※ [本文转录自 Gossiping 看板] 作者: newline (漫长的等待与相遇) 站内: Gossiping 标题: Re: [新闻] 哈佛美女教授　发现「第五度空间」 时间: Wed Aug 8 13:14:39 2007 发信人: [email protected] (在落花纷飞的街道 看板: Astronomy 标 题: 平行宇宙 发信站: 政大资科猫空行馆 (05/12/04 02:31:50 Wed) 　　因为有网友反应想了解何谓多重宇宙，因此我在做一些说明。在标题我打上的是平 行宇宙，平行宇宙是多重宇宙的副产品，也因为有平行宇宙才让多重宇宙变得更有趣。 　　其实有关於多重宇宙的观念早在电影、小说中出现许多次，最近一部十分有名的电 影 <<蝴蝶效应>> 就是一部有关於多重宇宙的电影，说实在的，这部电影和蝴蝶效应的 关系远比不上和多重宇宙的关系，但取名叫蝴蝶效应可能会比较有噱头吧！ 　　多重宇宙并非是凭空臆想，它已经是堂堂登入正统的物理与宇宙学之中的理论。 　　目前科学家对多重宇宙提出了四种的「层次」，现在我们先来探讨第一层次的多重 宇宙吧。 　　我相信一定有许多人曾想过，宇宙有没有边界？如果有的话会是怎样？如果我们一 直朝着宇宙的边界航行会怎样？就撞上一道永远无法穿过的墙壁？还是从宇宙的另一边 出来，就像我们玩小精灵一样，当我们穿过左边的边界，小精灵会从右边出来...... 　　在这里我们要把宇宙和空间的名词意义分开，科学家已经定义出了宇宙的大小，宇 宙的大小便是我们现在所能观测到最远的距离，也就是 140 亿年来，从大霹雳到现在为 止，光所跑的距离，这个距离是 420 亿光年，这个距离比 140 亿还大是因为宇宙膨胀 的关系。 　　因此我们前面宇宙有没有边界的问题就变成了「空间有没有边界」？ 　　延续前面的讨论，很明显地，墙壁理论会遇上无穷无尽的麻烦，当它被想到的同时 可说就同时被判死刑。小精灵理论似乎比较说得通，所幸爱因斯坦的重力理论给了我们 一丝线索，如果空间的曲率是凸的，或是有不寻常的拓朴（互相连通），空间就可能是 有限但却无边界。 　　我们用地球来想会比较容易理解何谓空间有限，但却没有边界，在地球上的任一点 对任何方向往前直走，最终都会回到原点，而且你不论怎麽走都不会遇到地球的尽头， 但地球的面积却是有限的，我们无法在地球上养无穷无尽的人类。同理，对於具有特殊 曲率的宇宙便可能形成像这样有限空间却没有边界。 　　而对於观测空间是不是有限，科学家并非全无办法，利用宇宙微波背景辐射可以进 行细微的检查，然而，检查的结果有限大的空间并未获得证据的支持，即使有些有限大 的模型并没有被完全推翻却被设下极强的假设。反而，空间无限大的假设却符合了观测 的结果！ 　　这意味着什麽呢？既然宇宙有限大，空间却无限大，那宇宙之外是什麽？在无限大 的空间中就只存在我们这一个宇宙？为了解在宇宙之外的情况，科学家又必须藉助微波 背景辐射与星系的三度空间分布的观测，得到了物质的分布在越大的尺度就会愈均匀， 在 10^24 公尺以上便没有相干的结构了。如果假设这个物质均匀分布的情况能一直延伸 ，那正表示着，在我们宇宙之外也是充满了星系、恒星和行星，也就是在我们宇宙之外 还有其它宇宙！ 　　因此，基於空间无限大和物质均匀分布的两个假设，我们便得到了一个结论，除了 我们宇宙之外，空间中还有无穷多个宇宙！而这无穷多个宇宙和我们有一样的物理定律 ，一样的宇宙特性，只是在宇宙诞生时有不同的初始条件。 　　既然我们依据这样的假设下得到了无穷多个宇宙的结论，那这又暗示着什麽呢？有 没有可能，会有相同的宇宙呢？这个答案连想都不必想就可以回答，绝对有！是的，在 无穷多个宇宙中一定会有和我们一模一样的宇宙，有一模一样的地球和一模一样的你！ 而且这些一模一样的宇宙，也有无穷多个！这点是很容易想通的，也许你会觉得在随机 产生的情况下，要产生一模一样的宇宙是多麽困难，想想，光是在我们银河系就有两千 亿颗恒星，而我们的宇宙有一千亿个星系，要完全一样，机率是多麽地小。但对多重宇 宙下的无限空间无穷多个宇宙而言，这只是微不足道的问题，只要机率不是零，不论是 多麽地小，在无穷多的条件下，都会使它实现！因此，在无穷多个宇宙下，有无穷多个 你正上演着你一生中每一个可能发生的事，也许你今天出门先踏出左脚，在遥远地方的 另一个你则跨出了右脚，从此你们便经历着完全不同的人生。 　　事实上，科学家还能进一步推算出离我们最近的「平行宇宙」（平行宇宙这个词总 算出来了，它指的正是一个和我们一模一样的宇宙，同时它也让多重宇宙的理论变得更 加有趣）的距离，是 10^10^118 公尺，换句话说，就是 1 的後面接 10^118 个零，这 是个很恐怖的数字，但对想观测到自己另一个分身的我们而言，并不需要去找一个一模 一样的平行宇宙，只要有一模一样的地球，我们就可以看到自己的分身，这个距离近多 了，只有 1 的後面接 10^28 个零公尺，虽然近多了，却仍然远得可怕，但有趣的是这 个数字是有限的，而且是可能存在的，即使无法看见，但起码我们知道他是存在的。 　　以上就是第一层次的多重宇宙，它的理论简单明确，也是最不受争议和拥有最多证 据支持的，在第一层次的多重宇宙下的所有宇宙，经历着和我们完全相同的物理定律， 相同的宇宙性质，不同的只在宇宙诞生时的初始条件。 　　第二层次的多重宇宙的推测，是科学家由细究我们的宇宙性质而来，包括大自然作 用力的强度、时空维度的数目、及一些其它的物质性质等，这些性质是在宇宙诞生时所 随机建立的。但有趣的在我们宇宙有却有无法解释的巧合，例如为何时空建立刚好是三 度空间与一度时间？在时空的维度中我们只能生存在三度空与一度时间，更高维的时空 将产生原子不稳定、场不稳定或事件无法预测。在更进一步讨论这个问题之前，我们先 来说明另一个理论。 　　第二层次的多重宇宙也是受目前广为接受的「永恒混沌暴胀理论」所预测的，这个 「永恒混沌暴胀理论」是大霹雳理论的延伸，它补足了大霹雳理论中力有未逮的枝节， 如，为何宇宙这麽大、这麽均匀又这麽平坦？空间在古早以前的一次高速伸展，可以一 举解释所有这些及其它的属性。而且有许多的基本粒子理论都预测这种伸展的存在，而 且目前所有已知的证据都支持它。 　　永恒混沌是指在非常大尺度发生的事，整个空间都在伸展，而且会永远不停地伸展 下去。而第一层次的多重宇宙便像泡泡一样，飘浮在这个永恒暴胀且几乎空无一物的空 间中。至於这些泡泡如何形成，在这个空间中有一种叫暴胀子的量子场，它使空间快速 膨胀。在大部份的空间中，随机涨落能防止场衰变，但在某些地方场的强度还是会消失 并使膨胀的速度变慢，因此在这个区域就产生了所谓的泡泡。 　　如果觉得难以想像也无所谓，只要有一个概念就好－－那就是「第二层次的多重宇 宙」包含了无穷多个「第一层次的多重宇宙」。还记得「第一层次的多重宇宙」包含了 无穷多个宇宙吧？因此对我们而言，永远观测不到我们之外的另一个「第一层次的多重 宇宙」，因为任何另一个「第一层次的多重宇宙」离我们都比无穷远还要远。 　　在第二层次的多重宇宙自然是比第一层次的多重宇变化性更多了，许多在自然界中 恒常不变的特性，例如时空维度、粒子特性、甚至光速等都不同（这些在第一层次的多 重宇宙都是相同的）。但注意的是，即使是第二层次的多重宇宙中，物理定律也是相同 的，F=ma, E=mc^2......等，都不会变。这些所谓的宇宙质性是经过对称破坏所产生的 结果，回到我们前面有关时空维度的问题。科学家认为，在宇宙初期，我们宇宙的空间 维度可能有九维，每个维度的地位都一样的，但只有其中的三维在宇宙的早期参与了宇 宙膨胀，其它的六维现在已经观测不到，可能蜷曲在微观世界的甜甜圈圈几何状里，就 是九维空间的所有物质其实全都被限制在一片三维的曲面（或称「膜」）。 　　因此，各维度之间的对称遭到了破坏。而驱动混沌暴胀的量子胀落可以在不同的泡 泡（第一层次的多重宇宙）中造成不同的对称破坏。所以在别的第一层次的多重宇宙可 能会有四维的空间，可惜的是四维的空间会使原子不稳定，因此无法形成任何物质。更 别说是多维的时间了，我们连一维的时间都无法掌握了。 　　除了时空的巧合，还有许多的宇宙性质也都很巧合，如假设质子的重量多了 0.2%, 就会衰变成中子，而使原子不稳定；如果电磁力少了 4%, 就不会有氢原子，当然也不会 有所谓的星体了；或者弱交互作用比现在弱得多，也不会产生氢原子；如果强得多，那 超新星爆炸时就不会有重元素散到星际空间了，当然不会有生命的产生；或者如果宇宙 常数比现在大很多，那宇宙在形成星系之前就会把自己给吹散了...... 　　由以上可知，我们是生活在一个多麽巧合的宇宙里！如果这些宇宙特性稍有不同， 那我们便会永远不存在，为了解释这样的巧合，似乎也只有两种假设是合理的，一是真 的有上帝；二是就像我们活在地球上一样，地球是宇宙亿万行星中正巧适合生命生存的 星球，因此我们也是活在无穷多个第一层次的多重宇宙中一个正巧适合生命的第一层次 的多重宇宙。（注意这里的因果观念，是它适合生命，所以我们才会在这里；不是我们 「巧合地」活在这里） 　　讨论了第一、第二层次的多重宇宙，我们跑了好远的路，甚至到达了比无穷远还要 远的地方，宇宙的神奇至此已经让科学小说甘败下风，但更神奇的还在後头，第三层次 的多重宇宙，它可说是各种科幻小说、电影难免都会参上一脚的（如蝴蝶效应），也就 是因为有它，才让科幻小说、电影变得更精采。 　　第三层次的宇宙不若第一、第二层那麽遥远，它就在你身边，它正是由量子力学中 赫赫有名的多重世界解释而来的，主要观念是说，随机量子过程会造成宇宙分支成多重 宇宙，而每一重就是每一个可能的结果。 　　在这里我省略量子力学的细节，一来它不容易明白，二来我打到手酸了...... :p 　　但第三层次的多重宇宙的现象显得比前两个层次更加抽象，并让人感到神奇。 　　我们先来玩玩骰子好了，当我们掷出一个骰子时，相信我们可以预测它会随机地停 在某一个值上，但对量子力学而言，它却预测骰子会停在每一个值上，这显然和我们的 主观互相矛盾，因此科学家推断出了一个说法，那就是每一个值都停到了不同的宇宙中 ，而我们正深陷於其中的一个宇宙，因此我们只能观测到其中一部份的量子性值，也就 是我们只能得到一个结果。 　　在第三层次的多重宇宙之下，我们并非如第一第二层次般拥有无穷多个宇宙，而是 拥有「所有可能的宇宙」，就是宇宙的任何可能的状态，人类的历史，过去现在未来所 有的可能都已经存在，而我们只是在这些所有的可能状态中切换，宇宙本身是静止的， 而切换便使得我们有「时间」的感觉，因此所谓时间的流逝也许只是我们感知的一种幻 觉！ 　　延续骰子的话题，记住所有的可能都是早已存在的，在你掷出骰子前，掷出的结果 已经包含在第三层次的多重宇宙中的所有可能的宇宙之内，而你在掷出後便会被切换到 得到某一个值的宇宙，当然，也有可能你忽然改变主意收起了骰子，这个可能自然也是 第三层次的多重宇宙的可能之一！（注意切换本身应该是极细微的，也就是在你手动一 下的时间内已经被切换过天文数字般的次数，最近有关时空的理论得知时间和空间应该 也是具有量子性，也就是时空并不是连续的，而是有最小单位，也许第三层次的多重宇 宙便是以这最小单位做切换） 　　如果你看过蝴蝶效应，就可以明白片中大量运用了第三层次多重宇宙的理论，主角 可以随意地切换到他曾经经历过的宇宙，并且重新经历一次随着时间流逝（注意应该是 切换而造成时间流逝，而非时间流逝才切换）切换，因为随机性的关系，且主角也主动 地改变了一些事件，因此他落到了另一个宇宙的切换序列，使他得到了不同的「未来」 。就如同你掷骰子，即使你现在掷得到三点，然後回到掷出之前的时间再掷一次，你却 不一定会得到三点。因此如果第三层次的多重宇宙理论是正确的，那所有有关未来人来 到现在可以预知每一场球赛的胜负和彩卷号码的科幻小说、漫画、电影，显然都是大错 特错的。从未来来的人买彩卷的中奖机率和我们活在现在的人买是一样的！ 　　我们谈论了这三个层次的多重宇宙，不论是难以想像的量子力学的多重宇宙，或是 比无穷远还远且拥有不同宇宙性质的的第二层次的多重宇宙，或者最简单最不受争议的 第一层次的多重宇宙，在基本上都脱不开物理的基本定律，F=ma, E=mc^2......在拥有 每一种可能的第三层次的多重宇宙也要遵守，所以它没有 F != ma 或 E != mc^2 这样 的宇宙；或者在第二层次的多重宇宙之下，来到比无穷远还要远的地方，F 仍然等於 ma, E 仍然等於 mc^2. 　　因此科学家又开始想了，有没有可能有连物理定律都不一样的宇宙？这就是第四层 次的多重宇宙。在第四层次的多重宇宙下变得完全的天马行空，在这里任何东西都不需 要去详述了，因此它也是最容易理解的一个层次。小精灵宇宙？只有古典力学没有量子 力学的宇宙？这些都可能出现在第四层次的多重宇宙之中。 　　多重宇宙就谈到此了，相信很多人看了一定会啧啧称奇，原来我们的宇宙是这样地 不可思议，大自然竟是如此地慷慨，给了我们一千亿个星系还不够，事实上它给了我们 无穷多个宇宙！有人说现实比小说还神奇，对宇宙论而言正是如此，那些什麽时光旅行 、超空间、多重宇宙等等的科幻情节也是来自於这些神奇的宇宙理论啊。 -- ※ Origin: 猫空行馆 ◆ From: adversary.v6s.dorm.ncku.edu.tw ※ 引述《muci (我当机很久了)》之铭言： : ※ 引述《memorywind (有机 会...(飘))》之铭言： : : 推 heero2940:http://0rz.tw/422Wa 十度空间的影片介绍~ 08/07 23:49 : : 上面那个十度空间的假设的连结 : : 有人能大概的全部理解他到底想说什麽吗...囧rz : : 3维 3维 : : | | : : |___ ------------------------ |___ : : / / : : 时间四维 (线性) : : 在时间上再拉出所谓第五维(平行时空？) : : 後面就看不太懂了...= =" : 小弟冒昧说一下理解的部份好了。 : 五度空间，就是除了时间之外，因为有着不同的选择，可能产生不同的可能性； : 所以虽然时间一会在流动，但是会随着不同的选择，产生出不同的结果。 : 也就是说，五度空间，可以想像成不同的结果。 : 虽然你可以回到过去，但什麽因就会有什麽果， : 也就是时间轴一样的走，但却有许多的平行结果， : 而六度空间与五度空间的差异，就像三度空间和二度的差异； : 若蚂蚁在一卷曲的报纸上爬一整圈， : 三度空间只觉得牠绕了一圈， : 但二度空间却会看到他在走过整张报纸後，立即消失， : 然後突然又从出发点出现。 : 因此六度空间，应该就是可以打破因果的可能性。 : 也就是说，原本你杀了人，你就会坐牢变成罪犯； : 但现在你却能在杀了人後，跳到另一个平行的结果， : 变成一个明星，漫画家，或任何一个"可能的结果"， : 而不用再受限於五度空间的因果关系。 : 七度空间，则是那个"因"。 : 若一开始，宇宙是大爆炸产生的， : 那麽大爆炸後，会产生无限种可能的结果， : 但无论如何，这些都被这个因所限制了。 : 所以虽然是"无限"种可能，但却都是一个因造成的； : 因此在这里，你可以重新把这个宇宙中所有的可能性想成是一个点； : 这个点，就是包含无限的七度空间点。 : 虽然，七度空间已包含了所有的无限， : 但事实上，可能会有不同的因，可能会有不同的宇宙， : 而此两不同宇宙间所有的可能性和定律都有可能不同， : 但因为两个都已包含了无限种可能，因此两者其实可以有关联的； : 也就是说，八度空间，是可以在两个无限之间跳动的。 : 而九度空间，就像是三度之於二度空间，六度之於五度空间； : 不再受限於彼此的跳动，而有可能突然的出现在任何一个"无限"之内。 : 十度空间，就是包含了无限种的无限，及之间有可能的所有连结； : 因此又回到了一个点， : 因为所有的事情都离不开这个点以外.... : 以上，就是小弟的理解，希望，没有理解的差太多 ^^b -- “凡是在屏幕上活动的就是电影” “电影无非是一种新的印刷方法” 电影如同小说和绘画，是一个作者的作品” 法国电影大师 让-雷诺阿 --

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