什么是平行宇宙？它真的存在么？四层平行宇宙理论都是什么？

你听说过平行宇宙理论么？你相信它的存在么？我知道寻常人看来这理论就是鬼扯，毕竟在很长的一段时间这都不可证伪，虽然我理解不了这个理论，但是量子力学的理论我也理解不了，而它就是真实存在的，也许在很多人看来这篇文章就像科幻小说一样，但我一直都认为空间思维是一个很重要的能力，所以不论它存不存在，我相信这篇文章对于我们思考能力都有帮助，关于平行宇宙，现在比较靠谱的平行宇宙的理论是根据泰格马克的《穿越平行宇宙》这本书的描述，平行宇宙大概分为四层，那么让我们开始这次平行宇宙的旅行吧。

第一层平行宇宙：视界之外

大家都知道我们的宇宙诞生于138亿年前，那么我们要说的第一层平行宇宙，恰恰也是现在的科学实际上可以证明，真实存在的平行宇宙，那么这个平行宇宙在哪里？其实很简单我们一般所说的宇宙其实指的是可观测宇宙，而可观测宇宙大概是直径900亿光年这么一个球形范围，那这个直径900亿光年的球形范围之外算什么？又有多大？最近科学家也发现了这个可观测宇宙之外的这个空间大到了我们难以想象的地步，所以这个视界之外的超巨大空间就被看作为是第一层平行宇宙。

你可能会说不对吧，平行宇宙那是什么？那应该是一个存在于一个未知空间的另一个世界，那里可能有另一个我，你这就是把距离拉开了，超过900亿光年了就说它是平行宇宙，你这就是蒙我的吧？

但是我可以很负责任的告诉你，就在这个平行宇宙里就有你要的另一个你和另一种生活，另一个世界的春秋战国、唐宋元明清全都有，也可能存在一个统一的罗马帝国，也可能存在一个没有灭亡的玛雅文明。

想要理解这个首先要明确一个概念，那就是超过这个900亿光年可观测范围之后外面的广大空间那个真真正正的宇宙，那么宇宙的尽头到底是什么样的？我们把三维空间想象成一个二维平面这样就比较方便理解，首先说如果空间是平直的那么它就一定是无限大，虽然不管是理论上还是观念上都很难接受无限的概念，但你这样想一下，你总不能说有个人走到宇宙尽头的时候看到个牌子写着“宇宙尽头请掉头”，这个画面想想就很滑稽，所以说空间如果是平坦的，那么很多事情就难以想象。

根据爱因斯坦的广义相对论的描述，空间是可以弯曲的，宇宙空间它就可能不是平直的，那么科学家就提出了两种可能：

第一个形状就是开放式的，如果我们的空间物质比较少密度也很小，那么引力也会很小，受到暗能量的影响空间会越到边缘处越往外翻转，最后形成一个马鞍的样子，这个开放的空间，可能继续延伸下去会形成一个环状的空间，这个也很不可思议，但是它至少是个有限空间只是形状很奇怪。

第二个形状就是封闭式的，就是说物质比较多质量比较大受到的引力作用也比较大，那么空间就会向内弯曲最后卷曲成一个球体。

也就是说宇宙是一个有限但是无界的空间，这个很好理解，不久前我们伟大的科学家同志们他们就试图测量了一下宇宙空间的形状，他们是怎么测的呢？其实很简单，如果你在地球的赤道上你画两条平行线，理论上如果空间是平直的那么平行线是永远不可能相交的，但是如果空间是弯曲的，那么就会像在地球上画的平行线一样最终会在极点相交，科学家只需要观测遥远星系的光，因为它们足够遥远，理论上空间只要有一点弯曲，那么遥远星系的两条平行光线至少距离会变近，但是科学家们发现无论是遥远星系的光还是宇宙微波背景辐射给出的观测数据，都显示宇宙是异乎寻常的平坦。

科学家们也用理论推导过，并且得出了一个理论的数值，叫做宇宙空间临界质能密度，这个数值用Ω来表示的话，Ω如果大于1宇宙就是球体，Ω如果正好等于1那么宇宙就是平的，Ω如果是小于1的话那么宇宙就是马鞍状的，结果是和观测数据这么一结合这个Ω等于1加±0.004，也就是说受到我们观测精度的限制，目前为止我们发现宇宙空间的弯曲程度介于0.996到1.004之间，换句话说我们三个可能性一个都没有排除，我们只得到了一个结果，那就是无论是哪个结果我们的宇宙都是弯曲极其微小异乎寻常的平直，也就是宇宙空间的大小也是近乎无限大。

简单说就是我们在900亿光年的尺度上根本测量不出空间的弯曲，拿地球打比方，你想测一下地球是圆的还是平的花了好大力气，发现地球很平，但是殊不知地球的直径有一万多公里，而你却只是测量了连一微米都不到的距离，所以这次测量大大刷新了我们对宇宙的认知，我们可观测范围之外的宇宙空间大到难以想象。

那么我们再说回平行宇宙的事，空间这么大这意味着什么？目前我们可以估算出在可观测宇宙范围内我们的宇宙有大约10的11次方个星系、10的23次方个恒星、10的80次方个质子、以及10的89次方个光子，说这么多数据是什么意思？就是说整个宇宙当中的物理定律都是一样的，那么物质的存在形式也一定是一样的，我们这里的一切和视界之外并没有什么本质的不同，那么只要空间足够大就一定会出现两个完全一样的部分，因为物质就这么多种，这个我们通过观测遥远星系的光谱就已经证实了。

任何概率不为0的事件只要基数够大就一定会发生，而且会发生无数次，所以说在视界之外的遥远地方就有一个和你完全一样的人，不是双胞胎那么随便的一样，是构成你们身体的最基本的粒子组合和数量都是一样的，那你一定好奇了这个人到底距离我有多远？我怎么才能和这个人见一面然后看看他过的怎么样？这个科学家们也推算过了，那个离你最近的和你一模一样的那个你距离你有10的10的29次方米那么远。

这个数字是怎么算出来的是否可信我不清楚，但不可否认这个数太大了，所以为啥我们见不到平行宇宙的那个自己？因为实在是太远了，而这个你实际上是一个和你过着完全不一样人生的，你那么那个和你完全一样连人生经历都完全复制的你距离你有多远？是10的10的91次方米，而再往远走到了10的10的118次方米的时候你会看到一个和我们的宇宙完全一样的直径900亿光年的孪生宇宙，这里的天体运行、恒星数、黑洞数量甚至连每个质子的排列都是一模一样，而到了这个距离不光你是孪生的，连你看到的几百亿光年范围的星空都是一模一样的，就是这么不可思议。

当然实质上我们都是在同一个宇宙当中，只是距离太遥远，远到了连基本粒子的排列都已经大范围重复的地步，但是无论走多远都是同样的宇宙，我们的一切物理法则到那里也一样通用。

第二层平行宇宙：暴胀宇宙

到了第二层平行宇宙那就和我们的宇宙是完全不一样的了，阿兰·古斯等几位物理学家提出了一个叫宇宙暴胀的理论，大概就是说我们的宇宙大爆炸之前其实是有很多个和我们一样的宇宙在无限的暴胀当中，而宇宙大爆炸的发生就意味着暴胀的终结，每时每刻都在发生无限的宇宙暴胀，而每次暴胀都会分裂出至少三个以上的不同宇宙，继续暴胀这三个宇宙中的一个可能会发生宇宙大爆炸从而变得稳定，并且慢慢演化成类似我们的宇宙。

这个平行宇宙和第一层的概念就完全不一样了，这个完全不是一个宇宙，暴胀出来的宇宙可能和我们的宇宙物理定律差不多，也可能完全不同，随随便便到了其它的暴胀宇宙当中去那是很危险的事情，你可能会好奇，这个物理定律不一样那是一个什么样的状况？这个东西怎么还能不一样？难道连数学都不管用了？不是的，数学依然放诸四海而皆准，但是物理定律确实会有不一样，这个不一样也不是什么物理定律都不一样，有些极其基本的物理定律是不会变的，你比如说像热力学第二定律这种的这种是不会变的，主要会变的是那些主要会以宇宙中存在的最基本的物理参数为主。

比如说电磁力的强度，我们的文明很大程度上建立在电磁力之上，而电磁力为什么强度就是这些我们无法得知，这个就是宇宙创生之时被设定好的参数，没有任何原因，而我们宇宙的电磁力只要比现在再弱4%太阳就会立刻爆炸，而如果再稍微增强一点点的话那么原子就会以极快的速度衰变；再比如说如果弱相互作用力再稍微低一点点那我们的宇宙就不会产生氢，取而代之的会产生很多的氦，如果弱力强一点点的话超新星爆炸后释放出的中微子就无法吹走恒星的外层，那么生命形成所必须的各种重元素也就不会被散播在宇宙空间之中，那么也就不会形成生命；再比如说引力只要引力再大一点点，那么恒星就会迅速燃烧殆尽不能长久的存在，如果引力再小一点点的话那么恒星内部就会因为压力不够而无法发光，无论是哪一种结果都将不会产生任何生命。

甚至有的宇宙根本就不是三维的而是由更高的维度构成的，但是这里得说一下科学家所说的这个高维空间，根据库仑定律的推算，哪怕只是提升一个维度变成四维空间加一个时间维的话，那么就连原子都无法维持自己的存在就别说生命了，所以说高维空间什么神一样的存在那都是扯淡，那个从数学推导上就已经全部都否掉了，所以说以后要是再有人跟你讨论什么高维的神级的存在什么的那你就干脆跟他聊漫威宇宙吧，就别聊科学了。

据说按照现在主流科学界比较公认的宇宙标准模型的解释的话，这个宇宙空间当中是存在19个独立常数的，它们不是任何理论推导出来的，在其它的暴胀宇宙中每个常数都可能有变动，而每一个变动都将改变那个宇宙的许多物理定律，从上面的描述你就应该很清楚了这个第二层平行宇宙当中事实上是有大量的宇宙都不具备形成生命的条件的，这个暴胀理论不仅解释了宇宙大爆炸，同时也解释了这些宇宙常数形成的原因。

为什么我们的宇宙常数就是这么恰好能够形成生命，真的有神存在吗？不是！暴胀理论告诉我们，像我们这样的宇宙有无数个，而且每个宇宙的常数都不同，我们只是恰好在那个可以形成生命的宇宙中而已，就好像买彩票一样，买彩票的人有千千万，我们只是刚好是那个中奖的人罢了，而这个平行宇宙距离我们到底有多远？这个其实说距离已经没有什么意义了，刚才就已经超过古戈尔普勒克斯了，到了这个尺度还想按数字来衡量这么下去的话都要超过葛立恒数了，所以说近乎无限大这个概念是远远超出我们人类想象的。

科学家根据理论推测算出了暴胀宇宙可能存在的种类数答案是10的500次方个解，所以说这个第二层平行宇宙已经只是理论假设了根本就无法证实，和第一层平行宇宙根本就不是一个概念了，这个可能是真的也可能是错误的，但是在已知的科学框架之内它是自洽的而且不违背现有的所有物理定律，而且它至少比量子力学还是要容易理解一些。

第三层平行宇宙：量子世界

前两个平行宇宙其实和我们之间的关系就是距离上的差距，随着尺度上的无法想象的扩大，不仅会出现无数个和我们过着一样或者不一样生活的自己，到了第二层平行宇宙甚至会出现连物理定律都完全不同的宇宙，而到了第三层平行宇宙这个就和我们平时意义上理解的平行宇宙很相似了，这个就是存在于数学意义上的希尔伯特空间中的平行宇宙。

希尔伯特空间大概就是个虚拟空间，要说这个平行宇宙是怎么来的，其实是来源于一个解释量子力学的假说，量子力学那要说起来就太复杂了，很多物理学家甚至其实都理解不了，为什么？其实就是因为它实在是太颠覆、太不可思议了，那咱们普通人就更不用说了，我就用最简单的方式来概括一下这个量子力学的诡异之处，就是说微观世界的粒子和宏观世界的物体是完全不一样的存在。

你比如说我给一电子打个电话的话它肯定会说在上海或者是在北京，但是在微观粒子的世界里问这句话是没有意义的，因为它又在上海又在北京，不是瞬移也不是双胞胎，就它一人就同时在这俩地儿，你说诡异不诡异？而且更诡异的是一旦你跟它视频通话，你一看见它，它这个位置马上就确定，就在这两个地方其中的一个，而且更诡异的是刚才它说它在上海，但是你挂了电话再视频它就又换地方了在北京了，你连续打了挂、挂了打几百次，你会发现它每次地方都不一样，可能还突然跑纽约去了，完全没有规律可循，这就是著名的海森堡不确定性原理，这个现象连爱因斯坦都接受不了。

所以至今为止我们对量子力学的应用虽然进行的如火如荼，但是对其根源的解释至今还在研究当中还是个迷，有很多种科学假说，比如说爱因斯坦对这个现象做出的解释还有哥本哈根解释等等，而这其中有个脑洞最大的解释那就是休·埃弗雷特提出的平行宇宙假说，休·埃弗雷特1982年死于心脏病，他是著名物理学家费曼的师弟，他当年提出的平行宇宙假说非常疯狂，所以一直被物理学界鄙视为疯子，所以他这一生其实是很不得志，可以说抑郁而终，他的平行宇宙理论假说直到2000年后才在物理学界被重新认真的讨论。

这个平行宇宙假说具体是怎么个意思？还拿刚才的例子说，我没跟它视频的时候它可以同时在纽约上海北京甚至是东京迪拜什么都行，反正是同时在的，但是视频电话一过去它就随机选了一个地方扎根了，量子力学把这个现象叫做波函数坍缩，就是当你对一个粒子进行观测的时候你就会对其产生干涉，那这个时候它就会从同时在多地的叠加态一下就随机坍缩成一个态，这个完全是随机，至今物理学家也没有破解粒子的这个随机性。

按理说我们的这个世界是数学的，你比如说我们现在都知道的弦理论，它的数学理论基础其实一百多年前就已经存在了，就是印度的数学奇才拉马努金的这个模函数，只不过当时人们都不知道这个东西有什么用，它能对应现实世界当中的什么东西，这个谁也不知道。还有一个就是很有名的爱因斯坦的狭义相对论，这个其实也是建立在一个叫做洛伦兹变换的一个数学模型之上的，所以说我们的世界是以数学为基础的开枝散叶散出来的一个枝叶，那么数学世界之下就不应该有随机性，那么这个随机性就一定需要有一个解释把它给合理化，休·埃弗雷特的平行宇宙解释就应运而生了。

简单说就是他认为波函数永不坍缩，所谓的波函数坍缩其实只是我们人类看到的一个事物不完整的一个侧面，就好比我们古代人一直都认为大地是平的一样，那么消失的那些叠加态都去了哪了？很简单它们都去了平行宇宙了，这个脑洞最让科学家们接受不了的就是休·埃弗雷特认为世界上的万事万物、每个人甚至每个动物做出一个选择的时候会在决策瞬间分裂出一个平行宇宙，那么科学家们就觉得这个我一动念想就多出来一个平行宇宙来这个搞法有点太颠覆，的确这个说法至今也很颠覆，但是之所以平行宇宙的假说近十几年又被拿回来说，就是因为量子力学的历史将近一百年，经历了多少风风雨雨，至今量子的这个随机性依然解释不了，平行宇宙的这个脑洞再大也不如量子力学给科学家们带来的思想冲击大，所以说这个平行宇宙的假说就又一次被人们给找回来了。

这个假说意味着啥？其实它在某种程度上和第一层平行宇宙是很类似的，只是不是距离上的问题，而且理论上说第一层平行宇宙无论再大其实也是有限的，只是太大了它的边界在哪我们实在是想象不到，但是第三层宇宙那基本上就是可以说无限的，这个解释就是说波函数不会坍缩，那就意味着这个宇宙从诞生那一天起每一个粒子的每一个可能的结果都会分裂出一个平行宇宙，你做出的每一个选择的每一个结果其实都真正的发生了，只不过是你只能感受其中的一个结果而已，其它结果你感受不到，但是他们都在其它平行宇宙真的发生了。

这么说可能有点乱，我们举个例子，你比如说你说早上去吃个饭你是想吃汉堡还是想吃粥？稍微动了一下念想最后决定去吃汉堡了，但是在另一个平行宇宙里的你就去选择吃粥了，两件事儿事实上同时都发生了，然后我们再跟着那个吃汉堡的你继续走，吃完汉堡上班的路上你又买了张彩票，比如说这个彩票中奖的概率是五百万分之一，那么下周开奖的时候就有4999999个你继续过着平凡的正常生活，这其中就有那么一个你中了大奖，这回明白了吧，你做任何一个事情的任何可能的结果在其它平行宇宙当中其实都真实的发生了，只是你在哪个平行宇宙这个不好说，所以下次买彩票的时候你就知道你的这个举动100%会让数百万个平行宇宙当中的其中一个你中奖，不管咋说这个心里头多少还是有点安慰的。

相比之下这个第一层和第二层平行宇宙和我们之间实际上只是距离特别遥远，理论上我们是可以到达那里的，只是花的时间可能比宇宙的年龄还要长，尤其是第二层平行宇宙那个距离已经无法估计了，而第三层平行宇宙那就不是距离的问题，完全是不在一个空间内，而且我们也不可能感知到这个，没法用实验证实，所以这也是很多科学家对此存在争议的原因，事实上现在有关量子力学的很多假设都是理论推导出来的，所以我们的技术都无法实现实验证明，你比如说超弦理论，相信以后随着我们人类科技的发展进步有一天可以实验验证这些理论，就像当年科学家们利用日全食验证了广义相对论一样。

第四层平行宇宙：数学世界

我们人类认识宇宙是有局限的，我们的生理结构是几百万年来演化而来的，为了适应地球大自然的环境而生，比如说我们肉眼所能捕捉的光线实际上只是波长在400纳米到700纳米之间的这个光，在这个波长范围之外的光我们的肉眼是完全看不到的，为什么？因为用不上，根据奥卡姆剃刀原理我们就可以解释很多事情，宇宙中的万事万物有一个不成文的规定，那就是讨厌浪费，如无必要勿增实体，只要不是必须存在的那就没必要存在，所以说对人类来说400到700纳米这个范围之外的光对我们的生存是没有任何用处的，所以我们不具备这个能力，这样的例子其实很多，你比如说超声波等等。

所以说我们人类探索宇宙是有很大局限性的，早期的科学都是身边的自然科学，它们的有效性和真实性都是可以通过实验验证的，而人类今天的科学已经延伸到了远远超越我们人类感知能力的范围，我们需要未来几百年甚至几千年后发展出更先进的感知技术探测技术才有可能逐渐验证我们今天的科学理论，这就给我们出了一个难题，难道像弦理论平行宇宙理论这些由于尺度太大或者尺度太小而远远超出我们感知能力的科学领域难道要等几百年才能被验证才能被我们应用起来吗？

当然不会，科学家们其实有一个共识，那就是数学宇宙假说，就是说只要这套理论在数学模型中存在并且自洽那么基本上就可以认为它是可信的，一直以来我们的科学研究也是这么个三步走，首先就是提出理论假设，第二步就是数学来验证，第三步就是实验验证，而目前我们科学发展到了第三步实验验证很难做到的地步了，那么数学理论推导就很重要了，而且历史证明了数学逻辑是严谨的，没有错误的，错的只有人自己，一切自然科学人文科学等等所有人类的文明其实都是建立在数学基础之上的。

数学允许存在的就一定存在，即使我们的宇宙不存在，那在其它的平行宇宙也一定是存在的，而数学不允许的东西就一定不存在，这就是现在科学界的共识，前面也提到了很多新的物理学理论的提出其实都是建立在早就存在的数学模型之上的，只是当时的人们不知道这个复杂的数学模型能够对应现实世界的什么东西，另外数学宇宙的假说解决了一个问题，那就是无穷后退问题。

这是什么问题？举个例子说一下，比如说一颗钻石的性质可以用碳原子的性质和排列来解释；而碳原子的性质可以用其内部的质子中子和电子的性质来解释；而质子的性质可以用其内部夸克的性质来解释；那么夸克的性质怎么解释？把它再掰开来揉碎了看看里面到底还有什么就行了，这么下去子子孙孙无穷匮也解释不完，总要用其内部的性质和构造来解释其外部的性质，那么数学宇宙的假说就解决了这个问题。

如果世界的底层逻辑就是数学，就好像是一个数字1一样，它就是个1它自身什么都不代表，也没有任何性质，所有的数字1都一样，用数学揭开了宇宙深处最底层的神秘面纱，数学解释着我们宇宙中从宏观到微观的一切，牛顿以前的人们都认为我们生活在一个欧几里得空间中，然而爱因斯坦告诉我们我们其实是生活在黎曼空间中，后来量子力学告诉我们我们其实是生活在希尔伯特空间里。

有人可能会说这个我早就知道了，我们的世界是数字的，我们其实是生活在一个神级文明的程序里，整个宇宙都是数字化的，这个其实不是一回事，我说的是我们的宇宙是数学的不是数字的，这是两回事，不过我听过一个很科学的假说专门讨论了一下关于数字世界的事情，就是说如果我们的宇宙是数字的那么就一定存在一个不可分割的最小单位，就是跟计算机里的分辨率一样，我们现在发现的最小的粒子就是夸克，虽然夸克有很多种，但是理论上夸克应该还可以再继续分下去，只不过对我们来说意义不大，而且要建一座更大的粒子对撞机，那成本也是高的吓人，所以说目前为止还没有人说把夸克再分解或者说研究一下，把电子和光子也分解一下看看还有啥。

如果有一天可以证实夸克已经是最基本的粒子，理论上已经不可分了，那就说明的我们的宇宙确实是数字的，因为存在最小单位，但是如果我们的宇宙是数学的话那就不可能是数字宇宙了，因为数学单位是可以无限细分的，无论基本单位自身具不具备有意义的性质，它都可以无限细分，这个数字世界的事其实无论想要证明还是证伪都很难做到，但是这个假说其实还有一个问题，那就是它引发了另一个层面的无穷后退问题，我们的宇宙如果是神级文明创造的数字世界的话，那么那个神级文明又是谁创造的？所以说数学宇宙的假说也终结了这个层面上的无穷后退问题。

但是数学宇宙的假说又引发了另一个值得深思的问题，那就是当把一切粒子都分解到最终，发现一切事物的最根本的特性其实都是没有实在性质的数学结构，那么我们自身和我们的世界算什么？我们真实感受到的世界身边的人身边的事儿岂不是从本源上说都不过是复杂点的数学结构？那么我们所谓的真实世界岂不是变得不那么真实了？说到这幻想和现实的界限都已经变得模糊不清。

不过这个可不单是数学宇宙表达的世界，即便是在量子力学中科学家也发现原子的内部几乎99%都是空无一物的，质子中子和电子在原子内部实际上是有非常广阔的活动空间的，那也就是说我们自身也有99%是空的，而数学宇宙只不过是把剩下的1%也给分解成了数学结构而已，看到这里是不是有一种万物皆空万法皆无的感觉？

结语

前三个平行宇宙都处在数学宇宙之中，而数学宇宙里的一切事物，只要是数学允许的就都存在，而且存在无数个，只要是数学允许的事情也都存在，而且发生了无数次，这就是我们生活的神奇的世界，我们受到感知力的限制而无法感受到的神奇的世界。