很容易想象其他宇宙，受稍微不同的物理定律支配，其中不会出现智能生命，也不会出现任何类型的有组织的复杂系统。因此，我们是否应该对存在一个我们能够出现的宇宙感到惊讶？
这是包括我在内的物理学家几十年来一直试图回答的问题。但事实证明这很困难。虽然我们可以自信地将宇宙历史追溯到大爆炸后的一秒，但之前发生的事情更难衡量。我们的加速器根本无法产生足够的能量来复制第一纳秒内普遍存在的极端条件。
但我们预计，正是在最初的一瞬间，我们宇宙的关键特征被印记了下来。
宇宙的状况可以通过它的“基本常数”来描述——自然界中的固定量，例如引力常数（称为 G）或光速（称为 C）。其中大约有 30 个代表粒子质量、力或宇宙膨胀等参数的大小和强度。但是我们的理论并没有解释这些常数应该有什么值。相反，我们必须测量它们并将它们的值代入我们的方程式以准确描述自然。
这些常数的值在允许复杂系统（例如恒星、行星、碳以及最终人类）进化的范围内。物理学家发现，如果我们将这些参数中的一些参数微调几个百分点，就会使我们的宇宙变得毫无生气。因此，生命存在这一事实需要一些解释。
有人认为这只是一个幸运的巧合。然而，另一种解释是，我们生活在一个多元宇宙中，包含具有不同物理定律和基本常数值的域。大多数可能完全不适合生活。但从统计学上讲，有些应该是对生命友好的。
迫在眉睫的革命？
物理现实的范围是什么？我们相信它比天文学家所能观察到的领域更广泛，即使在原则上也是如此。该域绝对是有限的。这主要是因为，就像在海洋上一样，有一个我们无法看到的地平线。正如我们不认为海洋就在我们的地平线之外就停止一样，我们期望星系超出我们可观测宇宙的界限。在我们不断加速的宇宙中，我们遥远的后代也永远无法观察到它们。
大多数物理学家会同意存在我们永远看不到的星系，而且这些星系的数量超过了我们可以观察到的星系。如果它们延伸得足够远，那么我们所能想象到的一切都可能会一遍又一遍地重复。远远超出地平线，我们都可以拥有化身。
这个巨大的（而且主要是不可观察的）领域将是“我们的”大爆炸的后果——并且可能受我们可以观察到的宇宙部分中普遍存在的相同物理定律的支配。但是我们的大爆炸是唯一的吗？
暴胀理论表明，早期宇宙经历了一段时期，其体积每万亿分之一万亿分之一秒翻一番，这一理论具有真正的观测支持。它解释了为什么宇宙如此巨大和光滑，除了作为星系形成“种子”的波动和涟漪。
但包括安德烈林德在内的物理学家已经表明，在这个古老时代的不确定物理学的一些具体但合理的假设下，将会有“永恒”的大爆炸产生——每一次都会产生一个新的宇宙。
弦理论试图将引力与微观物理学定律统一起来，它推测宇宙中的一切都是由微小的、振动的弦组成的。但它假设存在比我们体验到的维度更多的维度。它表明，这些额外的维度紧密地结合在一起，以至于我们没有注意到它们。并且每种类型的致密化都可以创造一个具有不同微观物理学的宇宙——因此其他大爆炸在冷却时可能受不同的定律支配。
因此，从这个更宏大的角度来看，“自然法则”可能是管理我们自己宇宙斑块的地方法规。
我们只能看到宇宙的一小部分。图片来源：NASA/James Webb 太空望远镜
如果物理现实是这样的，那么就有真正的动机去探索“反事实”宇宙——具有不同引力、不同物理等等的地方——探索什么样的参数范围会允许复杂性出现，以及哪些会导致无菌或“死胎”宇宙。令人兴奋的是，这还在进行中，最近的研究表明，你可以想象比我们自己的宇宙对生命更友好的宇宙。然而，大多数物理常数的“微调”都会使宇宙胎死腹中。
也就是说，有些人不喜欢多元宇宙的概念。他们担心这会使用基本理论来解释常数的希望变得徒劳无功，就像开普勒将行星轨道与嵌套柏拉图固体联系起来的命理学探索一样。
但是我们的偏好与物理现实的实际情况无关——所以我们当然应该对即将发生的宇宙学大革命的可能性持开放态度。首先，我们有了哥白尼式的认识，即地球不是太阳系的中心——它围绕着太阳旋转。然后我们意识到在我们的银河系中有无数个行星系统，在我们可观测的宇宙中也有无数个星系。
那么，我们的可观察领域——实际上是我们的大爆炸——是否可能只是一个更大且可能多样化的整体的一小部分？
物理学还是形而上学？
我们怎么知道我们的宇宙有多不典型？要回答这个问题，我们需要计算出每个常数组合的概率。那是一罐我们还不能打开的蠕虫——它必须等待巨大的理论进步。
我们最终不知道是否还有其他大爆炸。但它们不仅仅是形而上学。有一天我们可能有理由相信它们的存在。
具体来说，如果我们有一个描述超早期大爆炸极端条件下的物理学的理论——如果该理论已经以其他方式得到证实，例如通过推导粒子物理学标准模型中的一些无法解释的参数——那么如果它预测了多次大爆炸，我们应该认真对待它。
批评者有时会争辩说多元宇宙是不科学的，因为我们永远无法观察到其他宇宙。但我不同意。我们无法观察到黑洞的内部，但我们相信物理学家罗杰彭罗斯所说的那里发生的事情——他的理论与我们可以观察到的许多事情一致，因此获得了可信度。
大约 15 年前，我在斯坦福大学的一个座谈会上被问及我们对多元宇宙概念的重视程度——在“你愿意拿你的金鱼、你的狗还是你的生命打赌”的规模上。我说我已经接近狗的水平了。林德说他几乎要赌上自己的性命。得知此事后，物理学家史蒂文·温伯格 (Steven Weinberg)表示，他“乐意拿马丁·里斯的狗和安德烈·林德的生命做赌注”。
可悲的是，我怀疑林德、我的狗和我在得到答案之前都已经死了。
事实上，我们甚至不能确定自己是否理解答案——就像量子理论对猴子来说太难一样。可以想象，机器智能可以探索一些弦理论的几何复杂性，并吐出标准模型的一些通用特征。然后我们会对这个理论有信心并认真对待它的其他预测。
但我们永远不会有理论家最大满足感的“顿悟”时刻。最深层次的物理现实可能是如此深刻，以至于它的解释必须等待后人类物种——根据口味可能令人沮丧或令人振奋。但我们没有理由将多元宇宙视为不科学。 
本文根据知识共享许可从The Conversation重新发布。阅读原文。
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