首先要說(shuō)明的一點(diǎn)是，平行宇宙并不是科幻小說(shuō)作者靈機(jī)一動(dòng)創(chuàng)造出來(lái)的概念，而是科學(xué)家們根據(jù)觀測(cè)到的事實(shí)以及各種宇宙理論進(jìn)行推理的結(jié)果。

由于各式各樣的宇宙理論有很多種，所以關(guān)于平行宇宙的理論也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一種。

在這些理論中，有一些相對(duì)簡(jiǎn)單易懂，另外一些稍微琢磨一下也能大概明白。但是，還有一些詭異的平行宇宙理論格外地令人費(fèi)解，尤其是那些跟弦論有關(guān)的理論，簡(jiǎn)直就像是一個(gè)科學(xué)家連續(xù)灌下兩瓶伏特加之后的胡言亂語(yǔ)。

這里盡力給大家簡(jiǎn)單介紹幾種平行宇宙理論，希望能夠拋磚引玉。

1.視界平行宇宙。

這是所有平行宇宙里最簡(jiǎn)單易懂的一種，就讓我們從這個(gè)開(kāi)始講起。 請(qǐng)先思考這樣一個(gè)問(wèn)題： 有一個(gè)位于地球上的人正在仰望夜空中的浩瀚宇宙，那么他可以觀察得到整個(gè)宇宙嗎？

答案是否定的。

這并不是因?yàn)樗膬x器不夠先進(jìn)或是他觀察的時(shí)間不夠長(zhǎng)。這是由宇宙的特性所決定的。

由于光的傳播需要時(shí)間，而宇宙的年齡只有138億年，所以無(wú)論使用多么先進(jìn)的儀器，我們應(yīng)該都只能觀察到距離我們138億光年以?xún)?nèi)的宇宙。 并且這個(gè)數(shù)字還沒(méi)有考慮到宇宙的膨脹。由于宇宙在不停地膨脹，所以在這束光走完138億光年的距離的同時(shí)，發(fā)出這束光的天體也在離我們遠(yuǎn)去。

當(dāng)這束光達(dá)到我們的眼睛時(shí)，這個(gè)天體與我們之間的距離已經(jīng)不止138億光年了?？紤]到這個(gè)因素后，科學(xué)家們把我們所能觀察到的最遠(yuǎn)距離調(diào)整到了410億光年。 以地球?yàn)橹行?，?10億光年為半徑畫(huà)一個(gè)球面，這個(gè)球面就是我們的宇宙視界。 這個(gè)視界外的區(qū)域是我們永遠(yuǎn)無(wú)法觀測(cè)到的宇宙，因?yàn)楣膺€來(lái)不及從那里到達(dá)地球就已經(jīng)離我們遠(yuǎn)去了。

由于任何物體移動(dòng)和信息傳遞的速度都不能超過(guò)光速，對(duì)于視界外的宇宙，我們不僅無(wú)法觀測(cè)，也無(wú)法對(duì)它施加任何影響。也就是說(shuō)，視界外的宇宙跟我們是完全相互獨(dú)立的。 這里可能有人會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)邏輯上的漏洞。

我們剛剛不是說(shuō)任何物體的速度都不能超過(guò)光速嗎？那為什么上面的那個(gè)天體可以在138億年的時(shí)間里跑到距離我們410億光年的地方去？這運(yùn)動(dòng)速度明顯是超過(guò)光速的！

這里需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，我們所說(shuō)的物體的速度，指的是物體在空間中移動(dòng)的速度。上面的這個(gè)天體跑到距離我們410億光年的地方去，是因?yàn)榭臻g本身在膨脹。

為了更好地理解這個(gè)概念，你可以想象一個(gè)不斷膨脹的氣球，在它的東西兩端各生活著一小群螞蟻。這兩群螞蟻都認(rèn)為自己呆在原地沒(méi)有動(dòng)，但隨著氣球的膨脹，它們之間的距離卻在不斷增大。

一天，住在東邊的這群螞蟻想要知道氣球上是否還有其他螞蟻，于是派出了它們中爬得最快的一只叫做博爾特的螞蟻去探索未知的世界。在這個(gè)氣球上，任何物體移動(dòng)的速度和氣味飄散的速度都無(wú)法超過(guò)博爾特的爬行速度。帶著對(duì)新世界的期望，博爾特出發(fā)一路向西爬去。接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么事呢？

博爾特永遠(yuǎn)也到不了氣球的另一邊。雖然博爾特一刻不停地以最快速度爬行，但由于氣球膨脹的速度已經(jīng)超過(guò)了它的爬行速度，它與西邊另一群螞蟻之間的距離反而越來(lái)越大了。

所以博爾特永遠(yuǎn)也不會(huì)知道在氣球的另一端是不是還住著一群螞蟻。換句話(huà)說(shuō)，西邊的這群螞蟻處于博爾特的宇宙視界之外。這兩群螞蟻無(wú)法以任何方式影響到對(duì)方，它們甚至永遠(yuǎn)無(wú)法知道對(duì)方的存在。它們所生活的世界相當(dāng)于兩個(gè)平行宇宙。

現(xiàn)在，想象有一個(gè)無(wú)限大的氣球，上面生活著無(wú)數(shù)群螞蟻，每一群螞蟻都位于其他螞蟻的宇宙視界之外。

那么，這些螞蟻就相當(dāng)于各自生活在無(wú)數(shù)個(gè)平行宇宙之中。 我們的處境就類(lèi)似于氣球上的一群螞蟻，生活在一個(gè)半徑為410億光年的球形宇宙中，無(wú)法知道在這之外還有多少個(gè)其他的球形宇宙。 很多人對(duì)宇宙視界的概念有疑問(wèn)，在這里補(bǔ)充說(shuō)明兩點(diǎn)。

第一，這個(gè)宇宙視界是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。

比如再過(guò)5億年，當(dāng)宇宙的年齡到了143億年的時(shí)候，我們的宇宙視界也會(huì)隨之?dāng)U大，因?yàn)槲覀兛捎^測(cè)到的『空間區(qū)域』變得更大了。

第二，目前的觀測(cè)表明，從70億年前開(kāi)始我們宇宙的膨脹速度就不斷地在加速。

這樣一來(lái)，雖然我們宇宙視界的『空間區(qū)域』會(huì)逐漸增大，但由于其他星系在不斷加速離開(kāi)我們，在若干億年后一些目前在我們宇宙視界中的星系反而會(huì)退出我們的宇宙視界，進(jìn)入到一個(gè)我們永遠(yuǎn)也觀測(cè)不到的宇宙區(qū)域中去。

可能有些人對(duì)上面的內(nèi)容不是很感興趣，他們更關(guān)心是否有另外一個(gè)自己正在一個(gè)平行宇宙中迎娶白富美走向人生巔峰。

如果，只是如果，我們的宇宙是無(wú)限大的，那么將存在無(wú)數(shù)多個(gè)平行宇宙。而由于每個(gè)平行宇宙中的粒子數(shù)是有限的，如果我們給觀測(cè)的精度設(shè)一個(gè)上限的話(huà)，所有粒子排列方式也將是有限的。

當(dāng)然，每個(gè)平行宇宙中的所有粒子的所有可能的排列方式會(huì)是一個(gè)非常非常非常大的數(shù)字，大到人類(lèi)根本無(wú)法理解，但它畢竟是有限的。如果你試著把有限多個(gè)粒子排列放入無(wú)限多個(gè)平行宇宙，那么必然的結(jié)果就是一定會(huì)有排列方式一模一樣的宇宙。

就好像你只有四種不同顏色的襪子，如果要在五個(gè)抽屜里各放一只的話(huà)，那么一定有兩個(gè)抽屜里的襪子顏色是相同的。

在這種情況下，在無(wú)窮多個(gè)平行宇宙中都將會(huì)有一個(gè)一模一樣的你，他們做了每一件你做過(guò)的和你沒(méi)有做過(guò)的事。一個(gè)世界中的你剛?cè)⒘薃ngelababy，一個(gè)世界中的你剛拿了世界杯，還有一個(gè)世界中的你發(fā)動(dòng)了世界核戰(zhàn)。 不過(guò)這些都跟你沒(méi)有任何關(guān)系，所以才叫平行宇宙么。

2.暴脹平行宇宙。

這種平行宇宙理論可以看做是上一種的升級(jí)版。

1964年，人們?cè)谟钪嬷邪l(fā)現(xiàn)了無(wú)處不在的微波背景輻射。這些微波輻射是宇宙大爆炸中產(chǎn)生的殘留物，因而也成為支持大爆炸理論的有力證據(jù)。

但是當(dāng)人們?cè)囍鴾y(cè)量這些微波輻射的溫度時(shí)，問(wèn)題就來(lái)了。無(wú)論我們測(cè)量宇宙中來(lái)自于哪一個(gè)方向的微波輻射，它們的溫度都幾乎是一樣的，精確到小數(shù)點(diǎn)后四位。稍微琢磨一下，你就會(huì)覺(jué)得這個(gè)現(xiàn)象實(shí)在是非常地奇怪。

想象一下，當(dāng)我們站在地球上時(shí)，在我們左邊138億光年的地方有一個(gè)地點(diǎn)A，在我們右邊138億光年的地方有一個(gè)地點(diǎn)B。那么，地點(diǎn)A和地點(diǎn)B之間的距離是276億光年。

也就是說(shuō)，一束光從地點(diǎn)A傳播到地點(diǎn)B所需要的時(shí)間比宇宙的年齡還要長(zhǎng)，所以這兩個(gè)區(qū)域是無(wú)法對(duì)另一方造成任何影響的。

那為什么地點(diǎn)A和地點(diǎn)B會(huì)有著相同的微波輻射溫度呢？

如果僅僅是地點(diǎn)A和地點(diǎn)B的微波輻射溫度相同，那也許還可以用巧合來(lái)解釋。但是在我們的天空中有無(wú)數(shù)的地點(diǎn)A和地點(diǎn)B，它們的微波輻射溫度全都一模一樣，這就無(wú)法用巧合來(lái)解釋了。 你可以想象有一棟大樓，里面有100個(gè)房間，每個(gè)房間里放著一杯咖啡。

你走進(jìn)每一間房間對(duì)里面的咖啡溫度進(jìn)行了測(cè)量后，驚訝地發(fā)現(xiàn)它們的溫度竟然是一模一樣的。這已經(jīng)不能用巧合來(lái)解釋了。你只能合理地推測(cè)，這些杯子里地咖啡曾經(jīng)都在同一個(gè)咖啡壺里，在充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蟛疟蝗朔謩e 倒入到100個(gè)咖啡杯里，然后又被端到了100個(gè)不同的房間中去。 這有什么問(wèn)題嗎？

大爆炸理論不是本來(lái)就假設(shè)在宇宙誕生的時(shí)候所有的物質(zhì)都擠在一個(gè)狹小的空間里嗎？這個(gè)狹小的空間不就正是那個(gè)咖啡壺嗎？

問(wèn)題在于，把咖啡壺里的咖啡攪拌均勻需要一點(diǎn)時(shí)間，而標(biāo)準(zhǔn)的宇宙大爆炸理論并沒(méi)有給這個(gè)過(guò)程留出足夠的時(shí)間。在標(biāo)準(zhǔn)的大爆炸模型中，宇宙誕生后的物質(zhì)還來(lái)不及建立熱平衡就被拋到了遙遠(yuǎn)的地方。這個(gè)矛盾被稱(chēng)作視界問(wèn)題。

這也是標(biāo)準(zhǔn)的大爆炸理論中的一個(gè)漏洞。 為了填上這個(gè)漏洞，有人對(duì)大爆炸理論又進(jìn)行了修正，提出了暴脹宇宙理論。

在暴脹宇宙理論中，宇宙并沒(méi)有在大爆炸之后立刻開(kāi)始快速膨脹，而是先等物質(zhì)和能量在一個(gè)極小的空間里『攪拌』均勻之后才開(kāi)始了一次劇烈的膨脹， 時(shí)間大約是在大爆炸后的0.000……0001秒（小數(shù)點(diǎn)和1之間有35個(gè) 零）。

這次劇烈地膨脹持續(xù)了極為短暫的一刻（不到0.000……0001秒，小數(shù)點(diǎn)和1之間有31個(gè)零），但膨脹的速度卻大得嚇人。在這短短的一瞬中，宇宙膨脹了10^26倍之多。（謝謝評(píng)論區(qū)中的李文濤指出了原文中的一個(gè)錯(cuò)誤 ）這也是為什么這種理論被翻譯為『暴脹』宇宙理論。

在經(jīng)歷了這次劇烈的膨脹之后，宇宙的膨脹速度突然又放緩了，繼續(xù)以一個(gè)『較慢』的速度持續(xù)膨脹，直到今天。

在這個(gè)理論中，宇宙就像是一位耐心的公交車(chē)司機(jī)，在開(kāi)車(chē)前先跟乘客確認(rèn)好：『大家都準(zhǔn)備好了嗎？溫度都一樣了嗎？物質(zhì)都均勻了嗎？都好了是吧，開(kāi)車(chē)！』 當(dāng)然這只是一個(gè)比喻。宇宙不是公交車(chē)，可以說(shuō)停就停說(shuō)走就走。

是什么東西造成了這次暴脹，又是什么東西使它停了下來(lái)？

這些都需要科學(xué)家給出一個(gè)解釋?zhuān)呐轮皇抢碚撋系摹?/p>

為了解釋暴脹產(chǎn)生的機(jī)制，科學(xué)家們創(chuàng)造出了暴脹場(chǎng)這樣一個(gè)概念。暴脹場(chǎng)可以產(chǎn)生一種排斥力，從而推動(dòng)整個(gè)宇宙快速地膨脹。

并且隨著宇宙中的空間越來(lái)越大，暴脹場(chǎng)還會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生更大的排斥力。至于為什么暴脹場(chǎng)會(huì)有這樣的性質(zhì)，我們作為普通讀者就沒(méi)有必要深究了，因?yàn)樗旧碇皇且粋€(gè)被創(chuàng)造出來(lái)的概念?？茖W(xué)本來(lái)就是一個(gè)不斷提出假設(shè)然后再對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程。

好，我們現(xiàn)在有了暴脹產(chǎn)生的機(jī)制。但如果暴脹場(chǎng)可以產(chǎn)生如此之大的排斥力，那又是什么讓它停了下來(lái)呢？回答這個(gè)問(wèn)題似乎比回答暴脹場(chǎng)產(chǎn)生的機(jī)制要更加困難。寫(xiě)到這里，我仿佛可以看到所有質(zhì)疑暴脹理論的科學(xué)家們像《秋菊打官司》的女主人公一樣執(zhí)著：『不行，你得給俺一個(gè)說(shuō)法?！?/p>

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)回答是：暴脹宇宙從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)，也永遠(yuǎn)不會(huì)停止。在你讀到這個(gè)句子的時(shí)候，整個(gè)宇宙仍然處在一刻不停的持續(xù)暴脹之中。暴脹停止的地方，僅僅是我們所在的這一小塊區(qū)域而已。這個(gè)理論叫做永恒暴脹理論。 想象你正在給你的手機(jī)貼膜。在正常情況下，手機(jī)膜應(yīng)該是和屏幕緊密貼合在一起的。

但是偶然地，手機(jī)膜和屏幕之間會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小氣泡。這個(gè)小氣泡的出現(xiàn)是由一些小概率事件引起的，比如手機(jī)膜上有灰塵，或是你貼的時(shí)候用力不均勻。總之，這個(gè)小氣泡是你在貼膜過(guò)程中會(huì)偶然出現(xiàn)的一小塊異常區(qū)域。

現(xiàn)在，想象你在給一個(gè)無(wú)限大的手機(jī)貼膜。盡管你很小心，但是在手機(jī)膜和屏幕之間還是不可避免地會(huì)出現(xiàn)無(wú)數(shù)的小氣泡。 在永恒暴脹理論中，宇宙的暴脹永遠(yuǎn)不會(huì)停止。但是，由于某種量子機(jī)制導(dǎo)致的隨機(jī)性，在宇宙中的一些地方暴脹很偶然地停止了，你可以把這些地方想象成我們剛剛講過(guò)的小氣泡。

在這些小氣泡中，暴脹場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化成了粒子，粒子又形成了物質(zhì)，物質(zhì)形成了星系。在其中的一個(gè)小氣泡里，這些物質(zhì)中的一小部分形成了太陽(yáng)、地球、以及你和我。 這樣的小氣泡被稱(chēng)為口袋宇宙。

按照暴脹理論的說(shuō)法，整個(gè)宇宙中有無(wú)數(shù)多個(gè)這樣的口袋宇宙，而我們就生活在其中的一個(gè)之內(nèi)。在我們與其他口袋宇宙之間，是永遠(yuǎn)處于暴脹之中的宇宙空間。 在這持續(xù)暴脹的宇宙空間中，每一秒鐘都有新的口袋宇宙被隨機(jī)地創(chuàng)造出來(lái)。

3.那些跟弦論有關(guān)的平行宇宙理論。

在這里要再說(shuō)明一下，跟弦論相關(guān)的幾種平行宇宙理論的推理過(guò)程答主基本上都看不大懂。至少?zèng)]有懂到能明明白白地講給別人聽(tīng)的程度。

所以，這一部分答主決定果斷放棄講解，以免誤導(dǎo)大家。這里僅對(duì)這些平行宇宙理論進(jìn)行一下最簡(jiǎn)單的描述。

前面講過(guò)，弦論中的很多概念都像是一個(gè)科學(xué)家喝多了之后的瘋言瘋語(yǔ)，比如宇宙時(shí)空是10維的，比如所有的粒子都是由一根振動(dòng)的弦構(gòu)成的，不同的振動(dòng)模式對(duì)應(yīng)不同的性質(zhì)。除了弦之外，弦論里面還有膜，從1維膜，2維膜一直到9維膜。

總之，某些版本的弦論認(rèn)為我們生活在一個(gè)三維膜之中。宇宙中還有許許多多其他的三維膜，跟我們所在的三維膜堆疊在一起，好像一層層摞起來(lái)的餅干。不同的膜就代表不同的世界，但是顯然弦論中的某些計(jì)算表明所有的粒子都無(wú)法離開(kāi)自己所在的三維膜，所以我們無(wú)法進(jìn)入其他的平行世界中去，盡管在另外一個(gè)維度上我們可能相距只有一毫米。

在弦論中，只有引力可以不受這種限制，自由地達(dá)到其他的三維膜。這叫做膜平行宇宙。

4.量子平行宇宙理論。

這一部分我們講一下量子平行宇宙，順便聊一聊那只讓很多人都搞不清楚的薛定諤的貓。

只要在家里找到一根蠟燭、幾張紙，再加上一把裁紙刀，你就可以在家里完成人類(lèi)科學(xué)史最重要的實(shí)驗(yàn)之一——光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置很簡(jiǎn)單，一個(gè)點(diǎn)光源所發(fā)出的光在通過(guò)兩條狹縫后，被投射在 一個(gè)背景板上。當(dāng)通過(guò)狹縫的光到達(dá)背景板上時(shí)，所投射出的并不是兩條光帶，而是 許多明暗相間的條紋。 出現(xiàn)這種明暗條紋的的原因是因?yàn)楣馐且环N波。

當(dāng)光通過(guò)兩條狹縫后，相當(dāng)于在兩個(gè)狹縫出口處產(chǎn)生了兩條新的波。這兩條波在背景板不同的位置上會(huì)產(chǎn)生干涉。在明條紋處，兩條光波到達(dá)時(shí)它們的波峰剛好疊加在一起，波的強(qiáng)度加大，所以產(chǎn)生了較亮的條紋。而在暗條紋處，兩條波的波峰和波谷剛好抵消，波的強(qiáng)度減弱，形成了較暗的條紋。

上面兩條同相的波疊加形成了一條振幅更大的波，而下面兩條反相的波疊加后剛好相互抵消。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)最早是由托馬斯·楊在1801年完成的， 他通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)向人們完美地展現(xiàn)了光的波動(dòng)性。

在楊完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)一百年后，也就是在20世紀(jì)初，隨著量子理論的興起，人們發(fā)現(xiàn)諸如電子這樣的微小粒子居然可以也體現(xiàn)出波的特性。

隨著技術(shù)手段的進(jìn)步，人們可以用電子代替光 來(lái)進(jìn)行雙縫實(shí)驗(yàn)。在電子雙縫實(shí)驗(yàn)中，被發(fā)射出來(lái)的電子會(huì)先通過(guò)一塊開(kāi)有兩條狹縫的板，然后落在一塊感光屏上。 實(shí)驗(yàn)剛開(kāi)始的時(shí)候，通過(guò)雙縫的電子會(huì)隨機(jī)地落在感光屏上，似乎并沒(méi)有規(guī)律。但隨著落在感光屏上的電子越來(lái)越多，一條條明暗相間的條紋就逐漸顯現(xiàn)了出來(lái)。

在明條紋處有較多的電子落在了感光屏上，而在暗條紋處只有較少的電子落下。下面的五張圖片顯示出了隨著時(shí)間的推移，落在感光屏上的電子分布： 電子在感光屏上的這種分布模式，簡(jiǎn)直和楊的雙縫試驗(yàn)中光的干涉條紋一模一樣。

如果將兩條狹縫中的一條關(guān)閉的話(huà)，這種干涉條紋就立刻消失了。這說(shuō)明通過(guò)兩條狹縫的電子 以波的形式產(chǎn)生了某種干涉。 在經(jīng)典物理學(xué)中，電子作為一種粒子，它的運(yùn)動(dòng)軌跡被理解為類(lèi)似于炮彈飛行彈道或是行星運(yùn)行軌道一樣的東西。

但在電子雙縫干涉試驗(yàn)中，這種粒子卻表現(xiàn)出了一種光波一樣的波動(dòng)性。但這還是不是這個(gè)實(shí)驗(yàn)最令人費(fèi)解的地方。在電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，最令人費(fèi)解的是下面這個(gè)事實(shí)： 就算人們把電子一個(gè)個(gè)地單獨(dú)發(fā)射出來(lái)通過(guò)雙縫，最后所有落在感光屏上的電子還是可以形成干涉條紋。

為什么這是最令人費(fèi)解的現(xiàn)象呢？

請(qǐng)各位認(rèn)真想想看，對(duì)于一個(gè)被單獨(dú)發(fā)射出來(lái)的電子來(lái)說(shuō)，它在通過(guò)其中一條狹縫的時(shí)候，它是怎么『知道』在這條狹縫的旁邊還有另外一條狹縫，從而『決定』和其他的電子一起形成干涉條紋呢？

要知道，對(duì)于一個(gè)小小的電子來(lái)說(shuō)，兩條狹縫之間的距離是一個(gè)非常大的尺度。如果把電子的尺寸放大到一個(gè)人那么大的話(huà)，兩條狹縫間的距離可能已經(jīng)有太陽(yáng)系直徑那么大了。

這樣的一個(gè)小小的電子，它是怎么知道在如此遙遠(yuǎn)的距離上『有』或者『沒(méi)有』另一條狹縫呢？ 如果你進(jìn)一步思考這個(gè)問(wèn)題，你會(huì)發(fā)現(xiàn)到感光屏上干涉條紋的形狀是與兩條狹縫之間的距離有關(guān)的。這就更加 讓人感到不可思議了。

難道通過(guò)狹縫的電子不但『知道』在遙遠(yuǎn)的地方開(kāi)著一條狹縫，并且還在一瞬間『測(cè)量』出了這兩條狹縫之間的距離嗎？

不然的話(huà)，電子們是如何根據(jù)狹縫間不同的距離來(lái)形成不同的干涉條紋的呢？ 最后，對(duì)于一個(gè)被單獨(dú)發(fā)射出來(lái)的孤零零的電子來(lái)說(shuō)，它『不知道』在自己之前已經(jīng)有多少電子落在了感光屏上，也『不知道』在自己之后還會(huì)有多少電子被發(fā)射過(guò)來(lái)。它是如何跟其他電子『約定』好各自在感光屏上的位置來(lái)形成干涉條紋的呢？

上面的這幾個(gè)問(wèn)題，每一個(gè)都在挑戰(zhàn)著人類(lèi)對(duì)于這個(gè)世界的認(rèn)知極限。

最后，有一群科學(xué)家認(rèn)為，對(duì)于這些問(wèn)題唯一合理的解釋就是：每一個(gè)電子都同時(shí)通過(guò)了兩條狹縫。 他們認(rèn)為，電子并不像炮彈那樣是按照某種確定的軌跡前進(jìn)的，而是在空間中以某種概率波的形式前進(jìn)的。在進(jìn)行測(cè)量前，討論電子的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡是沒(méi)有任何意義的，因?yàn)殡娮釉诳臻g的任何一個(gè)位置都有可能存在，只是存在的概率不同而已。

換句話(huà)說(shuō)，電子在空間中『處處都在，卻又處處都不在』。在電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電子被發(fā)射后，它就以概率波的形式向前傳播，并同時(shí)穿過(guò)了兩條狹縫。在這之后，穿過(guò)狹縫后的兩條概率波之間相互發(fā)生了干涉，并形成了新的概率波。當(dāng)這條新的概率波遇到感光屏?xí)r，感光屏的測(cè)量行為要求電子必須出現(xiàn)在一個(gè)具體的位置，于是電子的概率波就坍縮了，電子根據(jù)概率波的分布隨機(jī)地出現(xiàn)在了感光屏的某處。

當(dāng)感光屏上集聚夠足夠多的電子之后，人們就可以根據(jù)電子的分布觀察到兩條概率波的干涉條紋。這種理論被稱(chēng)為『哥本哈根解釋』，它也是目前對(duì)于量子現(xiàn)象的各種解釋中被人們最廣泛接受的一種理論。

另外一些人認(rèn)為這種『每一個(gè)電子都同時(shí)通過(guò)了兩個(gè)狹縫』的解釋是一派胡言。他們?cè)讵M縫上裝上了探測(cè)器，來(lái)檢驗(yàn)一下每個(gè)電子到底是不是同時(shí)通過(guò)了兩個(gè)狹縫。檢測(cè)的結(jié)果如他們所愿，電子每次都只能通過(guò)其中的一個(gè)狹縫。

但是，只要有一個(gè)狹縫上出現(xiàn)了探測(cè)器，感光屏上的干涉條紋就神秘地消失了。哥本哈根派的科學(xué)家對(duì)此解釋說(shuō)，安裝探測(cè)器這一行為本身就是一種『測(cè)量』，它導(dǎo)致了電子概率波在狹縫處提前坍縮。既然概率波已經(jīng)提前坍縮了，自然也無(wú)法在感光屏處形成干涉。

哥本哈根派強(qiáng)調(diào)，在測(cè)量前，粒子的各種可能性以一種『量子疊加態(tài)』的形式同時(shí)存在。但一旦進(jìn)行測(cè)量，各種可能性就坍縮成了一種。如果不進(jìn)行測(cè)量，電子就既通過(guò)了左縫又通過(guò)了右縫。而一旦對(duì)電子的行為進(jìn)行測(cè)量，就會(huì)導(dǎo)致電子的量子疊加態(tài)坍縮成一種，電子將隨機(jī)地選擇一個(gè)狹縫通過(guò)。

在20世紀(jì)的前幾十年中，許多科學(xué)界的大腕在愛(ài)因斯坦的帶領(lǐng)下，對(duì)哥本哈根派提出了猛烈的抨擊和質(zhì)疑。正是為了反駁哥本哈根派的理論，薛定諤提出了『薛定諤的貓』這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)。

薛定諤敏銳地意識(shí)到，之所以世界上最聰明的一幫人會(huì)聚在一起討論『量子疊加態(tài)』這種荒謬的概念，是因?yàn)楦绫竟山o出的例子都是電子、原子這種大家難以直接觀測(cè)的微小粒子。

對(duì)于這些在日常生活中看不見(jiàn)摸不著的東西，隨便你怎么形容它們，大家也不會(huì)覺(jué)得有什么不對(duì)。 薛定諤于是決心設(shè)計(jì)一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，讓大家看到『量子疊加態(tài)』是多么荒謬的一個(gè)概念。 想象一個(gè)放射性原子，薛定諤說(shuō)，它有50%的幾率衰變，也有50%的幾率不會(huì)衰變。

按照哥本哈根派的說(shuō)法，在對(duì)它進(jìn)行觀測(cè)前，這個(gè)原子同時(shí)處于一種『衰變』和『不衰變』的疊加狀態(tài)。只有當(dāng)我們對(duì)這個(gè)原子進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，它才會(huì)隨機(jī)地坍縮成為一種確定的狀態(tài)。 我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)精密的毒氣釋放裝置，并把它與這個(gè)原子連接起來(lái)。

當(dāng)原子衰變時(shí)，會(huì)觸發(fā)裝置上的一個(gè)開(kāi)關(guān)并釋放出毒氣。當(dāng)原子沒(méi)有衰變時(shí)，則什么都不會(huì)發(fā)生?，F(xiàn)在，如果我們把這臺(tái)裝置和一只貓一起放進(jìn)一個(gè)封閉的箱子里，有趣的事情就發(fā)生了。 根據(jù)哥本哈根派的解釋?zhuān)灰覀儾淮蜷_(kāi)箱子進(jìn)行觀察，這個(gè)原子就是同時(shí)處于『衰變』和『不衰變』的疊加狀態(tài)。

那么箱子里面的儀器自然也是同時(shí)處于『釋放毒氣』和『不釋放毒氣』的疊加狀態(tài)。再往下推理，箱子里的貓也是同時(shí)處于『死』和『活』的疊加狀態(tài)。只有當(dāng)我們打開(kāi)箱子觀察時(shí)，這只貓才會(huì)隨機(jī)地選擇一種狀態(tài)出現(xiàn)在我們面前。

一只『既死又活』的貓無(wú)疑是十分荒謬的。

薛定諤正是通過(guò)這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，把哥本哈根派的觀點(diǎn)由一個(gè)原子推廣到了我們?nèi)粘Ｉ钪械氖挛镏腥?，從而證明其觀點(diǎn)的不合理。

但事與愿違的是，哥本哈根解釋經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，現(xiàn)在仍然是接受度最高的關(guān)于量子現(xiàn)象的解釋。而薛定諤的這只貓反倒成了關(guān)于量子理論最流行的大眾文化符號(hào)。 哥本哈根解釋雖然目前仍然是接受度最高的理論，但它也有一些內(nèi)在的邏輯瑕疵。

比如說(shuō)，這個(gè)『坍縮』到底是怎么回事？為什么沒(méi)人觀察的時(shí)候，這些原子可以同時(shí)處于幾種量子疊加狀態(tài)，而一有人觀察它們就『坍縮』到了一種確定的狀態(tài)上去？難道我們?nèi)祟?lèi)在宇宙之中就這么重要嗎？ 另外，究竟要需要怎樣的一個(gè)觀測(cè)者才能導(dǎo)致量子態(tài)的『坍縮』呢？是不是一定要一個(gè)量子物理學(xué)家進(jìn)行觀測(cè)才可以？一個(gè)嬰兒進(jìn)行觀測(cè)可以嗎？一只貓、一只老鼠、一個(gè)細(xì)菌呢？

面對(duì)這些難以解釋的問(wèn)題，有人提出了另外一種不同的解釋?zhuān)憾嘤钪娼忉?。這也是本節(jié)要介紹的量子平行宇宙理論。

有了前面這么長(zhǎng)的鋪墊，量子平行宇宙理論就很容易理解了。這種理論認(rèn)為，在我們進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，并沒(méi)有什么『坍縮』發(fā)生，而是整個(gè)宇宙分裂成了幾個(gè)平行宇宙，每個(gè)宇宙對(duì)應(yīng)著一個(gè)不同的量子結(jié)果。

例如在電子雙縫實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電子通過(guò)雙縫時(shí)，整個(gè)宇宙就分裂成了兩個(gè)平行宇宙。在一個(gè)宇宙中電子通過(guò)了左縫，在另外一個(gè)宇宙中電子通過(guò)了右縫，我們只不過(guò)被隨機(jī)地分配到其中的一個(gè)宇宙之中而已。如果我們觀察到電子通過(guò)了左縫，那么在另外一個(gè)平行宇宙中，會(huì)有一群跟我們一模一樣的人觀察到電子通過(guò)了右縫。

對(duì)于薛定諤的貓來(lái)說(shuō)，在我們打開(kāi)箱子之前宇宙就已經(jīng)進(jìn)行了分裂。我們被隨機(jī)地分配到了『死貓』或者『活貓』宇宙中，只不過(guò)我們需要打開(kāi)箱子才能發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果而已。如果我們打開(kāi)箱子看到薛定諤的貓活得好好的，那么在另外一個(gè)平行宇宙中，我們正圍在箱子旁討論貓為什么死掉了。

那么如何解釋電子通過(guò)雙縫后的干涉條紋呢？既然整個(gè)宇宙在電子通過(guò)雙縫的一剎那已經(jīng)分裂成兩個(gè)，那它們之間為什么還能相互影響并形成干涉條紋呢？這是因?yàn)楫?dāng)引起宇宙分裂的粒子足夠少時(shí)，兩個(gè)平行宇宙之間還可以產(chǎn)生微弱的聯(lián)系。

換句話(huà)說(shuō)，在『左縫宇宙』中的電子還可以感知到『右縫宇宙』的存在，從而與右縫宇宙中的電子進(jìn)行干涉。而一旦涉及到的粒子數(shù)量增多，兩個(gè)平行宇宙之間的聯(lián)系就會(huì)被切斷，用物理學(xué)家的話(huà)來(lái)說(shuō)，它們的已經(jīng)退相干了。這也是為什么每當(dāng)我們對(duì)電子通過(guò)那條縫進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，干涉條紋就立刻消失了。

因?yàn)橛^測(cè)用的儀器和人類(lèi)都是由數(shù)量眾多的粒子所組成，這些粒子的介入會(huì)切斷兩個(gè)平行宇宙之間的聯(lián)系，從而導(dǎo)致干涉條紋的消失。

這種多世界解釋聽(tīng)起來(lái)似乎過(guò)于大動(dòng)干戈，為了解釋一個(gè)電子通過(guò)雙縫的問(wèn)題竟然不惜讓整個(gè)宇宙進(jìn)行分裂。但它確實(shí)避開(kāi)了哥本哈根解釋中『觀察者導(dǎo)致坍縮』這個(gè)略顯尷尬的問(wèn)題。

雖然哥本哈根解釋仍然是當(dāng)下科學(xué)界中最流行的理論，但在幾次科學(xué)會(huì)議上進(jìn)行的調(diào)查問(wèn)卷中，多世界理論都作為第二受歡迎的選項(xiàng)緊跟其后。