#14 多重宇宙和设计论点

克雷格博士的回复

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我们的宇宙只是一个更广泛多重宇宙的一部分，这个观念是我所称之为多世界假设（MWH）的一种表达方式。这种假说与所谓的人择原理密切相关，人择原理是以我们自身的存在作为一种选择的原则，来决定我们能观察到宇宙的哪些特性。也就是说，任何观察到、乍看上去好像是绝对不可能的宇宙特性，只有在我们意识到其他不能被我们观察到的特性之后才可能看出它们真确的远近，因为我们只能观察到相关于我们存在的宇宙特性。人择原理意味着，在一个宇宙演进过程中的观察者必然观察到与他的存在息息相关的宇宙常数和定量，这些常数和定量必须达到能支持他们生存的微调标准，否则他们将无法生存着进行观察。人择原理被一些人用来阐明为什么我们不应该讶异那些能维持智能生命的宇宙微调， 它的精准度是何等令人震惊的不可能。

理论家们如今意识到，人择原理只有当它是牵连在多世界假设时才能合理地的用来解释我们对微调的观察，在这种多世界假设中存在着一系列的具体宇宙呈现着很广范的可能性。多世界假设基本上是机会主义之拥护者所做的努力来倍增概率， 以致消减微调现象的不可能性。正如你所说的：“如果您发牌的次数足够多，每一手牌迟早都会出现。”那些除了在这些事理之外头脑还算清醒的科学家们必须采用这种奇特的假设，事实上已经算是对设计假设的间接恭维。这表明，微调确实有解释的必要。但是，多世界假说是否像设计假设同样的可信呢？

如果多世界假说表彰自己为一个合理的假设，那么产生多个世界的一些合理的机制需要加以解释。提供合理机制最好的来源就是暴胀的宇宙，它常被用来捍卫我们对宇宙的观点，就是宇宙只是浩瀚广大的宇宙或多重宇宙中的一个领域（或“口袋宇宙”）。亚历山大·维兰肯（Alexander Vilenkin）大力倡导我们住在一个多重宇宙中的观念（多个世界一体化Many Worlds in One：寻找其他宇宙The Search for Other Universes【希尔和王（Hill and Wang），2006】）。维兰肯对世界异象的核心是未来-永恒的，或无限膨胀的理论（维兰肯误导地称之为永恒的膨胀，即使他已证明了膨胀的多重宇宙只有一个有限的过去）。按照一般的膨胀理论，我们的宇宙存在于一个能量密度接近于零的绝对真空状态下，但较早期它存在一个能量密度非常高的伪真空状态下。伪真空的能量密度超过了由宇宙早期高物质密度所产生的强烈引力，因而引起了一个超快速，或暴胀性的扩展，在此期间，宇宙的大小用不到一微秒的时间就从一个原子的比例增长到一个比观测到的宇宙还大的比例。但维兰肯所需要的是超过一般性的暴胀理论。为了确保永恒的暴胀，维兰肯推测，确定能量密度和伪真空状态演变的标量场是以某种斜率为特点。这斜率是在伪真空极快速的膨胀以至于衰变为口袋式的绝对真空，“岛宇宙”就因此在伪真空的海域里形成。这些“岛宇宙”虽然本身以极大的速度扩张，但是它们却无法跟上伪真空的扩张，因此也就随著时间逐渐地分离。新的绝对真空袋在岛宇宙之间的间隙中继续不断的形成，而自己变成了独立分隔的世界。而且，每个岛屿被细分到子域中，维兰肯称该子域为O-区域，每一个O-区域组成一个可观测的宇宙，该宇宙以一个事件视界（時空的曲隔界線）为界限。尽管多重宇宙是有限的，在几何形状上是封闭的，但是维兰肯声称，伪真空将会永远的继续扩大，不断地产生新的世界。

在这时候，维兰肯耍了一招漂亮的技俩。随着岛宇宙的扩大，当恒星继续在它们不断扩张的周界形成，它们的中心区域最终会按照热力学第二定律变得黑暗和贫瘠。我们应该把发生在岛宇宙周界的扩张从伪真空衰变成绝对真空看为多次的大爆炸。从暴胀多重宇宙的整体角度来看，随着岛宇宙的边界逐渐扩张这些大爆炸随着时间持续的发生。在多重宇宙的全球性时间上，每个岛尽管不断扩张，但是在任何时间上都是有限的。

现在就到耍花招的时候了。当我们考虑到每一个可观测到的宇宙的内部宇宙时间坐标时，每一个都可以追溯到最初的大爆炸事件。我们能把这些个大爆炸事件犹如同时发生一般串连在一起。在全球未来将要发生的大爆炸视为现在正在发生的。结果，在无限的、时间序列下持续发生的大爆炸就被转换成一个在无限的空间序列下同时发生的大爆炸。因此，从内在的角度来看，如今存在无限的宇宙。正如维兰肯所表述的：“在一个角度的无限时间序列因此就转变成另外一个角度的无限空间序列”（第99页）。

维兰肯灵巧的转型好像在预定时间的静态理论，或者有时被称为四维空间主义或者时空的现实主义，据此，所有的时空点无论是过去、现在或者将来都是同样的真实。因为，如果逐渐形成（temporal becoming）是现实的一个客观特征，正如我在我的书《时间和永恒》（Time and Eternity，Crossway,，2001年）中所论证的，那么全球未来只有潜在的永恒性，未来的大爆炸在任何意义下并不存在。如果逐渐形成是全球性的潮流，那么根本就没有大爆炸的无限集合。内部观察者没有意识到全球的视角，他们把持续出现的大爆炸错误的看为是同时发生的事件。这正好描述了在时间哲学中的问题是如何严重的冲击着科学的辩论。

通过许多世界的假设，维兰肯就能推销人择原理来推翻宇宙微调的解释。标量场中的量子涨落决定哪种真空会从伪真空中衰变出来，每一种真空都带着一组不同的自然常数值。藉着一个无限序列岛宇宙的假设，随机的改变这些常数值，维兰肯就能利用人择原理的魅力把所观察到的微调否定了：我们所能观察到的只是一个为了我们的存在而被微调过的宇宙。

但是，如果同时存在的宇宙无限系列实际上是不存在的，那么维兰肯对为智能生命所微调之宇宙的否定就崩溃了。因为，如果无限系列的宇宙实际上还不存在，如果它们大部分都还处于潜在的无限未来，因此还没有落实，那么因为任何岛宇宙的起源都在有限的过去， 所以可观察到的宇宙实际上只有像可形成的宇宙那么多。而且，因为维兰肯自己表明了多重宇宙是无法延伸到无限的过去，而必须有一个开端，所以目前所存在岛宇宙的数量只能等于从多重宇宙开始以来在伪真空中所形成岛宇宙的数量。而当常量质数都随机落在允许生命的范围内，这种巧合是何等的不可能，同时一个允许生命的岛宇宙从伪真空中急速的衰变而成也是极其的不可能。但在这些情况下，微调之刺仍没有被拿走。

维兰肯整个多重宇宙的方案在任何情况下都依据未来永恒暴胀的假设，这假设相应地建立在某种管理暴胀的原始标量场。虽然维兰肯观察到“在几乎所有至今所提议的模型中暴胀都是永恒的”（第214页），他也承认：“另外一个重要的问题是，这种标量场是否的确存在自然界中。不幸的是，我们不知道。我们没有直接的证据证明它们的存在”（第61页）。缺乏这种证据应该让我们对多世界假设的信心打折扣。

然而，多重宇宙的假设面对着一个维兰肯从未提及的潜在致命问题，是完全与它的投机性质无关的。简单地说，如果我们的宇宙只是一个随机变化无限集合的宇宙成员之一，那么有极大的可能我们实际上应该观察到的是一个非常不同的宇宙。这同样的问题对路德维希·玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann）打击极大，当他为了要解释如果宇宙永久存在为什麽宇宙现在不是在一个热力学中的平衡或者热寂状态，而向经典物理学中的多重宇宙假设求助 。玻尔兹曼作了一个大胆的推测，指出宇宙的整体确实存在热寂的状态，但此起彼伏的随机波动产生了不平衡的空挡，波尔兹曼称它们为“世界”（worlds）。而我们的世界也是其中之一，并且我们不应该讶异我们是在这种极不可能的不平衡状态中观察着我们的世界，因为观察者不可能存在任何别的地方。玻尔兹曼大胆的多世界假设已被当代物理学普遍拒绝了，理由是：如果我们的宇宙只是多重宇宙中的一个世界，那么我们应该能观察到更小的不平衡区域——甚至是我们太阳系本身通过随机波动瞬间所形成的这种不平衡区域——因为那种可能性比起整个宇宙随着熵的数值从平衡状态降低而逐步形成的可能性是无法比较的高。

现在，类似的问题困扰着用多重宇宙来否定微调理论的当代学者。牛津大学的罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）曾计算过，只靠偶然来取得我们宇宙的低熵状态， 它的概率为1:1010（123），何等不可思议的数字。如果我们的宇宙只是靠偶然随机所组合多重宇宙中的一个世界，那么我们应该更有可能观察到一个更小的宇宙。例如，通过粒子的随机碰撞而即刻形成的太阳系， 它的机率大约是1:1010（60），这是一个庞大的数字，但比起1010（123）却是不可想像的微小。（相比之下，彭罗斯称其为“极限的鸡粮”[通往现实之路The Road to Reality（Knopf，2005），第762到765页]）。再说，如果我们的宇宙若只是多重宇宙的一个成员，那么我们应该观察到极其不寻常的事件，比如通过随机碰撞的马应该会突然呈现或者突然消失，或者是运转不息的机器，因为这些可能性比所有自然界的常量和数量藉着偶然即便落在允许生命极度微小的范围之内是更有可能的。可观察的宇宙像那些奇怪的世界比起像我们这样的世界表现在宇宙全体中应该数量更多。如果我们的宇宙只是多重宇宙世界的一个随机成员的话，我们就应该更能观察到这些现象。我们既然没有这类的观察，那个事实强烈的反驳了多重宇宙的假设。至少，就自然主义来说，多重宇宙的不存在是极其可能的。

当然了，说了这么多却没问如果多重宇宙为了生存，它本身难到能不展现微调。如果它能，正如有些人据此争辩，那么作为设计理论的替代，它连第一步都跨不出去。