多元宇宙(或元宇宙)是多个可能宇宙(包括我们的宇宙)的假设集合,它们共同构成了所有现实。多元宇宙中的不同宇宙有时被称为平行宇宙。
多元宇宙的结构、其中每个宇宙的性质以及各个组成宇宙之间的关系,取决于所考虑的特定多元宇宙假设。
在宇宙学、物理学、天文学、哲学、神学和小说中,特别是在科幻小说和奇幻小说中,已经假设了多重宇宙。由威廉詹姆斯创造的特定术语“多元宇宙”由科幻作家迈克尔摩尔科克推广。
在这些情况下,平行宇宙也被称为,
“另类宇宙”
“量子宇宙”
《平行世界》
“替代现实”
“替代时间表”等。
许多宇宙的可能性引发了各种科学和哲学问题。
物理学中的多元宇宙假设
根据麦克博士的说法,其他宇宙的存在是宇宙学观测的直接含义。
他描述了一组相关概念,这些概念共享一个概念,即在熟悉的可观察宇宙之外还有宇宙,并继续提供按层次组织的平行宇宙分类法。
分类
“宇宙”是我们生活的整个因果联系时空的理论模型,
可观测宇宙或同一时空的类似部分的“宇宙域”
“宇宙”代表一般时空,要么是我们自己的“宇宙”,要么是与我们自己的“宇宙”断开的另一个
一组不连贯的时空的“多元宇宙”
“多域宇宙”是指混沌膨胀模型意义上的单个连接时空的整体模型
下面简要描述根据 麦克博士的分类并使用的术语的级别。
1.多域宇宙 (开放多元宇宙)
宇宙暴胀的一般预测是无限遍历宇宙,它是无限的,必须包含实现所有初始条件的哈勃体积。
2.具有不同物理常数的宇宙 - 第二级(安德烈林德的气泡理论)
在混沌暴胀中,其他热化区域可能具有不同的有效物理常数、维度和粒子含量。(令人惊讶的是,这个级别还包括惠勒的振荡宇宙理论。)
3.的多世界解释
对量子力学的一种解释,它提出了多个宇宙的存在,所有这些宇宙都是“相同的”,但可能以不同的状态存在。人们普遍认为,被认为是一种形式理论是标准量子力学的保守扩展——也就是说,就可以用普通量子力学语言表达的结果而言,它不会导致新的结果。
4.集成理论)
其他数学结构给出了不同的物理基本方程。这个级别考虑“真实的”任何基于这些结构之一的假设宇宙。由于这包含了所有其他可能的集合,它使多重宇宙的层次结构变得封闭。
泡沫理论
“泡泡宇宙”,每一个圆盘都是一个泡泡宇宙(宇宙1到宇宙6是不同的泡泡,它们的物理常数和我们的宇宙不同),我们的宇宙只是其中的一个泡泡。
泡沫理论假设了无限数量的开放多元宇宙,每个都有不同的物理常数。(因此,泡泡宇宙的集合是一个二级多元宇宙。)
与直觉相反,这些宇宙甚至比我们开放的多元宇宙中最远的宇宙还要远。提出了由多元宇宙的“泡沫”形成我们的宇宙。这种泡沫宇宙理论与广为接受的宇宙膨胀理论非常吻合 。气泡宇宙概念涉及从“母宇宙”的量子泡沫中创造宇宙。
在非常小的规模上,由于能量波动,泡沫会起泡。这些波动可能会产生微小的气泡和虫洞。如果能量波动不是很大,可能会形成一个微小的气泡宇宙,像膨胀的气球一样经历一些膨胀,然后收缩并从存在中消失。
但是,如果能量波动大于某个临界值,就会从母宇宙中形成一个微小的气泡宇宙,经历长期的膨胀,从而形成物质和大型星系结构。
量子物理学的多世界解释
多世界解释是量子力学的几种主流解释之一。
其他解释包括哥本哈根和一致的历史解释。多世界解释提出的多元宇宙有一个共享的时间参数。在大多数公式中,所有组成宇宙在结构上彼此相同,尽管它们具有相同的物理定律和基本常数的值,但它们可能存在于不同的状态。
此外,组成宇宙是不能通信的,因为在它们之间没有信息可以传递,尽管在埃弗雷特的公式中,它们可能通过量子干涉潜在地相互影响。
整个多元宇宙的状态通过量子叠加与组成宇宙的状态相关,并由单一的通用波函数描述。
多世界解释无法解释表面上微调的宇宙。所有“多世界”的物理常数都是相同的。然而,许多世界的解释可以解释像地球这样的行星存在的明显可能性。
如果多世界的解释是正确的,那么我们的宇宙有如此多的副本,以至于至少存在一个像地球这样的行星也就不足为奇了。
M理论
在被称为 M 理论的弦理论的 11 维扩展中设想了一个稍微不同类型的多元宇宙。在 M 理论中,我们的宇宙和其他宇宙是由 11 维空间中的膜之间的碰撞产生的。与“量子多元宇宙”中的宇宙不同,这些宇宙可以有不同的物理定律。
弦理论断言,当十维弦理论被简化为我们所看到的四维低能世界时,每个非常大的集合都存在一个不同的宇宙。
对多元宇宙理论的批评
非科学主张
批评者声称这些理论缺乏经验相关性和可检验性,没有确凿的物理证据是不可证伪的;科学调查方法之外的确认或反驳。
糟糕的科学
有人认为,科学家的工作是为观察到的现象提供基本解释,而不是参考观察者。诉诸人择原理构成了解释诸如与生命存在相关的参数的明显微调等特征的“懒惰出路”。
然而,伦纳德·苏斯金德声称,鉴于目前的物理学状况,某种形式的多元宇宙是不可避免的,而且观察者效应是不可避免的,必须在其他科学中加以考虑。
奥卡姆剃刀
假设有无数个看不见的和看不见的宇宙只是为了解释我们确实看到的宇宙,这在表面上似乎与 奥卡姆剃刀相反。泰格马克回答:
“所有四个多元宇宙层次的一个共同特征是,最简单且可以说是最优雅的理论默认涉及平行宇宙。
为了否认这些宇宙的存在,人们需要通过添加实验上不受支持的过程和临时假设来使理论复杂化:有限空间、波函数坍缩和本体论不对称。
因此,我们的判断归结为我们发现更浪费和不雅的:许多世界或许多词。“
因此,根据 麦克博士的说法,矛盾的是,多元宇宙的情景比单一宇宙的情景更为简约。
然而,大卫·刘易斯对质量过剩和数量过剩进行了区分。假设像我们这样的额外宇宙不会增加事物的种类,因此只有质的不变性。
一个独特的宇宙
有时有人争辩说,观测到的宇宙是唯一可能的宇宙,因此谈论“其他”宇宙实际上毫无意义。当爱因斯坦想知道宇宙是否本来可以存在或完全不存在时,他提出了这种可能性。
这种可能性在决定论和混沌理论等理论中也有表现。
人们有时表示希望一旦实现了万物的大统一理论,它就会有一个与所观察到的宇宙相对应的独特“解决方案”。
其他异议
多元宇宙假设的整个范围 ,特别强调休·埃弗雷特的多世界解释,都受到智能设计的支持者的批评。
特别是威廉·登布斯基嘲笑它是在没有证据或保证的情况下夸大解释性资源,并将这些概念称为“暴胀”。
人择原理
已经提出了其他宇宙的概念来解释为什么我们的宇宙似乎在我们体验到有意识的生命时进行了微调。
如果在尽可能多的宇宙中存在大量(可能是无限的)不同的物理定律(或基本常数),其中一些将具有适合恒星、行星和生命存在的定律。
然后 可以应用人择原理得出结论,我们只会有意识地存在于那些为我们有意识的存在而微调的宇宙中。因此,虽然在大多数多元宇宙中存在生命的可能性可能非常小,但这种维持生命的宇宙的稀缺性并不意味着智能设计是我们存在的唯一解释。这一论点的批评者(史蒂文杰伊古尔德、理查德道金斯和许多其他人)指出,那些声称宇宙似乎为我们的利益而微调的人已经颠倒了因果关系。
古尔德博士将其比作声称香肠最初被制成又长又窄以便适合现代热狗面包,或者人类进化出指甲以便发明指甲油来说明。
批评者引用了大量的进化证据,这些证据表明生命完美而自然地适应了它诞生的宇宙。化石、遗传和其他生物学证据充分支持了生命适应物理学的观察,而不是相反。古物理学家
卡罗琳米勒 写道:
“人择原理 是基于这样一个基本信念,即宇宙是为我们的利益而创造的。不幸的是,对于它的追随者来说,我们掌握的所有基于现实的证据都与这一信念相矛盾。在一个非人类中心的宇宙中,不需要多个宇宙或超自然实体来解释我们所知道的生命。”
模态现实主义
此外,可能世界是解释概率、假设陈述等的一种方式,一些哲学家如 大卫刘易斯认为所有可能世界都存在,并且与现实世界一样真实(一种称为模态现实主义的立场)。
跨世界身份
假设任何给定宇宙的无限相同副本的多元宇宙模式中出现的一个形而上学问题是,在不同的可能世界中可以存在相同对象的概念。根据大卫刘易斯的对应理论,物体应该被视为相似而不是相同。
作为多元宇宙的虚拟现实
一些科学家对创造人工意识机器的可能性持怀疑态度,一些人工智能倡导者甚至声称我们离生产有意识的计算机不远了。那时,工程有意识的生物居住在模拟现实中,这只是一小步。对于这样的存在,他们的“假”宇宙将与现实无法区分。
全球宗教中的多元宇宙假设
印度教宇宙
古老典籍对多元宇宙有着细致描述的应该是印度莫属,我之前的文章有详细阐述印度吠坨宇宙中的多元宇宙的古老表述形式,
已知最早的描述多元宇宙概念的记录可以在古代印度教宇宙学中找到,例如《往世书》。他们表达了无限数量的宇宙的概念,每个宇宙都有自己的神、居民和行星,以及一个宇宙的出生、死亡和重生的无限循环,每个循环持续 84 亿年。人们也相信宇宙的数量是无限的。
“虚构”多元宇宙
多元宇宙人物的概念在许多“科幻小说和奇幻小说”中占有突出地位。
对于某些人来说,它主要用作情节铺垫,将角色置于陌生环境中的一种手段,或者通常位于背景中以保持连续性的框架。
对于其他人来说,这是工作的主要主题和重点。它有时被用作探索“假设”场景的基础,例如在交替的历史故事中。1990 年代的电视节目首次通过电视娱乐媒体普及了这一概念。
由李连杰主演的电影宇宙通缉令 (2002) 将同样的想法带到了动作片媒体中。流行的 MYST 电脑游戏系列使用描述世界然后链接到该世界的概念,该世界是无限可能和同时存在的宇宙的一部分,与描述相匹配。
迈克尔·克莱顿)的小说《 时间轴》提供了一种似乎是时间旅行的方法,即穿越到除了出生那一刻之外完全相同的平行宇宙,从而呈现偏移但平行的时间。DC 宇宙,蝙蝠侠和超人
的著名故乡,使用多元宇宙作为他们宇宙的基础。这部分是为了帮助处理他们 67 年的历史。
在 1980 年代,DC 出版了广受欢迎的《无限地球危机》 ,详细描述了反监控者手中的多元宇宙崩溃。电视剧《星际迷航》多次进入平行“镜子”宇宙,星际之门曾假设平行宇宙。