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你聽説過平行宇宙理論麼？你相信它的存在麼？我知道尋常人看來這理論就是鬼扯，畢竟在很長的一段時間這都不可證偽，雖然我理解不了這個理論，但是量子力學的理論我也理解不了，而它就是真實存在的，也許在很多人看來這篇文章就像科幻小説一樣，但我一直都認為空間思維是一個很重要的能力，所以不論它存不存在，我相信這篇文章對於我們思考能力都有幫助，關於平行宇宙，現在比較靠譜的平行宇宙的理論是根據泰格馬克的《穿越平行宇宙》這本書的描述，平行宇宙大概分為四層，那麼讓我們開始這次平行宇宙的旅行吧。
大家都知道我們的宇宙誕生於138億年前，那麼我們要説的第一層平行宇宙，恰恰也是現在的科學實際上可以證明，真實存在的平行宇宙，那麼這個平行宇宙在哪裏？其實很簡單我們一般所説的宇宙其實指的是可觀測宇宙，而可觀測宇宙大概是直徑900億光年這麼一個球形範圍，那這個直徑900億光年的球形範圍之外算什麼？又有多大？最近科學家也發現了這個可觀測宇宙之外的這個空間大到了我們難以想象的地步，所以這個視界之外的超巨大空間就被看作為是第一層平行宇宙。
你可能會説不對吧，平行宇宙那是什麼？那應該是一個存在於一個未知空間的另一個世界，那裏可能有另一個我，你這就是把距離拉開了，超過900億光年了就説它是平行宇宙，你這就是蒙我的吧？
但是我可以很負責任的告訴你，就在這個平行宇宙裏就有你要的另一個你和另一種生活，另一個世界的春秋戰國、唐宋元明清全都有，也可能存在一個統一的羅馬帝國，也可能存在一個沒有滅亡的瑪雅文明。
想要理解這個首先要明確一個概念，那就是超過這個900億光年可觀測範圍之後外面的廣大空間那個真真正正的宇宙，那麼宇宙的盡頭到底是什麼樣的？我們把三維空間想象成一個二維平面這樣就比較方便理解，首先説如果空間是平直的那麼它就一定是無限大，雖然不管是理論上還是觀念上都很難接受無限的概念，但你這樣想一下，你總不能説有個人走到宇宙盡頭的時候看到個牌子寫着“宇宙盡頭請掉頭”，這個畫面想想就很滑稽，所以説空間如果是平坦的，那麼很多事情就難以想象。
根據愛因斯坦的廣義相對論的描述，空間是可以彎曲的，宇宙空間它就可能不是平直的，那麼科學家就提出了兩種可能：
第一個形狀就是開放式的，如果我們的空間物質比較少密度也很小，那麼引力也會很小，受到暗能量的影響空間會越到邊緣處越往外翻轉，最後形成一個馬鞍的樣子，這個開放的空間，可能繼續延伸下去會形成一個環狀的空間，這個也很不可思議，但是它至少是個有限空間只是形狀很奇怪。
第二個形狀就是封閉式的，就是説物質比較多質量比較大受到的引力作用也比較大，那麼空間就會向內彎曲最後捲曲成一個球體。
也就是説宇宙是一個有限但是無界的空間，這個很好理解，不久前我們偉大的科學家同志們他們就試圖測量了一下宇宙空間的形狀，他們是怎麼測的呢？其實很簡單，如果你在地球的赤道上你畫兩條平行線，理論上如果空間是平直的那麼平行線是永遠不可能相交的，但是如果空間是彎曲的，那麼就會像在地球上畫的平行線一樣最終會在極點相交，科學家只需要觀測遙遠星系的光，因為它們足夠遙遠，理論上空間只要有一點彎曲，那麼遙遠星系的兩條平行光線至少距離會變近，但是科學家們發現無論是遙遠星系的光還是宇宙微波背景輻射給出的觀測數據，都顯示宇宙是異乎尋常的平坦。
科學家們也用理論推導過，並且得出了一個理論的數值，叫做宇宙空間臨界質能密度，這個數值用Ω來表示的話，Ω如果大於1宇宙就是球體，Ω如果正好等於1那麼宇宙就是平的，Ω如果是小於1的話那麼宇宙就是馬鞍狀的，結果是和觀測數據這麼一結合這個Ω等於1加±0.004，也就是説受到我們觀測精度的限制，目前為止我們發現宇宙空間的彎曲程度介於0.996到1.004之間，換句話説我們三個可能性一個都沒有排除，我們只得到了一個結果，那就是無論是哪個結果我們的宇宙都是彎曲極其微小異乎尋常的平直，也就是宇宙空間的大小也是近乎無限大。
簡單説就是我們在900億光年的尺度上根本測量不出空間的彎曲，拿地球打比方，你想測一下地球是圓的還是平的花了好大力氣，發現地球很平，但是殊不知地球的直徑有一萬多公里，而你卻只是測量了連一微米都不到的距離，所以這次測量大大刷新了我們對宇宙的認知，我們可觀測範圍之外的宇宙空間大到難以想象。
那麼我們再説回平行宇宙的事，空間這麼大這意味着什麼？目前我們可以估算出在可觀測宇宙範圍內我們的宇宙有大約10的11次方個星系、10的23次方個恆星、10的80次方個質子、以及10的89次方個光子，説這麼多數據是什麼意思？就是説整個宇宙當中的物理定律都是一樣的，那麼物質的存在形式也一定是一樣的，我們這裏的一切和視界之外並沒有什麼本質的不同，那麼只要空間足夠大就一定會出現兩個完全一樣的部分，因為物質就這麼多種，這個我們通過觀測遙遠星系的光譜就已經證實了。
任何概率不為0的事件只要基數夠大就一定會發生，而且會發生無數次，所以説在視界之外的遙遠地方就有一個和你完全一樣的人，不是雙胞胎那麼隨便的一樣，是構成你們身體的最基本的粒子組合和數量都是一樣的，那你一定好奇了這個人到底距離我有多遠？我怎麼才能和這個人見一面然後看看他過的怎麼樣？這個科學家們也推算過了，那個離你最近的和你一模一樣的那個你距離你有10的10的29次方米那麼遠。
這個數字是怎麼算出來的是否可信我不清楚，但不可否認這個數太大了，所以為啥我們見不到平行宇宙的那個自己？因為實在是太遠了，而這個你實際上是一個和你過着完全不一樣人生的，你那麼那個和你完全一樣連人生經歷都完全複製的你距離你有多遠？是10的10的91次方米，而再往遠走到了10的10的118次方米的時候你會看到一個和我們的宇宙完全一樣的直徑900億光年的孿生宇宙，這裏的天體運行、恆星數、黑洞數量甚至連每個質子的排列都是一模一樣，而到了這個距離不光你是孿生的，連你看到的幾百億光年範圍的星空都是一模一樣的，就是這麼不可思議。
當然實質上我們都是在同一個宇宙當中，只是距離太遙遠，遠到了連基本粒子的排列都已經大範圍重複的地步，但是無論走多遠都是同樣的宇宙，我們的一切物理法則到那裏也一樣通用。
第二層平行宇宙：暴脹宇宙到了第二層平行宇宙那就和我們的宇宙是完全不一樣的了，阿蘭·古斯等幾位物理學家提出了一個叫宇宙暴脹的理論，大概就是説我們的宇宙大爆炸之前其實是有很多個和我們一樣的宇宙在無限的暴脹當中，而宇宙大爆炸的發生就意味着暴脹的終結，每時每刻都在發生無限的宇宙暴脹，而每次暴脹都會分裂出至少三個以上的不同宇宙，繼續暴脹這三個宇宙中的一個可能會發生宇宙大爆炸從而變得穩定，並且慢慢演化成類似我們的宇宙。
這個平行宇宙和第一層的概念就完全不一樣了，這個完全不是一個宇宙，暴脹出來的宇宙可能和我們的宇宙物理定律差不多，也可能完全不同，隨隨便便到了其它的暴脹宇宙當中去那是很危險的事情，你可能會好奇，這個物理定律不一樣那是一個什麼樣的狀況？這個東西怎麼還能不一樣？難道連數學都不管用了？不是的，數學依然放諸四海而皆準，但是物理定律確實會有不一樣，這個不一樣也不是什麼物理定律都不一樣，有些極其基本的物理定律是不會變的，你比如説像熱力學第二定律這種的這種是不會變的，主要會變的是那些主要會以宇宙中存在的最基本的物理參數為主。
比如説電磁力的強度，我們的文明很大程度上建立在電磁力之上，而電磁力為什麼強度就是這些我們無法得知，這個就是宇宙創生之時被設定好的參數，沒有任何原因，而我們宇宙的電磁力只要比現在再弱4%太陽就會立刻爆炸，而如果再稍微增強一點點的話那麼原子就會以極快的速度衰變；再比如説如果弱相互作用力再稍微低一點點那我們的宇宙就不會產生氫，取而代之的會產生很多的氦，如果弱力強一點點的話超新星爆炸後釋放出的中微子就無法吹走恆星的外層，那麼生命形成所必須的各種重元素也就不會被散播在宇宙空間之中，那麼也就不會形成生命；再比如説引力只要引力再大一點點，那麼恆星就會迅速燃燒殆盡不能長久的存在，如果引力再小一點點的話那麼恆星內部就會因為壓力不夠而無法發光，無論是哪一種結果都將不會產生任何生命。
甚至有的宇宙根本就不是三維的而是由更高的維度構成的，但是這裏得説一下科學家所説的這個高維空間，根據庫侖定律的推算，哪怕只是提升一個維度變成四維空間加一個時間維的話，那麼就連原子都無法維持自己的存在就別説生命了，所以説高維空間什麼神一樣的存在那都是扯淡，那個從數學推導上就已經全部都否掉了，所以説以後要是再有人跟你討論什麼高維的神級的存在什麼的那你就乾脆跟他聊漫威宇宙吧，就別聊科學了。
據説按照現在主流科學界比較公認的宇宙標準模型的解釋的話，這個宇宙空間當中是存在19個獨立常數的，它們不是任何理論推導出來的，在其它的暴脹宇宙中每個常數都可能有變動，而每一個變動都將改變那個宇宙的許多物理定律，從上面的描述你就應該很清楚了這個第二層平行宇宙當中事實上是有大量的宇宙都不具備形成生命的條件的，這個暴脹理論不僅解釋了宇宙大爆炸，同時也解釋了這些宇宙常數形成的原因。
為什麼我們的宇宙常數就是這麼恰好能夠形成生命，真的有神存在嗎？不是！暴脹理論告訴我們，像我們這樣的宇宙有無數個，而且每個宇宙的常數都不同，我們只是恰好在那個可以形成生命的宇宙中而已，就好像買彩票一樣，買彩票的人有千千萬，我們只是剛好是那個中獎的人罷了，而這個平行宇宙距離我們到底有多遠？這個其實説距離已經沒有什麼意義了，剛才就已經超過古戈爾普勒克斯了，到了這個尺度還想按數字來衡量這麼下去的話都要超過葛立恆數了，所以説近乎無限大這個概念是遠遠超出我們人類想象的。
科學家根據理論推測算出了暴脹宇宙可能存在的種類數答案是10的500次方個解，所以説這個第二層平行宇宙已經只是理論假設了根本就無法證實，和第一層平行宇宙根本就不是一個概念了，這個可能是真的也可能是錯誤的，但是在已知的科學框架之內它是自洽的而且不違背現有的所有物理定律，而且它至少比量子力學還是要容易理解一些。
第三層平行宇宙：量子世界前兩個平行宇宙其實和我們之間的關係就是距離上的差距，隨着尺度上的無法想象的擴大，不僅會出現無數個和我們過着一樣或者不一樣生活的自己，到了第二層平行宇宙甚至會出現連物理定律都完全不同的宇宙，而到了第三層平行宇宙這個就和我們平時意義上理解的平行宇宙很相似了，這個就是存在於數學意義上的希爾伯特空間中的平行宇宙。
希爾伯特空間大概就是個虛擬空間，要説這個平行宇宙是怎麼來的，其實是來源於一個解釋量子力學的假説，量子力學那要説起來就太複雜了，很多物理學家甚至其實都理解不了，為什麼？其實就是因為它實在是太顛覆、太不可思議了，那咱們普通人就更不用説了，我就用最簡單的方式來概括一下這個量子力學的詭異之處，就是説微觀世界的粒子和宏觀世界的物體是完全不一樣的存在。
你比如説我給一電子打個電話的話它肯定會説在上海或者是在北京，但是在微觀粒子的世界裏問這句話是沒有意義的，因為它又在上海又在北京，不是瞬移也不是雙胞胎，就它一人就同時在這倆地兒，你説詭異不詭異？而且更詭異的是一旦你跟它視頻通話，你一看見它，它這個位置馬上就確定，就在這兩個地方其中的一個，而且更詭異的是剛才它説它在上海，但是你掛了電話再視頻它就又換地方了在北京了，你連續打了掛、掛了打幾百次，你會發現它每次地方都不一樣，可能還突然跑紐約去了，完全沒有規律可循，這就是著名的海森堡不確定性原理，這個現象連愛因斯坦都接受不了。
所以至今為止我們對量子力學的應用雖然進行的如火如荼，但是對其根源的解釋至今還在研究當中還是個迷，有很多種科學假説，比如説愛因斯坦對這個現象做出的解釋還有哥本哈根解釋等等，而這其中有個腦洞最大的解釋那就是休·埃弗雷特提出的平行宇宙假説，休·埃弗雷特1982年死於心臟病，他是著名物理學家費曼的師弟，他當年提出的平行宇宙假説非常瘋狂，所以一直被物理學界鄙視為瘋子，所以他這一生其實是很不得志，可以説抑鬱而終，他的平行宇宙理論假説直到2000年後才在物理學界被重新認真的討論。
這個平行宇宙假説具體是怎麼個意思？還拿剛才的例子説，我沒跟它視頻的時候它可以同時在紐約上海北京甚至是東京迪拜什麼都行，反正是同時在的，但是視頻電話一過去它就隨機選了一個地方紮根了，量子力學把這個現象叫做波函數坍縮，就是當你對一個粒子進行觀測的時候你就會對其產生干涉，那這個時候它就會從同時在多地的疊加態一下就隨機坍縮成一個態，這個完全是隨機，至今物理學家也沒有破解粒子的這個隨機性。
按理説我們的這個世界是數學的，你比如説我們現在都知道的弦理論，它的數學理論基礎其實一百多年前就已經存在了，就是印度的數學奇才拉馬努金的這個模函數，只不過當時人們都不知道這個東西有什麼用，它能對應現實世界當中的什麼東西，這個誰也不知道。還有一個就是很有名的愛因斯坦的狹義相對論，這個其實也是建立在一個叫做洛倫茲變換的一個數學模型之上的，所以説我們的世界是以數學為基礎的開枝散葉散出來的一個枝葉，那麼數學世界之下就不應該有隨機性，那麼這個隨機性就一定需要有一個解釋把它給合理化，休·埃弗雷特的平行宇宙解釋就應運而生了。
簡單説就是他認為波函數永不坍縮，所謂的波函數坍縮其實只是我們人類看到的一個事物不完整的一個側面，就好比我們古代人一直都認為大地是平的一樣，那麼消失的那些疊加態都去了哪了？很簡單它們都去了平行宇宙了，這個腦洞最讓科學家們接受不了的就是休·埃弗雷特認為世界上的萬事萬物、每個人甚至每個動物做出一個選擇的時候會在決策瞬間分裂出一個平行宇宙，那麼科學家們就覺得這個我一動念想就多出來一個平行宇宙來這個搞法有點太顛覆，的確這個説法至今也很顛覆，但是之所以平行宇宙的假説近十幾年又被拿回來説，就是因為量子力學的歷史將近一百年，經歷了多少風風雨雨，至今量子的這個隨機性依然解釋不了，平行宇宙的這個腦洞再大也不如量子力學給科學家們帶來的思想衝擊大，所以説這個平行宇宙的假説就又一次被人們給找回來了。
這個假説意味着啥？其實它在某種程度上和第一層平行宇宙是很類似的，只是不是距離上的問題，而且理論上説第一層平行宇宙無論再大其實也是有限的，只是太大了它的邊界在哪我們實在是想象不到，但是第三層宇宙那基本上就是可以説無限的，這個解釋就是説波函數不會坍縮，那就意味着這個宇宙從誕生那一天起每一個粒子的每一個可能的結果都會分裂出一個平行宇宙，你做出的每一個選擇的每一個結果其實都真正的發生了，只不過是你只能感受其中的一個結果而已，其它結果你感受不到，但是他們都在其它平行宇宙真的發生了。
這麼説可能有點亂，我們舉個例子，你比如説你説早上去吃個飯你是想吃漢堡還是想吃粥？稍微動了一下念想最後決定去吃漢堡了，但是在另一個平行宇宙裏的你就去選擇吃粥了，兩件事兒事實上同時都發生了，然後我們再跟着那個吃漢堡的你繼續走，吃完漢堡上班的路上你又買了張彩票，比如説這個彩票中獎的概率是五百萬分之一，那麼下週開獎的時候就有4999999個你繼續過着平凡的正常生活，這其中就有那麼一個你中了大獎，這回明白了吧，你做任何一個事情的任何可能的結果在其它平行宇宙當中其實都真實的發生了，只是你在哪個平行宇宙這個不好説，所以下次買彩票的時候你就知道你的這個舉動100%會讓數百萬個平行宇宙當中的其中一個你中獎，不管咋説這個心裏頭多少還是有點安慰的。
相比之下這個第一層和第二層平行宇宙和我們之間實際上只是距離特別遙遠，理論上我們是可以到達那裏的，只是花的時間可能比宇宙的年齡還要長，尤其是第二層平行宇宙那個距離已經無法估計了，而第三層平行宇宙那就不是距離的問題，完全是不在一個空間內，而且我們也不可能感知到這個，沒法用實驗證實，所以這也是很多科學家對此存在爭議的原因，事實上現在有關量子力學的很多假設都是理論推導出來的，所以我們的技術都無法實現實驗證明，你比如説超弦理論，相信以後隨着我們人類科技的發展進步有一天可以實驗驗證這些理論，就像當年科學家們利用日全食驗證了廣義相對論一樣。
我們人類認識宇宙是有侷限的，我們的生理結構是幾百萬年來演化而來的，為了適應地球大自然的環境而生，比如説我們肉眼所能捕捉的光線實際上只是波長在400納米到700納米之間的這個光，在這個波長範圍之外的光我們的肉眼是完全看不到的，為什麼？因為用不上，根據奧卡姆剃刀原理我們就可以解釋很多事情，宇宙中的萬事萬物有一個不成文的規定，那就是討厭浪費，如無必要勿增實體，只要不是必須存在的那就沒必要存在，所以説對人類來説400到700納米這個範圍之外的光對我們的生存是沒有任何用處的，所以我們不具備這個能力，這樣的例子其實很多，你比如説超聲波等等。
所以説我們人類探索宇宙是有很大侷限性的，早期的科學都是身邊的自然科學，它們的有效性和真實性都是可以通過實驗驗證的，而人類今天的科學已經延伸到了遠遠超越我們人類感知能力的範圍，我們需要未來幾百年甚至幾千年後發展出更先進的感知技術探測技術才有可能逐漸驗證我們今天的科學理論，這就給我們出了一個難題，難道像弦理論平行宇宙理論這些由於尺度太大或者尺度太小而遠遠超出我們感知能力的科學領域難道要等幾百年才能被驗證才能被我們應用起來嗎？
當然不會，科學家們其實有一個共識，那就是數學宇宙假説，就是説只要這套理論在數學模型中存在並且自洽那麼基本上就可以認為它是可信的，一直以來我們的科學研究也是這麼個三步走，首先就是提出理論假設，第二步就是數學來驗證，第三步就是實驗驗證，而目前我們科學發展到了第三步實驗驗證很難做到的地步了，那麼數學理論推導就很重要了，而且歷史證明了數學邏輯是嚴謹的，沒有錯誤的，錯的只有人自己，一切自然科學人文科學等等所有人類的文明其實都是建立在數學基礎之上的。
數學允許存在的就一定存在，即使我們的宇宙不存在，那在其它的平行宇宙也一定是存在的，而數學不允許的東西就一定不存在，這就是現在科學界的共識，前面也提到了很多新的物理學理論的提出其實都是建立在早就存在的數學模型之上的，只是當時的人們不知道這個複雜的數學模型能夠對應現實世界的什麼東西，另外數學宇宙的假説解決了一個問題，那就是無窮後退問題。
這是什麼問題？舉個例子説一下，比如説一顆鑽石的性質可以用碳原子的性質和排列來解釋；而碳原子的性質可以用其內部的質子中子和電子的性質來解釋；而質子的性質可以用其內部夸克的性質來解釋；那麼夸克的性質怎麼解釋？把它再掰開來揉碎了看看裏面到底還有什麼就行了，這麼下去子子孫孫無窮匱也解釋不完，總要用其內部的性質和構造來解釋其外部的性質，那麼數學宇宙的假説就解決了這個問題。
如果世界的底層邏輯就是數學，就好像是一個數字1一樣，它就是個1它自身什麼都不代表，也沒有任何性質，所有的數字1都一樣，用數學揭開了宇宙深處最底層的神秘面紗，數學解釋着我們宇宙中從宏觀到微觀的一切，牛頓以前的人們都認為我們生活在一個歐幾里得空間中，然而愛因斯坦告訴我們我們其實是生活在黎曼空間中，後來量子力學告訴我們我們其實是生活在希爾伯特空間裏。
有人可能會説這個我早就知道了，我們的世界是數字的，我們其實是生活在一個神級文明的程序裏，整個宇宙都是數字化的，這個其實不是一回事，我説的是我們的宇宙是數學的不是數字的，這是兩回事，不過我聽過一個很科學的假説專門討論了一下關於數字世界的事情，就是説如果我們的宇宙是數字的那麼就一定存在一個不可分割的最小單位，就是跟計算機裏的分辨率一樣，我們現在發現的最小的粒子就是夸克，雖然夸克有很多種，但是理論上夸克應該還可以再繼續分下去，只不過對我們來説意義不大，而且要建一座更大的粒子對撞機，那成本也是高的嚇人，所以説目前為止還沒有人説把夸克再分解或者説研究一下，把電子和光子也分解一下看看還有啥。
如果有一天可以證實夸克已經是最基本的粒子，理論上已經不可分了，那就説明的我們的宇宙確實是數字的，因為存在最小單位，但是如果我們的宇宙是數學的話那就不可能是數字宇宙了，因為數學單位是可以無限細分的，無論基本單位自身具不具備有意義的性質，它都可以無限細分，這個數字世界的事其實無論想要證明還是證偽都很難做到，但是這個假説其實還有一個問題，那就是它引發了另一個層面的無窮後退問題，我們的宇宙如果是神級文明創造的數字世界的話，那麼那個神級文明又是誰創造的？所以説數學宇宙的假説也終結了這個層面上的無窮後退問題。
但是數學宇宙的假説又引發了另一個值得深思的問題，那就是當把一切粒子都分解到最終，發現一切事物的最根本的特性其實都是沒有實在性質的數學結構，那麼我們自身和我們的世界算什麼？我們真實感受到的世界身邊的人身邊的事兒豈不是從本源上説都不過是複雜點的數學結構？那麼我們所謂的真實世界豈不是變得不那麼真實了？説到這幻想和現實的界限都已經變得模糊不清。
不過這個可不單是數學宇宙表達的世界，即便是在量子力學中科學家也發現原子的內部幾乎99%都是空無一物的，質子中子和電子在原子內部實際上是有非常廣闊的活動空間的，那也就是説我們自身也有99%是空的，而數學宇宙只不過是把剩下的1%也給分解成了數學結構而已，看到這裏是不是有一種萬物皆空萬法皆無的感覺？
結語前三個平行宇宙都處在數學宇宙之中，而數學宇宙裏的一切事物，只要是數學允許的就都存在，而且存在無數個，只要是數學允許的事情也都存在，而且發生了無數次，這就是我們生活的神奇的世界，我們受到感知力的限制而無法感受到的神奇的世界。
