多重Multiverses可能是同一个

T他的姓名 - “疯狂雕刻” - 你不是铃声，但你很多次了。它描绘了一个穿着斗篷和抓着手杖的旅行者;在他身后是一个不同的城镇和树木的景观;围绕所有都是用无数星熏蒸的结晶壳。到达他世界的边缘，旅行者推到另一边，并被一个全新的光线和彩虹和火焰令人眼花缭乱。

1888年，法国天文学家卡米尔·弗拉马利昂在一本书中首次发表了这张照片。(最初的版画是黑白的，不过现在有很多彩色的版本。)他指出，天空确实看起来像一个天体附着在上面的穹顶，但印象会欺骗人。“我们的祖先，”弗拉马里昂写道，“想象着这个蓝色的墓穴就是眼睛让他们相信的样子;但是，正如伏尔泰所说，这就像蚕把他的网当作宇宙的极限一样合理。”

这些版画被看作是人类对知识的追求，但我更喜欢逐字解读，这符合Flammarion的意图。在科学史上，我们一次又一次地在已知世界的边缘发现了一个开口并戳穿了它。宇宙的尽头并不在土星的轨道上，也不在银河系最外层的恒星上，也不在我们视野中最遥远的星系上。今天，宇宙学家认为可能还有其他的宇宙存在。

但是，与量子力学揭示的情况相比，这几乎是Quicidian。这不仅仅是圆顶上的新开场，而是一个新的种类的开放。物理学家和哲学家们一直在争论量子理论到底意味着什么，但是，在某种程度上，他们一致认为，量子理论揭示了一个超出我们感官范围的广阔领域。也许这个原理最纯粹的体现——对量子理论方程式最直接的解读——是休·埃弗雷特在20世纪50年代提出的多世界解释。在这种观点下，所有可能发生的事情实际上都在宇宙的某个地方发生了，而量子理论的概率代表了经历这种或那种结果的宇宙的相对数量。正如南加州大学的物理学哲学家大卫·华莱士在他2012年的书中所说，紧急多元宇宙当我们从字面上理解量子力学时，“世界比我们预期的要大得多:事实上，我们的经典‘世界’只是一个更大现实的一小部分。”

这一切的宇宙似乎乍一看，与宇宙学家谈论的那个非常不同。宇宙彩色多彩化的型号脱离了寻求解释大于星系的尺度宇宙的均匀性。推定的平行宇宙是遥远的，不同的时空地区，他们当地的大刘海的结果，从他们自己的泡沫泡沫的发展而来（或者是那种宇宙从中发芽）的泡沫。他们在那里大致相同的方式是星系是 - 你可以想象出一场星舰并前往他们。

相反，埃弗雷特的很多世界都在这里。这个概念产生于对实验室测量过程的理解。粒子在云室中留下痕迹，原子被磁铁偏转，热物体发光:正是这些动手实验激发了量子理论和对相干解释的探索。在测量过程中发生的量子“分支”产生了与我们生活的空间重叠的新世界。

一个然而，这两种多元宇宙有许多共同之处。我们只能在脑海中看到其中的任何一种。当你试图在你的星际飞船上到达另一个气泡宇宙时，中间的空间会膨胀得比你可能穿越它的速度还要快;这样，气泡就彼此隔绝了。同样，我们天生就对量子多元宇宙中的其他宇宙视而不见。这些其他的世界，虽然真实，却永远在我们的视野之外。

此外，虽然量子多层没有为宇宙学开发而言，但它很适合它。在传统的量子力学 - 哥本哈根视图，由尼尔斯Bohr和他的合作者拥有 - 一个人必须区分观察者和所观察到的东西。这对标准实验室物理学很好。观察者是你，实验是你观察的事情。但是，如果正在调查的对象是整个宇宙？为了衡量它，你无法获得“外面的”宇宙。许多世界的解释没有这样的人为区别。在一个新的纸，加州理工学院的物理学家肖恩·卡罗尔，与研究生贾森·波拉克和金佰利博迪在一起，直接适用于宇宙多元宇宙的多世界诠释创造宇宙的。“一切这是非常软弱无力传统量子力学变，原则上可计算[在埃弗雷特视图]，”卡罗尔说。

最后，两种多元宇宙为我们的意见一致的预测。唯一的区别是，他们宅院可能的结果在不同的地方。卡罗尔认为之间的对等“宇宙多元宇宙，在不同的州都位于时空的广泛分离地区，本地化的多元宇宙，在不同的状态都在这里，就在波函数的不同分支。”

麻省理工学院宇宙学家Max Tegmark在2002年的一次演讲中提出了这个想法，并在2014年出版了一本书，我们的宇宙的数学．他描述了多重宇宙的几个“层次”。第一级只是指我们宇宙中非常非常遥远的区域。第三级是他对量子世界的术语。(他也有二级和四级，但我们在这里不需要担心。)要看到第一级和第三级之间的相似性，你必须思考概率的本质。如果某件事有两种不同的结果，你只能看到其中一种，但你可以肯定另一种也发生了——要么在巨大宇宙的其他地方，要么在这里的平行世界。如果空间足够大并且充满了物质，在地球上发生的事件也会在其他地方发生，这些事件的每一个可能的变化也会发生。

量子事件不确定的原因是我们不确定我们所在的位置。

例如，假设你在做一个实验，你把一个原子扔向一对磁铁。你会看到它以50%的概率转向下磁铁或上磁铁。从多世界的观点来看，在你的实验室中有两个重叠的世界。一种是原子上升;在另一种情况下，它会下降。在宇宙学的多元宇宙中，还有其他宇宙(或我们宇宙的一部分)，那里有一个与地球完全相同的双胞胎，在那里有一个类人生物进行了同样的磁体实验，但得到了不同的结果。从数学上讲，这两种情况是相同的。

不是每个人都接受多个人，更不用说多界品种是相似的。但是，请记住，这些想法仍然是初步的，让我们看看他们带我们的位置。他们建议了一个激进的想法：这两位多数道实际上可能不会是截然不同的 - 许多世界的视图与宇宙学彩色相同。如果他们看起来不同，那就是因为我们一直以错误的方式考虑现实。

年代坦福德的物理学家伦纳德·苏斯金德在他2005年的书中提出了这种等价，宇宙景观．“埃弗雷特的多世界观，乍一看，似乎与永恒膨胀的巨恶观是完全不同的概念，”他写道(他用他喜欢的术语来指代宇宙的多元宇宙)。“然而，我认为这两者其实是一回事。”2011年，他和伯克利的物理学家拉斐尔·布索合著了一篇纸它们在平坦地陈述两者是相同的。他们认为，唯一一种与量子力学相关的概率的唯一方法，以及这种理论引发了我们的经典类别，如位置和速度 - 是通过将许多世界图片应用于宇宙学;他们声称的自然结果是宇宙学彩色宇宙。同年，加州大学在伯克利大学的yasunori·罗马纳制造了类似的案例，出版了一个纸他说，“提供了对量子测量过程和多层的完全统一处理。”Tegmark在2012年沿着类似的线争论纸与加州大学圣克鲁斯分校的安东尼·阿吉雷合著。

在这个看法，许多世界上的量子在这里，但是在那里。Quantum Wave函数，Tegmark写道，没有描述“某些时髦的虚构的集合，对象可能正在做什么，而是在我们无限空间中存在的对象的相同副本的实际空间集合。”

布索解释说，关键在于仔细思考自己的观点。想象一下，从上帝的视角看多元宇宙，你看到所有的可能性同时展开。没有概率;在某个地方，一切都是必然发生的。但从我们自己有限的视角来看，植根于地球，各种事件以各种可能性展开。布索说:“我们用一幅全球图景——所有事情都发生在某个地方，但没有人能看到它的全部——换取了一幅局部图景，那里只有一块地方，原则上可以进行探索。”

为了从全球导航到局部，我们需要对宇宙进行切片，以便将可测量的和不可测量的分开。可测量的部分是我们的“因果补丁”，正如布索所说。它是所有能够影响我们的东西的总和——不仅是今天可以观测到的宇宙，而且是我们遥远的后代可以到达的太空区域。在精神上把我们的因果补丁从时空的其余部分切掉之后，我们就能弄清楚我们能够进行什么样的观察，结果就是老式的量子力学。

从这个角度来看，量子事件不确定的原因是我们不确定我们在多元宇宙中的位置。在一个无限的空间里，有无限多的生物在各个方面看起来和行为都像你。一个典型的纽约人卡通达到了此事的关键。我们看到了一只企鹅 - 所有相同的冰。其中一只企鹅问：“我们哪一个是我？”

可怜的企鹅可能相对于附近的浮冰其位置的三角测量一些希望，但在多元宇宙，我们有没有这样的参考点，所以也不可能我们多次自我区分。大卫的Deutsch-一个在牛津大学的物理学家，像卡罗尔和Tegmark，许多的坚定支持者在他的书中世界，写现实的织物:“假设这是身体有意义的问的相同副本是我,是假设有一些多元宇宙外的参照系,相对的答案可以给——我从左边第三个…”但“左”,,,“第三个”是什么意思?”没有“来自多元宇宙之外的视角”。

平行宇宙在空间中没有出现在那里，但在其他地方沿着我们自己的时间表。

Tegmark在其心灵辩称，量子力学概率的概念只是反映了“你在我多层的水平中自我定位，即，知道在整个空间中的哪个无限的副本是具有主观感知的那个。”换句话说，事件似乎是概率主义，因为你永远不确定你是你的。它不确定实验将展开的方式，而不是不确定每一个道路;你只是不确定它将观察到哪些结果。

对于Bousso来说，这种方法的数学成功就足够了，他更喜欢睡眠如何解释如何解释这些合并的多个人的更深层次的意义。“最终，唯一重要的是你的理论的预测以及如何与观察结果相比，”他说。“超出我们的[宇宙学]地平线的地区是不可观察的，并且既不是我们没有最终进入的波浪函数的分支。无论哪种方式，他们都只是我们用来计算的工具。”

B犹太人的物理理论看法很多人都是不满意的。我们仍然想知道这一切意味着什么 - 如何在实验室表盘上阅读如何背叛周星期无限泡沫的存在。Massimo Pigliucci, a philosopher of science at the City University of New York, says, “[If] you’re really talking about the universe somehow splitting, then you better give me a good account of how exactly this is happening, and where exactly are these [other worlds].”

也许有办法让多元宇宙的品种之间的连接的感觉是，我们传统的时间和空间的观点是需要更新的。如果多元宇宙既走出去，到这里，也许这是一个迹象，表明我们的“有”和“这里”是失败我们的类别。

系统可能不会居住在一个空间中，但在多个空间中同时在多个空间中 - 我们将调用这样的系统。

大约20年前，多伊奇提出现实的织物多元宇宙带来了一种新的时间观念。在日常生活中，甚至在物理学中，我们都假定存在某种类似于牛顿学说中永恒流动的时间的东西。多元宇宙通常被描述为一个在时间中展开的结构。事实上，时间没有流动或流逝，我们也没有以某种神秘的方式通过它前进。时间是我们定义运动的方法;它自己不能移动。所以多元宇宙并没有进化。它只是是．德语写道：“多元宇宙不‘进入存在’或‘不复存在’;这些条款预设的流金岁月“。

Deutsch认为我们应该在多个人群中播放时间，而不是在时间内扮演多个人，而不是想到多个人。其他时候，他说，只是其他宇宙的特殊情况。（独立物理学家朱利安巴博还在1999年的书中探讨了这个想法，结束了。）除了我们自己的“现在” - 我们将它们解释为我们宇宙故事的一部分而不是独立的宇宙的一部分，与我们自己的一些宇宙相比相似之处。对我们来说，他们不是在太空中，但沿着我们的时间表。正如我们一次无法体验多个人的那样，我们一次就无法遇到这种无限的一系列时刻;相反，我们的经验将我们的观点反映为嵌入式观察员，居住单一时刻。在通过全局到当地视图中，我们恢复时间的熟悉的追踪。

O你对空间的概念也可能会因多元宇宙而改变。“为什么这个世界看起来如此经典?”卡罗尔问道。"为什么时空有四个维度"卡罗尔,他bl关于合并融合的问题，承认Everett没有回答这些问题，“但它为您提供了一个框架，您可以询问它们。”

他和其他人认为，空间不是基础，而是一个紧急现象。但它出现了什么从还是实际存在什么样的“东西”？对于卡罗尔来说，Eve​​rettian的图片为这个问题提供了一个非常简单的答案。“世界是一个波浪功能，”卡罗尔说。“这是希尔伯特空间的一个要素。就是这样。”

希尔伯特空间是与量子波函数相关的数学空间。它是一个系统所有可能状态的抽象表示。它有点像普通的欧几里得空间，但维数是可变的这取决于系统允许有多少个状态。一个量子位——量子计算机中的基本数据单位，可以是“0”或“1”或它们的某种组合——具有一个二维希尔伯特空间。一个连续的量，如位置或速度，对应于无限维希尔伯特空间。

物理学家通常一个系统，生活在现实空间并推断其Hilbert空间启动，但卡罗尔认为你可以逆转这一进程。想象一下，所有宇宙的可能的状态和制定出什么样的空间系统必须住在 - 事实上，如果它在所有生活空间。系统可能不是生活在一个单一的空间，但同时在多个空间，我们会叫这样的系统中的多元宇宙。这种观点“是很自然的贴合的想法，时空是紧急，”卡罗尔说。

有些人，尤其是哲学家，不惜这种方法。希尔伯特空间可能是完全合法的数学工具，但这并不意味着我们生活在它。华莱士多世界观点的一个强有力的支持者说，希尔伯特空间不是字面上的现有结构，但描述了实际的，物理的东西的一种方式，无论是字符串，粒子，场，或任何其他的宇宙最终是由．“有我们生活中的Hilbert空间隐喻意义，但也许不是字面意义上，”他说。

休·埃弗雷特没有足够长的时间来见证对他的量子力学版本的兴趣更新。他于1982年在51岁时死于心脏病发作。一位坚定的无神论者，他确信这是结束;他的妻子跟随他的指示，用垃圾扔掉他的骨灰。然而，他的信息终于可以扎根。它可以用四个词总结：认真对待量子力学。当我们这样做，我们发现，世界是-惊喜！-larger和更丰富的比我们想象。Just as Voltaire’s silkworm saw only his web, we see only a small sliver of the multiverse, but, thanks to Everett and those who followed in his footsteps, we may yet slip through the crack in the crystalline shell, “where the earth and the heavens meet,” and glimpse what lies beyond.

Dan Falk是一位基于多伦多的科学记者。他的书包括莎士比亚的科学，寻找时间，和宇宙的T恤。@danfalk.

主导图像:东京OmoHara购物中心的多面万花筒般的镜面入口。杰里米Sutton-Hibbert /盖蒂图片社。

这篇文章最初发表于鹦鹉螺的宇宙2017年1月。