另外一个宇宙之谜
20世纪50年代初,年轻的物理学硕士研究生休·埃弗里特在研究一些比量子力学本身更为奇异的量子力学的推论时,第一次提出了令人信服的多宇宙体系可能存在的理论。这个被所有严肃的物理学家接受的理论认为,人们永远无法对原子和亚原子粒子的运动进行预测。比如,你只能推断某个电子在千分之一秒后大概会在哪里,但是它也很可能会跑到别的地方。
这一重要的不确定性使我们掌握了亚原子世界的一些基本特性,而这恰好是物理学家们近几十年来一直在苦苦思索的问题。例如,伟大的丹麦物理学家尼尔斯·波尔认为:在你通过测量行为将某个粒子的位置确定下来之前,这个粒子确实可以同时处于几个位置。
他认为,测量行为本身迫使这个粒子选择其中的一个位置,这个位置超越了所有其他的位置。
但是埃弗里特却有另一种想法:他认为,在你将这个电子的位置确定下来的同时,世界会分裂成许多宇宙。在每个宇宙中,这个电子都有一个不同的位置——而且所有这些每一个都同样真实的世界会继续发展变化并拥有其自己的未来。
根据这个所谓的量子力学的多世界诠释,宇宙的多产性已经达到了难以置信的程度,因为宇宙中的每一个粒子在每一瞬间都会产生许多新的宇宙——而在下一个瞬间,每一个新宇宙又会再次分裂。但是有许多物理学家认为,这是一个非常令人信服的观点。
如果这一理论是正确的,正在平行发展的宇宙的数量将远远超出我们的计算能力。
但是,这一理论完全是一种假设,因为我们目前还想像不出任何可以使我们与这一多宇宙体系中的任何一个宇宙进行接触的方式。因此,虽然我们每一个人都可能会随着我们体内粒子的分裂和再分裂而产生无数的平行“自我”,但是我们了解其他“自我”发展历史的机会绝对为零——所以判断埃弗里特对量子力学所做的这种解释是否正确的机会也同样为零。
广义相对论多字宙体系
第二种类型的多宇宙体系,看起来也像第一种多宇宙体系一样没有多少可以确定的因素。这种类型的多宇宙体系的理论依据并不是量子力学,而是20世纪物理学研究领域的另外一项具有革命意义的成果——爱因斯坦的广义相对论。
爱因斯坦认为,质量极大或密度极高的物体可以使时空结构延长。如果我们能够找到密度接近无穷大的物质(比如黑洞),这种延长就可以变成一条裂缝。
这种时空裂缝被称为虫蚀洞,从理论上来说,人们也许可以将它作为一条捷径,通过它到达宇宙中距离我们非常遥远的另一个地方。但是根据斯蒂芬·霍金在20世纪80年代提出的观点,虫蚀洞也有可能使我们完全脱离我们生活的宇宙,从而创造出一个新生的“小宇宙”。这个“小宇宙”诞生后会自行膨胀和发展,并形成自己独立的时空分支。
如果这一理论是正确的,那么现在我们应该以万亿为单位来计算这样的“小宇宙”的数量,因为据认为我们生活的宇宙中存在数以万计的黑洞。而且这些“小宇宙”还只是自然产生的一部分;原则上“小宇宙”也有可能通过人工方法制造出来。20世纪80年代末,麻省理工学院物理学家艾伦·古思提出,人类也许可以在实验室中利用几磅重的物质创造出一个“小宇宙”,方法是将这几磅重的物质压缩到与黑洞相当的密度。
在未来的100年时间里,我们是不会掌握这种技术的——甚至有可能在未来10亿年时间里我们还是无法做到这一点。但是,一个足够先进的文明也许有能力掌握创造“小宇宙”的复杂技术——甚至还有可能在科学博览会上出售制造“小宇宙”的成套工具。不幸的是,容纳这样一个宇宙的新时空将由于黑洞瓶颈(它会破坏任何从其中穿过的东西)的存在而同我们的宇宙永远割裂开来,因此这种新时空将像量子论的多世界诠释的那些时空一样永远无法被人们发现。