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另一個宇宙,有另一個你嗎?
2007/07/02 01:44
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上圖是去年 3 月 1 日刊登在 APOD 上的圖畫。這幅畫的說明是這樣的:

在其他的宇宙裡,有沒有幾乎和你完全相同的你?如果雙重或多重宇宙的假說是對的,那麼上面的想法可能會成真!在上面這幅經過電腦增強對比的圖示裡,各自獨立的宇宙分別以獨立的圓或球來代表。和其他球皆不相連的球,代表它們之間完全無法互通訊息。某些宇宙可能擁有一些和我們宇宙相同的事物,而有些宇宙所遵循的物理定律可能不同,各個平行宇宙集合成一個多重宇宙。上面圖示中的人眼代表,這種多重宇宙假說可能只是人類腦子的狂想。多重宇宙假說最常見的批判是它無法驗證,因此多重宇宙假說可能只是很好玩的想像,但因為無法實際驗證,也因此沒有科學應具有的預測能力。 


多重宇宙(multiverse)和平行宇宙(parallel universes)是宇宙學中最前衛的假說,雖然至今還有很多爭議,卻也十分迷人,在科學、哲學和神學的領域中廣被討論,科幻小說家尤感興趣。

有的時候,二者被視為同義詞;有的時候,平行宇宙被認為是多重宇宙的一種。有的時候,它們又稱作「多世界詮釋」(many-worlds interpretation or MWI),或其他名稱。後者最「樸實」,但我最喜歡,因為它不會和我們一般理解的宇宙定義衝突。

名稱的混亂,正代表著相關假說還處於初期的探索階段。

為了方便討論,有些科學家建議:我們所在的可連結時空的全部叫作 the University(the theoretical model of all of the connected space-time in which we live),其中可觀察的宇宙或同一時空中的類似部分叫作 universe domain(the observable universe or a similar part of the same space-time),任何一個非特定的時空叫作 universe(a genera space-time),一組不連結時空之集合叫作 multiverse(a set of disconnected space-time)。換句話說,多重宇宙的各個宇宙之間,它們的時空是不連結的。

不過科學家的定義也不完全一致,也有人把可觀察宇宙之外的時空也視為多重宇宙。按照他們的定義,多重宇宙有四類:

第一類,這類宇宙的物理常數和我們的宇宙相同,但是粒子的排列可能不同。

宇宙有無限多的可觀察區,而我們的宇宙只是其中一個可觀察區。在我們可觀察區以外的時空,就是第一類的多重宇宙。

有關可觀察的宇宙,與能視邊界有關,請參考《你是宇宙的中心》。

第二類,這類宇宙的物理定律和我們宇宙大致相同,但物理常數可能不同。有兩種理論和這類宇宙有關。

第一種理論是泡沫宇宙理論。這種理論認為,多重宇宙可能是由某個「親宇宙」的量子泡沫中誕生的,而這些量子泡沫產生於能量的起伏。如果這些能量的起伏大於某個常數,那麼這個泡沫就會不斷地膨脹,甚而產生一個「子宇宙」。這些「子宇宙」們,就是多重宇宙。

另一種理論是震盪宇宙模型。這種理論認為,宇宙不斷的在大爆炸和大擠壓之間震盪。那麼,不同時期的宇宙,就是多重宇宙。

第三類多重宇宙就是所謂的平行宇宙,這和量子理論有關。這個理論認為每一個事件都有不同的可能性,不同的可能性就造成了平行的宇宙。所以,結婚的你和沒結婚的你造就了兩個平行宇宙,生子的你和沒生子的你又造就了兩個平行宇宙。因為有無窮的事件,所以有無窮的平行宇宙。

因此,平行宇宙也可以叫作 alternate universes, quantum universes, parallel worlds 或者 alternate realities。

第四類多重宇宙,連最基礎的物理定律都和我們的宇宙不同,它們的維度不是四維,而是更高維度的,例如十一維。這類的假說與 M理論或弦論有關,而 M理論是融合了各家弦論的最新理論。M理論也認為宇宙是反覆的,不斷的發生大擠壓和大爆炸,並沒有真正的起始。

這四類多重宇宙的理論都和大爆炸有關,甚至可以把大爆炸解釋得更好。這是什麼意思呢?意思是,本時期的多重宇宙仍然是由一個宇宙奇點爆炸而來,只不過在大爆炸之後分化了。

從哲學的角度看,我相信宇宙是不斷成住壞空的,所謂宇宙始於大爆炸,只是我們對目前這個宇宙的陳述。我們傳統認知的宇宙,其實只是一個次宇宙,或者說只是多世界中的一個世界;所謂多重宇宙,不過是多重次宇宙,或多重世界而已。這樣,宇宙是所有時空的集合,這個定義就不必更動,只是我們從前對宇宙的理解過於狹隘罷了。

現在我們回過頭來看看時和在《宇宙之外有什麼?》中討論的議題。

如果多重宇宙是由一個宇宙奇點爆炸而來,那麼在大爆炸之前,是不可能有宇宙之外的宇宙的,道理甚明。那麼,暗物質當然也不可在那個時候分布在奇點之外了。

退一步說,假設多重宇宙不是由一個宇宙奇點爆炸而來,那麼,多重宇宙不但現在是時空不相連結的獨立體,它們應該是從來就不相干的事物。

如果真是那樣,那麼多重宇宙就純粹只是數學上或哲學上的遊戲,和我們一點關係也沒有。正如上圖圖說所講的一樣,那就只是我們心裡的狂想。當然,也就不能證明,在大爆炸之前,有暗物質分布在奇點之外的可能性了。 


 「最愛小提琴」在「東方露珠兒」的一個網頁中,貼出了一個介紹平行宇宙和弦論的影片,蠻有趣的,裡面花了很多時間談 M理論。各位不妨自己上去看看。

不過要提醒,這個影片中的虛幻影像,都只是表達意象、製造視聽效果而已,不要以為那是平行宇宙的「紀實」。

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迴響(8) :
8樓. 覺中同行
2007/07/05 19:49
每一個人都是獨特的

每一個人都是獨特的, 即使在浩瀚的宇宙中,也不可能一樣.包括思想. 意識結構.環境...

 

7樓. 琉璃帳
2007/07/04 12:44
的確
近年來的物理學或宇宙學,因為開始探索「為什麼」的問題,哲學性越來越強,有很多都是借著數學來進行的思想遊戲。的確很難懂。
6樓. 思于
2007/07/04 09:28
名詞遊戲?

一大堆的名詞遊戲

看得我

矇颯颯〈台語〉


思于
5樓. 竹林過客
2007/07/03 08:04
這真是個好網誌

琉璃帳先生的每篇文章都很精采,光是材料的準備、收集、整理、消化、說明都很花時間和力氣。這真是個好網誌!

我也相信成、住、壞、空的天道循環。Nothing is forever!

宇宙是如此的奧妙!吾生也有涯而學也無涯,願與君共勉之。

4樓. 琉璃帳
2007/07/03 03:00
The Final Frontier

The Final Frontier 是個比喻,不是宇宙真的有邊界。宇宙就是所有的時空,對吧?所以沒有站在宇宙邊緣向外看這回事。我知道這很難理解,但就是這樣。不能用日常尺度的時空概念來想像宇宙。

雖然太空科幻片中常有以超光速航行的描述,但這應該不是推翻了相對論,而是找到了不違反相對論的解決方案。例如,找到了利用蟲洞來跳躍航行的方法。

當然,科幻片絕大部分都是違反科學的幻想。

3樓. 琉璃帳
2007/07/03 02:56
請教了

謝謝竹林過客放我一馬。平行宇宙真的難懂,我連一知半解都稱不上,或者應該說根本不懂才對吧。勉強寫上幾字,只為說明大爆炸前奇點外沒有暗物質而已,見笑了。

看來竹林兄研究比我深,請教了。

2樓. 時和
2007/07/03 01:56
人生靠夢想而活

Star Trek 第五集 〝The Final Frontier〞在尋找終極屏障。

因此在想宇宙的邊緣是不是一個力場?人站在宇宙邊緣向內看,當然是星空如我們看到的一樣?

但是如果向外看,那應該是一片漆黑什麼也看不到吧?

Star Trek 中,太空船的速度都超過光速,接收訊號似乎也較光速快。在片中,似乎沒人在意愛因斯坦對速度、時間、長度、和重量等變化的極限。

當然也提到,如果神存在,神是不需要太空船的。

看起來,人類的思想是無止盡的。


1樓. 竹林過客
2007/07/02 23:04
精神可佩

我讀過Michio Kaku 的"Parallel World" 和Brian Greene 的“The Fabric of the Cosmos”,但這兩本書仍無法說清楚Parallel Universe的理論。

這是個到目前為止,無人可以真正回答的問題。

琉璃帳已盡力說明了,精神可佩。