测量角度下的平行宇宙

季顺平

武汉大学 遥感信息工程学院，武汉 430079

1 消失的视差

古代的智者通过对月亮和太阳的持续观测，建立了历法、授时系统；通过绳子和日影，古人测量日常物体以及子午线的长度；发明指南针和罗盘，利用地球磁场为旅人和航海家指明方向。在四维时空中，时间、长度和方向是最基本的测量元素。然而，有个问题一直困扰着古代智者：仰望星空，星光灿烂，那么恒星到底有多远？

借助双目视觉和三角测量，人们可以得到物体远近与视差的一一对应关系。把食指竖在眼前10 cm处，快速交替闭合左右眼，食指出现的位置差异，反映了10 cm处的视差。逐渐把手指远离身体，我们就会发现视差在减小。假设食指能够出现在超远处，那么你的眼睛就无法辨别这个视差，也就无法分辨食指的距离了。聪明的古代人知道移动脚步，从两个不同的位置观测同一个物体，这相当于增加了视差角。例如：现代的你在一列火车上，天上停着一架飞碟，在某个时刻你正视它；1 min后，假定火车行驶了5 km，然后你偏过头看着它。根据你视线的角度以及5 km的基线长，就能得到飞碟到你的距离。然而，这并不适用于恒星。即使如夸父追日般狂奔，你所赢得的基线相对于恒星的距离而言也如此微不足道——恒星没有视差！

事实上，古希腊的天文学已相当先进，古希腊学者早就认识到地球绕着太阳转，但由于无法测量恒星的距离，他们错误地认为：所有恒星都位于某个遥远的恒星天球上。测量宇宙和恒星的第一步来自阿基米德。这位著名的物理学家、数学家、测量学家和工程师，借助一些假设和几何学，得出恒星距离地球大约4.5亿km，宇宙宽度为18亿km。虽然这个“宇宙”太小了，但有一点值得参考，在相隔6个月的时刻，你将拥有地球上最大的视差2 AU(天文单位，定义为日地距离，1 AU≈1.5亿km)。然而，这个距离依然远远不够。要知道，最近的恒星远在10光年之外，而1光年约等于6万AU，人眼无法辨识如此微小的张角。

突破来自新的测量工具——望远镜。1608年，荷兰的商人Lippershey制作了世界上第一台望远镜，能够把物体放大3倍；一年后，伽利略将望远镜改良到放大30倍。从某种意义上，望远镜的发明促成天文学真正从测量学中分离出来。又过了一个世纪，望远镜的技术日益成熟。年轻的天文学家贝塞尔(也是那个数学家贝塞尔)在利林塔尔天文台，利用6个月的绕日基线和一架精密的望远镜，得到了恒星天鹅座61的距离为10.5光年。与如今的11.4光年相比，算是相当精准了。这是第一次，人类精确地得出恒星的距离。虽然在50年前，根据另一位科学家赫歇尔的开创性贡献(也是由于望远镜)，人们已经推翻了古希腊的“恒星天球”模型。不过，他的测量精度和主观前提假设不太符合“测量”的标准。

数光年外的恒星，可以通过经典视差法测量，但若恒星远在百万甚至10亿光年之外，视差法就毫无作用了。于是，需要新的“量天尺”登场了。

2 标准烛光

试想这么一个场景：在温馨的月夜，你的情人捧着生日蛋糕向你走来。生日蜡烛的亮度取决于到你的距离。假定在20 m的时候是1，在10 m的时候就是4。亮度与引力一样，在三维空间遵循平方反比定律。再假定生日蜡烛的标准亮度已知，那么，就可以反推出情人到你的距离。现在问题归结为：是否存在某种特殊的恒星，具有某种型号的蜡烛那样固定不变的标准亮度？

造父变星成为一类最早发现的标准烛光绝非巧合。试想，仰望星空时，如果某个家伙的亮度居然不停地周期性变化，相对于绝大多数“表情僵硬”的恒星同类，自然是明显的靶子。20世纪初，女科学家勒维特在哈佛大学天文台做测量工作时，当时相机已经发明，因此测量和计算都在像片底板上进行。她发现了造父变星的周期变化速率与其亮度直接相关，再辅以大量近距离造父变星与视差法测量的相互印证，使得造父变星成为测度宇宙距离的主力武器。“造父”二字并没有实际意义，它指第一颗变星对应的中文名。变星呈数天到数月的周期性脉动，取决于引力与星核反应两者之间的角力：引力占上风时，恒星收缩；核反应剧烈时，恒星膨胀。相比较而言，太阳要温和得多。

然而，变星作为标准烛光也有许多的问题。例如：造父变星本身就有几种不同的类别，每种类别亮度不一样，导致测量误差。此外，在更遥远的星系，望远镜能看到最亮的恒星，变星却因为自身不够亮而无法识别。这时，有个叫哈勃的人跳了出来。

1897年，8岁的哈勃收到祖父赠送的一架望远镜作为生日礼物，奠定了他与天文的一世情缘。父亲却完全没有意识到儿子在天文方面的潜能，让哈勃专心去学法律。作为一名平庸的法律学生，哈勃把心思都扑在天文上。1923年，哈勃在仙女座星云中发现一颗距地球90万光年的造父变星，刷新了宇宙的大小，改变了人们的宇宙观，因为当时的普遍认识是“宇宙就是10万光年的银河系”。既然系外有系，问题就接踵而来。仙女座是距离银河最近的星系，因此还能找到变星。然而，其他更遥远的星系怎么测量？哈勃提出了一个大胆的假设：在每个星系中，最明亮的恒星亮度相同。由此我们就能推算猎户座、英仙座等到地球的大致距离。虽然这个假设不是那么靠谱，但是它在估算遥远星系的距离上依然有所建树，并不断刷新着宇宙的大小。更精密的测量则要依赖一个更完善的宇宙学模型。

3 测量宇宙年龄

宇宙永恒不变，时间均匀流逝——这是直到20世纪初的科学界的普遍认识。连爱因斯坦也在他的广义相对论方程中加入一个宇宙学常数λ，阻止宇宙膨胀或收缩。那么，在一个稳恒态宇宙中，如何测量宇宙存在的时间？天文学界一度非常尴尬，几乎没有拿得出手的观测证据。相对而言，地学界对地球年龄的测量则十分明确，借助铀等自然物质的放射性衰变和同位素测量，得知地球已经存在45亿年。

稳恒态宇宙模型的错误导致宇宙年龄测量的难题，推翻这一模型的动力来自于哈勃直接观测到的红移现象。假定一辆列车鸣笛呼啸驶来，你会听到笛声逐渐变急，而当列车离去时，笛声渐缓。这是声波的频率在相对运动时发生的变化，电磁波也一样。发光的恒星远离你时，其相对频率降低，向着红波段偏移；如果靠近你，其频率升高，向着蓝波段偏移。那么问题是：星星看上去不都长得一个样吗？哈勃是怎么发现红移的？这就引出另一位高人了。

1664年，剑桥大学在读生牛顿开始了两年假期——瘟疫席卷剑桥。这段闲暇中，他不仅思考了经典力学和万有引力，探索了微积分，还在光学上成果颇丰。他在暗室摆弄他买的玩具棱镜，第一次证明了白光是由彩虹色混合而成。根据这一点，他还想到：苹果树之所以是绿色，因为其他颜色的光被树叶吸收了。当然，那个时代还没有量子物理这个理论依据。其背后的原理是：物体自身带有电子，电子吸收了光的能量，而且，组成物体的特定元素只吸收特定能量的光。树叶显然对绿光没兴趣。现在把这个原理应用到恒星上：在恒星内部，高温使得各个波段连续存在，就像太阳一样；然而，恒星外围的大气由某些特定元素构成，特定能量的光子在穿过恒星大气，飞向我们的眼睛或望远镜时，将被这些元素吸收，因而在连续的光谱曲线上留下条条黑线。检查黑线的设备叫作分光镜，就是牛顿用的那种。现代的分光镜称为成像光谱仪，可检查非常精密的光谱段。光谱仪最开始被用来分析太阳的组分，并发现太阳中最重的元素是铁。奇妙的是，人类身体里却有比铁更重的元素。由此推断，我们不但是恒星的孩子，还是超新星之子。超新星爆发具有更高的能量，能制造出更重的元素，爆发的那一瞬间将照亮整个宇宙。人类是如此荣幸，如此深得厚爱。

以上成果奠定了哈勃发现宇宙尺度红移的理论基础。恒星的黑线就像指纹。如果光发生了红移或蓝移，那么黑线的位置在标准光谱曲线上就会产生偏移。偏移量的大小，决定了恒星与我们的相对速度。虽然以前已经有学者发现了个别恒星的红移或蓝移，但只有哈勃有自信“拿下宇宙”。借助大量观测，不久他就提出了哈勃定律：星系距离翻一番，退行速度翻一番。稳恒态宇宙模型被击垮了，宇宙确确实实在膨胀。以霍伊尔为代表的稳恒派的挣扎无济于事。爱因斯坦宣称，加入宇宙学常数是他一生最大的错误；爱丁顿也倒戈相向，全力支持膨胀的宇宙和大爆炸学说，并根据逆向退行速度计算了宇宙的年龄为20亿年。宇宙比地球年轻？爱丁顿的巨大计算误差随着观测技术的进步和大爆炸学说的完善而得到持续修正。

4 永恒暴胀下的平行宇宙

早在哈勃的观测之前，物理学家弗里德曼根据相对论计算得到：宇宙要么是在膨胀要么是在收缩。1927年，神学家兼宇宙学家勒梅特提出，如果宇宙在膨胀，那么它早期就是一枚原始宇宙蛋，或者一个原生原子。他的计算同样基于相对论，但爱因斯坦当时评价说：计算正确，物理上令人生厌。随后哈勃的观测成为支持大爆炸的第一份有力证据。第二份待验证的证据来自另一位大爆炸奠基人伽莫夫。在伽莫夫的宇宙中，大爆炸发生后宇宙中充满等离子体，随机吸收和发射光子，宇宙就像一锅粥；直到30万年后，电子和离子结合生成原子，光不再被阻挠，宇宙变透明了。在等离子变成气体的瞬间，宇宙间的第一道光一直会存在到今天。为什么呢？因为宇宙总体来说是空荡荡的，只有极少量的光被吸收，而绝大多数的光会均匀分布在宇宙中，随着空间膨胀而产生红移，损失能量。伽莫夫等人的计算表明：这些原初光现在的温度大概是5 K。直接的观测证据要等到1965年，威尔逊和彭齐亚斯在一台无线电接收机中发现了某种温度3 K的噪声，一度曾怀疑是鸽子在捣鬼，后来与另外一个团队沟通，他们才发现自己捡到宝了——发现了大爆炸的直接证据，即宇宙背景辐射，且因此收获了诺贝尔奖。

下一个出场的是阿兰•古斯。虽然大爆炸已将稳恒宇宙打翻在地，但是有个问题一直无法解释：宇宙为何如此平坦？在宇宙开端的30万年，我们可以设想：由于引力，物质的分布是不均匀的，因此，物质多的地方，光被吸收的就会多，而物质少的地方，就有更多的光留下来。这就导致3 K的宇宙背景辐射理论上是不均匀的。但这和实际观测不符。古斯提出了暴胀理论。在宇宙诞生极短的时间内，经历了一场指数级的暴胀，在10-35s内从一粒原子一下子吹成1个气球。远超光速的暴胀把一切都给抹平了，连引力都没反应过来。1989年，COBE卫星带来了宇宙背景辐射天图；2001年，更加精确的WMAP对天图进一步优化。这些观测都和暴胀理论相当吻合。将这些观测和广义相对论结合，再加入精确的哈勃常数，以及暗物质、暗能量等奇怪的调料，目前的最合理结论是：宇宙存在了137亿年，宇宙大约是半径400亿光年的一个光球。

约从2000年开始，平行宇宙(多重宇宙)的概念不再是科幻小说的噱头。在证据的累积和严密的推理下，名号响亮的物理学家和宇宙学家们不再遮遮掩掩，开始鼓吹平行宇宙。最容易被理解的平行宇宙，就是天文学的暴胀宇宙。在此理论下，“我们的”宇宙半径是400多亿光年。在400多亿光年之外，本宇宙的光从未到达。仔细思考一下，“400多亿光年外空无一物”这个论断特别不靠谱，特别自大。更好的假设是：我们的宇宙外充满了与我们的宇宙相仿的元素和结构。这些宇宙与我们的宇宙在空间上相邻，构成第一层平行宇宙。此外，多数科学家相信第一层平行宇宙是无穷的。你呢？相信无穷，意味着你要相信：有无数个和地球一样的星球，以及无穷多个你，过着和你完全相同的生活，或者相差仿佛。换句话说，只要不违背物理定律，任何一种可能性都会在一个无穷的宇宙中实现，如尼安德特人打败智人，荆轲成功刺杀嬴政，希特勒统治全球，牛顿没被苹果砸出火花。

第二层平行宇宙要复杂一些，把暴胀和大爆炸发生的次序交换一下更容易理解。首先，暴胀的一个先进品种叫做“永恒暴胀理论”。永恒暴胀是指：有个完全未知的事物，姑且称为“暴胀场”，或者不精确地比喻作宇宙的虚无摇篮，在某个更不知所谓的“暴胀子”的作用下，处于永恒的剧烈扩张中。突然，某个区域停止暴胀，并发生一场大爆炸，爆炸导致又一个第一层宇宙形成了。由于暴胀永远快于爆炸，在第二层平行宇宙中，第一层平行宇宙永远无法在空间上彼此接近。打个比方，想象永恒暴胀的潮水，不时泛起一个新的宇宙泡泡，虽然泡泡也在长大，但永远赶不上母体的生长速度。

大爆炸和永恒暴胀只是一门与观测符合良好的“学说”或“假说”，并且满身补丁。倔强的霍伊尔代表少数派持续与正统的大爆炸学说抗争着。在2001年，他去世前一年，写了一本书概括了大爆炸的困境，其中的一些关键问题目前依然是大爆炸无法面对的。

以上我们从宏观的测量角度引出了两类平行宇宙的概念，以下将从微观角度出发，导出第三类平行宇宙。

5 最后一位炼金术士

功成名就的牛顿爵士，后半生花了30年研究炼金术，被一些科学史家称为“最后一位炼金术士”。当然，结果注定一无所成。很多人为此惋惜：如果他将时间花在“真正的科学”上，那该有更辉煌的价值。笔者倒没这么想过。

炼金简单概括为：将不同的物质混合，加以一定的能量(加热等化学能或搅拌等机械力)，试图得到新的物质。新的物质中，最吸引人的有两类：包治百病的药方(乃至长生不老药)和闪烁迷人的黄金(及其他贵金属)。与化学何其相似？化学药品治病延年，化学反应制造稀有之物。然而，当时化学虽然萌芽，但既没有近代原子论，也没有元素周期表，看似科学的化学与看似虚妄的炼金无从分割。牛顿曾经自述：自己存在之理由，乃重现自然之架构。他已经完成了宏观的理论——适用万物的牛顿力学和万有引力。然后牛顿选择向内看，借助炼金术的已有知识(大多是错的)，研究物质的转换。这实际上是和微观的分子、原子打交道。这也是本节的主题：只测量宏观的物体，不能完全了解宇宙，需要观测另一极，即相辅相成的微观宇宙。

牛顿做不出成绩既非能力局限，也非方向错误，而是时代的限制。最后，一场突如其来，或者说不期而至的大火，烧毁了他30年的研究(绝大多数毫无意义)。那么，炼金术士们，包括这一位，为何炼不出金子？

6 基本力

首先回顾自然界中金子诞生的流程。在元素周期表中，铁的原子序数26，金的原子序数79。越重的元素，越难得到。太阳大小的恒星，最绚丽的爆发也只能得到铁，而金，则需要靠超新星爆发。这种极致的力量来源极为稀有，因此，不仅地球上，在整个宇宙中金子都是弥足珍贵的。

在这些新星爆发等狂野表观力量背后的，是存在于微观物体之间的基本力。最微弱的力是万有引力，但它在宏观尺度上表现优异：聚集星系，生成地球、万物和多彩世界。引力在有质量的物体间传递，传递质量的信使是最近发现的希格斯粒子。次弱的基本力称为弱相互作用力，由W和Z玻色子负责传递。它将中子衰变成质子、电子和中微子。我们最熟悉的光，是电磁力的信使。电子拥有负电荷，质子拥有正电荷。电磁力结合电子和质子，形成原子；进一步结合原子，形成分子。化学反应的主要力量就是电磁力，化学是关于原子核与电子的游戏。

炼金术士的目的可以这么描述：改变铁原子中的质子数，将26增加到79，变成金子；或者，从铅(质子数82)中取出3个质子。这就涉及到另外一种力：强相互作用力(强力)。强力比电荷间的库仑力强得多，它属于短程力，只要距离足够近，就能使带正电荷的质子紧紧抱团。同样也能结合中子。强力实际上是夸克之间的相互作用力，三个夸克组成一个质子或中子。传递强力的媒介称为胶子。300年前的炼金术士，想要克服强相互作用力，只能是痴心妄想。300年后的今天，科技突飞猛进，我们能够制造出金子吗？可以很勉强地回答：能。现在的普遍做法是：将粒子加速到接近光束，然后去撞击铅、汞等比金的质子数稍多的元素。无数次的撞击，恰好有那么一两次撞掉恰当的质子数，得到金。然而，这种投机取巧，还靠那么一点点运气的制造方式，只能在高尖端的实验室才能实现；而且，所花费的成本，要比制造得到的黄金贵多啦！要想实打实地克服强力，把质子塞到一起做成金子，抱歉，没门。那么人类目前做到哪一步呢？抱歉，我们连最简单的氢原子都无法聚合，毋宁说氦、铁、金等更复杂的原子了。唯一能够聚合的，是氢的同位素，氘或氚啦！没错，这就是人类目前拥有的最强大武器——氢弹。

我们知道了普通物质由质子、中子(或夸克)、电子，以及中微子组成，由光子、胶子等玻色子传递力，那么，如何表达某个粒子在时空中的状态？这就需要再次回到测量。

7 测量的幽灵

在牛顿力学中，为表达某个物体在三维空间的状态，可以采用6个参数：3个代表在指定坐标系中位置，3个代表坐标系中的速度。这些参数可以通过人的眼睛、相机、望远镜量测并计算得到。当你把显微镜指向微观物体，比如说，想量一量电子或原子的位置和速度，那就行不通了，因为微观物体并不遵循牛顿力学！

1911年，卢瑟福最先建立起氢原子模型(图1)：像太阳系一样，带负电的电子围绕带正电的原子核旋转。根据电荷间的引力，卢瑟福模型计算得到的速度，和实验室实际测量的速度，几乎完全一致。然而， 这将引发一个关键的模型崩溃问题。地球绕着太阳转，通过引力波的形式辐射能量，但万有引力异常微弱，即使过了数亿年，损失的能量也几乎忽略不计，轨道并不发生改变。然而，电磁力比引力大得多(大1036倍)，并且电子在高速旋转！通过简单的计算得到：如果电子绕着原子核连续旋转，同时以电磁波的形式辐射能量，那么电子掉到原子核上只需0.02 ns。不光原子模型，整个物理世界都崩溃啦！

两年后，物理大师玻尔站了出来。基于1905年爱因斯坦提出的光量子的思路(即光是一份一份的，而非连续的波)，他认为运动轨道也不是连续的，而是具有不同的层级。电子在不同层之间的运动是一种称为“跃迁”的瞬间跳变，而非宏观力学中的连续的运动。通过吸收和发射光子，电子在特定层级上跃迁，保证能量守恒，同时可解释光谱曲线中的黑线。不过，玻尔模型只能用于只含一个电子的氢原子。这显然是不完备的。

图1 卢瑟福原子模型(左)、玻尔原子模型(中)和薛定谔原子模型(右)

到了1924年，德布罗意指出，电子(以及所有的粒子)都和光一样，具有波的性质！称为“物质波”。在博士论文中，他用波来解释电子，得到了和玻尔粒子模型完全一致的结果。德布罗意是至今为止唯一一位靠博士论文得到诺贝尔奖的科学家。1925年，德布罗意在一次会议上讲述了他的想法。讲完后，物理学家德拜问道，你讲了半天，那么这个波动方程，到底在哪呢？

听着报告的薛定谔开始思考。一年后，薛定谔波动方程：iћΨ′=HΨ出炉了。与此同时，以海森堡为代表的矩阵派也解决了这个问题。在薛定谔的方程中，Ψ被称作“波函数”，Ψ绝对值的平方代表电子出现在某个位置的概率。到此为止，尘埃落定。一个宏观物体的状态，由位置和速度表达；物体运动状态如何改变，由牛顿力学或爱因斯坦相对论决定。一个微观物体状态，由波函数表达；薛定谔方程等号左边的波函数对时间的导数，揭示该物体在时空中的演变。

然而，Ψ是一个幽灵，至今没人能够真正诠释它到底是什么。它所对应的概率值永不为0，因此，某个电子或原子就像无尽的波浪，会出现在宇宙的每个角落！

8 显微镜发展史

除了物理理论，实验物理学家需要相应的观测验证。直接观察原子需要精良的显微镜，光学显微镜与望远镜一样，都属于放大镜。第一个作出卓越贡献的是牛顿的老对手胡克。1665年，借助放大30倍的显微镜，胡克在植物上发现许多空洞，并命名为Cell(细胞)。10年后，列文虎克将性能提升到放大275倍。直到今天，高校实验室的光学显微镜也是这个量级。光学显微镜受限于任何小于可见光波长的物体都会发生衍射效应，因此，普通光学显微镜的极限是2 000倍。

虽然可以用紫外或更高频的光来提高光学显微镜的能力，但成效有限。刚才我们说到：德布罗意把电子看作波，而电子的波长要比可见光短很多，那么，不就可以用电子进行显微观测吗？1933年，研究员卢斯卡和克诺尔发明了电子显微法，能够放大1万倍。显微镜可分成两类：主动式和被动式。光学显微镜是将打在物体上的环境光反射到镜片上，即被动式成像；而电子显微镜(简称电镜)，则是主动式成像。从电子枪中发射电子，打在物体上，经过与物体的相互作用，反射并被显微镜捕捉。通过相互作用后的电子状态，反演微观物体的形状和位置。

今天的电镜大约能够放大300万倍，可以清晰显示物体的原子结构，但要真正地观察和掌控单个原子，需要更精密的仪器：扫描式隧道显微镜STM。这是一种特别的成像方式，既不是主动式，也不是被动式，我们可以说：它属于“直接接触”式，或者叫做“盲人摸象”式。想象一根非常尖的针，针头只有1个原子，把这个原子看作一个人。针尖上带有1个电荷，就是盲人的手。盲人用手细细扫过原子，根据手的感觉(电流的变化)，就可探测到原子的精细结构。

1986年，发明扫描隧道显微镜的宾尼希和罗雷尔获得诺贝尔物理学奖，同年获奖的还有发明电镜的卢斯卡。卢斯卡经过53年的等待，成就了史上“等待诺奖时长记录”。看样子除了成就之外，敬请保重身体！

9 量子力学的平行宇宙

既然电子和原子也具有波的特性，那么，观察这个效应的最简单也最本质的实验就是“双缝干涉”(图2)。从电子枪中一个个发射电子，由于电子的波动性，它就像水波同时穿过了2条缝隙，并在屏幕上产生干涉条纹。这一点也不奇怪，离奇的是：若你用一台显微镜对准缝隙，来观察电子的轨迹，就发现它只穿过其中一条缝隙，并且不再产生干涉条纹，它又变成了粒子！20世纪90年代末笔者刚上大学，从一本书中了解到的这些，构成笔者所知道的最恐怖的故事。

图2 双缝干涉实验(左图)；当粒子的轨迹被严密观测时，干涉现象不见了(右图)

不看，像波一样干涉；看，变身成粒子。究竟如何理解这件事？难道电子知道你在“观测”它，从而重新选择某条确定的道路？玻尔的哥本哈根学派给出了至今大部分教科书仍在沿用的“哥本哈根诠释”：当微观物体不被观测时，符合薛定谔方程；而被观测时，波函数将发生坍缩，而呈现粒子形态。没有数学方程的奇怪解释。什么叫做“被观测”？老鼠算吗？蓝藻呢？机器人呢？什么又是“坍缩”？虽然这个诠释看上去不怎么靠谱，但背后的量子机制是实打实的。爱因斯坦即使绞尽脑汁，在与玻尔的数次论战中也都处于下风。

这就是量子世界令人着迷和思考的地方，至今也没一个人敢说完全理解了量子力学。除了爱因斯坦，很多物理学家也对哥本哈根诠释耿耿于怀。1957年，普林斯顿的研究生埃弗雷特提出另外一个解释：平行宇宙(或称多世界诠释)。量子平行宇宙理论的精髓是：波函数永远不会坍缩。在双缝干涉实验中，无论你看不看它，电子确实通过了所有的路径(根据另一位物理大师费曼的有趣叙述：它甚至访问了一趟人马座，然后再折回来通过双缝)。为什么你只看到了粒子通过了其中的一条呢？答案自然是：因为你也是“波”啊！也存在于不同的“位置”啊！在数学上，这里的位置是“希尔伯特空间”中的位置。其中的一个你，看到通过某条缝隙的电子(即对这个你而言，波函数看似“坍塌”了)，并且你俩组成了一个符合逻辑的量子系统；而另外一个你永远无法感知的“你”，和通过另外一条缝隙的电子组成另一个系统。推广开去，这就意味着：一个无穷无尽的量子平行宇宙，无穷多个分裂，无穷多个你。

这样的学说当时显得离经叛道，埃弗雷特也就被学术界选择性地遗忘了。他穷困潦倒，嗜酒如命，1982年孤独死去。直到今天，量子平行宇宙依然充满争议。然而，事情正在悄悄转变。在两次会议的小型投票中，物理学家泰格马克进行了非正式调研[1]。1997年的会议，相信“哥本哈根诠释”的物理学家人数为13，相信埃弗雷特“平行宇宙诠释”的人数为8；2010年的会议，相信哥本哈根诠释的人数为0，平行宇宙诠释的为16。此外，两次会议都有近一半的人选择了“不确定”。对笔者个人而言，在许多年前看到埃弗雷特的多世界诠释之后，立刻深信不疑；而对更早了解到的哥本哈根诠释，则深表怀疑。

最后让我们再次回归测量。一个机器人或者一个单细胞生物，能作为观测的主体吗？会引起(表观的)波函数坍缩吗？为什么我们从来没看到过一个宏观物体出现在两个不同的地方？1970年，德国物理学家Zeh发现了退相干效应。退相干指：物体(特别是宏观物体)与周围的环境发生了信息的交换，而使得自身被这些信息“确定了”。打个比方，两个神出鬼没的谍报人员，彼此连姓名、性别、活动地、意图都不知道，对，就像波一样模糊；但一旦他们交换情报，就确定了彼此的信息，形象变得清晰起来。而现实世界中的信息交换包括被光子照射、被原子接触、被空气分子撞击，甚至是仅仅处于宇宙背景辐射中。因此，观测主体是人或者机器人根本不重要！月亮也不会因为一只老鼠看了一眼而存在！重要的是信息的交换！著名的物理学家惠勒曾说过：万物皆比特。这样看的确如此。

10 更多的宇宙

除了大爆炸宇宙学的第一层、第二层平行宇宙以及量子力学的平行宇宙之外，还有许许多多、千奇百怪的宇宙。其中，最大的一个分支来自弦论。在弦论中， 就有各式各样的平行宇宙，比如碰撞膜宇宙、景观宇宙等等。圈量子力学也有自己的宇宙。此外，还有“数学的宇宙”“弦网宇宙”和“计算机模拟的宇宙”等。不过这些宇宙与本文前三类宇宙相比，要么理论基础未被广泛认可，要么在细节上有所缺失。更重要的是，这些宇宙距离真正的“测量”或“观测”遥不可及，所以，把一切留给时间吧！

[1]泰格马克. 穿越平行宇宙[M]. 杭州: 浙江人民出版社, 2017.