平行宇宙,科學(xué)還是科幻?
來源:科普時報
發(fā)布時間:2023-04-03
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秀蓮的每一個選擇,都“創(chuàng)造”出一個平行宇宙的分支。在這些平行宇宙里,秀蓮不僅成為功夫巨星,她還是廚師、京劇演員、超級英雄……在奧斯卡獲獎影片《瞬息全宇宙》中,楊紫瓊扮演的女主角秀蓮一旦跟平行宇宙中的另一個自己接通,就會“下載”那個宇宙中的自己所掌握的技能。

電影世界里,秀蓮穿越到平行宇宙,遇見世界上的另一個我。平行宇宙,到底是哲學(xué)上的唯心夢囈還是可被證實的科學(xué)世界?


源于量子力學(xué)

簡言之,平行宇宙是指多個宇宙同時存在又相互獨立。你可能會出現(xiàn)在不同的宇宙里,這里的你在擼串,那里的你可能在踢球。雖然聽起來很離譜,但平行宇宙的來源是跟物理學(xué)上的量子力學(xué)密切相關(guān)的。

20世紀(jì)20年代,為了解釋原子物理實驗中觀測到的微觀現(xiàn)象,玻爾、海森堡、薛定諤、狄拉克、玻恩等人建立了量子力學(xué)理論。在量子力學(xué)界,科學(xué)家對“量子是如何運動的”這件事持有不同觀點。德國物理學(xué)家海森堡認(rèn)為,量子動起來不按套路出牌,同一時間量子既在這里又在那里。你一看它,它就會停止運動,這個現(xiàn)象叫坍縮。因此,我們在觀察到它之前,你永遠(yuǎn)搞不清量子到底在干什么,這就是已被科學(xué)實驗證實的量子疊加態(tài)。

人們始終難以完全理解量子力學(xué)中的許多概念,其中一種影響很大但仍有相當(dāng)爭議的解釋,是美國物理學(xué)家埃弗里特提出的“多世界理論”。根據(jù)多世界理論,宇宙是由無數(shù)個平行世界構(gòu)成的,假定存在無數(shù)個世界以此來避免所謂的波函數(shù)坍縮,造就了一個“皆大歡喜”的局面。


平行宇宙存在的“證據(jù)”

“薛定諤的貓是一個關(guān)于量子測量的思想實驗,可以很好地詮釋這一理論?!?北京大學(xué)物理學(xué)院教授吳飆相信平行宇宙的存在。他對記者表示,按照多世界理論,這個實驗結(jié)束后,世界一分為二:在一個宇宙里,貓是活的;在另一個宇宙里,貓是死的。兩個宇宙平行存在,不能互相感知對方的存在。因此打開實驗室大門時,人們只能看到一種狀態(tài)的貓。

吳飆認(rèn)為,這兩個宇宙一樣真實,并行存在。由于量子力學(xué)的演化是線性的,它們會獨立演化,互不影響。每一次觀測都會導(dǎo)致不同的平行宇宙誕生。自然界時時刻刻都在發(fā)生著這樣的“觀測”。當(dāng)宇宙射線照射到一個生物體時,可能引起基因突變,也可能不引起基因突變,這時世界一分為二:一個平行宇宙里基因突變了,一個平行宇宙中基因沒有突變。如果是這樣,我們或許可以暢想無數(shù)的可能性:在有的宇宙里,魚類剛剛爬上陸地;再換一個宇宙,地球上可能還只有單細(xì)胞生物。

當(dāng)下我們所處的宇宙,真是滄海一粟?北京交通大學(xué)物理科學(xué)與工程學(xué)院副教授陳征告訴記者:“僅僅按照目前的平行宇宙假說,宇宙也有兩種平行的可能,就是從一個分裂成多個,或是從多個逐漸‘坍塌’而剩下一個。這些宇宙之間只能通過量子統(tǒng)計來尋找蛛絲馬跡,宏觀現(xiàn)象上基本沒有物質(zhì)、能量、信息的聯(lián)系。”


一個無法證明也無法證偽的世界

平行宇宙是一個科學(xué)猜想,還是一個經(jīng)得起考驗的科學(xué)結(jié)論?在吳飆看來,迄今沒有任何實驗可以否定多世界理論。

“平行宇宙和現(xiàn)在的物理實驗都不矛盾,所以不能說它是錯的;但同時又沒有一個實驗可以證明它是對的?!眳秋j稱,可以說平行宇宙是一個猜想,這世界上誰也沒看到平行宇宙。按照現(xiàn)在的物理理論,平行宇宙即使存在,它們之間也不可能有任何交流。但是未來物理學(xué)家如果統(tǒng)一了量子力學(xué)和引力,根據(jù)這個新理論,平行宇宙之間或許可以交流。

陳征也更傾向于平行宇宙是科學(xué)猜想,因為它目前還沒有一個可行的“測量方案”?!拔锢韺W(xué)構(gòu)建的基本路徑有兩條,一是‘歸納法’,從大量實驗觀測中歸納總結(jié)規(guī)律,然后進(jìn)一步通過更多的實驗驗證規(guī)律形成定律;另一條是‘演繹法’,從一個或幾個基礎(chǔ)的命題出發(fā),通過邏輯演繹和數(shù)學(xué)推理提出理論和可驗證的預(yù)言,然后通過實驗去反復(fù)驗證理論所做的預(yù)言。”顯然,平行宇宙還得不到理論的加持和實驗的驗證。

從一個充滿輻射的“煉獄”,到宇宙大爆炸后原子的形成,再到物質(zhì)凝聚形成恒星和星系,太陽系開始形成和演化,地球正好處于宜居帶,這一切是否都太巧合了?但根據(jù)多世界理論,這又不是巧合。



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