 判断一个理论是否成熟、是否科学有三大标准。它们分别是能否重现原有理论的结果；能否解释与原有理论矛盾的结果；以及能否作出新的、可供检验的预测。  地心说被日心说取代，在日心说的基础上，牛顿又发展出了万有引力理论。万有引力不但能够解释行星的位置和运动，还能解释木星的卫星、金星的相位和火星轨道的偏心率，同时还能对彗星的周期性回归作出预测。 但是几百年后，万有引力在预测水星轨道的细节方面失败了。新出现的爱因斯坦广义相对论不仅重现了牛顿的所有成果，还解释了水星的轨道异常，并提供了可供检验的预测——星光能被引力弯曲。因此广义相对论在短短几年中就被确认为一次伟大的科学革命。  在生物学上，达尔文的进化论也是个很好的例子。基因和DNA的发现，一直推动着它向前发展。科学的进军就是这样：并不因为谁的理论提出得早就相信谁，而是看谁能够更好地解释宇宙中的现象。 要理解多元宇宙理论，就需要从宇宙本身开始。这个宇宙指的是可观测宇宙。也就是我们能够看到、能够测量、能够与之互动的一切总和。  宇宙中的恒星、星系纠缠在一起形成了一张巨大的网。我们在距离上看得越远，在时间上也看得越早。我们看到的星系越遥远，它们的年龄也越小。构成这些星系的恒星重元素含量很少，星系的规模也非常小，因为在那时，星系间的合并还十分罕见。这也是它们多呈旋涡状，而少有椭圆形的原因。存在于我们视野极限处的，是宇宙中形成最早的恒星。再往前，就是一片黑暗，只有宇宙大爆炸遗留下来的微弱余晖。 根据暴胀理论，我们通常所说的大爆炸其实并不是时间和空间的起始，而是我们这个可观测宇宙的开始。在此以前是宇宙的暴胀期。那是一个以指数级膨胀的宇宙，充满着时空结构固有的能量。  宇宙的暴胀也是一个通过继承和发展而来的理论。它继承了大爆炸理论和现代宇宙学的所有成果；解释了大爆炸理论无法解释的一系列问题，包括宇宙各处的温度为何如此平均，空间为何如此平坦，为何没有发现磁单极子这样的高能遗留物等等；与此同时，它还明确作出了五个可供检验的预测，其中四个已被确认。 唯一一个未被确认，也难以确认的预测是：多元宇宙。  暴胀理论认为，暴胀能导致空间以指数级急速膨胀。这能解释为什么我们的宇宙如此平均、如此巨大。暴胀结束后，我们的宇宙充满了物质和辐射，也就是我们在大爆炸中所看到的一切。 但是不可思议的事情也在这里出现。 我们今天的宇宙是通过充分的暴胀形成的。但是根据同一个理论，我们可以推导出在暴胀已经结束的地方周围，仍然存在着许多暴胀尚未结束的地方。这种存在于理论中的现象也就是所谓的“永久暴胀”。  根据量子力学和量子宇宙学原理，暴胀可以在任何地方、任意的时间上停止。但是仍然存在着有限的机会在任何地方、任意的时间上继续进行。假如暴胀在某地停止，那里就会像我们这个宇宙一样，出现炽热的大爆炸，并由此形成宇宙。（上图带红叉的部分） 在那些暴胀尚未结束的地方，空间会继续扩张。因此某处的大爆炸可能是与我们这个宇宙分离的。也就是说，在一些地方停止扩张、形成宇宙的同时，其它地方的暴胀还在继续。 我们对这些额外产生的宇宙知之甚少。比如它们的物理定律、基本常量是否和我们这个宇宙相同？它们发展过程中的密度和特性是否和我们这个宇宙相同？它们是否会和我们这个宇宙发生量子纠缠？ 根据最保守的看法，这三个问题的答案可能分别是“相同”“相同”和“不会”。但是这样的回答是否科学？多元宇宙理论究竟是不是一种科学理论？  应该说，多元宇宙理论本身并不是一个科学理论。它实际上是一个根据当前已知物理定律所作的推论。但它是一个不可避免的推论。一个被量子物理统治的暴胀宇宙，几乎可以肯定会产生这样的结果。 然而对于我们所在的这个宇宙来说，多元宇宙理论起不到多大的解释作用。它无法解决我们当前面临的问题。最糟糕的是，它无法向我们提供任何能够加以检验的预测。  这意味着什么呢？这首先意味着假如我们对这个宇宙及其历史的认识是正确的，那么多元宇宙可能真的存在。在我们这个可观测宇宙之外，可能存在着更多的宇宙。产生这些宇宙的大爆炸与我们这个宇宙没有任何关联。 但与此同时，这一切又是超现实的。即便在理论上，也无法加以检验。除非我们重现宇宙暴胀，然后把观测者送往不同的暴胀区。  多元宇宙理论永远是一种物理学的推论。这很有意思，也是一种不可避免的推论，但在加以检验之前，不能被称为科学。事实上，我们可能永远也无法对此加以检验。这是一个有意义的理论猜想，但不是科学理论。而且由于宇宙给我们设置了局限，多元宇宙可能永远都无法成为科学理论。 它是一种基于物理的“形而上学（metaphysics）”。我们能够通过科学的方式学习这个宇宙内部的信息，但是这个宇宙实际上却是有限的。 ---------------- 作者 / Ethan Siegel，NASA专栏作家、天体物理学家、哲学博士。翻译 / 老孙 |
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