量子
多元宇宙的可能性：我们或许不孤单
量子理论和宇宙学表明，我们的宇宙可能只是众多宇宙中的一个，多元宇宙的概念或许是对现实的真实解释。
人类生活在一个宇宙中，这是不争的事实。但是否这个宇宙本身也存在于其他宇宙的“海洋”之中，成为多元宇宙的一部分，却仍在争论中。多元宇宙的概念不仅仅是科幻的主题，它在一些科学家的研究中也被认真看待。
多元宇宙的概念在现代物理学的多个分支中出现。例如，在量子力学中，粒子可以同时存在于多种可能状态之中，直到观测者进行测量，这些可能性才会“坍缩”成一个物理状态。量子力学的“多世界诠释”则认为，所有的可能状态都会在不同的宇宙中实现，而每个宇宙中都有不同版本的观测者。这种“多世界诠释”是多元宇宙最为人熟知的科学假说之一。
然而，多元宇宙远不止于此。在圣约瑟夫大学物理学家Paul Halpern的新书《多元宇宙的魅力》中，他探讨了这些潜在的平行现实及其历史、演变、哲学和对科学本质的见解。
什么是多元宇宙？
多元宇宙的概念可以分为文化和科学两个层面。在文化层面，人们常常想象不同的选择如何影响生活，比如搬到不同城市或换工作。而在科学领域，概念可以进一步分为量子多元宇宙和宇宙学多元宇宙。
量子多元宇宙源自量子物理测量的解释。1957年，研究生Hugh Everett III提出了多世界诠释，认为不同可能性会分裂成不同的宇宙，而人类也经历着多个现实，只是对此并不知情。
而宇宙学多元宇宙的概念则基于“膨胀”理论——早期宇宙经历了快速扩展，而这种过程可能不断发生，产生了其他“泡泡宇宙”，这些宇宙已超出我们的观察范围。
为什么科学家认为多元宇宙是可能的？
我们宇宙的许多参数，似乎正好处在适合星系、恒星、行星和生命形成的范围内。如果这些常数(如引力强度、电磁相互作用等)稍有不同，行星和生命将无法形成。这被称为“微调问题”。
物理学家Brandon Carter在1970年提出，或许我们所在的宇宙或区域是特殊的，也许存在许多其他宇宙，我们之所以存在于此，是因为这个宇宙恰好适合结构形成和生命的出现。大多数其他宇宙则无法支持这样的结构，因此我们不会存在其中。
然而，这些其他宇宙如果存在，仍超出我们的感知范围。目前科学家还没有直接测试多元宇宙的手段，尽管未来可能有间接或创新的实验方法来验证这一假设。
如果多元宇宙无法测试，它还算科学吗？
现代物理学中已经存在一些无法直接测试的概念。比如，宇宙在不断膨胀，光速有限，因此我们永远无法看到超过一定范围外的宇宙。量子不确定性也限制了我们同时观察所有粒子的位置和动量。
如果一种理论能解释可观测宇宙的所有现象，并且需要借助多元宇宙的概念，部分科学家会接受这种解释，尽管其他人可能会寻求更“可观察”的替代理论。
物理学界如何看待多元宇宙？
一些科学家对多元宇宙的接受度令人意外。原本以为非常注重观测数据的科学家，可能更开放，而一些理论家则可能对多元宇宙保持怀疑。不同研究者的观点有时取决于个人哲学和研究偏好。
Halpern希望他的书能让读者理解理论物理学中广泛的可能性，并意识到我们所观测到的宇宙，只是众多潜在选项中的一个，至今仍是一个谜。
本文译自 scientific american，由 BALI 编辑发布。