多元宇宙假设存在多个平行于我们自己的宇宙
多元宇宙假设存在多个平行于我们自己的宇宙。物理学家提出了这种宇宙的多样性,以解释为什么宇宙的特性似乎为我们的存在而微调。
引号
“ 称其为侥幸、谜团、奇迹。或称其为物理学中最大的问题。由于没有祈求一位仁慈的创造者,许多物理学家只看到了一种可能的解释:我们的宇宙可能只是一个不可思议的庞大多元宇宙中的无限多个宇宙之一。这些宇宙中的大多数都是贫瘠的,但有些宇宙,就像我们的宇宙一样,拥有适合生命存在的条件。
这个想法是有争议的。批评者说,它甚至不符合科学理论的条件,因为无法证明或反驳其他宇宙的存在。 ”
— tim folger,2008 年 11 月 10 日,在线探索杂志(存档)
“ 但相信宇宙集合的主要原因是,它可以解释为什么支配我们宇宙的定律似乎对我们的存在如此微调……这种微调有两种可能的解释。要么宇宙是由一个创造者专门为我们设计的,要么有许多宇宙——一个“多元宇宙”。 ”
——marcus chown,《新科学家》,1998 年 6 月 6 日。
“ 如果微调结果是真实的,我们该怎么做?有两种广泛讨论的可能性:要么是上帝微调了宇宙让我们在这里,要么有(正如弦理论所暗示的)大量的宇宙,每个宇宙都有不同的物理定律,而我们碰巧发现自己身处其中一个法律恰好适合我们生活的宇宙。毕竟,我们怎么能不呢? ”
——marcus chown,新科学家,2010 年 5 月 19 日(存档)
“ 你更愿意相信什么,上帝还是多元宇宙?这听起来像是宇宙中的苹果和橙子,但我们越来越多地被告知这是我们必须做出的选择。以今年早些时候理查德·道金斯和物理学家史蒂文·温伯格在德克萨斯州奥斯汀的对话为例。在讨论宇宙似乎为我们的存在而微调的事实时,温伯格告诉道金斯:“如果你发现了一个非常令人印象深刻的微调……我认为你真的只有两种解释:一个仁慈的设计师或一个多元宇宙。” ”
——amanda gefter,新科学家,2008 年 12 月 3 日
“ 然而,科学事业的本质在多元宇宙辩论中处于危险之中:多元宇宙的支持者提议削弱科学证明的性质,以声称多元宇宙提供了科学解释。这是一种危险的策略(请注意,我们关注的是真实存在的多元宇宙,而不是潜在的或假设的)。
两个核心的科学美德是可测试性和解释力。在宇宙学的背景下,这些通常是相互冲突的(ellis [12])。极端情况是多元宇宙提议,其中不可能对假设进行直接观察测试,因为任何观察都无法看到假设的其他宇宙,并且假设的基础物理学也未经测试,实际上可能无法测试。
在这种情况下,我们必须重新评估科学的核心是什么:当对理论进行直接甚至间接的检验是不可能的时,我们能否维持一个真正的科学理论?如果有人声称这一点,那就是在改变科学的含义。在这样做之前应该非常小心。 ”
——george fr ellis,“暗物质和暗能量提案:将宇宙学保持为一门真正的科学?” 2008 年 11 月 21 日。(存档)
“ 多元宇宙的想法既不能通过观察来证明,也不能作为公认物理学的暗示来证明(参见 gardner [13])。这可能是真的,但不能通过观察或实验证明是真的。然而,它确实具有强大的解释力:它确实为微调提供了基于经验的合理化,从已知的物理原理发展而来。
这里必须区分解释和预测。成功的科学理论做出预测,然后可以对其进行检验。多元宇宙理论无法做出任何预测,因为它可以解释任何事情。任何如此灵活的理论都是不可检验的,因为几乎可以容纳任何观察。我的结论是,多元宇宙的提议是关于存在的本质的良好的基于经验的哲学提议,但并不严格属于科学领域,因为它们不可测试。我强调,基于经验的哲学解释并没有错,它确实具有很大的价值,只要它被贴上标签。
我建议宇宙学家应该非常小心,不要在他们支持科学理论的热情中提出削弱科学本质的方法论建议(参见 tegmark [27, 28]),因为如果他们这样做,将会非常在科学边界存在争议的其他领域,可能会产生意想不到的后果。削弱科学证明的基础以将多元宇宙包括在“经过检验的科学”的外衣之下是危险的,因为还有许多其他理论站在翅膀上也想声称这一外衣。 ”
——george fr ellis,“暗物质和暗能量提案:将宇宙学保持为一门真正的科学?”,2008 年 11 月 21 日。(存档)
“ 我们已经表明,大多数多元宇宙的全球时间截止度量都存在严重的不一致性,并开发了一个新框架,使我们能够从完全不同的角度研究度量问题。在新出现的画面中,无限多元宇宙被有限的地心区域所取代…… ” ——“
地心宇宙学:测量问题的新视角”,mahdiyar noorbala 和 vitaly vanchurin,斯坦福大学物理系,斯坦福大学,加利福尼亚州 94305, 2011(存档)
问题 来了:如果宇宙始于一个量子粒子突然出现,无神地膨胀到时空和整个物质动物园,那么为什么它如此适合生命存在?
对于中世纪的哲学家来说,宇宙的完美是证明上帝存在的关键。宇宙是如此适合智能生命,它一定是一个强大、仁慈的外在神灵的产物。或者,正如今天流行的神学所说:所有这一切都不是偶然的。
现代物理学也与这个“微调问题”搏斗,并提供了自己的答案。如果只有一个宇宙存在,那么发现它对生命如此友好是很奇怪的,因为引力或宇宙学常数的任何其他值几乎都不会产生任何结果。但是,如果有许多宇宙的“多元宇宙”,它们都具有不同的常数,那么问题就消失了:我们在这里是因为我们碰巧在其中一个有效的宇宙中。
没有奇迹,没有计划,没有创造者。正如宇宙学家伯纳德卡尔所说:“如果你不想要上帝,你最好拥有一个多元宇宙。 ”
——新科学家,上帝与多元宇宙:2500 年的战争
“ 宇宙学家做出如此明确的选择值得称赞。本着这种精神,《探索》杂志将多元宇宙作为“智能创造者的科学替代品”(2008 年)。 哥白尼原理同样灵活:在召唤宜居行星时,它假设我们的行星是无数赢家之一。然而,当召唤一个多元宇宙时,它假设我们的宇宙是无数失败中的孤独赢家。选择似乎取决于需要哪种假设来防御设计。正如我们将看到的那样,这一特征可以再次将思辨转变为正统观念。 ”
—denyse o&39;leary,《进化新闻与观点》
“ 多元宇宙理论具有诱人的巨大解释力(虽然它几乎没有预测能力),这也是许多物理学家和宇宙学家认为它具有吸引力的主要原因。另一方面,其他物理学家认为它是伪科学,因为它实际上是不可测试的。
多元宇宙的支持者普遍认为它是神圣创造的世界和自然神学思想的替代品。因为它代表我们的宇宙是一个偶然的宇宙,特别是我们生活在其中的事实,多元宇宙被比作另一个更著名的反设计理论,新达尔文主义。温伯格是这样说的:“正如达尔文和华莱士解释了如何在没有超自然干预的情况下发生生命形式的奇妙适应一样,弦景观也可以解释我们观察到的自然常数如何能够在不被精细化的情况下获得适合生命的价值——由仁慈的创造者调整”(weinberg 2007, 39)。 ”
——斯坦福哲学百科全书(存档)
科学美国人
多元宇宙理论对科学不利 - 《科学美国人》(存档)
2019 年 11 月
john horgan,史蒂文斯理工学院
物理学家和科学记者的新书对多元宇宙进行了激进但最终没有说服力的辩护
1990 年,我为《科学美国人》写了一些关于我们的宇宙是否可能只是“无限”中的一个,正如几种物理学理论所暗示的那样 。 我将我的作品命名为“这里是宇宙,那里是宇宙”。 。” 并保持轻快的语气,因为我不想让读者把这些宇宙猜想看得太严肃。毕竟,没有办法证明或反驳其他宇宙的存在。
今天,物理学家仍然缺乏其他宇宙的证据,甚至缺乏获得证据的好主意。尽管如此,许多人仍坚持认为,我们的宇宙实际上只是广阔“多元宇宙”中的一粒尘埃。一位特别雄辩和充满激情的多元宇宙理论家是肖恩卡罗尔。他对多元宇宙的信仰源于他对量子力学的信仰,他认为这是我们对现实的最佳描述。
卡罗尔在他的《深藏不露的东西》一书中断言,量子力学不仅描述了非常小的事物,还描述了一切,包括我们。“据我们目前所知,”他写道,“量子力学不仅仅是对事实的近似;这是事实。” 卡罗尔认为,无论看起来多么荒谬,多元宇宙都是量子力学不可避免的结果。
为了证明他的观点,他将我们带入了超现实的量子世界。我们的世界!基本的量子方程,称为波函数,显示了一个粒子——一个电子,比如说——居住在许多可能的位置,每个位置都有不同的概率。用仪器瞄准电子以确定它在哪里,你会在一个地方找到它。您可能会合理地假设波函数只是电子行为的统计近似值,因为电子很小而且我们的仪器很粗糙,所以不能更精确。但根据卡罗尔的说法,你会错的。电子以一种概率模糊的形式存在,直到你观察到它,用物理学术语来说,它“坍缩”到一个位置。
近一个世纪以来,物理学家和哲学家一直在争论这个“测量问题”。已经提出了各种其他解释,但大多数要么是不可信的,使人类意识成为现实的必要组成部分,要么是笨拙的,需要对波函数进行临时调整。对卡罗尔来说唯一有意义的解决方案——因为它以最纯粹的形式保留了量子力学——是由普林斯顿大学的研究生休·埃弗雷特三世于 1957 年提出的。他推测电子实际上存在于波函数允许的所有位置,但在不同的宇宙中。
这个假说后来被称为多世界理论,经过几十年的完善。它不再需要测量或意识的行为(对不起新时代)。每当一个量子粒子与另一个量子粒子碰撞时,宇宙就会分裂或分支,从而使它们的波函数崩溃。这个过程,称为“退相干”,无时无刻不在发生,无处不在。它正在发生在你身上。现在。现在。是的,此时此刻,你的无数分身都在那里,可能比你玩得更开心。当被问及为什么我们感觉不到自己分裂时,埃弗里特回答说:“你感觉到地球的运动了吗?”
卡罗尔在某种程度上解决了证据问题。他说,哲学家卡尔·波普尔(karl popper)普及了科学理论应该足够精确以可检验或可证伪的观点,“对埃弗雷特的假设有好话要说”,称其为“对量子力学的完全客观的讨论”。(我必须补充一点,波普尔对自然选择持怀疑态度,因此他的品味并非无可指责。)
卡罗尔进一步提出,由于量子力学是可证伪的,多世界假说“是有史以来最可证伪的理论”——即使我们永远无法直接观察到这些世界中的任何一个。顺便说一句,“许多”一词是一种严重的轻描淡写。卡罗尔估计,自大爆炸以来创造的宇宙数量是 2 的 10 的 112 的幂。就像我说的那样,无穷大。
这就是多世界多元宇宙。物理学家提出了更奇怪的多元宇宙,科学作家汤姆·齐格弗里德在他的书《天堂的数目》中描述了这一点。弦理论假设所有的自然力量都源于在九个或更多维度中蠕动的有丝状物体,这意味着我们的宇宙只是广阔的宇宙“景观”中的一个小丘,其中一些宇宙的定律和维度与我们的完全不同。混沌膨胀是大爆炸理论的增压版本,它表明我们的宇宙是无边无际的泡沫海洋中的一个微小气泡。
除了描述这些和其他多元宇宙之外,齐格弗里德还提供了其他世界概念的历史,这可以追溯到古希腊人。(有什么他们没有首先想到的吗?) 承认“没有人可以肯定”其他宇宙是否存在,齐格弗里德声称对它们的存在保持中立。但他继续为多元宇宙构建了一个几乎可笑的党派辩护,宣称“多元宇宙的存在比不存在更有意义。”
齐格弗里德将历史对其他世界概念的抵制归咎于亚里士多德,他“以瓦肯式的确信”认为地球是唯一的世界。因为亚里士多德对此错了,齐格弗里德似乎暗示,也许现代多元宇宙怀疑论者也是错的。毕竟,已知的宇宙自亚里士多德时代以来已经大大扩展。一个世纪前,我们才知道银河系只是众多星系中的一个。
齐格弗里德认为,合乎逻辑的下一步是让我们发现我们的整个宇宙都是其中之一。驳斥怀疑论者称多元宇宙理论是“不科学的”,因为它们是不可检验的,齐格弗里德反驳说怀疑论者是不科学的,因为他们“预先假设了一个排除多元宇宙的科学定义”。他称怀疑论者为“否认者”——这个词通常与对真实事物的怀疑有关,比如疫苗、气候变化和大屠杀。
我不是多元宇宙的否认者,就像我是上帝的否认者一样。科学无法解决上帝或多元宇宙的存在,使不可知论成为唯一明智的立场。我在多元宇宙理论中看到了一些价值。特别是当由肖恩卡罗尔这样有天赋的作家提出时,它们激发了我们的想象力,给了我们无限的暗示。它们让我们感觉非常非常渺小——以一种很好的方式。
但由于几个原因,我对多元宇宙理论的兴趣不如从前了。首先,由于内部和外部原因,科学陷入低迷。当杰出的思想家吹捧永远无法检验的想法,因此很抱歉,不科学的想法时,科学就没有用了。此外,在我们的世界,现实世界面临严重问题的时候,居住在多元宇宙中让我觉得是逃避现实——类似于幻想殖民火星的亿万富翁。科学家不应该利用他们的时间做一些更有成效的事情吗?
也许在另一个宇宙中,卡罗尔和齐格弗里德说服我认真对待多元宇宙,但我对此表示怀疑。 ”
分类:宇宙宇宙学