我們正以前所未有的速度改變對(duì)現(xiàn)實(shí)本質(zhì)屬性的理解:哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和位于智利巴拉納爾山的巨型甚大望遠(yuǎn)鏡等大型觀測(cè)設(shè)備正探索宇宙最遠(yuǎn)的邊界,而超大粒子加速器,如大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī),正在地下忙于揭開微小的量子世界的謎底。
從這些神奇的機(jī)器里發(fā)現(xiàn)的秘密數(shù)不勝數(shù)。你可能看過哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的壯觀圖片,你可能聽過系外行星,你也肯定聽過大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)的希格斯玻色子,這種粒子借助質(zhì)量滲透其他粒子。但是你也許不知道,這些機(jī)器也可能會(huì)探測(cè)到精靈存在的跡象,或者說就是大家所說的外星人,它們存在于那些燃燒的恒星與行星上,像是神話中的獨(dú)角獸,角長在鼻子上;甚至還有更怪異的東西:妖魔鬼怪,神仙精靈。在那些地方,最古怪的幻想成為現(xiàn)實(shí)??梢哉f,那是一個(gè)怪異的宇宙。最不可思議的是,科學(xué)家正在嚴(yán)肅地討論這種可能:我們的宇宙是一個(gè)虛假的宇宙,是煙霧和鏡子的復(fù)合體。
所有這一切都是多宇宙的材料,甚至更多。在過去的一二十年里,對(duì)現(xiàn)實(shí)的過山車式大改寫顛覆了傳統(tǒng)的宇宙學(xué)理論。多宇宙假說認(rèn)為,我們?cè)谝箍罩锌吹降闹徊贿^是一個(gè)更大乃至看不見的宇宙的極其微小的一丁點(diǎn)而已。這種觀點(diǎn)已成為強(qiáng)勁的主流,我們已經(jīng)很難找到一位認(rèn)為這個(gè)宇宙里空無一物的宇宙學(xué)家。多宇宙的概念不是神話傳說,是劍橋大學(xué)和康奈爾大學(xué)的皇家天文學(xué)家和終身教授提出來的。
首先,我們談一點(diǎn)詞義吧?!岸嘤钪妗?被提出之前的“宇宙”被定義為時(shí)空體積,其直徑大約為9 0 0億光年,囊括我們所能看到的所有恒星,也就是自從大爆炸以來有足夠的時(shí)間到達(dá)我們的觀測(cè)范圍的恒星。這個(gè)“宇宙”里有5 0 0 0萬億億顆恒星,這比地球所有海灘上的所有沙粒還要多,由它們組成大約8 0 0億個(gè)星系。泛泛地說,就是晴朗的夜晚抬頭仰望天空所能看到的,巨大到難以想象,古老到無法理解,直到最近還有人認(rèn)為這就是它的全部。然后,通過天文望遠(yuǎn)鏡和粒子加速器的最新發(fā)現(xiàn),再加上數(shù)學(xué)的新思考,意味著我們必須拋棄這個(gè)小“宇宙”,去接受一個(gè)更加宏偉的現(xiàn)實(shí)。與新宇宙相比,那個(gè)舊宇宙就像大象頭頂?shù)囊恢恍∠x子。
這當(dāng)然沒能阻止一些大膽的思想家的嘗試,其中一位是布萊恩·格林,紐約哥倫比亞大學(xué)的物理和數(shù)學(xué)教授。格林在其著作《隱藏的現(xiàn)實(shí)》里,將注意力轉(zhuǎn)向多宇宙。他認(rèn)為,多宇宙至少有九種“風(fēng)味”,并說這九個(gè)宇宙可以“一起運(yùn)行”。
格林將最簡(jiǎn)單的一種稱為“縫合多宇宙”。強(qiáng)大的天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn),宇宙的物質(zhì)和能量有特定的密度。物質(zhì)和能量的密度允許“呈扁平狀”的宇宙的重力無限延伸,而不允許它折回原處形成環(huán)狀。我們知道,一種斥力場(chǎng)滲透在大爆炸剛結(jié)束的時(shí)空,導(dǎo)致一切都像斥力場(chǎng)一樣散開。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)可以推斷,只要場(chǎng)地足夠大,無限的空間包含著無限的“哈勃體積” ——一種能在地球上觀測(cè)到的空間、物質(zhì)和能量的體積。還有另一位你,坐在一個(gè)同樣的“地球”上,距離我們這個(gè)地球大約1 2 0的1 0次方的1 0次方光年。
如果這種觀點(diǎn)正確,那么,在我們的視野觀測(cè)不到的區(qū)域
不但可能有,甚至肯定有無數(shù)團(tuán)有趣時(shí)空,會(huì)有足夠多的這樣的“縫合”或“口袋”宇宙。這些宇宙里有基本粒子的各種各樣的排列。就像著名的思想實(shí)驗(yàn)設(shè)想的,如果給猴子一部打字機(jī)和足夠的時(shí)間,它就能寫出《王子復(fù)仇記》。同樣,有了確定的一套基本粒子和無限的口袋小宇宙,你就能創(chuàng)造一切。
在這種情況下,我們會(huì)希望某些縫合宇宙與我們的宇宙一樣。其他縫合宇宙里會(huì)有法力無邊、足智多謀的實(shí)體。如果基本物理法則允許(在這種方案下,基本物理法則在所有宇宙中都是恒定的),這必定會(huì)發(fā)生。因此那里有獨(dú)角獸,還有神靈一樣的存在,以及你的邪惡孿生體。我在一次采訪中詢問格林,這是否意味著存在“納尼亞”世界、“星際旅行”宇宙、精靈們能找到老師且能活到9 0多歲的地方(正如紐約市立大學(xué)理論物理教授加來道雄曾經(jīng)指出的那樣)、有意識(shí)的生物永遠(yuǎn)受折磨的地方,還有天堂和
地獄。是的,看起來似乎確實(shí)有這個(gè)意味。那么他感到不安了嗎?“沒什么,”他答道,“這令人興奮,至少我們這個(gè)宇宙如此?!?/p>
縫合多宇宙只是一個(gè)開始。1 9 9 9年,俄裔美籍物理學(xué)家安德烈·林德在洛杉磯邀請(qǐng)了一群記者,我也在其中,他讓大家參觀一個(gè)奇妙的計(jì)算機(jī)模擬。那次模擬描述了林德關(guān)于“膨脹的多宇宙”的觀點(diǎn)。在他的版本里,大爆炸之后的暴脹期發(fā)生過不止一次,而是一直不斷,接著就是一張巨網(wǎng),里面是泡沫宇宙,它們之間有一道道鴻溝分隔,這些鴻溝比縫合多宇宙里的“平行世界”之間的鴻溝還要難以想象。
還有另一種理論:弦理論,協(xié)調(diào)量子物理學(xué)與廣義相對(duì)論關(guān)系的最新嘗試,展示了一種情景:我們的宇宙就像一張被單,天文學(xué)家將其稱為“膜”,與數(shù)萬億其他宇宙放到一起,就像一本書里的一頁紙。這些宇宙離我們沒有百萬光年,它們實(shí)際就緊挨著我們盤旋。這并不意味著我們能到那里去,我們也不能去量子多宇宙里的其他宇宙,但這也算另外一種“風(fēng)味”。這種看法源于一種觀念:經(jīng)典量子力學(xué)概率波是不可違逆的現(xiàn)實(shí)而非數(shù)學(xué)構(gòu)造。這是薛定諤的貓世界,既是活貓,也是死貓,在此處,但又不在此處。愛因斯坦稱它為“幽靈般的”,但我們知道量子物理學(xué)是正確的。如果不正確,你用來閱讀這篇文章的電腦將無法運(yùn)作。
量子物理學(xué)的“多世界”解釋是休· 埃弗雷特三世(電鰻樂隊(duì)主唱馬克· 埃弗雷特的父親)于1 9 5 7年提出的,認(rèn)為所有的量子可能性實(shí)際上都是真實(shí)的。當(dāng)我們滾動(dòng)量子力學(xué)的骰子時(shí),每種可能的結(jié)果都在它的平行時(shí)間軸上成為現(xiàn)實(shí)。如果這聽起來有些發(fā)瘋,那么就想一想它的主要對(duì)手,即:“現(xiàn)實(shí)”是自覺注視的觀點(diǎn)。事情只是發(fā)生,量子狀況只會(huì)自我分解,這都是因?yàn)槲覀兊挠^察。據(jù)說愛因斯坦曾經(jīng)以挖苦的口吻提過這樣一個(gè)問題:“老鼠瞥一眼行不行?”如果是這樣的話,將歷史解釋為無數(shù)不同的版本似乎都不會(huì)可怕得讓人難以忍受。
更為奇怪的是全息多宇宙,即“我們的世界” ——不只恒星和星系,還有你和你的臥室、你的職業(yè)問題和昨天的晚飯——只不過是在一個(gè)不能到達(dá)的現(xiàn)實(shí)層面上發(fā)生的一閃而過的瞬間現(xiàn)象罷了。整個(gè)能感知的領(lǐng)域只不過是影子劇場(chǎng)的一些形狀。這聽起來像純粹的神秘主義,像柏拉圖的山洞寓言。然而,它有一定的理論支撐:斯蒂芬·霍金將這一觀點(diǎn)用于解決黑洞信息悖論,即:信息穿越一個(gè)黑洞的視界被毀時(shí),它到底怎樣了?
弦理論還提供了其他可能性和多宇宙的更多層面,但是最奇怪(也可能最簡(jiǎn)單)的觀念是我們生活在一個(gè)虛假的多宇宙。據(jù)牛津大學(xué)哲學(xué)教授尼克·博斯特羅姆2 0 0 1年首次提出的論點(diǎn),有一種可能并非微不足道,即我們、我們的世界乃至浩瀚的時(shí)空也只不過是一個(gè)巨大的計(jì)算機(jī)模擬。我們所認(rèn)識(shí)的現(xiàn)實(shí)只不過是一種構(gòu)想,這個(gè)觀念當(dāng)然是非常古老的。模擬觀與一些傳統(tǒng)佛家思想對(duì)現(xiàn)實(shí)的多層次理解有共同的特征,而“模擬”宇宙的想法更是大量出現(xiàn)在小說和電影里,如《黑客帝國》和《楚門的世界》。博斯特羅姆的觀點(diǎn)的獨(dú)特之處在于其基礎(chǔ):一系列似是而非的假設(shè),外加統(tǒng)計(jì)計(jì)算。
實(shí)際上,情況是這樣的。如果可以用計(jì)算機(jī)模擬一個(gè)“宇宙”,哪怕是它的一部分,再給它里面設(shè)計(jì)有自我意識(shí)和知覺的實(shí)體,很可能會(huì)有人在某個(gè)地方做這種事。而且,正如博斯特羅姆跟我解釋的:“看看我們的計(jì)算機(jī)模擬方式:比方說,我們要模擬天氣或者核爆炸(迄今最復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模擬),我們不是模擬一次,而是幾千次,幾百萬次,甚至幾十億次。倘若結(jié)果有可能在電腦里模擬(或者正確地說,生成)自覺意識(shí),哪怕只有一次,那結(jié)果也是很讓人吃驚的。更大的可能是,對(duì)這個(gè)工程感興趣的高級(jí)文明只要存在,就可能要做無數(shù)億次?!?/p>
以我們現(xiàn)在的計(jì)算能力,模擬這樣一個(gè)世界估計(jì)也用不了多久,這就是我們自己生活在一個(gè)模擬世界中的極其強(qiáng)大的證據(jù)。如果我們得出這樣的結(jié)論,就有一些選擇。下面要進(jìn)一步解釋。
首先是最離奇的方案,布萊恩· 格林將其稱為“終極多宇宙”。從本質(zhì)上講,就是凡是真的都是真的。乍看起來,有點(diǎn)像上文所說的縫合多宇宙。根據(jù)這種假說,物理上所有的可能性都會(huì)實(shí)現(xiàn),因?yàn)橛心敲炊嗟牟牧虾妥銐虻牟僮骺臻g。
“終極多宇宙論”強(qiáng)化了上述觀點(diǎn),認(rèn)為凡是邏輯上的可能(是基于數(shù)學(xué)計(jì)算而非物理事實(shí)的定義) 就是客觀現(xiàn)實(shí),而且重要的是,認(rèn)為讓這種現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)化為物理事實(shí)不一定需要物理材料基質(zhì)。麻省理工學(xué)院的物理教授馬科斯· 泰格馬克說,“數(shù)學(xué)宇宙假說”可以是這樣:以數(shù)學(xué)形式存在的所有結(jié)構(gòu)也以物理形式存在。泰格馬克下定義時(shí)使用了已故德國數(shù)學(xué)家大衛(wèi)· 希爾伯特建立的數(shù)學(xué)存在: 它“只是沒有矛盾的自由”。因此,如果可能,它就存在。我們可以承認(rèn)獨(dú)角獸,但不承認(rèn)隨意而且不合邏輯的魔術(shù)。
所有這一切意味著什么?如果我們生活在一個(gè)跨越許多維度、存在無限可能的世界里,為什么非要試圖解釋它?難道這與我們?nèi)绾紊钣腥魏侮P(guān)系嗎?
在大多數(shù)情況下,科學(xué)家無法回答這些問題,只能學(xué)丘吉爾硬著頭皮往前走。不過有些人還是提出一些試探性的建議。喬治梅森大學(xué)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家羅賓· 漢森就博斯特羅姆的模擬論文寫過一些評(píng)注,他的結(jié)論相當(dāng)令人沮喪:“如果我們的后人更喜歡將模仿視為娛樂,其他情況不變,那么你也應(yīng)該讓你和你周圍的事情有娛樂性,其他情況也不變……放滑稽點(diǎn)兒、粗魯點(diǎn)兒、暴力點(diǎn)兒、性感點(diǎn)兒、古怪點(diǎn)兒、同情點(diǎn)兒、英雄點(diǎn)兒……總而言之,生動(dòng)點(diǎn)兒?!?/p>
主要在于讓你的故事引人入勝,使人們還想模仿你。忘記當(dāng)好人:在模擬宇宙里,道德有什么意義?所以放有趣點(diǎn)兒——模擬希特勒、耶穌基督或戴安娜王妃,因?yàn)橛钪嫦麓螁?dòng)時(shí),你再次轉(zhuǎn)世的概率更大,或者當(dāng)觀眾覺得你太有趣而不愿意消除時(shí),他們就會(huì)把你再找回來。
這些爭(zhēng)論中最不尋常之處也許是它們受到的那種不錯(cuò)的待遇。英國皇家天文學(xué)家馬丁· 里斯是多宇宙俱樂部的忠實(shí)會(huì)員。他的主要論點(diǎn)是,可以懷疑“我們的”宇宙經(jīng)過微調(diào)以便讓生命存在,即所謂的人擇原理。哪怕稍微改變?nèi)魏我豁?xiàng)基本參數(shù),如強(qiáng)核力或引力常數(shù)的力度,得到的結(jié)果就是一個(gè)死氣沉沉的宇宙,或者輻射的海洋,或者一個(gè)黑洞。
有些人在這里看到了上帝之手,還有一些人說人擇原理是選擇傾向的一個(gè)特例。試想一想,有個(gè)又矮又胖的男人走進(jìn)商店給自己找一套西裝。如果是一家小商店而且他找到了合適的西裝,那么他感到吃驚就屬于正常。如果是一家很大的商店,里面有幾千種款式,各種尺寸應(yīng)有盡有,那就絲毫沒有值得吃驚的了。同樣,發(fā)現(xiàn)在眾多宇宙中存在一個(gè)有生命的宇宙,我們也不應(yīng)該覺得驚奇。
一些人批評(píng)多宇宙論者搞技術(shù)神秘主義,相信那些無法被證偽的觀念。例如,要想證實(shí)弦理論,就需要參宿四大小的粒子加速器。但是認(rèn)為這“不是科學(xué)”的人也處于不利的境地。比如說,大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)有可能觀測(cè)到證明弦理論需要的直接證據(jù),證明有其他維度存在,提供線索證明“我們的”引力是不是另一個(gè)宇宙中更強(qiáng)之力的殘余。這在1 0年內(nèi)就會(huì)發(fā)生,不用等到理論上的某種星際旅行。同時(shí),更強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡將會(huì)解決我們的宇宙是否真的扁平而且無限的問題。
我們不應(yīng)該為多宇宙吃驚。我們每次看自己周圍的世界時(shí),它都已經(jīng)變大。哥白尼意識(shí)到地球不是創(chuàng)造的中心。埃德溫· 哈勃意識(shí)到銀河系只不過是幾十億個(gè)星系中的一個(gè)。現(xiàn)在,我們懷疑“現(xiàn)實(shí)”實(shí)際上極其巨大,就連描述它所用的參數(shù)理解起來也非常吃力。布萊恩· 格林發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)令人驚奇,而且顯然相當(dāng)美妙。
所以,從我個(gè)人極其迷惘的處境來看,我有同感,但是我也感到相當(dāng)不安。多宇宙中缺少一些東西,其中之一就是意識(shí)的明確位置。然后會(huì)有一種感覺:在一個(gè)世界里,當(dāng)所有的可能性都變成確定性,可能發(fā)生的都發(fā)生了,道德目的卻比過時(shí)的單一宇宙更難捉摸。如果你邪惡的一半就在那里(當(dāng)然他或她就在“無限扁平的宇宙”那里),那么你在自己永恒中的那一丁點(diǎn)兒生命中所做的事情還有什么意義?我們以為人類既重要又獨(dú)特,可是在過去的5 0 0年里,科學(xué)一直在瓦解這一觀念。多宇宙觀念換湯不換藥,沒有解決實(shí)質(zhì)問題。
麥克·漢倫,科學(xué)記者,作品發(fā)表在《星期天泰晤士報(bào)》《每日電訊》等。