那我們就同樣需要認真看待它們的其他預測,包括平行宇宙。

目前來看,在可檢驗性方面,弦論顯然還不能跟暴脹學說和量子力學相提並論。然而我懷疑,即使弦論最終證明是錯的,第二層多重宇宙仍然有可能存在。數學方程擁有多個解的現象很常見。只要描述現實世界的基本方程存在多個解,那麼永恆暴脹形成巨大的空間區域,就能夠實現每一種解。例如,描述水分子運動的方程式(與弦論毫無干係)可以給出三種不同的解,分別對應水蒸氣、液態水和固態冰。類似地,如果空間本身也存在不同的相態,那麼暴脹將傾向於實現所有的相態。

另外一位資深宇宙學家,波士頓塔夫茨大學的教授亞歷山大·維連金對埃利斯的質疑也給出了這樣的回應:實際上,多重宇宙圖景有可能被觀測實驗驗證。假如我們這個宇宙與其他泡泡宇宙發生碰撞的話,就會在宇宙微波背景輻射上留下痕迹,也就是一個輻射密度或高或低的圓形斑點。如果能探測到與預測密度相符的斑點,就可以作為泡泡宇宙存在的直接證據。相關研究已經開始,但是,沒有人能保證這種碰撞在我們的宇宙視界內發生過。

此外,還有第二種方法,就是利用多重宇宙的理論模型來預測我們這個宇宙其他區域的物理常數。這些常數的數值在各個泡泡宇宙中都各不相同,我們難以做出準確的預測,但仍可以從統計學入手,預測物理常數的哪些取值最有可能被多重宇宙中的典型觀察者觀測到。而我們就是典型觀察者,這也是宇宙學第一原理,即平庸原理的基本假定。我們就能預測我們所在的泡泡宇宙中物理常數的可能取值。這套方法曾被用來預測暗能量密度的取值,而觀測證據與預測值非常接近,這改變了很多人的觀念。

在質疑平行宇宙理論的陣營中,還有一個最為廣泛的質疑聲,那就是這套理論與奧卡姆剃刀原理相悖,為了解釋我們已知的宇宙為什麼會這樣而引入了太多的假設,把事情變得極為複雜,為了解釋一個雙縫干涉實驗,不惜分裂出無數個宇宙,這動靜鬧的也太大了吧。

面對這個有力的質疑,泰格馬克教授給出了一個無比優美的回答,至少在我看來是這樣,我找到了久違的滿足感。

請問,一個所有自然數的集合,究竟是整個集合簡單呢,還是其中的某個數字簡單?你多半會以為單個數字要簡單。錯了,整個集合可以用一個極簡單的電腦程序產生,只需定義數字1和加法運算,整個集合就出來了。然而,定義單個數字所需要的空間卻可能長得驚人。

同樣,愛因斯坦場方程的所有解的集合比某一特定解要簡單。因為前者只用幾個方程描述,而後者卻需要規定有關某一超曲面的大量初始數據。所以,當我們把某一集合的所有組成部分作為一個整體考慮時,這樣的整體往往具有內在的對稱性和簡單性,但當我們把注意力放到集合的某一特定元素時,對稱性和簡單性便會消失,複雜度反而增加了。

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