物理學家新理論：告別一元宇宙 迎接多元宇宙（圖）

2014年04月28日 07:16

　　來源：鳳凰科技

　　

　　鳳凰科技訊 北京時間2014年4月27日消息，據英國每日電訊報道，不無調侃地說，理論物理學家的工作或許就是顛覆長久以來形成的人們對物質世界的認識，這對人類的未來有著重要的意義。

　　宇宙是由什麼構成的？古希臘人構想出不可分割的「原子」，認為它是構成世界的最小單位。今天，現代物理學家認為最基本單位是夸克、電子、中微子、希格斯玻色子和光子。理解這些粒子，並弄清楚是什麼力量把它們聚攏在一起，將幫助我們理解萬物的本質。

　　但問題也隨之而來，我們越深入亞原子世界，就越發現事實比我們想象還要複雜。或許，正如一位著名物理學家所講，我們所生活的世界並不是粒子和能量的世界，而是純數學的世界。

　　麻省理工學院物理學教授馬克斯·泰格馬克(Max Tegmark)表示，萬物的核心都是數字。從某種角度來說，這種觀點是毫無爭議的。整個物理學的宗旨就是使用數學描述我們所存在的世界。

　　但泰格馬克更進一步。他的數學宇宙假說（Mathematical Universe Hypothesis ，MUH ）指出，數學不光描述了我們生活的世界，它構成了世界本身。「如果認為宇宙空間和一切都是數學的， 」他說，「那麼，萬物的本質都是數，聽起來也不那麼瘋狂了。」

　　泰格馬克是個身材高大、和藹可親的瑞典人，他和我們印象當中的極客形象相去甚遠。像他這樣的精英思考者們，正使用數學的力量「肢解」我們有關宇宙的常識，帶給我們一個奇特、難以理解的宇宙。

　　一直以來，被學界視為瘋狂想法的論斷最後都被新發現所證實。就拿最近來說，上個月，有關引力波的研究成果發表。泰格馬克等人堅信，宇宙要比現有科學所認識的更加宏大，更加陌生。

　　21世紀的哲學家們並不懼對物理學的朦朧地帶進行猜測，正因為如此，他們招來了批評——這些瘋狂想法更像形而上學或是魔法，而不是科學。泰格馬克認為，他所關注的不是泛泛的宇宙概念，而是數學理論，用他的話來講就是「我的工作不是研究宇宙應該是什麼樣的」。

　　自哥白尼和伽利略的時代起，經典宇宙學就已被顛覆，而數學宇宙說則是這一顛覆工作的最新成績。它定義了宇宙，是的，就是你仰望星空時所看到的。我們生活在一個直徑900億光年並且在不斷膨脹的空間里，這裡或許存在著超過5000億個「銀河系」。

　　與多元宇宙概念（multiverse）相比，我們用天文望遠鏡所觀察到的宇宙，就如同大象背上的一隻蚊子。宇宙中肯定擁有更多地「物質」。

　　關於多元宇宙，有很多不同角度的學說，數學宇宙假說也是其中之一，或許這些學說都同時成立。事實上，很難找到一位不相信多元宇宙說的物理學家。泰格馬克提到：「我們不能因為不喜歡某個理論就避而不談，我們總是提出假設，然後驗證。這才是科學。」

　　觀測中的發現為多元宇宙說提供了部分證據。138億年之前，大爆炸發生，宇宙空間的多個維度有很長時間看起來很不一樣。有的空間擠滿了星系，有的空間則空無一物。最好的解釋是，早期的宇宙經歷了一段瘋狂的高速擴張，術語叫膨脹（inflation）。大爆炸發生后的最初的千萬億分之一秒時間中，宇宙以超越光速的速度極速擴張，曾經相連的區域現在可能相距幾百億光年。

　　上個月，一隊科學家宣布，他們在南極使用天文望遠鏡Bicep 2發現了引力波。這一發現曾經備受爭議，一直未被證實。如今，新發現不僅有力地支撐了大爆炸理論，還為膨脹論和多元宇宙論提供了有力的證據。類似的發現說明，宇宙在大爆炸后膨脹到無限。物理學家認為，膨脹過程同時創造了無限的空間和物質。

　　不能否認這樣的可能性存在——如果走得足夠遠，可能會遇到另外一個地球和另外的一群「我們」。或許在那裡，希特勒打贏了二戰，喬布斯還在世。泰格馬克表示：「如果想否定這個假設，就需要證明膨脹論是錯誤的，宇宙並不是無限延伸的。」

　　泰格馬克的眾多理論多數在關注人類角色和人類意識。他認為，人類或許是唯一讓宇宙具有意義的存在。如果人類沒有自我毀滅，或許將移民宇宙。這取決於人類有沒有克制自己，避免核武器、氣候巨變或其他威脅。如果教授是正確的，那麼人類就成為宇宙近140億年歷史中最有意義的存在，我們賦予了生命、宇宙萬物的意義。（編譯/青檸）