[科普中国]-多宇宙论

简介

“多宇宙论”(many- cosmos theories)是自然哲学中最大胆、最震撼心灵的理论之一。这一理论通常有广狭两种理解。狭义的“多宇宙论”指可居住世界的多元性，即认为宇宙中有许多类似地球的世界存在，在那里也会有智慧生物栖居。狭义的“多宇宙论”又被称为“多世界论”(plurality of worlds)。广义的“多宇宙论”是指宇宙形态的多样性，即认为在观测所及的总星系或“我们的宇宙”以外，还有无数个具有种种特性的独立的宇宙。狭义的“多宇宙论”是由古希腊原子论者最初表述，而后又在各个历史时期由许多哲人反复提出、阐发并加以论证的自然哲学思想;广义的“多宇宙论”则是现代自然科学理论所蕴含的深刻的科学思想。实际上，广义的“多宇宙论”也确认在“我们的宇宙”之外的其他天体上存在着智慧生物，亦即包含了狭义的“多宇宙论”思想。因此，可以把“多世界论”视为“多宇宙论”的特殊形态，而将“多宇宙论”看作是“多世界论”的延伸、推广和发展1。

狭义宇宙论狭义指可居住世界的多元性的理论。既认为宇宙中有许多类似地球的世界存在，在那里也存在着智慧生物。在这种意义上，又被称之为“多世界说”（plurality of worlds)。

广义宇宙论广义指宇宙形态的多样性的理论。即认为在观测所及的总星系或“我们的宇宙”之外，还有无数个具有种种特性的独立的宇宙的理论。多宇宙论为人们描绘了一幅包括“我们的宇宙”在内诸多宇宙的科学图景，不仅涉及一与多、部分与整体、有限与无限、可能与现实等哲学范畴，而且还提出了人类能否认识“我们的宇宙”之外的其他宇宙，以及人类在宇宙中处于怎样的地位等哲学问题。天外有天，或许可以换成宇宙外有宇宙了。最近科学家提出一个理论竟然不止一个宇宙，而且，似乎他们还完全一样。在宇宙之外可能有一个星系与银河系具有非常显著的相似之处，还有一颗也与我们的太阳非常相似的恒星，在这颗恒星周围存在着八大行星，其中第三颗行星与我们的地球非常相似，这颗行星上同样也存在着高等直立智慧生物，其中有一个生物和您非常相似，过着同样的生活，更重要的是，此时此刻，他与您一样，也正在阅读这篇文章正文第一段的最后一行。

事实上，根据平行宇宙理论，在某个宇宙中，就存在着无数个星系，几乎和我们的宇宙完全一模一样，看上去就像是我们自己一样，在那个宇宙中，也存在着你和你的亲人，还有同样的生活方式，但是有一点必须说明：虽然在两个宇宙中你们是非常非常的相似，几乎相似到划上等号，这种相似度有且只能用来描述过去发生的事件，也就是说，直到这一刻，你们可以说是绝对相同的。这些平行世界的存在，那不是无聊的炒作。比如泡沫宇宙理论、量子力学的多世界解释以及埃弗雷特多世界理论（Everett MWI），量子力学的多世界解释则认为宇宙是不断分叉的。所有的这些理论推演都需要基于一些基本的解释。当我们的宇宙诞生于137亿年前的时候，开始不断地加速膨胀，在宇宙中第一缕光线发出之后，就在宇宙空间中传播开来，而宇宙最深处的光线还未到达到地球上，目前我们探测到最深的宇宙空间仅仅是在130亿光年左右，也就是在宇宙诞生后的7亿年左右，而在这7亿年内发生的事件，还没有直接的观测数据。由于这些来自宇宙遥远空间的光线还未到达地球上，使之超出了我们的对宇宙观测的视野。

然而，我们对宇宙的了解的程度而言，来自宇宙大爆炸遗留下来的辐射证实，宇宙曾经历过一个转瞬即逝的超高速扩张阶段，科学家将这个阶段称为“暴涨宇宙”模型。简单的说就是宇宙在极其短的时刻，将其体积瞬间扩大，就像吹气球一样。而如果膨胀的速率稍微改变一点儿，那我们的宇宙就不会是现在这样了。因此，我们的现在观测到的宇宙空间，更贴切的说法是类似一个泡沫，在宇宙之外还存在的无数个泡沫，也就是说，存在无数个宇宙。所有的宇宙有着同样的或者说类似的机制进行各种限制，每个宇宙都经历了一次大爆炸，他们都是在大爆炸中诞生，并且存在着相同的物理定律。但是，并不是说所有的宇宙都能“存活”下来，只要将大爆炸的“参数”进行细微的调整，各种宇宙就会出现不同的情况了。比如，将我们这个宇宙的膨胀速率调低，这个初始条件下的宇宙就不可能演化至今，通俗地说，如果没有一个精确的膨胀速率，这个宇宙不是无限制的膨胀下去，就是早就坍缩没有了，所以，重点是“恰到好处”，只要稍微有一点儿的偏差，轻则不会演化出星系和恒星，重则无法存在下去。尽管如此，要找到与我们非常相似的宇宙应该说是几乎不可能的，只能说在概率学上，它是存在的，我们对这个“似曾相识”的宇宙的观测，仅仅体现于概率数字上。而通过量子力学，我们会发现宇宙其实很神奇，这个理论会告诉我们一个完全不同且超越想象的故事。首先，将宇宙空间放大，我们会发现宇宙看上去像是由颗粒组成的，整个宇宙空间类似西洋象棋盘。在瞬间发生的大爆炸后，产生了无数个宇宙，就像同时出现了无数个泡沫，但是只有在少数地方，初始条件是精确的，这个精确性体现在这些宇宙能演化出星系等物质。

在这些无数个泡沫宇宙中，每个泡沫初始条件都是不同的，都存在着细微的差别，以此类推，最终我们会发现有一个泡沫和我们非常相似，这种概率性的事件就有点儿像：给一只猴子26个英文字母还有无限的时间，它总有一天能拼出一本莎士比亚全集。同理，既然存在着无数个宇宙，那我们的历史同样也有无数种不同的版本，也就是说、：在某个泡沫宇宙中，某个我们这个世界熟知的历史事件并不存在，他们那个世界绝大部分却与我们相似，但就是唯独缺少了那个在我们世界中人人皆知的历史事件。从这一点出发，不仅存在着无数版本的过去，也存在着无数版本的将来。

而如何才能遇到这个存在于概率数字上的泡沫宇宙呢？麻省理工学院的宇宙学家马克斯计算出了一种非常直观方法：可以从地球出发，往宇宙的任一方向走足够远，最终会遇到一个这么样宇宙，这个宇宙中的任何细节都是你所熟知的，而且还会遇到一个和你一模一样的“你”。但是，这个距离非常遥远，计算结果得出：这个距离是10的1028次方米。虽然我们得到了一个距离，可以通过这个途径去寻找“似曾相识”的宇宙。但是，有一个不好的消息，即使你有足够的勇气和耐心，也将无法看到另一个宇宙中的“你”。因为当你踏上这个旅程的时刻，还会有更多的宇宙出现，你踏出每一个步，都将伴随着下一刻泡沫宇宙的出现，而这些宇宙早已扩展到离你最近的宇宙，也就是说，这个时间长度足以等灭一个宇宙中的所有恒星。值得注意的是，只有这样才能规避这个古怪的结论，而如果我们目前的量子理论以及标准宇宙模型是错误的，那你将遇到另一个宇宙中的“你”。据位于美国马萨诸塞州梅德福塔夫茨大学的宇宙学家亚历山大介绍：“对于这个“无数”的问题，我一直研究了超过25年，虽然对于无数版本的历史、无数版本的将来、还有无数个你和我存在于无数个泡沫宇宙中这个命题，未曾感到高兴，根据目前的研究进展，我认为很可能是真实存在的。”

需要重申的是，关于对多宇宙、平行世界理论探讨是非常具有争议性的，也是宇宙学中最基本的矛盾之一。同时，还有其他的关于“多宇宙”的理论，比如，弦理论。弦理论认为宇宙中的基本粒子都是由线形线条的弦构成，当弦处于不同的振动态时，就是表征出不同的粒子，具有不同的振动能量时，就对应着不同粒子的能量，这样我们的宇宙中，由于弦的具有不同的振动和能量，就有了电子、夸克等粒子形态。

事实上，宇宙各种常数的精确性可能告诉我们在其他宇宙中存在着不同的物理定律，而按照量子力学对多世界理论的解释，所有的历史事件都是可能存在无数不同的版本，包括你在内，都将在某个宇宙中以一种不同的方式存在，就像在某个宇宙中，你可能是温网冠军。对于多世界理论的不同解释，也是一部分宇宙学家的观点。

多宇宙论哲学意义“多宇宙论”为人们描绘了一幅包括“我们的宇宙”在内的诸多宇宙的科学图景，不仅涉及一与多、部分与整体、有限与无限、可能与现实等哲学范畴，丰富了哲学的宇宙概念，而且还激发了人能否认识“我们的宇宙”之外的其他宇宙，以及人类在宇宙中处于怎样的地位等问题的哲思1。

“多宇宙论”与“宇宙惟一原理”互补

从一般意义上来说，宇宙是标志物质世界的哲学范畴。这一规定是对各种具体地、感性地存在着的宇宙形态的共同本质的抽象和概括，把它作为宇宙概念的规定，它就是宇宙的抽象概念。但是哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;宇宙作为物质世界，它是不能离开各种具体的宇宙形态而独立存在着的，它是所有宇宙形态的总和并存在于各种宇宙形态之中。宇宙这一概念，它既是抽象的，又是具体的，是个别与一般、一与多的对立与统一。然而，不少人在理解宇宙概念时，往往只是停留在它的抽象概念上。有些宇宙学家认为，我们的宇宙是惟一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸，而是整个宇宙自身的爆炸。宇宙是包括“全部万事万物”的自然体系，是包罗万象的最终整体。由于这种观点承认一个无所不包的宇宙，即在解决“一与多”这个古老的哲学难题中只是主张“一”，因此人们把这种观点称作“宇宙惟一原理”。这种对宇宙的理解显然是不充分的。因为:

第一，我们的宇宙不是惟一的宇宙而是某种更大的物质体系的一部分，大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸，而是更大物质体系的一部分的爆炸。

第二，无所不包的宇宙，只能由许许多多具体的有限宇宙构成;离开了有限的宇宙形态，是无法构成无所不包的宇宙的。

此外，抽象的无所不包的宇宙概念，对于存在着的多种多样的宇宙形态的具体特性，也不能做出任何回答，并且这种对宇宙的看法也是与作为自然科学的宇宙学相排斥的，人们不禁要问:倘若一提“宇宙”就必然是惟一的无所不包的宇宙，那么以可观测的宇宙为研究对象的宇宙学又有什么存在的价值呢?在这个方面，“多宇宙论”可以被看作是对“宇宙惟一原理”的一种必要的补充。因为“多宇宙论”确认宇宙形态的多样性，认为除了我们生活在其中的宇宙(总星系)之外，还存在着无限多的宇宙，它们都是物理系统，具有各种各样的属性，有的像“我们的宇宙”，有的根本不像“我们的宇宙”。“多宇宙论”向我们提供了无限宇宙的许多具体而生动的内容，极大地丰富了哲学的宇宙概念。它与“宇宙惟一原理”互相补充，共同构成了对宇宙概念的全面理解。

“多宇宙论”确认在总星系之上还有更广大的物质层次

20世纪以来，由于新的实验技术与巨大而精密的观测工具的运用，人的“视野”在微观方面已经从大于10- 8厘米的原子集团深入到小于10- 13厘米的基本粒子层次，在宇观方面已经从直径10万光年的银河系扩展到200亿光年的总星系。宇宙的科学图景被认为是由许多星系团的构成物———超星系(数千万光年至上亿光年)的总和，而总星系是用现代观察手段可以达到的最高层次的物质系统。人类对宇宙的认识从地球扩大到太阳系，从太阳系扩大到银河系，再从银河系扩大到总星系，这种扩大是没有止境的。总星系之外的各种区域现在观测不到，决不意味着它们不存在。这是由于观测手段和方法的不完善或者是由于这些区域处在观察视界之外，而从它们那里发出的光信号不能达到我们这颗星球上。

“多宇宙论”突破了“我们的宇宙”———总星系的范畴，确认在总星系之外还存在着其他具有众多属性的独立的总星系，亦即表明了在我们这个总星系之上还有更广大的物质层次。值得一提的是，已有学者把与我们的总星系同类的天体系统叫作“超世界”，而把由许多物理上不同的天文“超世界”的总和(包括“我们的宇宙”在内)取名为“超宇宙”，并由此提出了宇宙学的知识系统能否在逻辑上重建这些假定的“超世界”共同的规律即所谓“超宇宙”的统一问题。事实上，只要承认相对论宇宙学并非是网罗一切的普遍框架，就应当估计到随着科学实践跨入更深的物质层次和更广大的时空范围，还会有新的理论取代它。宇宙学研究对象的不断扩大，反映了人类思维对有限认识的超越，而认识的这种超越，是现实的宇宙无限性的反映。无限是对有限的超越，对自然界物质层次无限性的肯定是通过否定它的对立面———宇宙有限论来实现的。

“多宇宙论”确认在宇宙的其他天体上存在智慧生物

20世纪60年代以来，随着一架架巨型射电望远镜的转动，宇宙飞船的频频发射和各种空间技术的发展，人类开展了寻觅宇宙知音的活动。其思想出发点，便是科学家对于可居住世界多元性的信念。他们相信，只要有适当条件，在宇宙中的某个地方必然会孵育出生命并逐渐发展到高级阶段，直至产生文明社会。美国天文学家德雷克基于对地球上产生生命的条件的考察以及人类所具有的智慧与技术的特征的分析，提出了如下的一个公式即著名的“德雷克公式”，用以计算银河系内有多少个具有同我们通讯的技术和文明:

N= nP1·P2·P3·P4·L

式中， n是银河系中恒星的总数， P1是恒星具有行星系的概率， P2是行星上产生生命的概率， P3是行星上产生的生命在演化过程中变成智慧生命的概率， P4是智慧生命具有通讯技术和通讯动机的概率， L是尝试通讯文明的平均估计寿命。德雷克运用上述公式还估算出银河系中可能有104个具有通讯文明的行星，而哲学家拉兹洛则估计银河系中可能存在100亿个生物圈。

1960年，美国实施的“奥兹玛工程”探测鲸鱼座τ和波江座ε两个靠近的恒星和其他600颗太阳型恒星，似有几个出现无法解释的异常信号。1974年，设置在波多黎各的阿雷西博305米口径射电望远镜对M13球状星团的几十万颗恒星定向发射了三分钟的电报，传送了1679个信号，向“外星人”呼唤。1977年，美国发射的“先驱者10号”和“先驱者11号”宇宙飞船上放置了一块金属饰板，它描绘了我们地球的情况，包括地球在银河系中的位置以及人类的模样。之后，又发射“旅行者1号”和“旅行者2号”宇宙飞船，携带了“地球之音”的人类信息，其中包括有150幅照片和图表， 54种语言的问候语， 35种自然音响， 27种古典和现代音乐。

1982年，第18届国际天文学联合会正式成立地外文明专业部。1992年，美国国家航空和宇航局着手进行了一项为期10年、投资1亿美元、寻找智慧生命的、规模更为宏大的科研工程。人们已经做出的努力至今尚未带来肯定的结果，但是它们也没有从反面证明在宇宙其他任何地方不可能有智慧生物。只要搜寻活动在继续进行，人们就可以设想有这种可能性，并且相信会有这么一天，我们最终同“外星人”取得了联系。人们认识到:同外星人或外空间人若能取得联系，则不仅在物质上，而且在哲理上和精神上都会对我们的生活产生深远的影响。

人类在宇宙中的地位

人类是否是宇宙的中心?自古以来一直有争论。首先是亚里士多德—托勒密地心说，构造了一个以地球为中心的宇宙。接着是一神教，特别是基督教义在这个图景上加上了人为中心论的因素，认为上帝创造了地球，安排人类居住在宇宙的中心，又创造了日月星辰围绕地球旋转。但是， 16世纪哥白尼提出了日心说，指出地球是围绕太阳旋转的行星，人类并不处于宇宙中心。以后又发现太阳并不是银河系的中心，而是离银心约3万光年的一颗普通恒星。

1924年哈勃对河外星系的发现，将人类生存其中的银河系降为一个普通星系。而现在的“多宇宙”的概念走得更远，又将人类生存其中的“我们的宇宙”降为一个普通的小宇宙。它最终把人类驱逐出了宇宙中心的位置。这就提出一个问题:人类究竟在宇宙中处于怎样的地位?一种观点认为，现代“多宇宙论”表明“有关我们在宇宙中所占地位的独特性的观念都证明是没有根据的”。“如果总星系并不是包罗万象的体系，而只是许多这类体系之一，那么我们人类(其实其他的“人类”也一样)在宇宙中的地位原来是更加微不足道的。”另一种观点认为，“多宇宙论”推翻了那种认为“整个宇宙围绕着人旋转”的人类中心论，“更多地得出了人类宇宙论的思想，人类宇宙论的出发点是:把人理解为宇宙的有机的积极的部分，其中包括它可能有的生命形式、理性和人道精神的形式。

还有一种观点认为，“人类中心论不仅有它的过去，而且有它的将来。“现代社会实践的人类中心论旨在人成为认识和行动的主体和客体，开发地球和人实际能够达到的宇宙部分的自然界，以便发展自己的创造力和科学技术的可能性，保证人类社会和自然界和谐发展的条件。”人类中心论不只是主张人类在宇宙中是惟一的、处于宇宙中心的观念，而且还在“人是一切事物的尺度”和根据人类价值及经验解释或评价世界的意义上使用。从这些意义上说，多宇宙论的确立以及建立在可居住世界多元性信念之上对于地外文明的探索，将迫使人们最终摒弃人类中心论。人类中心说一步步被否定，在现代宇宙学中人类所居住的地球、太阳系和银河系，不占有任何特殊地位;但人毕竟是认识宇宙的主体，研究宇宙间的一切演化过程时也必须把人的能够出现和存在考虑在内。我们人类的存在是宇宙十分短暂的一瞬间，但是我们在发展中认识了宇宙，也认识了自己。

人认识到的宇宙部分越是扩大，似乎人就变得越渺小，但实际上这就标志着人的认识能力的伟大。从宇宙发展中产生出来的人对宇宙的无限深化的认识过程，就是人和宇宙不断实现统一的过程。“多宇宙论”对于宇宙无限性的揭示，并未使人类在宇宙中的地位变得微不足道，也没有伤害作为宇宙主体的人的自尊心。美国著名科学史家萨顿所表述的这样一段话也许是最恰当不过的了:“科学家的努力所揭示出来的宇宙的那种最难以想象的无限性，不仅在纯物质方面没有使人变得渺小些，反而给人的生命和思想以一种更深邃的意义。随着我们对世界的理解逐渐深入，我们也就更热心地去欣赏我们同世界的关系。