在我們習以為常的現實世界之下
是另一個令人驚嘆的世界
在這裏我們對於宇宙的大部分理解 都是錯的
物理學家兼暢銷書作家布萊恩·格林
帶你開始一段顛覆常識的旅程
布賴恩·格林: 為什麼我們從來沒有逆向地見證事情的發生？
根據物理定律 這完全有可能
隨著我們探索這宇宙的終極領域
這個世界將逐漸清晰
從黑洞到宇宙大爆炸
我們將會深入物質的本質
來杯他喝得
這裏 強大的輻射充斥著真空
三維世界也許只是一個幻覺
過去 現在和未來
其實並無界限
格林: 可是怎麼會這樣？
對於我們熟悉的事物 我們為何錯的如此離譜?
這讓我們很煩惱吧?
必須的
自然法則
無規律可循
理論物理學家們應該為此感到高興
因為這是一個開創性的視角
它開啟了一個具有無限可能的新世界
讓我們開始吧……
如果新的宇宙不斷在誕生……
旁白: 在這種構想中 宇宙大爆炸並非孤立事件
……而我們的宇宙只是其中之一
格林: 在另外某個地方存在著一樣的你我
一樣的大家
我們身處的宇宙是單一的還是多重的？
NOVA即將為您呈現
NOVA的主要贊助公司有
以及……
由公共廣播公司
以及您對PBS電台的贊助
"宇宙的構造"主要基金來源
國家科學基金會
以及……
提供原始研究資料和易於公眾理解的
科學 技術 工程 數學的方面的支持
其餘資金由
以及喬治·D·史密斯基金
布賴恩·格林: 紐約
人們說沒有什麼地方跟這裏一樣——
八百萬居民 無數的建築 紀念碑
以及地標 任何一個都是唯一的
或者說我們認為是這樣
"唯一性"是一個很熟悉的概念
我們甚至從未質疑過
經驗告訴我們 人和物體都是獨一無二的
我們為什麼參觀博物館 為什麼要收集美妙的藝術品？
一種關於宇宙的新構想開始明朗化
——沒有什麼是唯一的
這並不是說這些舉世聞名的藝術品是贗品
這裏討論的是更深層次的含義:
關於宇宙的新構想
在這種構想中 "唯一性"被質疑
任何物體都存在副本
而且這僅是開始
也許不僅物體存在副本
你 我 每個人都存在副本
可如果這種構想是正確的話
那些副本在哪
為什麼從未有人目睹？
答案也許就藏在我們的宇宙之外
"宇宙"這個詞原本的含義
是"所有的一切" 任何事物
而不止一個宇宙
不止一個"任何事物"的想法 令人難以置信
但是 也許如果我們能飛出太陽系
飛出銀河系 甚至飛出其他的星系
越過我們可見的宇宙的邊界
我們會發現更多 更多
我們的宇宙並不孤單
可能還存在其他的宇宙
事實上 也許每時每刻都有新的宇宙誕生
我們可能就生活在
宇宙數量不斷增長的多重宇宙中:
"多重宇宙"
如果能前往別的宇宙
我們會發現其中的一些宇宙擁有截然不同的自然基本性質
以及我們認為不可能存在的物質
另一些宇宙中可能有著看似熟悉
但卻異乎尋常的星系 恆星以及行星
如果宇宙的數量是無限的
必定存在某個
跟我們的宇宙幾乎一樣的宇宙
差別非常細微
就好像可能有另一個布賴恩·格林
從事著不同的工作
史蒂文·溫伯格: 如果多重宇宙真的無限
那麼我們面對的將是多種可能性
讓人很難想像
另外的地方也會存在有艾倫·古思
他們的想法和行為跟我完全一樣
那些艾倫·古思的想法和行為看起來
跟我完全一樣 只有很小的差別
倫納德·薩斯坎德: 這是科學嗎？
還是某種玄學？
或者只是哲學？
是宗教？
物理學家們不會去問這些問題
他們只會說: "讓我們遵循邏輯"
而邏輯似乎在將我們向那引導
格林: 無論多重宇宙看起來多麼的陌生和奇怪
越來越多的科學家認為這就是最終的答案
這是他們把對宇宙的構想
無數次推倒重來得出的結論
就好像 我們曾經把地球
當成宇宙的中心
而其它的東西都在圍繞我們旋轉
然後 伽利略和哥白尼這樣的科學家們出現了
他們向我們展示了
地球並非太陽系的中心
太陽才是
那我們的太陽系呢？
也不過是處在巨大星系邊緣
的一個小小角落裏
那我們的銀河系呢？
它是幾千億個星系中的一個
而這些星系組成了我們的宇宙
這些想法剛被提出時
都很駭人聽聞
然而今天 我們再無質疑
多重宇宙的想法也類似
這可能只是要轉變
我們對宇宙的看法
然而
有些科學家卻認為多重宇宙是無稽之談
對物理學來說是個死胡同
安德烈亞斯·阿爾佈雷克特: 我對多重宇宙感到很不快
要成為一門嚴謹科學，它還有很多路要走
這就好像是同理可得
天使也可能存在
我們只能押寶
現在看來 多重宇宙是個不錯押注對像
我認為多重宇宙很有可能是真的
幾百年之後
人們可能會對它深信不疑
格林: 這個想法從何而來？
有什麼證據可以證明？
很多驚人的發現都支持這一想法
我們或許真的是多重宇宙的一部分
最初的發現
和一般公認的
宇宙起源理論有關 即大爆炸理論
根據這一理論
我們的宇宙在140億年前
開始於一次猛烈的爆炸
經過了數十億年 宇宙冷卻結合
恆星 行星和星系得以形成
由於那次爆炸
宇宙至今仍在膨脹
但如果可以倒轉宇宙的歷史
回溯至起源
你會發現大爆炸理論並不能解釋
在最初是什麼使得物質
向外擴張
古思: 我們稱之為大爆炸理論，
但這一理論完全沒有解釋
爆炸本身
沒有解釋是什麼爆炸了
為什麼會爆炸 在那之前又發生了什麼
格林: 是什麼激起了那次猛烈爆炸
是什麼力量驅使物質分開？
對這一問題的探索
將讓科學家們直面多重宇宙
艾倫·古思的研究
無意中幫助大爆炸理論
奠定了基礎
他現在是麻省理工學院的教授
回溯1979年 古思和同事戴自海
曾一起探索在宇宙之初
粒子是如何形成的
古思: 戴自海提議說我們或許應該留意
粒子的形成過程
是否影響了宇宙的膨脹率
格林: 古思和戴最初並沒有
對宇宙在大爆炸發生之初
的膨脹率進行調查
而戴自海的提議
使得古思重新檢驗他們的計算過程
古思: 那天晚上我待到很晚
非常小心地檢查了計算過程
以確保其正確無誤
格林: 隨著黑夜慢慢過去
古思在方程式中發現了一些不尋常的內容
也許能解釋在宇宙之初
粒子是如何形成的
古思:我做出了一個驚人的推論
這一新的粒子學說
會對宇宙膨脹率
產生巨大的影響
戴自海和我所討論的那種進程
會使宇宙進入
令人難以置信的指數級飛速膨脹時期
格林: 古思從數學中找到了證據
在宇宙之初
那種極端環境下 引力可以反轉
這種"反斥引力"不是把物體吸引到一起
而是排斥周圍所有的物體
從而產生巨大的膨脹
古思: 我馬上興奮了起來
在筆記本上潦草地計算出結果
最後我寫下"偉大發現"幾個字
並用雙框框住
因為我意識到如果它是正確的
這將是一個重大的發現
格林: 通過"反斥引力"的發現
艾倫·古思無意中使得
我們更加瞭解大爆炸之初的情形
從數學的角度描述，這種力量非常之強大，
它可以讓分子那麼大小的空間
在一眨眼的
千億分之一時間裏
膨脹得和銀河系一樣大
在難以置信的瞬時向外爆發之後
空間開始緩慢的持續膨脹 變冷
恆星和星系得以形成
正如大爆炸理論所描述的那樣
古思把這瞬時地爆發稱作"暴漲"
他認為這一發現解釋了
最初是什麼使得宇宙膨脹
這一強大的反斥引力暴漲
指的就是"大爆炸"中的"爆"
儘管做出了重大突破
艾倫·古思還有更為緊迫的顧慮
我不知道當時的工作該怎麼辦
我一直在尋找一份更穩定的工作
宇宙暴漲觀點非常令人興奮
古思: 由此我開始了一段漫長的旅程
介紹這一觀點
溫伯格: 這種觀點突然流行起來
阿爾佈雷克特: 人們開始熱議"暴漲"
遍及物理學的各個領域
溫伯格: 很多天體物理理論學者
跟我一樣 變得非常狂熱
阿爾佈雷克特: 那是一個非常 非常令人興奮的時刻
溫伯格: 如果你有一個很好的觀點
可以推動這個領域向前發展
就會引起大家的注意
古思: 那是一種令人驚嘆的感覺
突然間我像越過了一條鴻溝
從一個默默無聞的博士後
變成了主角
這很難一下子適應 不過真的感覺很棒
格林: 暴漲理論讓人如此興奮的原因之一
是基於理論作出的推斷
可以通過觀測來驗證
科學家們意識到如果這種理論是正確的
那麼就能從夜空中找到證據
想像一下 假如我們可以把太陽關掉
把恆星都拿走
如果我們的眼睛能夠探測
宇宙中其餘的能量
我們會看到宇宙處處散發著溫暖的紅光
我們把這些無處不在的輻射稱為宇宙微波背景
這是大爆炸殘餘的熱輻射
這一理論預測 宇宙在暴漲時期的猛烈膨脹
會在輻射中留下痕跡
從這些洩露機密的"指紋"中可以精確地得出
溫度變化的圖形——
稍熱的點以及稍冷的點——
看起來就像這樣
但是直到十年之後
測量技術才達到足以
檢驗這一預測的靈敏度
在1989年的時候
國家航空航天管理局發射了"宇宙背景探測者"衛星
2001年又發射了另一顆，"威爾金森微波各向異性探測器"
這些衛星會對暴漲理論進行檢測
他們對輻射做了精度極大的測量
結果令人震驚
宇宙的溫度變化
幾乎與暴漲理論的預測
完全吻合
之前它只是理論 只是草稿紙上的數學計算式
而如今預測已經全部得到證實
WMAP發現了暴漲理論所預測的結果
這些發現有極大的說服力
暴漲理論本來很有可能是錯誤的
但在作出預測 收集數據之後
最終大獲成功
格林: 古思和其他物理學家在暴漲理論上所做的工作
對於瞭解宇宙的起源
具有里程碑的意義
在那個過程中 整個區域……
格林: 不久之後 兩個俄國物理學家發現
暴漲方程式裏隱藏了一個驚人的秘密:
我們的宇宙可能並不孤單
其中一個物理學家是安德烈·林德
他對暴漲理論
做出了舉足輕重的的貢獻
另一個是亞歷克斯·維蘭金
他碰巧參加了
古思演講之旅中的一場
亞歷克斯·維蘭金: 他的演講非常棒
我以前從未聽說過他
但演講內容令人驚艷
暴漲理論一下子就很好的解釋了
大爆炸的很多特徵
這真是非常出色的理論
……為什麼宇宙是現在這個樣子
維蘭金: 我被深深震撼了
格林: 亞歷克斯受到了很大的震撼
在接下來的兩個月裏他都在思考暴漲理論
維蘭金: 我通常在沐浴的時候思考問題
所以我總是洗很久
格林: 隨著對暴漲過程的不斷思索
他開始思考是什麼原因讓它停止的
為什麼空間變換的一個區域在暴漲之外
暴漲停止的那一刻會發生什麼？
維蘭金: 隨著思考的深入 我發現
暴漲並不是同時結束的
格林: 維蘭金突然意識到
如果暴漲不是在同一時刻結束
那麼總會存在某個空間
其中的暴漲仍然在發生
維蘭金: 在這種構想中
大爆炸並非唯一
在我們的宇宙之前有過很多次爆炸發生
之後也將有無數次的
爆炸發生
格裏普: 這是一個超乎想像的驚人構想
暴漲會在某些區域停止
而在另一些區域繼續進行
新的大爆炸不斷發生
新的宇宙不斷誕生
使得多重宇宙不斷膨脹
林德和維蘭金詳細地
發表了暴漲可能從未結束的觀點
這個吹氣球的過程
可以一次又一次地發生
宇宙一個接著一個地出現
那麼 這個理論到底是一次科學革命
還是仍存在很多漏洞？
這一理論被稱為"永恆暴漲"
你可以這樣想像
假設這塊乳酪就是
行星和星系形成前的全體空間
現在 根據暴漲理論
空間裏均勻的裝著巨量的能源
這些能量使得空間急速膨脹
能量在各處釋放
有點類似於靜電火花
但是這是宇宙級別的靜電火花
能量釋放後……
……迅速地轉化成
粒子形態的微小物質
那一過程即是宇宙的誕生
傳統上我們稱之為"大爆炸"
在這些新生的宇宙內部
就像乳酪上的洞一樣
空間持續膨脹 但是速度慢得多
間或有星系 恆星和行星形成
就像今天在我們的宇宙中看到的那樣
同時 在這些新生的宇宙之外
其餘的空間裏仍然充滿著未釋放的能量
而且仍在以極快的速度膨脹
空間膨脹得越大
意味著有更多的地方釋放能量
發生更多次大爆炸 產生更多的新宇宙
這意味著這一過程可以永遠進行下去
換句話說 永恆暴漲
更像是一塊瑞士乳酪
不斷形成的新宇宙組成了多重宇宙
多重宇宙——永恆暴漲的
深層次含義
但是 亞歷克斯·維蘭金很快意識到
人們不會輕易接受這一理論
維蘭金: 我認為自己掌握了一些
關於宇宙的重要知識
我希望和物理學同行們一起分享
而第一個人 毫無疑問 必須得是艾倫·古思
現在 我們知道了標量場中的量子漲落
因區域的不同而不同
維蘭金: 我以為他會很興奮
結果 在某些區域……
但是這次相遇並不像計劃的那樣
……暴漲會比其他區域持續更久
暴漲延遲……
維蘭金: 正如我的宇宙新構想中所描述的
很多正在暴漲的區域……
……向外膨脹
維蘭金: 我發現艾倫
開始打瞌睡了
維蘭金: 我當然很不高興
認為自己應該離開
格林: 多重宇宙概念存在一個問題
即它似乎沒有辦法觀測
不僅無法觀測每個宇宙膨脹
也無法觀測它們之間的空間
這意味著沒有任何物質 甚至包括光
都不能從其他宇宙進入我們的宇宙
維蘭金: 物理學家們對永恆暴漲理論
反應冷淡
一旦我說我要告訴他們
一些可見範圍之外的東西
一些從理論上說無法觀測的東西
大多數人都開始失去興趣
格林: 亞歷克斯·維蘭金認為自己有重大發現
但是其他人卻持懷疑態度
於是維蘭金只好試著
把思維從持續暴漲理論轉移開
阿爾佈雷克特: 沒有人想去討論一個
永遠都不可能看到的宇宙
人們無法對多重宇宙進行預測 因為無法驗證
你可能會認為那根本不是科學
如果你看不到多重宇宙其他的部分
你怎麼去確認它是存在的
我們只能看到我們這一小片
一小片正在膨脹的星系
我們又怎麼去知道？
你不能證明多重宇宙存在
所以那是錯的
你不能證明它不存在
那我們為什麼要相信？
格林: 亞歷克斯·維蘭金試著不去想多重宇宙
由於沒有鐵證支持
多重宇宙的觀點似乎已經窮途末路了
維蘭金: 人們大都認為討論不能觀察到的事物
不是科學的態度
因此這個項目停止了近十年的時間
格林: 期間 維蘭金的俄國同事安德烈·林德
保住了這個小火苗
他獨立得出了
新的永恆暴漲理論
和維蘭金不同 他沒有被嚇倒
安德烈·林德：可能我比較魯莽吧
在我產生"多重宇宙"的靈感時
我認為這是我這一輩子
做的最重要的事情
如果有人不想聽
那是他們自己的問題
格林: 林德印了一打論文
但是他的理論也同樣遭到冷遇
似乎沒有人想聽多重宇宙理論
如果永恆暴漲的方程式
是多重宇宙的唯一證據
那麼故事就該在此結束了
但是多重宇宙理論得到了一些意想不到的支持
來自兩個完全不同的科學領域
一個是弦理論
它可以從最小的尺度
解釋宇宙的運行
另一個是來自天文學家
在最大規模的宇宙探測中
作出的驚人發現
如果只有一個宇宙的話
這個發現就會無法解釋
但是如果我們只是多重宇宙的一部分
那就完全不一樣了
它和宇宙膨脹有關
用棒球說明會更簡單
如果我把這個棒球拋到空中
我們都知道會發生什麼
由於重力 它的上升速度變慢
天文學家們都知道宇宙在膨脹
而且他們認為由於恆星和星系間的引力
膨脹速度會減緩
正如棒球由於地球的萬有引力
它的飛行速度會變慢一樣
但是當他們做完測量時
他們有一些驚人的發現
這些發現動搖了物理學的基礎
他們發現膨脹非但沒有減緩
反而在加速
就好像我把這個棒球拋出去……
……它沒有減速 反而加速衝出去
如果你看到棒球加速衝出
你會認為存在某種看不見的力量
抵消了重力 把球往上推
使得棒球的速度越來越快
天文學家們得出了同樣的結論:
空間中存在某種能量
把星系互相推離開
讓膨脹的速度加快
因為我們看不到這種能量
所以天文學家們稱之為"暗能量"
這是科學史上
最重要的發現
它令大家非常驚訝
我們仍在不斷探索這一發現
格林: 發現了暗物質
在推動宇宙中的星系
使它們加速遠離彼此
這本身就是一個驚人的發現
但是更令人吃驚的是暗能量的強度
十年來 科學家們都不能解釋
為什麼空無一物的空間中存在這種不尋常的巨大能量
但是如果我們是一個更大的多重宇宙的一部分的話
這個奧秘就比較容易解開了
空間中包含有能量
完全是異想天開
但是關於小物體的理論 例如原子和分子
即我們說的量子力學
告訴我們微觀世界
充滿了射線
這些射線可以給空間提供能量
通過數學計算得知
那些微觀射線產生的能量
非常巨大
問題是 當天文學家們測量
這些使得星系
遠離彼此的能量
總和時
他們得到了這樣的數字:
十進制小數點後跟著122個零 然後一個一
能量小的難以置信 接近於零
與理論所預測的完全不符
事實上 它比理論預測的量小了
幾萬億倍
簡直是天壤之別
我們做了各種嘗試
來解釋為什麼暗能量這麼的小
我們嘗試了各種辦法 都失敗了
毫無希望！
我曾經稱之為科學史上
數量級測量的
最大失敗
這對我們造成困擾嗎？
必須的
觀測到的空間中的能量
比理論預測的小如此之多
這不只是一個學術問題
反斥引力的精確大小
對我們每個人都有重大的意義
例如
如果我要增加暗能量的強度
只要去掉四五個零
數字仍然很小
但是宇宙會完全不同
那是因為即便稍強的暗能量
都會快速的把物體推離開來
恆星 行星和星系
將永遠不會形成
簡單地說我們就不會存在了
但是我們卻存在
因此 為什麼暗能量
比理論預測的小那麼多
而且又剛好能形成
星系 恆星 行星以及生命？
無人知道
理論預測的數值
和天文學家們的觀測值之間的差異
是現今科學面對的巨大奧秘之一
但考慮這些:
如果我們生活在多重宇宙中 那麼暗能量的奧秘
就完全不是奧秘了
事實上 如果我們是多重宇宙的一部分，
我們觀測到的暗能量的值
就有很大的意義了
嗨
格林預定的房間
想知道多重宇宙是如何解決暗能量問題嗎
想像你在登記入住旅店
你的房間號像這個樣子:
一千萬零一
嗯
謝謝
住得愉快
一千萬零一
很奇怪的房間號
如果得知房間號是這個樣子肯定很吃驚
我們這個宇宙的暗能量數值
也同樣讓科學家們大吃一驚
但事實是這樣:
如果這個旅館擁有非常多的房間……
假設 有幾十億間
那麼房間號是一千萬零一
就沒那麼驚人了
在那麼大的一個旅館 你知道房間號會很大
同樣 如果我們是多重宇宙一部分
宇宙的數量十分巨大
每一個都有不同的暗能量值
那麼你也會預期到會出現
我們測量到的那麼小的數值
如果把這些房間當成宇宙
每個宇宙都有不同的
暗能量值
那麼大部分的宇宙都不會
適合生命存在
因為暗能量值的大小不會允許
星系 恆星和行星的形成
暗能量值比我們小很多的宇宙
會向內部塌陷
暗能量值比我們大很多的宇宙
會膨脹的過快 物質完全沒有機會結合
無法形成恆星和行星
因此 我們之所以存在於這個宇宙
是因為暗能量值適宜生命存在
否則我們也就不會在這裏討論問題了
如果我們是多重宇宙的一部分
暗能量的奧秘就不那麼深奧了
但是漏掉了一點迷惑的地方
那就是我們怎麼能知道多元宇宙有足夠的多樣性
使得每個暗能量的等價物
包括在我們宇宙中發現的陌生的等價物
可以在宇宙中的某處發現?
答案可能會
出現在一個與物理學完全不同的學科領域
我說的是一種具有開拓性的理論
這個理論是來自於對宇宙
在極微觀尺度上的研究得出的
我們知道原子內部是更小的單元
質子和中子
質子和中子也是由更小的叫做夸克的微粒構成的
但是物理學家意識到
這並不是底線
這些亞原子的東西
可能是由一些更小的東西構成的
即叫作弦的細小震動能量線或能量環
這套理論叫做弦理論
它表示世間存在的一切事物
都是由這種要素組成的
就像大提琴上的一根弦
不同的震動方式可以產生不同的旋律
由於不同的震動方式
弦會擁有不同的屬性
從而創造出不同的微粒
這個理論來源於簡潔的預示
單獨一個等式就可解釋世界上
發生在我們周圍的所有事情
薩斯坎德:弦理論如此簡練 如此完美
正如我們所知道的 基於這個簡單理論的計算
產生了這個世界
格林: 對於這個完美的理論 還是有一個缺陷
弦理論的數學原理
藐視了某些常識
它打開了通向多元宇宙的門
空間的另外維度
我們都對三位空間熟悉
高度 寬度和深度
但是弦理論的數學理論表明
這些並不是僅有的維度
約瑟夫:弦運動和震動可以應用於數學原理
並不只限於我們看到的三維空間
還可應用於比六維還要多
的九維空間中
所以如果弦理論是正確的
那麼這些額外的空間在哪呢
為什麼我們看不到它們?
想一下為交通燈送電的電纜
從遠處看 它看起來像一根線 是一維的
但是如果你可以縮小的話
你會發現另外的維度
一個圍繞著電纜的圓形維度
弦理論表明如果我們可以
縮小到螞蟻的十億分之一大小
我們會發現微小的額外維度
在空間的各個地方捲曲著
薩斯坎德: 在空間中的每一個點
那裏都有額外的空間維度
這些維度捲曲成非常小的結點
你看不到這些結點是因為它們太小了
格林: 這些額外維度空間的形狀
決定著我們宇宙的最根本的特徵
通過法國圓號的
空氣的運動
會形成震動形式
這種震動是被樂器的形狀決定的
額外維度的形狀
決定了微小的弦的震動方式
這些震動方式決定了微粒的屬性
所以我們生存的宇宙的所有基本特徵
可能都是由額外維度的形狀決定的
薩斯坎德: 這些維度的形狀組合在一起的方式
在很多方面就像宇宙的DNA一樣
他們決定了宇宙將要運行的方式
就和DNA決定了一個動物
將來長成什麼樣子一樣
格林:問題是 弦理論學家研究得越多
他們發現的額外維度捲曲
的方式就越多
數學研究表明
沒有一個捲曲的形狀
能與我們現在的宇宙相吻合
夏米特: 我認為現在的共識是
形狀的數量似乎是一個天文數字
有一些發表的論文
表示數字高達10的500次方
就是10後邊跟500個零
那麼多種不同的可能形狀
格林: 額外維度有10的500次方種可能的形狀
每一種維度看起來都同樣有根據
這看起來很荒謬
尤其是對於一個
尋找單一完美等式來描述我們宇宙的
理論來說
但是有些弦理論學家認為
也許可以用不同的方式來看待這個問題
這個不同的觀點
會為多元宇宙觀點注入新的活力
10的500次方不同的弦理論
這聽起來簡直就是一個災難
知道一個有10的500次方種解法的原理
又有什麼用呢?
你還是什麼都不知道
這會讓弦理論學家
有點不高興和沮喪
那時候我自己對它的反應是 "這真是太棒了"
簡直難以相信
這正是宇宙學家正在尋找的
極大的可能多樣性
別為它感到沮喪
它說明弦理論
非常適用於宇宙學
而且也適用於多元宇宙的所有有趣的想法
格林:把看起來邪惡的東西變成了美德
一些弦理論學家相信
弦理論的多種解法
也許每一種代表了一個真實而不同的宇宙
換句話說 弦理論在描述一個多元宇宙
一個極度多元化的宇宙
約翰遜:讓人驚訝的是
弦理論確實很好地描述了
眾多的不同解法
每一種解法與一種可能的宇宙相吻合
所以我們很容易得到了多元宇宙
迪莉婭:從弦理論和膨脹說
你都可以推出這些存在的宇宙
這些不同的宇宙可能自然擁有
不同數量的暗能量
格林:事實上 根據數學研究 暗能量的數量
在不同宇宙之間有一個很大的能量值跨度
以至於我們測量到的奇怪的數據是肯定會出現的
弦理論隨隨便便就解決了這個問題
格林:所以 在林德和維連金提出永恆膨脹說的
10年之後
多元宇宙論重生了
三種推理現在都指向
一個相同的結果:
無限膨脹論 暗能量 弦理論
就像一個凳子需要三根腿支撐一樣
這三個理論結合在一起就支持了
我們生活在多元宇宙的爭論
當不同的研究線索都聚集在同一個理論上
這並不表示它就是正確的
但是當所有的研究結果都指向一同點時
這個理論就非常讓人信服了
今天多元宇宙論被熱烈的爭論
仍然存在很多批評
大衛格瑞斯就會說 "不 不 這理論是不正確的"
格林: 但是多元宇宙論擁護者
像亞歷克斯維連金 安倫古斯和安德烈林德
將不再孤單
維連金:趨勢看起來要變了
現在這些理論在很大程度上被人們接受
魔鬼已經從盒子裏出來了
你不能把它關進去
格林:那麼 它將會是什麼樣子呢?
如果我們能夠到達這些另外的宇宙空間
我們將會看到什麼?
一些和我們自己的宇宙完全不同的東西
其性質不同於我們見過的任何事物
事實上 多元宇宙中的一些宇宙空間
也許沒有光線或能被看得見的東西
而且也許存在其他宇宙
具有不同於我們所熟知的性質
那裏的生命也是完全不同的形式
也許在交流方式上我們會覺得怪誕
而且數學顯示
如果我們有能力充分到訪這些宇宙空間
我們可能最終發現一個像我們這樣的空間
有一個銀河系 一個太陽系和一個地球
除了一些細微的不同
其中一個就是 在6千5百萬年前
使恐龍滅絕的小行星消失了
而且進化是按照一個新的路線進行的
還有一個不同就是 可能存在一個地球
上邊居住著和我們類似的人
(電話鈴聲)
...但是在多任務化方面比我們優秀
還有更奇怪的事
在那個地方以外的某個地方
我們應該會發現一個我們宇宙的複製體
擁有所有事物和所有人的複製
這將會是怎樣的?
多元宇宙中怎麼會有
我們的復製品呢?
用這副撲克來展示一下是怎樣做到的
它是由52張不同的撲克組成
如果我把這幅牌分了 每個人會得到一張不同的牌
但是 經過一輪又一輪分牌
最終一些組合
將會開始重複
那是因為用52張牌
你可分發出的不同種類的牌存在一個上限
所以如果你無限次地分發那副牌
那麼重複就是不可避免的
在多元宇宙中有同樣的原則
根據自然法則
事物或微粒的基本組成單元
有點像一副撲克
在空間的任何區域 他們只能
以有限種類的方式排列
所以如果空間是無限的
且有無數的宇宙
那麼這些排列一定會重複
而且由於我們每一個人
只是微粒的一種特殊排列
在某處一定有一個你和我的復製品
而且每個人都有一個
這肯定會讓人震驚
在另一個宇宙裏
我可能是一個搖滾明星而且我的生活要好很多
也可能因於要做搖滾明星 而生活得很糟
這意味著所有我沒有時間做的東西
可能正在被某處的某個復製品做
事實上我會更沮喪
這個想法使我們不再是獨一無二的
它是這套理論的結果
而且這套理論似乎很有積極性
格林:然而評論家認為
多元宇宙論只是對於我們不知道的東西的
一個方便的解釋
像我們宇宙中的極小的暗能量
和弦理論中額外維度的
巨大數量的可能形狀
斯汀海德:那種推理的問題在於
它不能解釋
為什麼暗能量是這個樣子的
它只是說那是隨機的
我覺得那並不能讓人滿意
每當你沒有一個更好的解釋時
你就可以接受這樣一個理論
格林:另一方面 多元宇宙論的支持者
指出有時候對事物的更好或更深層次的解釋
是根本不存在的
例如 地球繞太陽運行的軌道
我們發現我們距太陽9千3百萬英里
這對於生命來說是最完美的距離
如果我們距太陽更近些
那對於生命來說就太熱了
如果我們距太陽再遠一點
對於生命又太冷了
那麼 為什麼我們能處在這個完美的點上?
16世紀晚期開始
著名的天文學家開普勒就問了這個問題
他花費了很多年嘗試找到一個物理原因
某種自然法則
這個法則要求地球距太陽9千3百萬英里
但是開普勒沒有發現這個法則 因為它根本不存在
根本沒有什麼物理法則要求地球
距太陽9千3百萬英里
它只是充滿太陽系的宇宙中
許多可能性中的一種結果
薩斯坎德:你可能會認為這是一種極端的偶然事件
它不是
只是因為宇宙中還有很多的星球
格林:相似地 一些學者表示
如果我們不能理解
我們生活在一個多元宇宙的可能性
那麼我們世界的基本特徵的真正解釋就不會被我們所知曉
古斯:很明顯 如果我們有一個好的物理原因
那將會是偉大的 我們也將會去理解它
我們將會更高興
我們不得不接受它
自然法則的建立沒有任何原則
那意味著理論物理學家要高興了
這是一個假說
這是一種主流假說
因為沒有人有另一種
更合理的假說
格林:多元宇宙 一個誘人的可能性
但是沒有實驗性的證據 我們應該相信它嗎?
如果沒有觀察到的或實驗性的支持
我們不能相信任何事
但是過去幾個世紀我們發現
數學為我們還不能觀察到的 研究的和實驗的
事物的自然規律
提供了一種可靠地指導
遠在我們觀察到黑洞
和某種亞原子微粒之前
數學就預測到了它們的存在
而且數學研究表示
可能存在其他的宇宙
這並不意味著它是正確的 但是它會引導你
對現實有更深的理解
如果你不相信它 那也很好
因為我們還不能給出任何證據
而且關於科學最美好的事就是
它是基於證據的 而不是基於信仰
格林:一些科學家現在認為我們可能可以
找到證據
他們提議如果我們宇宙
和另一個宇宙太接近
這兩個宇宙可能會發生衝突
這個衝突會以一種溫度差異的形式
遺留下它的指示跡象
我們可能可以在宇宙背景輻射中探測到
來自大爆炸的遺留熱量
我的猜測是肯定的 在未來的100年裏
無論這些理論是否是正確的 我們會知道一種或另一種方式
距今100年後
它可能是一個有趣的歷史性事件
我們還不知道
但是如果你的工作只是
關於已經被很好地證明的東西
那你將不會是獲得下一個巨大驚喜的一員
格林:如果我們證明了多元宇宙
可能像500年前哥白尼證明地球不是宇宙的中心一樣
極大地改變我們現有的觀點
而且有人可能會說如果我們的宇宙只是眾多中的一個
我們從中心的演化說將會完美
施瓦茲:先不管這些 我認為
單單是我們能夠瞭解宇宙就已經很幸運了
我認為那是一段偉大的歷程
我認為我們能有如此大的張力
對物理學的發展有很大的好處
我不知道我們將要在哪裏結束
格林: 那麼 所有這些意味著什麼呢?
在無限數量的宇宙中
存在你和我以及現在存在的所有事物的
無限的復製品嗎?
多元宇宙論會是下一個哥白尼革命嗎?
我們不知道 至少現在不知道
但是如果我們居住在一個多元宇宙的理論是真的
我們將會目睹最激動人心的
最戲劇化的
對宇宙結構瞭解的劇變
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