超哥知乎千贊文 | 如何理解平行宇宙？

若論人類歷史上最最精彩的辯論，非愛因斯坦和玻爾的世紀論戰莫屬。

1927年，第五屆「索爾維會議」在比利時布魯塞爾召開，這次的主題是「電子和光子」，除了索末菲和約爾當等少數科學家，世界上最有名的科學家悉數到場，留下了那張號稱凝聚了人類一半智慧的「物理學全明星夢之隊」世紀照片。

▲1927年的索爾維會議合照，後排左起：皮卡爾德，亨利厄特，埃倫費斯特，赫爾岑，德康德，薛丁格，費爾夏費爾德，泡利，海森堡，否勒，布裡淵；中排左起：德拜，克努森，布拉格，克萊默，狄拉克，康普頓，德布羅意，波恩，玻爾；前排左起：朗繆爾，普朗克，居裡夫人，洛倫茲，愛因斯坦，朗之萬，古伊，威

前四天波瀾不驚，愛因斯坦一直沒說話，即使第三天玻爾、玻恩、海森堡齊懟薛丁格，好似「三英戰呂布」，愛因斯坦依然穩如泰山。

到了第五天下午，大神們開始上臺做總結陳詞，洛倫茲點名玻爾發言，玻爾重申了他的哥本哈根詮釋：在測量電子的位置之前，討論電子在哪裡沒有意義。

也就是說，這個物理世界並沒有什麼「客觀現實性」，物理學家去討論「本質」是無聊之舉。

看看吧，因為量子力學的出現，在原本穩定而實在的時空裡蕩起了一陣陣微妙的漣漪，世界變得模糊而不確定起來。

作為經典物理基礎的因果律搖搖欲墜，科學家們還能如此篤定嗎？

一直在臺下堅如磐石的愛因斯坦終於坐不住了：「什麼？哥本哈根學派簡直是一群神棍！物理學家就是要去深究萬物之理，不去討論世界的本質，那還研究什麼？」

他大步走上講臺，在黑板上畫了一個電子穿過小孔，屏幕上得到衍射圖像。

按照哥本哈根解釋：電子穿過小孔後，衝向屏幕的是一團概率波，屏幕任何一點都可能成為它的落腳點，觀察後發現電子落在A點，這就是「波函數坍縮」！

問題來了，屏幕上其他點竟然要同時對電子的觀測做出反應，這似乎暗示了一種超距作用，也就違背了相對論裡的「光速不變原理」！

▲哥本哈根解釋：測量後，概率波函數坍縮（collapse）成具體位置。愛因斯坦：處處瞬間坍縮？超光速了！

玻爾聽了直搖頭，兩位主角走上前臺，這場世紀論戰由此展開。從會場上到餐桌旁、房間裡，兩人隨時展開pk。

篤信因果律的愛因斯坦認為：「上帝不會擲骰子！」而玻爾的哲學是：「你不要指揮上帝怎麼做。物理學的任務，不是要找出自然是什麼，而是對於自然，我們能說什麼。」

誰能想到，志在必得的愛因斯坦竟然一敗再敗，在眾多相信實證的物理學家眼裡，玻爾的哥本哈根詮釋才是「知之為知之不知為不知」的科學態度，而當年物理學界最反叛最具革命性的愛因斯坦這次竟然站到了新生的量子力學的對立面上，成為了守舊的代名詞。

艾倫菲斯特甚至氣憤的說：「愛因斯坦，我為你感到臉紅！你把自己放到了那些徒勞推翻相對論的人一樣的位置上了！」

▲愛因斯坦：上帝不玩骰子。玻爾：別指揮上帝怎麼做。

在這之後的幾年裡，愛因斯坦捲土重來，用「光箱實驗」和「EPR佯謬」輪番向玻爾施壓，均被玻爾一一化解。（當然愛因斯坦並不認為自己在「EPR佯謬」上輸了，這個梗一直到50年後才真正得到解決，這是後話。）

眼看愛因斯坦即將敗走麥城，薛丁格挺身而出，他寫信給愛因斯坦，信中構想了這麼一個思想實驗：

一隻貓被關在一個密閉的盒子裡，貓的生死取決於一個放射性原子的狀態，在一定時間內，這個原子有50%的機率衰變，衰變反應會被蓋革計數器觀測到，並通過繼電器釋放一個錘子擊碎一小瓶氫氰酸，這隻貓就會死亡。

按照哥本哈根解釋，量子系統在被觀察之前一直處於疊加狀態，那麼這隻貓在打開盒子之前，是處於一種「既死又活」的狀態。

如此超越凡人日常經驗的思想實驗，被後人稱為「薛丁格的貓」，位列物理學四大神獸！

▲「薛丁格的貓」

「薛丁格的貓」之所以影響深遠，在於薛大神用他那超人的智慧將微觀的量子效應放大到了我們的日常世界。

如果哥本哈根學派繼續嘴硬，他們就不得不硬著頭皮無可奈何的說到：「確實如此，沒打開盒子之前，那隻貓確實是『既死又活』的！」

愛因斯坦收到薛丁格的信後大喜過望，他立馬給薛大神回了信：「如果只有一個人是誠實的，那個人就是你（除了勞厄），因為你知道無法迴避現實。

其他人根本不知道他們在玩什麼冒險遊戲，（他們必須明白），現實是要建立在實驗的基礎上！」

在這之後，愛因斯坦更是如此嘲諷哥本哈根學派：「難道這意味著，我不看月亮的時候，月亮就不存在？」

▲愛因斯坦：我真的說過這句話。

哥本哈根的科學家們似乎遇到了最大的危機，薛丁格用一隻貓把他們推到了風口浪尖上，而同時對量子力學的研究也不僅僅局限於微觀世界的物理意義，更是上升到了宏觀世界的日常現象，甚至被推上了哲學高度。

中國大哲人王陽明說過與愛因斯坦類似的話：「汝未看此花時，此花與汝心同歸於寂？」而貝克萊大主教也說過「存在即是被感知」。

過去，科學家們只把這當成哲學上的唯心夢囈，科學研究的應該是 「可實證」的現實世界。

而如今，按照哥本哈根的解釋，我們的宇宙該是如何？竟然取決於我們的觀測，難道我們竟然處於一個「唯心」的世界？

▲王陽明：我也真的說過這話。

「薛丁格的貓」這個梗當然逃脫不了科幻作家的視野，在這其中思想最為奔放的當屬劉慈欣的《球形閃電》，在大劉的筆下，球形閃電竟然是比我們世界更高一層「宏世界」裡的宏電子，它之所以飄忽不定可以穿牆而入，就因為它的量子效應。

而人、動物和其他物體被球形閃電擊中，表面上變成一灘灰燼，實際上是變成了量子疊加態，彌散在空間中。

偶爾他們還是會存在於我們的世界，但只要一觀察，他們就立馬消失了，這似乎就是「鬼魂」。

大劉的想像力真是把「薛丁格的貓」這個悖論發展到極致了！

▲可以穿透牆壁的球狀閃電，真的是宏電子嗎？

薛丁格一直想跟玻爾當面交流貓的問題，可惜的是，二戰爆發了，薛丁格被迫輾轉到愛爾蘭，在這裡他寫下了《生命是什麼？》，催生了分子生物學。

1952年，他在都柏林做了一次演講，談到了他的貓，他開玩笑地警告他的聽眾，他將要說的話可能「看起來很瘋狂」。

按照他的說法，「薛丁格方程」所描述的似乎是幾個不同的歷史，它們「是同時發生的」。

原來，是薛大神第一個提出了「多世界」的設想。

▲薛丁格在都柏林另一次演講的照片，他正在講解生命的實質，請購買70年前的新書《生命是什麼》！

薛丁格在都柏林的演講後第二年，一個本科化學系畢業的小夥子進入普林斯頓大學數學系，研究軍事博弈學，很快他又對理論物理產生了興趣，一邊跟著魏格納（1963年諾貝爾物理學獎）學習數學物理方法，一邊完成了軍事博弈學論文，取得了碩士學位。

到了博士期間，他發現終於找到了自己的興趣，於是他拋棄了魏格納，投身惠勒門下研究量子力學基本原理。

他的同學如此評價他：「他太聰明了！從化學工程到數學，再到物理，其實他整天都在看科幻小說。我想說，這就是天賦。」

這個天賦異稟的小夥子叫做休*艾弗雷特，由於他的父親和祖父也起了相同的名字：休，所以我們也可以叫他「艾弗雷特三世」。

艾弗雷特在1956年將他博士期間的研究彙編成一篇長論文《沒有概率的波動力學》(Wave Mechanics Without Probability)，文中他提出一個革命性的觀點。

他認為 「波函數坍塌」這個違背直覺的設定就應該被「奧卡姆剃刀」砍掉，還不如承認波函數的客觀存在。

之所以會遇到「薛丁格的貓」這種悖論，那是因為這時「分裂」成多個宇宙，在某些宇宙裡面貓死了，某些宇宙裡面貓還活著。

這兩個宇宙「分裂」之後（請注意這裡的用詞：「分裂」），彼此孤立，再也沒有交集，可以認為它們彼此「平行」。

因此艾弗雷特的「多宇宙」也被稱為「平行宇宙」。在其他一些地方，也有過「多重宇宙」的說法，它們都是一個意思。

▲貓死貓活的問題被艾弗雷特用多宇宙來解釋了

有了「多宇宙」，更容易解釋的是量子力學裡最最神秘的雙縫幹涉實驗。

雙縫幹涉實驗，在每一本中學物理教科書上都可以找得到，託馬斯楊用這個著名實驗證明了光的波動性。

量子力學發展起來以後，波粒之爭再度掀起風雲，有人想，如果用電子（或光子）一個個通過雙縫，還會產生幹涉條紋嗎？

你說電子是波，當然應該產生幹涉條紋啊，但問題來了，電子明明是一個個通過的，難道它自己和自己幹涉了嗎？

你說電子是粒子，那問題更大了，這個電子究竟走了哪條縫呢？

實驗物理學家說：不要吵，是騾子是馬，拉出來溜溜，做個實驗驗證一下不就完了嗎？

隨著實驗手段的進步，還真有人做出了這樣的實驗，比如日本科學家外村彰給出的實驗結果圖案，如下圖，分別為11個、200個、6000個、40000個和140000個電子打在屏幕上出現的光點，可看出，隨著電子數越來越多，屏幕上逐漸出現了明暗條紋。

▲單電子幹涉實驗結果

單電子也能產生雙縫幹涉條紋，似乎已無爭論，但好奇心強的人還是想弄明白，電子究竟走的是哪條縫呢？

按照艾弗雷特的多宇宙理論，不用煩那麼多了，因為根本就不需要「波函數坍縮」這個假設，就記住一點，在某些宇宙裡面，電子走左縫，而另一些宇宙裡面，電子走右縫。

太給力了！艾弗雷特用一個多宇宙的設定，一下子完美的解釋了很多量子現象，EPR佯謬、馮諾依曼的邊界問題甚至波粒二象性，解釋起來都一目了然了。

更重要的是，量子力學終於擺脫了「觀察者」這個空中樓閣，雖然多了很多宇宙，但終於回歸了現實世界，很多人心裡踏實多了，長舒了一口氣。

▲艾弗雷特三世：多世界理論是唯一能夠完全一致的解釋量子力學和世界現實的的方法。

1959年，經過惠勒引見，艾弗雷特滿懷憧憬來到哥本哈根，面見玻爾。

誰能想到，這竟然成了一次「災難性」的拜訪，對於量子力學的老學究們來說，「多宇宙」已經不止是離經叛道，而簡直是異端邪說了！

事後，一位玻爾的追隨者萊昂•羅森菲爾德（Leon Rosenfeld）說，艾弗雷特「愚蠢得難以形容，連量子力學中最簡單的東西都無法理解。」

而艾弗雷特自己回憶起這個故事也說到：「（這次訪談）從一開始就註定是地獄……」

▲後來的另一次會面，玻爾（左三）和艾弗雷特三世（右二）在普林斯頓大學。

這次會晤讓艾弗雷特心灰意冷，他離開了科學界，進入美國國防部，成為軍事專家。

後來又出來創業，竟然很快成了百萬富翁。而他的「多宇宙」卻幾乎被丟進垃圾桶裡，幾乎無人問津。

到了1970年，德威特才從廢紙堆裡找出了艾弗雷特塵封已久的驚人設想，一下子獲得了全世界的矚目！這是後話。

▲艾弗雷特在物理學界以外的幸福生活。

艾弗雷特70年代末曾想過重返物理學界，1977年應惠勒的邀請，他來到德克薩斯州奧斯汀做了一次演講，很受歡迎，而艾弗雷特也見到了多年來一直幫自己理論做推廣的德威特，以及後來一直幫多宇宙理論站臺的惠勒的學生——多伊奇。

惠勒也準備在加州為艾弗雷特建造一個研究所，但他卻始終與多宇宙理論保持距離。

後來艾弗雷特終究沒能回到物理學界的中心，一直保持著「世外高人」的姿態，他自己仍然對他的孩子——「多宇宙」充滿信心：「我必將因多宇宙理論而（在物理學史上）留名！」

1981年，艾弗雷特因為心臟病去世，他的兒子後來回憶道：「艾弗雷特對多宇宙理論從未動搖過信念！」

▲惠勒：理論物理學家的工作就是比誰犯的錯誤更快。你這是在說誰呢？

「多宇宙」最為吸引人的是，它拋棄了「觀察者」的特殊地位，每一個宇宙都是客觀的歷史和演化。諸如費曼、溫伯格、霍金、蓋爾曼等大牛，都曾經表示自己支持多宇宙的觀點。

霍金雖然曾經常開玩笑：「一聽到薛丁格的貓，就想去拿槍。」但卻多次表示，多宇宙「顯然是正確的」。

▲蓋爾曼：埃弗雷特的作品（多宇宙）被很多人描述為不同的世界，他認為每一個不同的歷史，分支的歷史，都被

▲霍金：多宇宙顯然是對的。（我在另一個宇宙裡可不是這副模樣……）

也有不少大科學家旗幟鮮明的反對，比如貝爾、彭羅斯、斯特恩等。

最為典型的反對原因是，為了一個電子，竟然如此興師動眾，引入這麼多宇宙？這也太「殺雞用牛刀」了吧？更何況，多出來這麼多宇宙，能量守恆在哪裡呢？

▲多出來這麼多宇宙，能量守恆往哪裡放？

普林斯頓大學教授保羅*斯坦哈特有句著名的論斷：「如果一個理論能提供所有可能的結果，那麼任何實驗都不能排除這個理論。」

與之類似，著名宇宙學家、科普作家卡爾薩根有一個「車庫裡的噴火龍」的段子：有人跟你說你家車庫裡有隻噴火龍，但是它既看不見，也摸不著，用各種物理探測方法都無法檢測得到，也對環境沒有任何影響，它是一個永遠無法推翻的命題。

科學哲學家波普爾曾經提出過一個非常重要的問題，也是現在科學界公認的一條黃金定律——一個學說只有具備可證偽性才應該被肯定。

難道多宇宙理論註定是一隻無法被檢測到的「噴火龍」嗎？

▲喂，你家車庫有條噴火龍！

前面提到，惠勒雖然一直和「多宇宙」保持距離，卻在關鍵的時候跳出來為自己的學生站臺了。

早在艾弗雷特提交自己的博士論文的時候，惠勒就指出：「分裂」最好換成其他詞，但後來由於大家口口相傳，惠勒的提醒就此被遺忘了。

惠勒明顯站在了更高的高度，他說並不是一個宇宙分裂成更多的的宇宙，而是這些子宇宙共同組成了一個「總宙」（Multiverse），可以認為這個總宙比子宇宙處於一個更高維的希爾伯特空間。

比如我們的三維空間由無數平行的二維平面組成，這個總宙就是由無數平行的子宇宙組成，每一個子宇宙是總宙的一個切面（也許用切體、切時空更好）。

我們可以用一個波函數來描述整個總宙的狀態，這個波函數當然可以用薛丁格方程來描述，但這個方程不一定有一個解，比如雙縫幹涉，就有兩個解，每個解投影到一個子宇宙。

按照這樣的說法，就不是宇宙在不斷「分裂」了，而是總宙在不斷進行著演化。

▲一種「多宇宙」的藝術想像圖

我們可以用阿爾法狗下圍棋來理解「總宙」的演化。

首先我們要理解，在阿爾法狗的「芯」裡，沒有棋盤上美妙的藝術棋型，也沒有「野狐之魅」、「爛柯」等美麗的神話傳說。它的「芯」裡，只有一個問題：就是儘自己所能找出棋盤上的最優解。

當它準備落下第一步黑棋時，它似乎有361個選擇，當然我們必須考慮棋盤的對稱性，因此它實際上只有55個選擇，也就是說棋局「分裂」為55種可能性。

如果第一步並沒有落在任一對稱軸上，第二步白棋將有360種走法，也就是說棋局又「分裂」為360種可能性。以此類推……

懂了沒？棋盤上的所有變化就是阿爾法狗「芯」裡的「總宙」，每一盤棋局就是其中的一個子宇宙。每下一步，棋盤「總宙」就以可能走的變化發生「分裂」或繼續「演化」。

棋盤太小，只爭目數。相比之下，我們所在的宇宙則是一個巨大的存在，按照多宇宙理論，每時每刻都在發生著量子事件，也就是說，我們的宇宙每分每秒都在進行迅速的「分裂」或者「演化」，子宇宙的數目是我們想像不到的巨大數字。

▲阿爾法狗的多層人工神經網絡「深度學習」方法。

我們至少可以想像，如果多宇宙理論成立，在其他宇宙裡也存在過同樣的「我」（也許應該用「他」）嗎？那些「我」（或者「他」）還活著嗎？他們（或者「我們」）是比我過的更好？

至於為什麼會有很多的「他」，是因為在我的歷史裡發生了太多的偶然事件（量子事件），它們經過各種「薛丁格的貓」過程從微觀放大到宏觀，讓我們所處的宏觀宇宙「分裂」。

在某些宇宙裡，我們可能早已因為一些莫名其妙的原因而離開人世；還有一些宇宙裡，我們可能因買了彩票而中獎，成為億萬富翁；我們也許正和自己的前女友在另一個宇宙裡卿卿我我，有情人終成眷屬……

我們至少可以得到一個結論，我們之所以是現在的自己，都是極其偶然的結果。

▲在不斷「分裂」的宇宙裡，我們將和夢中女神過著什麼樣的生活？

人是不滿足的動物，如果存在平行宇宙，人就會想，在另一個平行宇宙裡，我會不會過的更好？

著名科幻影片《蝴蝶效應》就展示了平行宇宙和蝴蝶效應交互作用的奇幻之處，只是影片中加了一個莫名其妙的設定：主角可以通過看日記回到過去。這不是主要的問題，我們就不深究了。

在影片中，主角總是不滿足於當下，於是想著改變過去，每改變一次導致他存在於另一個平行宇宙，可惜總是事與願違，由於蝴蝶效應的存在，本來的好意到最後卻產出了惡果。

最終，心力交瘁的主角回到媽媽肚子裡自殺，這個悲劇的結尾讓人扼腕長嘆。

類似的還有影片《羅拉快跑》、《土撥鼠之日》等。

我們還可以推想，既然存在天文數字的平行宇宙，那麼在存在「我」的多宇宙裡，可能有一些「我」更加落魄，也有些「我」則混得更好。比如某一次考試，本宇宙的「我」考了90分，而有些宇宙的「我」則瞎貓碰到死耗子，考了個滿分，另一些「我」則倒了大黴，考了不及格。

繼續聯想下去，在某些宇宙裡，「我」已經實現了當時的夢想，功成名就，位高權重也未可知。

本宇宙的我多麼想擁有那種體驗啊！這就好比，如果人生好比一場遊戲，可以save and load該多好，我總能S&L到一個最好的結果。說到這裡，遊戲裡通過S&L而出現的不同存檔不就是一種多宇宙的理解嗎？

影片《彗星來的那一夜》中就有類似的情節，女主去到平行空間的另一個「她」的家，發現另一個「她」過得更好，於是將另一個「她」打暈，偽裝成另一個「她」。

▲影片《彗星來的那一夜》的劇照，近年來不可多得的燒腦神劇，大致等於《這個男人來自地球》＋《恐怖遊輪》

人生最多百年，在宇宙年齡面前，人生百年不過滄海一粟。如果把我們的視野放大到宇宙尺度，那會發現一個神奇的問題。

按照多宇宙理論，從137億年前宇宙大爆炸開始，我們整個宇宙早已 「分裂」或「演化」成天文數字的子宇宙。可以想像，在大部分宇宙裡，可能根本不會有「我」，甚至連太陽系、銀河系都沒有。

所以， 「總宙」本身就是隨機的，天文數字的「子宇宙」就是隨機的結果，我們處於哪一個子宇宙裡本身就是「總宙」演化的結果。

這就導致一個更加恐怖的推論：如果我們要問我們的宇宙為什麼是這個樣子，那是因為如果宇宙不是這個樣子，你就根本不會在這裡問這個弱智問題。

這就是「人擇原理」！

▲「人擇原理」上升到宇宙級「唯心主義」的高度

好了，多宇宙剛誕生出來的時候，顯而易見的優點是它擯棄了「觀察者」，讓世界從哥本哈根的「唯心」回歸唯物，然而經過我們的推論，卻發現這竟然能會導致更加 「唯心」的人擇原理。

多宇宙理論至此遇到了它的最大危機：說來說去，平行宇宙之間沒有任何關係，也就無法驗證，這還能是科學的東西嗎？至於人擇原理，這已經不是科學，而是哲學，甚至是神學了！

從宇宙的誕生，到基本粒子的形成，再到星系、恆星的形成，而我們地球又恰好處於宜居帶上，而我們人類又恰好生活在如此舒適的生物圈內，這一切是否都太巧合了？

要知道，現代科學興起的起點之一，就是哥白尼的日心說取代了之前託勒密的地心說。

從此，人類的家園在宇宙中再也不是一個特殊的位置，我們意識到了自己在宇宙中的「平庸」。

在這之後，人類逐步認識到太陽、銀河甚至本星系團也不過是浩瀚宇宙中不能再平常的一員。

在這個基礎上，人們總結出了「哥白尼原則」：人類在觀測宇宙時並非處於一個特殊地位。這也叫做「平庸原則」！

▲宇宙微波背景輻射的觀測證實，宇宙在大尺度上是極其平坦的。

原本妄自尊大的人類早已脫離了蒙昧的託勒密時代，認識了「平庸原則」，這是人類認知的偉大進步，在宇宙面前，我們更加謙卑，也更加理性。

現在，「人擇原理」竟然告訴我們，不要提我們的地球、太陽系了，我們所處於的宇宙都可以說是為我們每一個人精心設計的，這是屬於我們每一個人的宇宙！這怎能讓自認為理性的人信服呢？

▲我們在宇宙中如此平庸，蝸居在如此偏遠的角落上，「人擇原理」卻告訴我們宇宙的一切都是為我們精心準備的

分裂也好，演化也好。多宇宙畢竟上升到宇宙級別，孰是孰非難以驗證，總不能把宇宙放到燒瓶裡蒸煮一番看看它的性質，也不能把宇宙重啟幾次，測試一下實驗的可驗證性。

難道多宇宙只能作為一個思想實驗，成為人們口中的談資嗎？

▲宇宙能像這樣放到瓶子裡做實驗嗎？（圖片來源：Chemx）

話說艾弗雷特的多宇宙有兩個死忠粉，一個是麻省理工學院的泰格馬克教授，另一個是惠勒的學生多伊奇。

我們先說泰格馬克，此君幾乎活躍在理論物理所有的最前沿，而且經常拋頭露面，活躍於各種科普科幻媒體，深為科幻迷所喜愛。他最得意的就是多宇宙理論，我們後面還要詳述。

▲麻省理工學院的泰格馬克教授

1998年，宇宙學家泰格馬克在論文中提到了一個「真人版」的薛丁格的貓——量子自殺實驗。

如果有一位勇士願意為科學獻身，而跳入箱子換回那隻貓，將毒藥換成手槍，只要原子衰變，手槍就砰的一聲送他上西天。

問題來了，根據多宇宙，在一個宇宙中，主角死掉了，而在另一個宇宙中他還活著。

那麼，從這個人的視角來看，死掉的那個宇宙對他已經沒有意義了，他還會繼續活在另一個宇宙。

也就是說，這個人本不會死。這就是「量子自殺」思想實驗。

▲「量子自殺」思想實驗示意圖

量子自殺實驗把人作為觀察者上升到了一個新的高度，把自己關進了「薛丁格的貓」的箱子裡，用生命做賭注，去驗證多宇宙理論。

這這個黑箱裡，自己既是觀察者，又是被觀察者，這會產生什麼樣的結果呢？

本文是闢謠帖，絕不希望大家follow泰格馬克的恐怖思想實驗。

如果這個人覺得「量子自殺」挺有意思的，還想繼續玩下去，雖然槍聲「咔咔」猛響，在這個人的宇宙裡，放出的都是空槍，他會一直死不掉。

讓我們繼續開大腦洞，繼續體會量子世界的奇思妙想，就會發現其實並不需要那麼複雜，主角完全可以換一種更為「常見」的自殺方式，比如用刀抹脖子，由於刀和脖子也由一團符合薛丁格方程的原子組成，它也有極小的機率發生隧道效應，互相穿越。

這聽起來好像天方夜譚，但是按照量子力學的基本原理，這確實有可能發生，只是機率很小而已。

也就是說，存在太多的子宇宙，在99.99999……%的宇宙裡，主角都自殺成功了，但他仍可能在某幾個宇宙裡苟且偷生。

好了，根據多宇宙理論，我們可以得到一個恐怖的推論：一個人永遠不可能自殺成功，這叫做「量子永生」！

▲「量子自殺」思想實驗示意圖

如果我們覺得光自殺太無聊了，可以設計一個更加「拜金」的實驗，那就是每次自殺之前去買一次彩票，在買之前告訴自己如果不中獎就自殺，那按照這樣的推論，幾次之後，自己就應該成為億萬富翁了。

看看吧，有了多宇宙，生活太瀟灑，只要敢玩命。

▲敢不敢這麼玩：來吧，不讓我發財，我就量子自殺！

量子自殺實驗已經是「玩命」了，因此只能停留在思想實驗的層面上，科學家還是要找到一些可驗證的客觀實驗。

有科學家認為，雖然多宇宙一般認為是互相「平行」，但並非沒有交集，可能會通過某種方式發生「弱耦合」，比如引力。

這就給了物理學家們一些機會，可以設計一些實驗，去搜索其他宇宙的線索。

1985年，艾弗雷特的另一個死忠粉多伊奇在《國際理論物理雜誌》上發表論文，指出可能有一種方法，可以通過先進的技術手段測量一個平行世界對另一個平行世界的微弱影響，這篇論文更大的意義宣告了量子圖靈機的誕生。

▲艾弗雷特的死忠粉多伊奇。

量子圖靈機，又稱通用量子計算機。多伊奇相當於提出了一個量子計算機的抽象模型，在這之後，直到現在，量子計算機就如同一盞科技聖杯，簡直是一種未來的奇蹟，等待著人們去實現。

多伊奇在一本書裡這樣寫道：「當我們使用量子計算機時，我們將不得不將所有可能的平行宇宙加在一起。儘管我們不能直接與這些平行宇宙接觸，量子計算機可以利用在平行宇宙中的旋轉狀態來計算它們。」

原來，按照多伊奇的說法，我們是在用平行宇宙的計算力來實現本宇宙的量子計算。

▲多伊奇：量子計算是一種獨特的利用自然的新方法。這將是第一個允許通過在平行宇宙之間進行協作而執行任務

波欽斯基（J. Polchinski）1991年的一篇文章也支持這樣一種觀點，平行宇宙之間的交流在理論上是可行的。

在1997年普拉加（Rainer Plaga）在《物理學基礎》發表論文，描述了一種可能的量子光學設備測試。

文中提到建造一個離子阱，肼中存在一個孤立離子，對這個離子的量子測量將產生兩個平行世界的，它們的區別僅僅在於是否能夠探測到一個光子。

由於80年代發現了「拉比振蕩」，量子退相干的機率存在一定的周期性規律，兩個世界之間的聯繫會存在一個時間窗口，也許是毫秒級，也許是納秒級。

不管怎樣，只要人類的技術水平能夠達到，就可以通過這樣的實驗驗證多宇宙理論。

普拉加後來甚至表示，如果這種技術成熟，足以實現平行世界間的通信。可惜的是，普拉加的這篇論文一直到現在才僅僅被應用9次，顯然無人問津。

2010年前後，史蒂芬*菲尼（Stephen M. Feeney）等科學家分析了威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）的數據，聲稱發現了證據，表明我們的宇宙在遙遠的過去與其他平行宇宙相撞。

然而，對WMAP和後來的普朗克衛星（解析度是WMAP的3倍）的數據進行了更全面的分析後，並沒有發現任何有統計學意義的證據，表明存在這樣的泡沫宇宙碰撞。

此外，到目前為止，沒有任何證據表明其他宇宙對我們的宇宙有引力作用。

▲普朗克望遠鏡對宇宙的觀測比WMAP的清晰度更上一層樓。

▲如左圖所示，如果宇宙和其他宇宙存在碰撞，則宇宙背景圖上應該有一個明顯的碰撞痕跡。有科學家宣稱在宇宙

總之，即使是現在，主流科學界對多宇宙理論仍然持觀望態度。

比如2007年，諾貝爾獎得主溫伯格就建議：「如果（要證明）多宇宙存在，最好能找到一個合理解釋夸克質量的精確值，或者其他標準模型的常數。」

言下之意，多宇宙應該先在現有物理模型裡立功，而不是光搞一些虛無縹緲的幻想。

▲溫伯格

溫伯格算是比較溫和的批評者了，另一些著名的科學家就沒那麼客氣了。

著名宇宙學家、《上帝與新物理學》作者保羅·戴維斯（Paul Davies）曾於2003年在《紐約時報》發表觀點文章《多元宇宙簡史》，認為多宇宙理論是不科學的：「極端的多宇宙解釋讓人想起神學討論。

的確，調用無窮無盡的看不見的宇宙來解釋我們所看到的宇宙的不尋常特徵，就像調用一個看不見的造物主一樣。」

▲保羅·戴維斯

2011年8月，南非宇宙學家喬治·埃利斯（George Ellis）在《科學美國人》雜誌上撰文《多元宇宙真的存在嗎? ，指出多元宇宙並不是一個傳統的科學理論。

埃利斯：「許多談論多元宇宙的物理學家，尤其是弦論的擁護者，並不太在意平行宇宙本身。

對他們來說，反對多元宇宙作為一個概念並不重要。他們的理論是建立在內部一致性的基礎上的，人們希望最終能在實驗室進行測試。」

埃利斯還指出，這（多宇宙）最終會讓這些問題得不到解決，因為這是一個形上學的問題，無法通過經驗科學來解決。

他認為觀察性測試是科學的核心，不應該被拋棄。

「儘管我持懷疑態度，但我認為對多元宇宙的思考是一個絕佳的機會，可以反思科學的本質和存在的終極本質:我們為什麼在這裡……在看待這個概念時，我們需要一個開放的思想，儘管不是太開放。

這是一條微妙的道路。平行宇宙可能存在，也可能不存在;這個案子還沒有得到證實。我們將不得不忍受這種不確定性。

以科學為基礎的哲學思辨並沒有錯，這就是多元宇宙的提議。但是我們應該給它取個（準確的）名字。」

▲喬治·埃利斯

看了這麼多大師的表態，你對多宇宙還有信心嗎？

其實，從20世紀80年代以後，多宇宙在弦論等其他的新理論發展中起了很好的「啟蒙」作用，讓理論物理學家在思考的時候腦洞大開。

在這些新理論中，又出現了許多不一樣的多宇宙，下面我們就來看看這些更精彩的「多宇宙」！

如前所述，一些前沿科學給了忠於多宇宙理論的人更多的信心，也有人在多宇宙的道路上漸行漸遠，最有代表的就是泰格馬克。他總結了各種多宇宙理論，並把這些理論分成四個級別：

第一級：可觀測宇宙的延伸

可觀測宇宙直徑為730億光年，超出這個範圍之外的宇宙，由於宇宙正在加速膨脹，我們已經看不到那裡，可能永遠也看不到。

泰格馬克認為存在著一個各態遍歷的無限宇宙，每個角落裡的物理定律都和我們這裡一模一樣，各種常數的大小也完全相同，但卻存在著幾乎無限多的子結構，每個子結構的物質分布都與我們所在的有所不同。

這麼多子結構一起，正是代表著整個宇宙的無限可能性。

按照泰格馬克的估計，我們要航行10的10的115次方米（可不是10的1150次方哦，是1後面寫10的115次方個零）後，才有可能到達其他的子結構。

第一級子宇宙（子結構）仍然相連。

▲計算機模擬了一片超過5000萬光年寬的空間區域的圖像，顯示了在宇宙中光源的大規模分布，但我們對這些光究

有科學家是如此解釋宇宙的暴脹現象的，如同麵包或者饅頭的「發酵」，其中的氣泡不斷變大，這就是我們的宇宙正在加速膨脹。這樣的宇宙也被稱為「泡泡宇宙」，或者「口袋宇宙」。

不同的「泡泡宇宙」在形成的時候可能會經歷不同的自發對稱性破缺，導致宇宙完全不同的性質，比如不同的物理常數。也就是說，在不同的「泡泡宇宙」裡，物理定律可能完全不同。

相比於第一層級的宇宙，第二層「泡泡宇宙」相互之間並不相連，不然我們就吃不到麵包啦~~

▲每一個泡泡裡是一個宇宙，相互之間並無連接。

第三級別：量子力學的多世界解釋

泰格馬克將艾弗雷特原始的多宇宙理論放在了這個層級，理由是：:「一級和三級之間的唯一區別就是你的二重身份（另n個你）住在哪裡。

在第一級，他們生活在和我們同一個宇宙的其他地方，這個宇宙所有地方的三維結構性質一樣，並且相互連通。

而在第三級，它們生活在無限維希爾伯特空間的另一個量子分支上。」

第四級別：終極合奏

這是泰格馬克自導自演的多宇宙終極演出！

泰格馬克認為，宇宙中最基本的乃是數學的形式邏輯，一切、萬事萬物，甚至宇宙的終極規律（TOE，Theory of everything）都可以用數學來描述。

原來，竟然存在某一些宇宙，那裡的數學都和我們不一樣，在那裡，1+1不一定等於2，π也不一定等於3.14……，這樣的宇宙會是一番什麼樣的形態？那裡可以誕生生命嗎？

這也難怪，一些科幻小說裡面也借鑑了這一點，竟然可以改變宇宙的數學規律，對敵人進行數學打擊！

▲宇宙的基礎是數學

無獨有偶，科學家格林寫了一本科普著作《隱藏的現實》，其中對各種各樣的多宇宙理論進行總結，他竟然整理出9種多重宇宙！

一、衍縫宇宙

和泰格馬克第一層類似，無限宇宙中存在各個子空間。

二、暴脹宇宙

和泰格馬克第二層類似，宇宙暴脹導致某些部分如同氣泡一樣出現一些新的小宇宙。

三、膜宇宙

格林是弦論發展史上的核心人物之一，按照弦論的假設，我們的整個宇宙如同一張膜，這張膜漂浮在一個更高維度的空間裡。

在這個高維空間裡，還有其他膜，對應於其他的宇宙。每隔幾萬億年（可能更久），由於引力或其他我們不了解的力的作用，膜就會相互碰撞和撞擊。

當它們碰撞時，產生的能量足以引發大爆炸。

按照這個理論，我們今天看到的物質和輻射是在最近一次碰撞中產生的，驅動宇宙膨脹的暗能量就對應於膜之間的作用力。

也許未來由於膜之間作用力的變化，暗能量也可能驅動宇宙收縮。

▲看看看，膜撞了，又有宇宙要大爆炸（big bang）了！

四、循環宇宙

提出宇宙常數的愛因斯坦早年曾是穩態宇宙的支持者，在哈勃發現宇宙膨脹以後，他在1930年提出一個宇宙振蕩理論，認為宇宙遵循一系列永恆的振蕩，每一次振蕩都以大爆炸開始，不斷膨脹，直到物質的萬有引力使其反彈收縮並最終以大坍縮結束，之後開始下一次的大爆炸。

下一次的宇宙是我們這一次宇宙的情景再現嗎？還是會產生一個各態遍歷的其他形態的宇宙？

著名科幻作家寶樹「狗尾續貂」的成名作《三體X》在結尾處就用到了這個循環宇宙理論，在宇宙「重啟」之後，作者的樂觀情緒讓下一次宇宙比我們這一次更加美好，偉人沒有啟動紅岸計劃，也就沒有人去宇宙廣播；三體星人獲得了一個美麗的世界，無需為生存問題而侵略太陽系；最終讀者驚奇的發現，原來屌絲雲天明就是《三體》的作者劉慈欣。那麼問題來了，究竟孰為真孰為假？難道《三體》描述的是上一次宇宙嗎？

五、景觀宇宙

按照弦論，需要10個維度，之所以我們看不到多餘的6個維度，是因為它們蜷縮起來了。這個「隱藏」起來的6維空間叫做丘成桐-卡拉比空間。

原來，我們的宇宙竟然是這番景象，在最微小的地方，竟然存在著一個又一個卡丘6維空間。

每當你一揮手，你的手不僅穿過了我們熟知的3維空間，還拂過了無數個蜷縮的卡丘6維空間。

還記得我們之前提過的「泡泡宇宙」嗎？每個泡泡都有其獨特的物理定律，然而格林告訴我們，我們應該認識到，這些泡泡都是十維的（也許應該說，和我們宇宙平級的泡泡）。

我們這個十維泡泡還可能發生量子隧穿，形成一個宇宙學常數更小的宇宙，新宇宙得到了額外的維度，膨脹速度更慢，也就變成了泡泡裡的泡泡。

這被叫做景觀宇宙，相當於把第二級宇宙又變出了多個層次，我們的宇宙也只屬於其中一個層次而已。

▲丘成桐-卡拉比空間是這幅模樣。

六、量子宇宙

就是艾弗雷特的多宇宙理論。

七、全息宇宙

如今，全息攝影技術已經司空見慣，在二維的照片上，可以看出三維的立體效果。

▲全息效果展示圖

誰能想到，我們可能就生活在一個二維的宇宙中呢？

你可能覺得這太震撼了，怎麼可能呢？我們已經習慣了一個三維的世界，前後、左右、高低，一切都太熟悉了。

現在你告訴我其實並沒有那麼多維度，你要我如何相信？

這個靈感來自對黑洞的研究，按照某些為了調和量子力學和廣義相對論的新興量子引力論，比如弦論和M理論，所有落入黑洞的物體的信息被完全包含在視界的表面波動中。

也就是說，三維的物體和視界二維球面（也許是其他形狀）上的信息可以一一對應，也就可以相互轉換。在數學上，記錄和投影可以說是等效的，這完全可行。

那麼問題來了，三維和二維，究竟哪個是真實的？

▲我們的宇宙其實是2維宇宙的全息照片（hologram）？

八、模擬宇宙

我們的宇宙其實處於一個計算機模擬的系統裡，很多科幻影片裡提到了這一點，比如《黑客帝國》，除此以外，「缸中之腦」這種point也可以算作這種宇宙。

▲我們身處一個計算機之中嗎？

九、數學宇宙

和泰格馬克的第四級宇宙類似。

▲弦論大師——格林

這裡小結一下

1， 多宇宙理論源於對量子佯謬——「薛丁格的貓」的解釋，是眾多對量子力學本源問題的解釋之一。

2， 多宇宙理論在得到明顯的觀測證據之前，只能稱得上是一個科學猜想，並不是一個經得起考驗的科學結論。

3， 多宇宙理論在最新的物理學理論發展中發揮了重要作用，因此是最受關注的科學猜想之一，我們期待著它能夠啟發更多物理學家（不管是作為經驗還是教訓），推動科學界最前沿的發展。也許，宇宙的本源比我們的想像更加精彩！

彩蛋：

看完權威們的故事，我們再看看非專業人士的想法，我們驚喜的發現，多宇宙理論在民間的接受度更高。

1995年，在一項對72名「主要宇宙學家和其他量子場理論家」進行的民意調查中，竟然有58%的人認同多宇宙理論是對的。

多宇宙理論的死忠粉泰格馬克也提過，在1997年的一次量子力學研討會上，曾經進行過一項「非常不科學」的民意調查，多宇宙理論排名第二，僅僅落後於哥本哈根解釋。

在1998年的劍橋大學量子計算會議上，有大約200人觀眾接受了調查，多宇宙理論幾乎和哥本哈根解釋相當，僅差幾票，屈居第二。

多宇宙理論也曾遭受過冷遇，2005年，滑鐵盧量子計算大學研究所在一堂量子力學課程結束後，對不到40名學生和研究人員進行了一項調查，結果發現多宇宙理論是最不受歡迎的。

2011年在奧地利的一次會議上，33名參與者參與了一項民意調查，其中6人支持多宇宙理論, 14人支持哥本哈根解釋。

從多次投票結果來看，哥本哈根解釋仍穩固的統治著量子帝國，多宇宙理論卻一直試圖撼動它的地位，也是最最有望的！

然而，又有誰相信，科學是由投票來決定的呢？

作者：魯超