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#时间深度 #前沿科学 #科学哲学 #量子理论 #物理学


通过:Google

多元宇宙的九种理论承诺一切,甚至更多。但是,如果现实如此广泛和多样,我们该在哪里适应呢?

我们对现实基本性质的理解变化比以往任何时候都快。哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)和智利帕拉纳尔山(Paranal Mountain)上的超大望远镜(Very Large Telescope)等巨大的天文台正在探测宇宙最遥远的地方。与此同时,法瑞边境下的大型强子对撞机 (LHC) 等利维坦原子粉碎器正忙于解开微小量子世界的谜团。

无数的发现从这些宏伟的机器中流出。您可能已经看过哈勃望远镜的非凡照片。你可能听说过“系外行星”,即围绕外星太阳运行的世界,你几乎肯定听说过希格斯玻色子,这种粒子使所有其他粒子都充满质量,是 LHC 十几年前发现的。但你可能不知道(如果他们的发现是合乎逻辑的结论的话)这些机器还检测到猫王生活的迹象,或者说在外面,在燃烧的恒星和行星中,是独角兽,真正的独角兽鼻子上长着角。还有更奇怪的东西:魔鬼和恶魔;神和仙女;希特勒赢得第二次世界大战的地方,或者根本没有战争的地方。最古怪的幻想成真的地方。如果你愿意的话,这是一个奇怪的多样性。最奇怪的是,科学家们现在正在认真讨论我们的宇宙是假的,是烟雾和镜子的可能性。

我是斜杠青年,一个PE背景的杂食性学者!♥致力于剖析如何解决我们这个时代的重大问题!♥使用数据和研究来了解真正有所作为的因素!

所有这一切,以及更多,都是多元宇宙的本质,是过去一二十年里颠覆了传统宇宙学的现实的伟大过山车式改写。多元宇宙假说认为,我们在夜空中看到的只是一个非常非常宏大的现实的极小片段,迄今为止是看不见的。这个想法已经变得如此主流,以至于现在很难找到一个认为其中什么都没有的宇宙学家。这不是神秘主义者的世界,那些在每张哈勃照片中看到水瓶座时代的尖帽大军。相反,多元宇宙是皇家天文学家和剑桥大学和康奈尔大学的终身教授的产物。

首先,一些语义。老式的、前多元宇宙的“宇宙”被定义为时空体积,大约有 900 亿光年,容纳了我们能看到的所有星星(那些自大爆炸以来光有足够的时间到达我们的星星)。这个“宇宙”包含大约 500 颗六分星——比地球上所有海滩上的沙粒还多——组织成大约 800 亿个星系。从广义上讲,它是你在晴朗的夜晚仰望的样子。它浩瀚无垠,古老得难以理解,直到最近,人们还认为它就是一切。然而,最近来自望远镜和粒子对撞机的发现,加上新的数学见解,意味着我们必须抛弃这个“小”宇宙,转而支持一个更宏大的现实。与新宇宙相比,旧宇宙就像大象上的蚋。此外,新地形是如此奇特,以至于可能超出了人类的理解范围。

当然,这并没有阻止一些大胆的思考者进行尝试。纽约哥伦比亚大学(Columbia University)的物理学和数学教授布莱恩·格林(Brian Greene)就是其中之一。他在最新著作《隐藏的现实》(2011 年)中将目光投向了多元宇宙。根据格林的说法,它现在有不少于九种“口味”,他说,这些口味可以“协同工作”。

他称之为“绗缝多元宇宙”的最简单的版本。这源于我们通过最强大的望远镜可以看到的物质和能量具有一定的密度。事实上,它们的密度足以允许一个引力“平坦”的宇宙永远延伸,而不是自我循环。我们知道,在大爆炸之后,一个排斥场弥漫在时空中:它导致万物以它的方式飞散。如果这个场足够大,我们必须得出结论,无限空间包含“哈勃体积”的无限重复,哈勃体积是可从地球上观测到的空间、物质和能量的体积。

还有另一个你,坐在一个相同的地球上,大约 10 的 10 次方到 120 光年的 120 次方

如果这是正确的,那么在我们可观测的视界之外,可能会——事实上,肯定有——无数有趣的时空。这些拼凑的宇宙或“口袋”宇宙将足够多,让基本粒子的每一个排列发生,不仅仅是一次,而是无限次。有时有人说,只要有一台打字机和足够的时间,一只猴子最终会想出哈姆雷特。同样,有了基本粒子的固定基本库和无限的袖珍宇宙,你会想出一切。

在这种情况下,我们会预期这些拼凑的宇宙中的一些会与这个宇宙相同。还有另一个你,坐在一个相同的地球上,大约 10 的 10 次方到 120 光年的 120 次方。其他口袋宇宙将包含具有几乎无限力量和智慧的实体。如果基本物理定律允许(在这种情况下,在所有宇宙中都是恒定的),它必须发生。因此有独角兽,因此有神一样的生物。因此,你邪恶的双胞胎就住在那里。在一次采访中,记者问格林,这是否意味着那里有纳尼亚斯,有星际迷航宇宙,猫王有私人教练并活到 90 多岁的地方(正如纽约市立大学理论物理学教授 Michio Kaku 所建议的那样)。每个有意识的生物都处于永久折磨中的地方。天堂和地狱。是的,看起来确实如此。他觉得这很麻烦吗?“一点也不,”他回答。“令人兴奋。嗯,至少我在这个宇宙里是这么说的。

绗缝多元宇宙只是一个开始。1999 年,在洛杉矶,俄罗斯移民物理学家安德烈·林德 (Andrei Linde) 邀请了一群记者,观看了一个花哨的计算机模拟。该演讲说明了 Linde 自己对“通货膨胀多元宇宙”的想法。在这个版本中,大爆炸之后的快速膨胀期并不只发生过一次。相反,就像托洛茨基对gong产zhu义的希望一样,这是一项不断进行的工作。一个巨大的泡泡宇宙网络接踵而至,被比划分绗缝多元宇宙的“平行世界”的鸿沟更难以想象的鸿沟隔开。

这是另一个。弦理论是调和量子物理学与引力的最新尝试,它提出了这样一种情况:我们的宇宙是一种薄片,宇宙学家将其称为“布兰恩”,像书中的一页一样与数十万亿其他片物一起堆叠起来。这些宇宙并不遥远数百万光年;事实上,他们现在就在你身边徘徊。

这并不意味着我们可以去那里,就像我们可以到达量子多元宇宙中的其他宇宙一样,这是另一种“味道”。这源于这样一个概念,即经典量子力学的概率波是一个硬性而快速的现实,而不仅仅是一些数学结构。这是薛定谔的猫的世界,无论是活着的还是死去的;这里,但不是这里。爱因斯坦称其为“诡异”,但我们知道量子物理学是对的。否则,您正在阅读本文的计算机将无法工作。

量子物理学的“多世界”解释于 1957 年由 Hugh Everett III(Eels乐队主唱 Mark Everett 的父亲)首次提出。它指出,所有量子可能性实际上都是真实的。当我们掷量子力学的骰子时,每个可能的结果都会在自己的平行时间线中实现。如果这听起来很疯狂,请考虑一下它的主要竞争对手:“现实”源于有意识的凝视。事情只会发生,量子态只会自行解决,因为我们看着它们。据说爱因斯坦带着些许讽刺地问道,“老鼠侧头看一眼就够了吗?考虑到替代方案,无数分支历史版本的前景似乎并不是一颗可怕的子弹。

我们、我们的世界,甚至广阔的时空延伸,都不过是一个巨大的计算机模拟,这并非微不足道的

更奇怪的是全息多元宇宙,这意味着“我们的世界”——不仅仅是恒星和星系,还有你和你的卧室、你的职业问题和昨晚的晚餐——只是发生在无法接近的现实平面上的现象的闪烁。整个可感知领域只不过是皮影戏中的形状。这听起来像是纯粹的神秘主义;事实上,这听起来几乎不可思议地像柏拉图的洞穴寓言。然而,它有一些理论支持:斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)在解决黑洞信息悖论时依赖于这个想法,黑洞信息悖论是关于信息在穿过暗恒星的事件视界时被摧毁会发生什么的谜团。

弦理论提供了其他可能性,以及更多层次的多元宇宙。但最奇怪(但也可能最简单)的想法是我们生活在一个虚假的多元宇宙中。根据牛津大学哲学教授尼克·博斯特罗姆 (Nick Bostrom) 在 2001 年首次提出的一个论点,我们、我们的世界,甚至我们在第一个多元宇宙场景中看到的广阔的时空延伸,都只不过是一个巨大的计算机模拟。

当然,我们认为的现实只不过是一种建构的想法是相当古老的。模拟论证,正如它的名字一样,与一些传统佛教思想所提出的多层次现实具有共同的特点。另一方面,“假装”宇宙的概念出现在小说和电影中——例子包括《黑客帝国》系列和《楚门世界》(1998 年)。博斯特罗姆的想法之所以独特,是他所依据的基础:一系列合理的假设,加上一个统计计算。

从本质上讲,情况是这样的。如果事实证明可以使用计算机来模拟一个“宇宙”——即使只是一个宇宙的一部分——其中有自我意识的有知觉的实体,那么很有可能有人在某个地方这样做。此外,正如 Bostrom 所解释的那样,'看看我们的计算机模拟是如何工作的。当我们运行天气或核爆炸 [迄今为止执行的最复杂的计算机模拟] 时,我们不会运行一次,而是运行数千、数百万甚至数十亿次。如果事实证明可以在机器中模拟——或者更准确地说,产生——有意识的意识,那么如果这只做一次就令人惊讶了。更有可能的是,在对这样一个项目感兴趣的先进文明的一生中,它会被完成无数亿次。

鉴于我们最近在计算能力方面的进步,如果我们很快就会开始运行模拟,这将是非常有力的证据,证明我们自己生活在模拟中。如果我们得出结论说我们是,我们有一些选择。我将在下面详细讨论。

首先,我们来谈谈最奇怪的场景。布莱恩·格林 (Brian Greene) 称其为“终极多元宇宙”。从本质上讲,它说一切可能是真的都是真的。乍一看,这似乎有点像我们之前遇到的绗缝多元宇宙。根据这个假设,所有物理可能性都得以实现,因为外面有这么多东西,有这么多空间供它做事。

那些认为这“不是科学”的人处于劣势。大型强子对撞机可以在十年内找到弦理论各个方面的直接证据

终极多元宇宙强化了这个想法:它说任何逻辑上可能的事物(由数学而不是物理现实定义)实际上都是真实的。此外,这是重要的一点,它说你不一定需要物理物质的基质来使这个实相成为化身。根据麻省理工学院物理学教授 Max Tegmark 的说法,“数学宇宙假说”可以表述如下:“所有在数学上存在的结构在物理上也存在”。Tegmark 使用了已故德国数学家大卫·希尔伯特 (David Hilbert) 提出的数学存在的定义:它“仅仅是没有矛盾的自由”。因此,如果可能的话,它就存在。我们可以允许独角兽出现,但不能允许武断的、违背逻辑的魔法。

这一切是什么意思?如果我们生活在一个存在于众多维度的无限可能性的世界里,那么试图理解其中任何一个又有什么意义呢?其中任何一个对我们应该如何生活有丝毫影响吗?

在大多数情况下,科学家们对这些问题没有答案,只能重复丘吉尔的格言“继续烦恼”。但有些人提出了一些试探性的建议。乔治梅森大学 (George Mason University) 的经济学家罗宾·汉森 (Robin Hanson) 对博斯特罗姆的仿真论文写了几篇评论。他的结论相当令人沮丧:“如果我们的后代在其他条件相同的情况下,希望他们的模拟是有趣的,那么在其他条件相同的情况下,你应该希望你和你周围的事件也具有娱乐性......搞笑、离谱、暴力、性感、奇怪、可悲、英勇......用一个词来形容'戏剧性'。

最主要的是让你的故事如此引人入胜,以至于人们想再次模拟你。忘掉做好人吧:道德在模拟宇宙中到底意味着什么?相反,要有趣一些——成为希特勒、耶稣或戴安娜王妃,因为它会放大你下次宇宙启动时转世的机会,或者当观众认为你的角色太有趣而无法杀死时被带回来的机会。

也许所有这些论点最不寻常的地方在于它们是多么的可敬。英国皇家天文学家马丁·里斯 (Martin Rees) 是多元宇宙俱乐部的全额付费会员。他的主要论点是,“我们的”宇宙似乎被可疑地微调了,以允许生命的存在,即所谓的人类学原理。即使稍微改变任何基本参数——强核力的强度或引力常数——你最终都会得到一个暗淡的宇宙,要么是辐射海,要么是黑洞。

有些人在这里看到了上帝的手。其他人说,人为原则只是选择偏差的一个特例。想想一个非常胖、非常矮小的男人走进一家商店寻找西装。如果这是一家小商店,如果他找到合身的西装,他会感到惊讶。但是,如果这家商店很大,有数千套西装,几乎涵盖了所有可以想象的尺寸,那就一点也不奇怪了。同样,如果有很多宇宙可供选择,我们不应该惊讶地发现我们生活在一个可以容纳生命的宇宙中。

一些人指责多元论者是技术神秘主义,将他们的信仰寄托在基本上无法证伪的主张上。例如,要确认弦理论,需要一个参宿四大小的粒子加速器。但那些认为这“不是科学”的人却处于劣势。例如,大型强子对撞机有可能探测到弦理论所需的额外维度的直接证据,并提供提示,说明“我们的”引力是否是在另一个宇宙中以更高强度运行的力的弱残余物。这可能会在十年内发生,而不是在理论上的星际迷航未来。与此同时,更好的望远镜可以解决我们的宇宙是否真的是“平坦”和无限的问题。

我们不应该对多元宇宙感到惊讶。每次我们观察周围的世界时,它都会扩大。哥白尼意识到地球并不是创造的中心。埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 意识到银河系只是数十亿个星系中的一个。现在我们怀疑“现实”实际上是如此浩瀚无垠,以至于我们甚至难以理解如何描述它的参数。Brian Greene 发现这很神奇,而且显然相当美妙。

所以,从我自己深深困惑的立场来看,我是这样做的。但我也觉得这相当令人不安。多元宇宙中缺少一些东西:一个可以理解的意识之地。然后是这样一种感觉,在一个所有可能性都成为确定性,任何可能发生的事情都发生的世界里,道德目的比老式的单一宇宙更加难以捉摸。如果你的邪恶双胞胎就在那里(在一个无限的 “平面 ”宇宙中,他或她肯定在外面),那么你在永恒中做什么又有什么关系呢?半个世纪以来,科学一直在削弱人类是核心和独特的观点。多元宇宙用破坏球取代了凿子。

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