每個人都可以提出一個理論，通常來說，就像“解釋某個事物的原理”。但是為了讓它成為一個科學的理論，你還需要做更多。每個科學的理論都要符合現代科學的框架，根據現代先進理論的指導，并擁有可靠的數據，遵循以下三個標準： 1它是已存在理論的再現。 2它對舊的理論中的矛盾作出了解釋。 3可能最重要的，它作出了新的，還沒有被驗證過的預測，可以被證實也可以被證偽。 這就是實際上上，在所有的領域當中，科學是怎么出現的：從像物理一樣“簡單”，到像生物一樣“復雜”。 由本輪和均輪來解釋天體運動的地心說被開普勒的日心說取代了，之后，牛頓的萬有引力又證實了橢圓軌道。除了行星的位置和運動，還有木星的衛星，金星的相位，火星反常的公轉，對回歸彗星的預測都得到了解釋。 幾百年后，牛頓的萬有引力對水星的公轉軌道細節預測失敗了，只有愛因斯坦的廣義相對論能對水星的軌道異常作出解釋。廣義相對論還預言了由引力造成的星光彎曲可以被檢測到。只過了幾年，廣義相對論便被證實了，我們手中擁有了又一個成熟的科學理論。 對那些更喜歡生物而不是物理例子的人來說，Darwin的進化理論是一個很棒的例子：被遺傳學取代，接著被DNA的發現進一步取代。科學以這種方式前進：不是證明什么在它之前出現，而是通過擴展它，從而更好地描述宇宙中的一套適用現象。 所以多重宇宙——真的多重宇宙——來自哪里？多重宇宙是什么？為了理解這些，讓我們從宇宙本身的圖景開始。至于宇宙，我指的是可觀測的宇宙，所有我們可以觀察到，測量的，相互影響的事物的總和。 我們所能看到的整個天空，是在宇宙這張大網上成群的恒星和星系。但是，當我們看向距離上更遙遠的宇宙，也正是看向在時間上更加遙遠的過去。離我們越遠的星系就越年輕，演化的更少。那些星系中的恒星含有更少的物質，它們看起來小，因為已經進行的物質合并比較少。有較多的螺旋星系和較少橢圓星系（橢圓星系的形成需要更長時間），還有其他的一些。如果我們去往目光所能達到的極限，就能看見宇宙中最早的恒星，在這片黑暗之外，唯一的光是宇宙大爆炸的余暉。 但是宇宙大爆炸本身——138億年前在每一處發生著——不是時空的開始，而是我們可觀測宇宙的開始。在這之前，有一個宇宙膨脹的新紀元，空間以指數方式膨脹，充滿了時空構造所固有的能量。 宇宙膨脹本身就是一個理論的例子，它產生并取代了過去的理論，因為它： 1.符合所有大爆炸和現代宇宙學的理論， 2.解釋了大爆炸不能解決的一些問題，比如為什么宇宙的每個地方都是相同的溫度，空間為什么這么平坦，以及為什么不存在剩余的高能遺跡，比如磁單極子， 3.做出了六個可以通過觀測進行檢驗的新預測，其中五個已經得到證實。 然而，還有一個結果是我們不知道能否證實的，那就是多重宇宙的存在。 像你看到的那樣，宇宙以指數率膨脹。這取代了大爆炸之前存在的一切，讓宇宙變得和看起來相比更加，更加大。到目前為止，一切順利；關于我們為什么有這樣的，大的宇宙的這些解釋。當膨脹停止，宇宙中裝滿了物質和輻射，這就是我們眼中的大爆炸。但是這也是變得怪異的地方。 根據可行的機制，充分的膨脹產生了我們所見的這個宇宙。宇宙中還有許多圍繞著我們的區域（膨脹停止的地方），在那里膨脹并沒有立即停止，而發展為永恒的膨脹。 感謝量子理論，宇宙膨脹有機會在任何區域在任何時間結束……但是同樣的，也有可能在任何區域在任何時間都不會拘束。在膨脹停止的地方，我們得到了大爆炸和一個宇宙——在我們所在的宇宙中我們可以觀察的區域——更像我們自己。（用上面紅色的X表示） 但是那些沒有停止膨脹的地方，在產生的膨脹空間中，有一些區域出于某種原因與我們失去連接，另一些則會繼續膨脹。以此類推。 現在，有大批的宇宙是我們不了解的其他宇宙，包括： 它們和我們的物理規律相同嗎？有著像我們一樣的粒子和基本常數？ 它們和我們有相似的密度，屬性，歷史嗎？ 我們是否在某種程度上，根據量子理論與其他宇宙糾纏在一起？ 這里任何一個問題或所有問題的答案可能都是“否”或者“是”。保守的設想是這些答案分別是“是”“是”和“否”。不過，回到主要的問題，這是一個科學的理論嗎？ 最重要的是，多重宇宙本身不是一個科學的理論。準確的說，這是物理定律的一個理論推論，正如我們現在對它的理解達到最好。它更可能是對這些定律地一個必然的結論：如果有一個由量子理論控制的膨脹的宇宙，這是你最終一定會得到的東西。但是，更像弦理論——有一些大問題：它不能預測我們觀察到的任何東西，而沒有它就得不到解釋。弦理論也不能預測我們最終可以去，和尋找的事物。 多重宇宙不是對我們這個宇宙任何事情必要的解釋。它沒有解決我們現在有的任何未解決的問題。（如果你說這些詞：“風景”、“真空能量”、“人擇原理”、“宇宙常數”，你不理解“解決”意味著什么。）更壞的是，它沒有對我們可以觀察到的東西做出具體的預測。 當我們把這一切放在一起，這意味著什么呢？這意味著多重宇宙——假設我們現在的宇宙圖景和它的歷史是有效的——可能是真的。在我們所能觀測到的宇宙之外，可能還有更多的宇宙，其他的宇宙，它們誕生于其他的大爆炸，但永遠不會與我們自己的宇宙發生相互作用。 但是這也意味著多重宇宙在可測的范圍之外，即使在原則上。我們唯一能想到的方式是災難性的：恢復膨脹的狀態，糾纏的多個觀察者在膨脹的不同區域被拉伸，并觀察膨脹是否會在不同的時間結束并產生不同的事物，假設你能在破壞量子糾纏的時候學到一點東西（我不確定你能做到。） 這就需要在熱大爆炸中生存下來，看看你，運氣多好。除非你可以，我在懷疑論的前沿：多重宇宙是令人感興趣的，看起來必然是物理的理論推斷。但直到我們可以科學地測試它——可能永遠不行——這對成為科學來說不夠好。這是一個理論的推測，講得通，卻不是一個科學的理論，并且由于宇宙的限制，它可能永遠不會是。 所以它是什么？它可能是一個我們開始明白的一個新的主題：我們永遠碰到的第一個根本的動機“形而上學”。第一次，我們理解了宇宙的極限，宇宙中的信息，還有這意味著什么，我們可以從中學到什么。在這之外呢？在這之后呢？也許形而上學的開始是對的，也是在那里多重宇宙永遠存在。 作者: Ethan Siegel Senior Contributor |
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