甚至物理学家都对多元宇宙理论感到恼火

您如何看待多元宇宙？对于我们在餐桌上即席演讲来说，这个问题并非完全出乎意料，但他让我感到惊讶。并不是说我从来没有问过多重宇宙，而是解释理论结构是一回事，而解释我的感受是另一回事。我可以在多元宇宙中表达所有标准论点和主要问题，可以浏览事实和技术细节，但结果却迷失了方向。

物理学家不习惯谈论它们与事物的关系。我们提供扎实的知识，定量的估计和实验。但是，即使是最好的公正分析，也只有在我们决定应该走哪条路之后才开始。在新生领域，机会的选择通常会产生，每种机会都有其自身的优点，而且我们经常本能地选择其中之一。这种选择是由上述逻辑的情感推理决定的。正如斯坦福大学物理学家伦纳德·萨斯金德（Leonard Susskind）所说，您将自己定位在什么位置，“不仅是科学事实和哲学原理。这是科学上的好问题。而且，就像所有有关口味的辩论一样，审美也参与其中。”



我本人也参与弦理论，它的特点之一是可能存在除我们之外的众多逻辑上一致的版本。创建我们的宇宙的过程可以创建其他宇宙，从而导致无限数量的宇宙，发生的一切都可以发生。推理的顺序从我所知道的地方开始，我可以跟随导致他们结论的页面上舞步方程的卷曲，但是尽管我将多元宇宙想象为一种数学构造，但我不敢相信它会突然跳出来理论领域，并将在现实中证明自己。我怎么能假装自己无数个遍历平行世界并像类似的决定那样做出决定的问题，和我有什么不同？

我不是唯一一个如此矛盾的人。关于多元宇宙的争论一直很激烈，它仍然是我们这个时代最杰出的科学家之间争论的源头。多元宇宙的辩论不仅仅是对理论细节的讨论。这是关于身份和结果，解释所基于的内容，证据包括的内容，我们如何定义科学以及所有这些是否有意义的争论。

每当我谈到多元宇宙时，我都会回答一个不可避免的问题。无论我们生活在宇宙还是多元宇宙中，这些分类所指的尺度都超出了他们的想象。无论结果如何，我们周围的生活都不会改变。那有什么区别呢？

有所不同，因为我们在哪里会影响我们自己。不同的地方导致不同的反应，由此产生各种可能性。一个对象在不同的​​背景上看起来可能有所不同。我们由居住的空间所决定的方式比我们所知道的要多得多。宇宙是膨胀的极限。它包含了所有行动场所以及我们可以想象的所有环境。它代表了可能性的总数，是我们可以做到的一切的完整集合。

测量仅在参考范围内才有意义。在为数字分配单位之前，数字显然是抽象的，但是即使是“太远”，“太小”，“太奇怪”的模糊定义也都暗示了某个坐标系。太远意味着参考点。太小是指规模。太陌生意味着上下文。与始终声明的单位不同，假设的参考框架很少定义，但是分配给事物（对象，现象，经验）的值沿这些不可见的轴进行校准。

如果我们发现我们所知道和可以找到的所有东西都只是位于多元宇宙的一个口袋中，那么整个地基将会移动，并在上面放置坐标网格。观察不会改变，但结论会改变。其他气泡宇宙的存在可能不会影响我们进行的测量，但可能会影响我们解释它们的方式。

冲击多元宇宙的第一件事是它的无限性。它比人类所处理的任何事情都重要-这种提升本身就暗示了这一名称。人们可以理解，对多元宇宙的情感反应是否会来自一种对自我低估的感觉。但是多重宇宙的大小可能是其性质争议最小的。

欧洲核子研究组织（CERN）理论家的负责人吉安·朱迪斯（Gian Giudice）代表物理学家发言时，他声称，仰望天空会清除我们的大脑。我们已经可以想象我们的规模了。如果存在多元宇宙，那么，正如他所说，“与我对抗和宇宙广阔的问题将不会改变。”这样的宇宙观使许多人放心。物理学家兼作家劳伦斯·克劳斯（Lawrence Krauss）说，与宇宙相比，我们所有的问题和生活戏剧都减少了很多，以至“这里发生的一切都没有意义”。 “这真的让我感到安慰。”

从他拍摄的惊人照片。哈勃（Habble），在明锐（Octavio Paz）的诗歌前关于Monty Python的“浩劫之夜”和“银河之歌”，浪漫主义与我们的Lilliputian规模有关。在我们历史的某个时刻，我们以无限的渺小达成了一致。



难道是因为我们担心比例问题，我们才如此不愿接受多元宇宙的概念，其中包括我们视野之外的世界，注定要存在于那里？当然，这是我从同事那里听到的非常普遍的抱怨。南非物理学家乔治·埃利斯（George Ellis）坚决反对多元宇宙，英国宇宙学家伯纳德·卡尔（Bernard Carr）同样为她动心，在几次迷人的谈话中讨论了这些问题。卡尔认为，他们的分歧点在于“必须认为哪些科学属性不可侵犯”。常见的指标是实验。比较观察是可以接受的替代方法。天文学家无法控制星系，但以数百万种形式和状态忽略了它们。没有一种方法适合多元宇宙。她撒谎了吗在科学领域之外？

弦理论之父之一的Susskind令人鼓舞。在经验科学中，存在第三种方法：从我们能够看到的东西中得出有关不可见物体和现象的结论。例如，采取亚原子颗粒就足够了。夸克永远被束缚在质子，中子和其他复合粒子中。萨斯金德说：“可以说，它们隐藏在面纱后面，但是现在，尽管我们还没有看到一个孤立的夸克，但没有人会认真质疑夸克理论的正确性。这是现代物理学基础的一部分。”

随着宇宙的加速膨胀，现在视界中的星系很快就会消失在它后面。我们不相信他们会被遗忘，就像我们不相信这艘船会瓦解，躲在地平线上一样。如果我们知道的星系可以存在于视野之外的偏远地区，谁会说没有别的东西了？我们从未见过，永远不会看到的事情？一旦我们认识到我们视野之外的地区的可能性，后果将成倍增长。英国皇家天文学家马丁·里斯（Martin Rees）将这种推理方法与厌恶疗法进行了比较。当您承认星系存在于我们当前的视野之外时，您“就从一个很远的小蜘蛛开始”，但是，您没有时间环顾四周，因为您可以自由控制由无限世界构成的多重宇宙的可能性，这可能与您的世界大不相同-也就是说，“您会发现狼蛛在您身上爬行。”

无法直接控制对象从来不是我确定物理理论适用性的个人标准。如果有什么让我担心多重宇宙，那我相信它与它无关。

多元宇宙反驳了我们所珍视的另一种观点-唯一性。这会引起问题吗？正如宇宙学家亚历山大·维伦金（Alexander Vilenkin）解释的那样，无论观察区域有多大，只要它是有限的，它就可以处于有限数量的量子态。这些状态的描述唯一地确定了该区域的内容。如果这些区域无限多，那么肯定会在其他地方重现相同的状态。甚至我们的话也会被准确地复制。随着过程不断发展到无穷无尽，我们将有无数的副本。



“拥有这些副本使我感到沮丧，”维伦金说。 -我们的文明有许多消极特征，但我们至少可以声称它是一件艺术品。现在我们也不能这样说。”我明白他的意思。这让我很兴奋，但是我不确定这是我不满意的根源所在。正如维伦金（Vilenkin）渴望地说的那样，“我还不足以傲慢地告诉现实应该是什么。”

辩论的主要奥秘在于一个奇怪的讽刺。虽然多元宇宙将我们对物理现实的概念增加到几乎无法想象的程度，但它在我们的知识与我们获取知识的能力之间划出界限时却唤起一种幽闭恐惧感。理论家梦想着一个没有自我意志的世界，用自给自足的方程式来描述。我们的目标是找到一种逻辑上完整的理论，该理论受到自给自足的极大限制，并且仅采用一种形式。然后，对于我们甚至不知道该理论来自何处或为何起源的人，它的结构看起来都不是随机的。正如伯克利大学的物理学家拉斐尔·布索（Raphael Bousso）所说，自然界的所有基本常数都将“从数学中得到，即π和演绎数”。

这就是爱因斯坦的相对论通论的吸引力。爱因斯坦的相对论是世界各地的物理学家之所以赞叹不已，是因为它具有非凡的不朽之美。对称性考虑因素很清楚地决定了方程，因此理论似乎是不可避免的。这就是我们想在物理的其他领域重复的内容。到目前为止，我们还没有成功。

几十年来，科学家一直在寻找物理原因，为什么要求基本常数才能准确地获取它们具有的值，但到目前为止，还没有发现任何单一的原因。通常，如果使用可用的理论来计算某些已知参数的可能值，则结果与测量值相距甚远。但是如何解释这些参数？如果只有一个单一的Universe，那么控制它的参数必须具有特殊的意义。控制参数选择的过程是随机的，或者具有某种逻辑，甚至是经过深思熟虑的目标。

没有一个选项看起来很有吸引力。我们科学家一生都在寻找法律，因为我们相信一切都会出于某种原因发生，即使我们不知道也是如此。我们正在寻找模式，因为我们相信宇宙中的某个顺序，即使我们看不到它也是如此。纯粹的机会不适合这种世界观。

但是我也不想谈论一个合理的计划，因为这意味着存在某种先于自然法则的力量。这支部队必须选择并判断，在缺乏诸如遗传资源这样的清晰，平衡和严格限制的结构的情况下，这意味着武断。存在几个逻辑上一致的宇宙（只有一个被选择）的想法在公开方面并不令人满意。如果真是这样，那么，正如宇宙学家丹尼斯·夏玛（Dennis Sciama）所说，人们将不得不认为“有人研究了这样的列表，并谴责了'不，我们不会拥有这样的宇宙，也不会。只会有一个。”

就个人而言，此选项及其所有可能的潜台词使我感到不安。我想到了各种各样的场景：被遗忘的电影中的孤儿院被遗弃时，其中的一个被收养；人们的面孔狂热地追求梦想，但没有实现；在头三个月流产。几乎是天生的事情，但不能使我痛苦。如果没有一种理论上的限制排除了所有可能性之一，那么这样的选择似乎是残酷和不公平的。

在如此精心调整的创作中，如何解释不必要的痛苦？由于这些哲学，伦理和道德问题不属于物理学领域，因此大多数科学家都避免了他们的讨论。但是诺贝尔奖获得者史蒂芬·温伯格代表他们说：“我们生活中是否有坦荡的创造者的踪迹？每个人都会亲自回答这个问题。”我的生活非常幸福。但是，我仍然看到母亲如何因癌症痛苦地死去，阿尔茨海默氏病如何破坏了父亲的身份以及在大屠杀期间有多少堂兄弟和二堂兄弟被杀。坦率的创作者存在的迹象被很好地隐藏了。”

面对痛苦，与精心设计的宇宙中存在的无知或故意残暴相比，事故要容易接受得多。

多元宇宙答应分散我们对这些可怕思想的注意力，为我们提供第三种选择，克服了解释的困境。

当然，并不是为此发明了物理学的多元宇宙。她因其他原因出现。宇宙膨胀理论是要解释宇宙的大尺度光滑度和曲率。斯坦福大学物理学家安德烈·林德（Andrei Linde）说：“我们正在寻找一个简单的解释，解释为什么宇宙看起来像一个大球。” “我们不知道有什么事情会使这个想法成为现实。”负担是这样的理解，即我们的大爆炸不是唯一的，事实上，必须有无数次这样的爆炸，每一次爆炸都产生了不相关的时空。

然后是弦理论。今天，它是所有事物统一理论的最佳候选人。它不仅实现了不可能-重力和量子力学的和解-而且坚持不懈。但是，对于将宇宙的令人难以置信的多样性减少到最少的积木的电路而言，弦论遭受了一个羞辱性的问题：我们不知道如何确定基本常数的确切值。根据目前的估计，$$$10^{500}$





但是，使我们摆脱了旧的二分法，多元宇宙使我们处于焦虑状态。我们长期以来一直在苦苦挣扎的问题可能没有比“这就是它的工作方式”更深刻的答案。也许这是我们能做的最好的事情，但是我们不习惯这样的答案。他没有揭开底线，也没有解释一切工作原理。此外，他打破了理论家的梦想，认为无法找到独特的解决方案，因为它不存在。

有些人不喜欢这个答案，另一些人则认为这不能被称为答案，而其他人只是接受它。

对于诺贝尔奖获得者大卫·格罗斯[David Gross]而言，多元宇宙似乎“像天使一样闻起来”。他说，接受多元宇宙就像是放弃，接受自己永远不会了解任何东西，因为看到的一切都可以归结为“历史的随机性”。他的诺贝尔同事Gerard't Hooft抱怨说，他不能接受这样一种情况，即您必须“对所有决定进行梳理，直到找到适合我们世界的决定”。他说：“物理学家过去并没有像现在这样工作，您仍然可以希望将来我们有更好的证据。”

普林斯顿大学的宇宙学家保罗·斯坦哈特（Paul Steinhardt）称多元宇宙为“任何事物的理论”，因为它承认一切，却一无所获。他说：“科学理论必须具有选择性。” “她的力量在于排除的可能性。”如果它包含所有可能性，那么它不排除任何东西，其强度为零。”斯坦因哈特是通货膨胀的最早支持者之一，直到他意识到通货膨胀导致多重宇宙并创造了可能性空间，而不是做出特定的预测。自那时以来，他已成为通货膨胀率最高的批评家之一。在最近的《星语谈话》一集中，他介绍了自己作为多元宇宙替代品的拥护者。 “多元宇宙让您烦恼了什么？ -领导开玩笑。 “她摧毁了我最喜欢的想法之一，”斯坦哈特回答。

物理学家必须处理真理，绝对概念和预测。不管是不是。理论不应具有灵活性或包容性，而应具有限制性，严格性，不包括其他选择。在任何情况下，我都希望能够预测可能的结果-理想情况下是唯一且不可避免的结果。多元宇宙没有给我们任何东西。

关于多元宇宙的辩论常常转化为嘈杂的辩论，怀疑论者指责背叛科学的倡导者。但是重要的是要意识到没有人选择这种状态。每个人都希望有一个由美丽的深层原理有机产生的宇宙。但是据我们所知，在我们的宇宙中并非如此。她就是她。

我应该反对多元宇宙的概念吗？她应该待在场上吗？我的许多同事正在尝试以更有利的角度介绍它。从逻辑上讲，使用无限数量的宇宙比使用一个宇宙更容易-需要解释的东西更少。西亚姆认为，多重宇宙“从某种意义上来说满足了奥卡姆的剃刀，因为您希望最小化放置在宇宙上的随机约束的数量。”温伯格说，没有任意假设并且没有经过“仔细调整以适合观察结果”的理论本身就是美丽的。可能会发现，这种美类似于热力学的美，其统计美可以解释宏观系统的状态，但不能解释其各个组成部分的状态。“寻找美丽，您无法事先确定会在哪里找到它，或者会找到什么样的美丽，” Weisenberg说。

很多时候，当我反思这些复杂的智力问题时，我的思想又从小圣安东尼的安托万·德·圣艾修伯（Antoine de Saint-Exupery）的作品中恢复了小王子的简单而美丽的智慧，后者认为他所钟爱的玫瑰在世界上都是独一无二的，最终进入了玫瑰园。他为这样的背叛感到困惑，为自己的玫瑰和自己的重要性而失去了悲伤，他哭了。最后，他意识到自己的玫瑰“比其他数百朵玫瑰更重要”，因为它是他的。

在我们的宇宙中，除了它是我们的之外，可能没有什么特别的。这还不够吗？即使我们的所有生活和我们所知道的一切在宇宙范围内都是微不足道的，它们仍然是我们的。现在，这里有些特别的东西是我的。

在过去的几个月中，我几次想起了与剑阁朱迪斯的谈话。我对他如何冷静地对待大量可能的宇宙以及我们所做出的随机选择充满信心。他说，也许多元宇宙只是告诉我们我们正在研究错误的问题。也许像开普勒一样，行星的轨道，我们正在试图寻找比数字更深层的含义。

由于开普勒只知道太阳系的存在，因此他认为一些重要的信息隐藏在行星轨道的形状和行星之间的距离中，但事实并非如此。这些值不是基本的，它们仅仅是环境数据。当时，这似乎很不幸，但是从广义相对论的角度来看，我们不再感到失落。我们对引力有很好的解释。仅在这种解释中，与行星的轨道相关的含义不是基本常数。

朱迪斯说，也许多元宇宙暗示着类似的东西。也许我们需要放弃我们抓住的东西。也许您需要更广泛地思考，重组，改变我们向大自然提出的问题。根据他的说法，多元宇宙可以为“极度令人满意，令人愉悦和大开眼界的可能性”打开大门。

在有关多元宇宙的所有论证中，我最喜欢这一论点。在任何物理系统中的任何情况下，您都可以无限提问。我们试图将问题打基础，并提出最基本的问题，但是我们的直觉是建立在以前的基础之上的，并且我们有可能基于与我们试图研究的新领域不再相关的范例。

多重宇宙比闭门更像是钥匙。从我的角度来看，世界充满了希望，充满了机遇。他只不过是个装满玫瑰的凉亭而浪费。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN400813/