魔瓶中放出的精灵

南北朝时期，印度贵族后裔鸠摩罗什将大乘佛教的重要著作《大乘理论》翻译成中文。这本书保存了许多当时在印度流传的民间故事和传说，其中最著名的说法是“3000个世界”。这种观点认为世界分为三个层次:大世界、中间世界和小千世界。一个大世界被分成1000个中等大小的世界，每个中等大小的世界被分成1000个小千世界，每个小千世界也被分成1000个小世界。每个小世界都有相同的结构。在中心是苏美尔山，被九三的八海、一个太阳和一个月亮、四大洲、六天的渴望和三天的最初冥想所包围。

在类似的问题上，古希腊人的想象力丝毫没有输给古代印第安人。公元前4世纪，数学家奥尔德莫斯提到了毕达哥拉斯学派的无限再现和无限循环的思想...同样的事情会再次发生，然后我会拿着一个指针，像你一样坐起来，再和你讨论一次，其他一切都会和现在一样。”由芝诺创立的斯多葛派认为，宇宙每隔一段时间就会被名为ekpyrosis的毁灭者柯南的一场大火毁灭，然后像凤凰一样重生。

18世纪初，微积分的创始人之一莱布尼茨提出了更激进的哲学观点。长期以来，基督教研究者一直试图回答这样一个问题。为什么世界上有如此多的邪恶是由无所不知的上帝创造的？以前的神学家认为，上帝允许人类拥有*意志，人类做好事还是做坏事是他们自己的想法。莱布尼茨指出，上帝创造的世界已经是所有可能的世界中最好的了。其他可能的世界在一个方面比我们的好，但其他的肯定会更坏。莱布尼茨的“所有可能的世界”并不像佛经或古希腊哲学家描述的许多世界那样具体，但他有一个雄心，就是尽可能地扩展世界的定义，使其包罗万象。200多年后，一个同样宏伟的雄心开始出现在宇宙的科学研究中。

比大爆炸还快，西方资本主义国家多年来一直被高失业率和高通胀率所困扰。大爆炸理论刚刚庆祝了一场彻底的胜利。两名美国工程师因观察微波背景辐射而获得1978年诺贝尔物理学奖，该辐射预计会在太空中扩散。然而，大爆炸理论并没有完全解释宇宙的起源。它只告诉你发生了一次大爆炸，但没有提到爆炸的原因。与此同时，大爆炸理论背后还有更深层次的危机。它造成的问题比它解决的问题更难。

这时，美国理论物理学家在他的同事戴的启发下，提出宇宙在大爆炸前的几十万亿分之一秒内经历了更剧烈的加速膨胀。他因经济衰退而担任博士后多年。在这种加速膨胀中，原本分子大小的空间直径将至少变成一光年，而原本豌豆大小的空间将变得比我们所能观察到的宇宙更遥远。格斯称这个过程为膨胀。这个词的原意是通货膨胀。

膨胀机制假设宇宙中曾经有一个排斥量子场，它可以像气球一样迅速地膨胀空间。这一假设似乎毫无根据，但它以极低的成本解决了大爆炸理论本身及其与粒子物理和天文观测的激烈争论。例如，大爆炸不能解释为什么当宇宙刚刚诞生时，空间的不均匀性和物质的不均匀性必须限制在小数点后的许多位数。根据充气机制，这就像一个皱巴巴的气球充气后变得光滑。不管先前的空间弯曲得有多厉害，膨胀都会大大减少它的曲率，而先前的物质也会分布得非常不均匀。然而，在膨胀将空间扩大了几十个数量级之后，我们就看不到我们眼睛范围内如此多的不均匀性了。通货膨胀没有经历大爆炸理论的坎坷命运，20世纪80年代的理论物理学家几乎同时向它张开了双臂。

永久通货膨胀机制认为，通货膨胀的结束可以被视为大爆炸的开始。就像沸水变成蒸汽一样，原本加速膨胀的空间突然进入减速模式。与此同时，量子场的能量被转化成沸腾的基本粒子。我们看到的所有物质都是从粒子罐进化而来的。微波背景辐射是它的剩余温度。然而，俄罗斯理论物理学家亚历克斯·维伦金和安德烈·林德认为，沸水不会同时变成水蒸气，而是会在内部随机产生气泡，直到水完全干涸。如果我们的宇宙是在其中一个泡泡的一角形成的，那么在这个泡泡的前后一定还有无数其他的泡泡。每个泡泡都意味着一次大爆炸，它一定是一个独立的空间，叫做泡泡宇宙。与沸水不同，加速膨胀的空间永远不会“烧尽”虽然膨胀的空间里每时每刻都会产生气泡宇宙，但不要认为膨胀的空间会变得越来越小。请记住，通货膨胀是一个急剧的加速。只要有呼吸，它总是比泡泡宇宙扩张得更快。因此，一旦通货膨胀发生，就不可能停止。这是一种永恒的膨胀，它所产生的世界的数量和规模远远超过了任何神话、宗教或哲学的视野。

尽管膨胀机制很流行，但它所预言的现象在随后的30年里被一次又一次地验证，但是物理学界对永恒膨胀和多元宇宙的最初反应是非常冷淡的。它的创始人格斯在听维伦金解释通货膨胀如何衍生出多元宇宙时睡着了。人们的第一反应不难理解。永恒的膨胀和多元宇宙超出了我们的观察范围。没有人能证明它是对还是错。说白了，他们不具备科学理论的基本特征。

宇宙常数和额外维度然而，正如林德所说，“精灵已经从魔瓶中释放出来。你不能再把它关在里面了。”经过一段时间的沉默，膨胀的多元宇宙在由科学进步引起的另外两个难题上重获力量。困难之一源于宇宙常数。早在20世纪20年代，爱因斯坦就加入了具有相同排斥效应的宇宙常数，从他的方程中得到静态宇宙解。当哈勃发现宇宙不是静止的而是在膨胀时，爱因斯坦称宇宙常数是他一生中最大的错误。粒子物理学也将产生宇宙常数的等价物。由于当时没有人能看到它的踪迹，人们乐观地认为宇宙常数必须等于零。

1998年，两组美国天文学家的发现震惊了物理学界。与普通物质产生的引力相比，宇宙常数的排斥引力更好，因此从几十亿年前开始，我们的宇宙又一次从减速膨胀状态变为加速膨胀状态(当然，加速膨胀远没有膨胀严重)。更令人惊讶的是，观测到的宇宙常数是粒子物理预测值的10-123，也就是说，两者之间的差异是123个数量级。诺贝尔物理学奖获得者史蒂芬·温伯格称之为“科学史上最严重的震级估算失败”。

几乎与此同时，超弦理论也遭受了一次耻辱性的失败。弦理论认为所有基本粒子都是由生活在10维空间和时间中的更小的弦组成的。在许多人的眼里，弦理论是统一广义相对论和量子理论的最有力的候选者，它应该解释为什么我们只看到三维空间和一维时间。做到这一点并不难，因为数学家卡拉比和丘成桐已经证明了额外的6维空间可以以某种形式卷曲，所以我们暂时看不到它。再一次，人们乐观地认为，只要从几个已知的选项中选择一个合适的额外维度形式，使得在其中振动的弦能够产生已知的基本粒子，物理学的统一就即将到来。

然而，在人们能够找到满足要求的额外维度之前，候选选项的数量已经“膨胀”到10，500个。相比之下，我们在宇宙中只能看到1090个基本粒子。即使我们利用整个宇宙的资源来建造一台宇宙计算机，恐怕我们也不能很快从这么多选项中找到满意的结果。

“缺陷变成美德”在21世纪初，他是我的三个兄弟走到了一起:永恒的膨胀、宇宙常数问题和额外维度形式问题。根据物理学家和畅销书作家格林的说法，这种结合将三者之前的“缺陷”转化为美德。宇宙学常数的问题在于理论值和观测值相差太多。似乎只有比中彩票更幸运的物理机制才能解释如此微妙的价值。如果不只是一个宇宙，而是至少有10，500个，如弦理论预测的那样，会怎么样？例如，我们买了10，500张彩票，每张彩票的号码都在0到1之间。显然，这些数字中至少有一个能准确地捕捉到观测到的宇宙常数。那么，弦理论中的10，500个选项如何成为一个真实的宇宙呢？此时，由永恒的通货膨胀所创造的无尽的泡沫宇宙刚刚找到了它的目的地。

结果，膨胀的多元宇宙在弦理论中已经升级为景观多元宇宙。如果你从上帝的角度来看整个宇宙，不同区域的宇宙常数或其他物理常数有高有低，充满了峡谷和山峰，就像山景一样。泡泡宇宙还会嵌套更多层次的泡泡，每个泡泡的物理常数可以不同，甚至空间维度和物理定律也可以不同。有些宇宙是空的；一些宇宙充满了黑洞；尽管有些宇宙有一套独特的定律和基本粒子，但它们不能产生像我们这样的智能生命。有些宇宙在表面上看起来与我们的相似，甚至包括一个充满活力的地球，但它是主宰地球的大型爬行动物的后代。在如此巨大的可能性中，一定有一个宇宙与我们所看到的完全一致。

没有回头路了。我们已经看到了两种多元宇宙。但是多元宇宙不是一个理论，而是一套理论。此外，格林还在《隐藏的现实:什么是平行宇宙》中引入了另外七个多元宇宙正如我们所看到的，这些多元宇宙中的大多数都是一个或多个理论的副产品。虽然有些人回避多元宇宙，但他们不能对如此多不同类型的多元宇宙视而不见。那些支持或反对多元宇宙的人有他们自己的言辞，要么激烈要么温和，每个人都有诺贝尔奖获得者的支持。尽管偶尔有研究声称在微波背景辐射的特殊模式中发现了支持某个多元宇宙的证据，但主流科学界认为，如果我们想得出最终结论，恐怕我们还有很长的时间等待。

无论如何，人类的世界观再也不能完全回到以前那种“只有一个宇宙，只有一个世界”的单一视角了。在揭示宇宙的真相之前，我们不妨重温普朗克的名言——量子力学之父，在某种意义上也是量子力学的反对者:“一个新的科学真理不会通过说服其反对者并看到真理之光而获得，而是通过这些反对者最终死去并熟悉其新一代而获得。”