只有一個宇宙存在嗎?《無盡的平行宇宙:多世界解釋的起源》序言

2020-12-10 天涯雜評

你是否曾經有過這樣的幻想,假如時間可以倒流該多好,假如人生可以重來我一定要做一個更好的自己。實際上並不需要時間倒流,你人生的所有夢想,所有的可能都已經在其他的平行宇宙中實現。在另一個宇宙中,你可能身居高位,坐擁億萬財富,也可能窮苦潦倒,過著悲慘的生活;在某個宇宙中,可能從來沒有發生過世界大戰,也沒有發生大規模的科學革命,人們的生活仍和幾個世紀前一樣;在某個宇宙中希特勒可能已經統治世界,人們生活在專制與獨裁中。總之,一切有可能發生的事情都在另一個宇宙中實現。

你可能感覺到稍許安慰,但是轉念一想,在另一個宇宙中生活的「你」還是「你自己」嗎?儘管他可能和你在相貌上完全一樣,但是你感受不到他的喜悅,也感受不到他的痛苦,他實際上和你沒有任何關聯。仔細思量,你可能已經陷入深深的困惑之中。不過本書的目的並不是將讀者引入迷惑之中,而是試圖系統地揭示多世界解釋在科學中的由來,以及由其衍生出來的哲學問題。在此之前,我們需要首先反思一個問題,那就是我們生存的宇宙是唯一的嗎?

從神話起源看世界的唯一性

在世界上的任何一個神話中都能找到關於世界起源的描述。在基督教的教義看來:上帝是全知全能的,任何問題只要解釋不了都可以最終追朔到上帝那裡。在聖經.創世紀開篇「起初神創造天地,神說要有光於是就有了光」。傳統理性的基礎就是萬物都遵循因果聯繫,這樣上帝就成了一切最終的因,不需要解釋。但是上帝或者神又是從何而來?教士會說你沒有資格問這個問題,因為人類的認知是無法認識上帝的,上帝是不可認識的。在此,我們不是討論神學問題,我們以嚴肅的態度對待這個問題。那麼,假設是上帝創造了人類,我們不管他究竟怎樣創造,為什麼創造,可是為什麼只有一個?他為什麼不創造更多,上帝的能力是沒有限制的,絕不會只限定為創造一個。同樣的問題,上帝是唯一的嗎?儘管人類由於人類認知的局限,一個宇宙已經有太多未知無法想像,更不要說更多的宇宙。但是,從邏輯上講多個宇宙是完全有可能的。

古典哲學中的多世界論題

康德曾說「上帝真的可能創造了幾百萬個世界」,在哲學中多世界的思想由來已久,並不是什麼新鮮事物。對於這個世界的本質和起源,古希臘的先哲們幾乎想到了所有的可能,從日心說到無限空間再到時間的開端。前蘇格拉底時期留基波提出了最早的多個世界存在的構想:

「物質在空無中運動,存在不計其數、大小各異的世界;有些世界中既無太陽也無月亮,而另一些世界中太陽和月亮都很大。各個世界間的距離也不一樣,忽大忽小。一部分世界正在增長,一部分世界行將消失,此處成型,彼處消亡。有的世界沒有生物,沒有植物,沒有水分,另一些則生活著無法想像的怪獸」

17世紀啟蒙運動時期,著名的思想家布萊斯·帕斯卡就曾想像眾多的宇宙的存在。著名數學家約瑟夫·拉夫森也認為,不僅可能存在眾多的世界,而且可能存在豐富多彩的現象和形形色色的生物法則。斯賓諾莎更是大膽宣稱所有可能的一切都完完全全,真實地存在著。

畢竟哲學的思想與真實世界是不能等同的,但多世界的構想經歷了漫長歲月,終於在今天得到了科學理論的支持,而且是在量子力學、宇宙學、弦論等多個領域,幾乎是無處不在了。

泡泡宇宙

最近的幾十年,隨著各種大型太空探測望遠鏡的發射升空,宇宙學取得了極大的發展。如今,微波背景輻射已經證實我們的宇宙開始於大爆炸並處於加速膨脹中。但是,什麼引起了膨脹?什麼力量在不斷抵抗引力使宇宙膨脹的?

大爆炸理論認為宇宙是從一個極小的奇點開始的,然後不斷膨脹成現在的樣子。這個機理理論上講是可以重複的,只要滿足一定的條件。一小片宇宙肯可能發生突然膨脹,從而形成一個嬰兒宇宙,這樣就可以不斷的派生出新的宇宙來。就像吹肥皂泡,肥皂泡會不停地分成兩半,產生新的泡泡。這樣宇宙就可以不斷地重複這個過程創生出新的宇宙,我們的宇宙不是唯一的,一個更大的母宇宙就像海洋,更小的宇宙就像孤島一樣密密麻麻地分布在其中,我們的宇宙也可能是從一個更大的宇宙中派生出的。不同的宇宙,由於初始的邊界條件不同,必然會擁有完全不同的粒子構成和力,生成完全不同的實在。幾乎任何可能的存在就都有可能,無窮無盡。首次提出膨脹宇宙假設的艾倫·古思說「膨脹理論幾乎強迫我必須接受多元宇宙」。

膜理論中的平行世界

「上帝理論」弦論的出現引起了人們廣泛的關注,每年數以萬計的關於弦論的文章發表,幾乎每個大學都有人在研究弦論拼命的想要認識它。比較奇怪的是,弦論至今都沒有得到實驗的確證,依然持續地引起大量的物理學家和數學家的興趣。它幾乎是一個「萬能理論」,可以統一解釋四種基本力和所有粒子的構成規律。

傳統的粒子物理將物質看作點粒子並對亞原子層面的幾百種粒子根據不同的標準進行了劃分,由於粒子眾多,區分起來很困難,十分混亂,這與物理學追求簡單優美的目標不一致。在弦論中則把粒子看作是震動的弦就像音樂中的音符。弦通過不同的頻率的振動組成了不同的粒子。

對於空間的維度在弦理論中,至少需要九維。多維空間中有無數種方式來捲起附加的維,從而就有了無數可能,每一種可能都有一個單獨的附加理論具有不同的基本粒子和作用力,因此理論上講每個解都可以構成一個獨立的宇宙,每個宇宙都可能真實的存在,我們的宇宙不過是眾多宇宙中的一個,這樣就從理論上解釋了宇宙構成的根本規則。

人擇原理與平行世界

強人擇原理認為:物理學常數是經過精細設計和調節的,它們的存在不是意外而是存在著某種設計。要想存在生命,必須毫無偏差的符合很多精細的結構。比如要想演化出生命,地球必須經過幾億年的穩定;從原子結構看,質子的質量略低於中子,只要質子的質量偏差哪怕百分之一,原子核就無法穩定,原子也不會形成,那樣的話我們的宇宙只有一堆散亂的電子和質子,物質根本無法形成,生命更不可能。這種種的「意外」太多了,幾乎是完全不可能的。天文學家休·羅斯說:「就如同龍捲風在襲擊廢舊車場時碰巧裝配了一架波音747飛機」簡直太不可思了。

有人據此認為這是上帝存在的一個證明,這一切都是為了我們能得以生存而設計好的,甚至動物,植物都是設計來保證人類的生存。這種論證是無可辯駁的,但是前提它默認了只有我們這一個宇宙存在。如果用平行宇宙的眼光看,這種上帝論證和巧合就不存在了,因為宇宙本身有無限可能,人類只是碰巧在一個特殊的宇宙出現。

實在的困惑

最抽象的恐怕就是量子力學中埃弗雷特給出的多世界解釋了,也正是本書要論述的主要內容。在量子多世界解釋中,世界在每一次測量後都發生一次分裂,這就意味著僅僅一次在亞原子水平的測量就會憑空的創造出一個世界。這在常理上非常令人費解,僅一次測量便可創造世界,那難道測量可比上帝?那創造也太簡單了。另外,也有人質疑,多世界的方式造成了本體論上極大的浪費,從這個角度看似乎完全沒有必要採用這個解釋。

另外,在多世界解釋的語境下,潛能(potentia)這個亞里斯多德哲學中的古老概念又該如何理解?在多世界解釋中,意味著「潛在」即「實在」,只要有傾向便必然能實現,只不過實現在了別的世界中。對此,以德義奇為代表的多世界解釋的支持者表示:「只有承認存在尚未觀察到的物體,並承認他們具有一定性質的時候,我們所觀察到的物體的行為才能得到恰當的解釋。理解平行宇宙是我們盡力理解真實世界的前提」他認為,真實的世界遠比它顯示出來的要大,而且它的大部分都不可見。

著名科普作家格林的新著《隱藏的現實》一書中,羅列了多達9種平行宇宙的不同版本,涉及到了宇宙學、量子力學、弦論、計算機等領域。可以看出,多世界解釋展示給我們一副全新的世界圖景,而且是理性和嚴肅的。他們的共同特點是很難被實驗證實,這在傳統的邏輯經驗主義看來是很成問題的。要麼改變理論,要麼改變我們的科學哲學,如何在兩者之間找到恰當的解決方法,是科學和哲學必須正視的問題。

本書對量子力學的多世界解釋的起源和發展進行了系統闡述,可能比一般的科普讀物要難讀一些,推薦想對當代量子力學解釋進行深入了解的讀者閱讀。但假如你能認真讀完此書,相信你會對當代科學哲學的討論方式以及量子哲學擁有更深刻的了解。

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