本文作者：Sheldon

《隐藏的现实》，作者B·格林 ，译者李剑龙（笔名Sheldon，科学G6会员）。今天刊发的是本书的第一章，介绍了本书的内容框架，之后G6将择选部分内容连载，欢迎关注。

假如，当我还是小孩子的时候，只有一面镜子装饰我的卧室，我童年的梦想可能就大不一样了。不过，卧室的镜子有两面。于是，每天早上当我打开衣柜拿衣服时，镶在衣柜门上的镜子就会对准墙上的那面镜子，镜子之间的物体被来回反射，看起来有无穷多个。这种情形让人瞠目结舌。我喜欢凝视那一层又一层的镜像，透过镜子尽可能地把视线延伸到远方。所有镜像的移动貌似都是同时发生的—可是我知道，这不过是因为人类的知觉存在局限性;我很小的时候就懂得光速是有限的。所以，在我的脑海里，我设想自己看到了光在镜面之间往复穿行。头发一飘，胳膊一动，镜子都会默默地反射出来，镜像一个接着一个排列。有时候，我会灵魂出窍，想象另一个自己沿着那条直线往前走，然后在某个地方停住脚步，造出一个新的现实，其他镜像都要跟随这个新的现实而变化。课间休息时，我有时也会想起那天早上乍现的灵光，它在两面镜子之间永无休止地跳动，于是我化身为当时的一个镜像，进入一个虚拟的、用光织造的、由幻想驱动的平行世界。

诚然，反射形成的镜像并没有自己的意识。可是，这种活力四射的幻想和想象中的平行现实，与现代科学中一个越来越受重视的主题产生了共鸣—除了我们所知的那个世界，是否还可能存在另外一些世界。为了寻找这样的可能性，本书展开了一次探险，就像一次精心策划的旅行，带你游览科学的平行宇宙。

宇宙和许多宇宙

从前，“宇宙”的意思是“所有的东西”，一切，全部家当。表面上看，宇宙不止一个、万物不止一种的观念似乎存在语法错误。然而，一系列理论进展渐渐认可了这种关于“宇宙”的认识。如今，这个词的含义取决于上下文。有时，“宇宙”仍然意味着绝对的一切;有时，这个词只不过是指像你我这样的人，原则上能够接触到的那部分事物。有时，这个词被用来描述一些独立的世界，这些世界的一部分或全部对我们来说都是无法企及的，也许是暂时的，也许永远无法企及。也就是说，这个词将我们的宇宙降格了，使它成为一个巨大的、也许是无限大的集团中的一员。

“宇宙”的霸权被我们削弱以后，就给其他词让出了位置。这些词所描绘的范围更大，能够将全体现实都囊括其中。不论平行世界(parallelworlds)、平行宇宙(paralleluniverses)、多重宇宙(multipleuniverses，multiverse)、另一些宇宙(alternateuniverses)，还是虚拟实境(metaverse)、无上宇宙(megaverse)—这些词都是一个意思，都相信世上不仅存在我们的宇宙，还存在一大堆别的宇宙。

你会注意到这些术语有点儿含混不清。组成一个世界或一个宇宙的东西到底是什么?什么样的标准能够区分单一世界的不同部分，以及本来就各不相同的宇宙?也许在将来的某一天，我们对多重宇宙的认识足够成熟以后，才能准确地回答这些问题。现在，我们不再拘泥于抽象的定义，而是借用波特·斯图尔特大法官(JusticePotterStewart)[1]定义色情作品的方法。当美国联邦最高法院在努力构建一个标准时，他宣称:“我看到它时就能认出来。”

最后，一个世界或另一个平行宇宙的叫法只不过是一个语言表达问题。其中的关键，即关于这个主题的核心在于，那些挑战传统观念，并预示着我们长久以来所认为的唯一的宇宙只不过是一个更宏伟，也许更陌生，只露出冰山一角的隐藏现实的一部分的世界，是否真的存在。

平行宇宙的分类

一个惊人的事实是(这也是促使我写作本书的原因之一)，许多物理学基础理论的重要进展，如相对论物理学、量子物理学、宇宙物理学、物理学的统一理论(unifiedphysics)和计算物理学，都指引我们思考这样或那样的平行宇宙。的确，后面几章所要阐述的内容，就是这9种不同的多重宇宙理论。每一种理论都把我们的宇宙看作异乎寻常宏大的多重宇宙的一部分，不过，每种多重宇宙的样子都迥乎不同，每个子宇宙(memberuniverse)的性质都大相径庭。有的理论认为，其他平行宇宙和我们相隔千山万水;有的理论则认为，其他平行宇宙就在我们周围几毫米的地方徘徊;还有一些理论认为，讨论其他平行宇宙的位置都是在做无用功。支配平行宇宙的物理规律也面临类似的多样性。在有的理论中，其他宇宙的物理规律和我们一样;在有的理论中，虽然平行宇宙的物理规律存在差异，但规律之间也有亲缘关系;而在另一些理论中，无论从形式上还是内容上来说，平行宇宙中的物理规律都是我们从未遇到过的。想象一下现实到底有多么广阔无际，一种渺小的感觉和激动的心情油然而生。

最早有关平行世界的研究始于20世纪50年代，那时的研究者对量子力学表现出来的方方面面迷惑不已。量子力学是一种描述微观世界的理论，人们用它来解释原子和亚原子粒子层面的现象。量子力学提出，科学的预言必然是概率性的。这打破了之前的物理学框架，推翻了经典力学的固定模式。我们能够预言这个结果发生的概率，也能够预言那个结果发生的概率，但通常无法预言实际发生的到底是哪个结果。这个众所周知的结论违背数百年间确立起来的科学理念，足以令人震惊。然而，量子力学还有一个让人困惑的特征，却没有引起足够的重视。经过几十年的仔细研究，积累了丰富的实验数据之后，人们验证了量子力学的概率性预言，却没有任何人能够解释为什么在给定条件下，众多可能的结果中只有一个能够实际发生。当我们做实验时，当我们观察世界时，我们都相信自己身处唯一确定的现实中。但是，那场量子革命开始一个多世纪之后，关于如何才能让量子理论的数学形式与这个基本事实兼容，全世界的物理学家还没有形成一致的意见。

多年以来，这一理解方式上的巨大鸿沟激发了许多有创造性的想法，但其中最令人感到不可思议的却是为首的那一个。或许，早先的那个想法，也就是我们熟知的任何实验有且只有一个实际发生的结果的观念是不合理的。量子力学背后的数学(或者，至少可以说是一种数学上的观点)认为，所有可能的结果都发生了，只不过每一种结果都存在于各自的独立宇宙中。如果量子力学计算得出的预言说，一个粒子可能在这儿，也可能在那儿，那么在其中一个宇宙中，这个粒子在这儿，在另一个宇宙中，这个粒子就在那儿。在每一个这样的宇宙中，都有同样的一个你在见证其中某个结果的发生。你认为(错误地认为)自己所在的现实是唯一的。从太阳中的核聚变到思想赖以存在的神经冲动，当你发现量子力学允许一切物理过程的发生，这种想法的深邃之处就显而易见了。也就是说，不存在没有人走过的路。不过每一条这样的路—每一种现实，都深深地隐藏在其他现实背后。

量子力学扣人心弦的多世界方法在最近几十年里备受关注。可是研究表明，这个理论框架很棘手，很难对付(我们将在第8章讨论)。所以经过半个多世纪的研究后，直至今天，这个方法仍然存在争议。有些研究量子力学的人认为这个方法已经被证实了，而另一些则信心满满地说，其数学基础还不完备。

虽然在科学上立足未稳，这个平行宇宙的早期版本却使文学作品、电视和电影萌生了众多关于世外桃源和虚构历史类(alternativehistory)的题材，类似的创意至今层出不穷。(我从小就特别喜欢的有《绿野仙踪》、《生活多美好》、《星际迷航》中“永恒边界之城”那一集，博尔赫斯写的《歧路花园》，以及最近的《滑动门》和《罗拉快跑》。)总的来说，在这些流行文化作品的帮助下，平行现实的概念已经融入了当下的时代精神之中，很多人为之深深着迷。不过，现代物理学有很多理论都可以产生平行宇宙的想法，量子力学只不过是其中之一。实际上，量子力学也不是我最先要讨论的内容。

在第2章，我将从另一条通向平行宇宙的道路出发，也许这是其中最容易走的一条。我们会发现，如果空间无限延伸(这个设想与所有观测结果都不矛盾，而且是许多物理学家和天文学家都喜欢的宇宙模型的一个组成部分)，那么别的地方必然还存在这样一些区域(或许有办法通向那里)，那里有你、我和一切事物的拷贝，都沉浸在不同于我们目前所在之处的现实中。第3章对宇宙学的探讨更加深入:暴胀理论，这个理论假定宇宙最开始的时候，空间爆发了极为快速的膨胀，从而产生了暴胀版本的平行世界。如果暴胀理论如大多数天文学的精确观测证据所示是正确的，那么产生我们所处空间的暴胀就可能并不是唯一的。相反，在很远很远的地方，也许暴胀正在大量产生新的宇宙，比屋连甍、千庑万室，也许会永远持续下去。更重要的是，每一个气球似的宇宙都无限广袤、自成一体，所以每个宇宙都包含无数个第2章所提到的平行世界。

在第4章，我们涉足超弦理论。简要回顾基础知识之后，我会介绍这个理论在统一自然定律方面的研究进展。在此基础上，我们将在第5章和第6章讨论弦论的最新进展，于是就引出了3种新的平行宇宙理论。一种是弦论的膜世界方案(braneworldscenario)，它假设我们的宇宙是飘浮在高维空间中的一块“板材”(slab)，这样的板材可能还有很多，就好比说多重宇宙是一条长长的面包，我们的宇宙是其中一个切片。1如果我们运气好，在不久的将来，这个假说的预言就会被验证，瑞士日内瓦的大型强子对撞机(LargeHadronCollider)上就会产生可观测的信号。第二种理论是说，两个膜世界会猛烈地撞在一起，把一切都撞得一干二净，然后引发新一轮炽热的大爆炸—跟每个膜世界最初遭遇的那轮大爆炸一样。就好像两只巨大的手掌在开合，大爆炸会一轮又一轮地接连发生—膜会碰撞、弹开，通过引力相互吸引，然后又发生碰撞，这个循环的过程导致宇宙不是在空间上平行，而是在时间上平行。第三种是超弦理论的“景观”(landscape)，它源自于弦论所要求的额外空间维度存在数不胜数的形态和尺寸。我们将会发现，考虑到暴胀的多重宇宙，弦景观会包含海量的宇宙，空间额外维度的每一种可能的形态都在其中出现。

在第6章，我们主要讨论下述想法如何解释了20世纪最令人惊讶的观测结果:空间中似乎充斥着一种均匀分布的能量，这种能量可以看作爱因斯坦宇宙学常数的另一个版本。最近，这种想法激发了许多关于平行宇宙的研究，继而引发了一场最近几十年中最为热烈的争论:什么样的科学解释才是人们能够接受的。第7章进一步发问，描述宇宙之外的宇宙的理论，总的来说能否被正确地理解为科学的一个分支呢?我们能检验这样的想法吗?如果我们利用这种想法着手解决悬而未决的难题，结果会有所斩获，还是仅仅图个方便，把问题都扫进一块够不着的宇宙地毯里?对于这种针锋相对的观点，我力图道破其中的玄机，并强调我自己的看法:在特定的条件下，平行宇宙确实属于科学的范畴，毫不含糊。

第8章的主题是量子力学和量子多世界理论中的平行宇宙。我会帮你简要地回顾量子力学的基本特征，然后聚焦在其中最艰难的问题上:如果一个理论的基本模式允许相互矛盾的现实同时存在于一团无形的、但在数学上又是精确的概率迷雾中，那么如何才能从中提取确定的结果呢?我会带你小心地论证，要想寻找答案，就得将量子现实置入众多的量子平行世界中。

第9章将我们带到更深层的量子现实中，那是我见过的最奇怪的平行宇宙理论。在最近30多年中，这个理论逐渐从黑洞量子特征的理论研究中显现出来，并在近十几年达到一个高潮，于是人们从弦论中得出一个振聋发聩的结论:我们的日常经验只不过是一个全息投影，真实的物理过程发生在包裹着我们四周的一个遥远的曲面上。你可以掐一掐自己，感受到的疼痛是真实的，但是它所反映的是远处另一类现实中的物理过程。

最后，在第10章，更加奇妙的一种可能性将被探讨，它就是人造宇宙。我们的首要任务是弄清楚物理定律是否会赋予我们创造新宇宙的能力，然后我们讨论由软件而非硬件产生的宇宙(超级先进的计算机能够模拟出来的宇宙)，还要研究一下我们能不能确信自己没有生活在别人或者别的东西的模拟中。这个平行宇宙的假说最是无拘无束，而且起源于哲学界:所有可能的宇宙都在最为宏大的多重宇宙中成为了现实。这些探讨自然而然地让我们想要知道，在揭示科学谜题的过程中，数学扮演的是什么角色?我们的悟性究竟有多高，最终能否让我们对现实的认识变得更加深刻?

宇宙的秩序

平行宇宙问题是纯理论性的。实验和观测都还没有证明自然界存在其中任何一种版本的平行宇宙。因此，我写本书的目的并不是要让你相信我们所生活的世界是多重宇宙的一部分。我自己也不相信，而且，总的来说，大家都不应该相信任何缺乏坚实数据支持的东西。话说回来，许多物理学的研究进展，如果研究得足够深入，都会落入某种平行宇宙的框架中，我觉得这事相当吊人胃口。并不是说物理学家已经在一旁准备就绪，手持多重宇宙的大网，将任何有迹可循的理论捕获，然后将它勉强收入平行宇宙论的网底。当然，我们要认真探讨的所有平行宇宙理论都源于数学，而这些数学都是用于解释通常现象和数据的科学理论的基础。

那么，我的目的就是向大家简明扼要地阐明，理性的步伐和理论思辨的链条指引着物理学家，从各种各样的角度设想我们的宇宙成为万千宇宙一员的可能。我想让你对现代科学的研究方法有个大概了解，并不是说像我少年时那样脱去幻想的枷锁，沉浸在镜像反射的冥想中，而是自然而然地提出这个举世皆惊的可能。我想给你做个演示，看看在某种平行宇宙的理论框架下，原先的一笔糊涂账能否变得井然有序;与此同时，我也会列举其中一些至今仍未解决的关键性问题，免得让人误以为这种解释方法滴水不漏。我的目标是，合上这本书时，你对可能性的认识(也就是日新月异的科学进展总有一天会重新划定现实的边界)，会变得更加丰富多彩、栩栩如生。

有些人在平行世界的观念面前望而止步，在他们看来，如果我们是多重宇宙的一部分，那么人类在宇宙中的地位和重要性就会被边缘化。我并不这样认为。我不觉得衡量人类的相对优越程度有什么价值。当然，作为人类一员的骄傲之处，正是为科学大业添砖加瓦的激动人心之处，驱策着我们架起理论的桥梁，沟通外部的空间和隐藏的维度。如果我们在这本书里介绍的某些想法被证明是正确的，说不定将来还可以跳出我们的宇宙。我认为，在这冷峻幽暗的宇宙中我们视角单一，却依然产生了如此深刻的认识，恰恰是这样的认识才在现实中经久不衰，也恰恰是这样的认识表明我们曾经来过这世界。

注解

[1]波特·斯图尔特(1915—1985)，曾任美国最高法院大法官(1958—1981)。—译注

关于

关于《隐藏的现实》中文版：平行宇宙是什么？每个人都听说过，但又说不清楚。平行宇宙有多少种？离我们有多远？那里会有另一个你吗？那个你过得好吗？在这本书中，理论物理学家B. 格林以他招牌式的睿智和幽默带你踏上9种平行宇宙的科学旅程，你从科幻作品中产生的一切疑问都会迎刃而解。

《隐藏的现实》豆瓣链接：http://book.douban.com/subject/24846072/