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    多重宇宙:科学家努力寻找证据

    日期 2013-06-05   来源:新华网 来源:光明日报   作者:  【 】   【打印】   【关闭

      伟大的波兰天文学家尼古拉·哥白尼用日心说推翻了长达2000多年的人类传统宇宙观,至此,人们对宇宙的认识进入了一个日新月异的新境界。然而这种日新月异还有一个“框”:宇宙是唯一的。今天,人们对宇宙的认识或许将被颠覆——多重宇宙,我们生存的宇宙或许只是无数宇宙中的一个!

      争议由哲学而起

      宇宙的原始含义是“一切”。多重宇宙包括宇宙中存在的和能够存在的一切事物——空间、时间、物质、能量,有时也被称为“平行宇宙”。每个宇宙内部都可能有共同的相似结构——空间、时间、物质、能量、常数、法则……也可能各有其特色。

      其实,多重宇宙并不是科学的“专利”。几个世纪以来,西方哲学家们就“多重宇宙”或“多重现实”进行十分激进的思考和争论。

      1896年,著名美国实用主义哲学家与心理学家威廉·詹姆士首次使用了“多重宇宙”这个词。他在《新世界》杂志第5卷上发表的《信仰的意志》一文中写道:“可视的世界本质上是可塑的、不同的,是一种多重宇宙——人们可能如此称呼,换句话说,而不是一个宇宙。”

      在威廉·詹姆士之前,著名英国哲学家大卫·休谟在18世纪末就设想了一幅“多神论”的情境——这些神的资质良莠不齐,创造出来的宇宙质量高下不等。在《自然宗教对话录》一书中,他驳斥了许多在当时非常流行的关于上帝存在性的论证,将矛头直指这些论证当中对于神创论完美本质与神的唯一性的假设。关于“多重世界”及其可能存在的缺陷,休谟指出:“你必须承认,从我们狭小的视野,我们是不可能说出,这个宇宙体系比起其他可能的,甚至真实的宇宙体系来,是否包含有任何巨大的错失,或值得任何巨大的赞美……”

      应该说,“多重宇宙”一开始并不是一种科学的争论。澳大利亚天体生物学中心自然哲学教授保罗·戴维斯今年4月12日曾在《纽约时报》上发表《多重宇宙简史》一文,介绍了多重宇宙理论非科学的各种各样的争议。其中一个重要争议是,如何确定其他宇宙的存在?为了证明多重宇宙的真实存在,一些人接受了一种宇宙宗教神学的观点。这种观点认为,宇宙中存在着现代高科技天文望远镜也无法探测到的其他宇宙。信徒们坚信,虽然目前人类的理论、技术尚不能觉察和理解到我们的宇宙之外的其他宇宙的存在,但它们不以人的意志为转移存在着——我们看不见的“至高无上的造物主”,或者说“伟大的设计者”创造了整个宇宙,而不是一个宇宙,甚至可以说是多个“上帝”创造了多个宇宙——换句话说,只要你坚定地相信,那么它们就存在。

      科学家努力寻找证据

      然而,严格的科学家们需要看到的是证据。

      近日,美国的宇宙学家们表示,他们根据今年3月欧洲航天局公布的“宇宙全景”——宇宙微波背景辐射图,找到了“多重宇宙”存在的一个重要证据。

      这幅图是依据“普朗克”上的天文望远镜历时15个月观测到的数据而绘制成的,是迄今为止最精确的全天域宇宙辐射图。这幅图显示,目前宇宙中仍存在138.2亿年前的宇宙大爆炸所发出的辐射,这比科学家之前的估计早5000万年左右。而根据大爆炸模型推算,宇宙年龄大约为138.2亿年。同时,观测图也对之前宇宙物质的组成做出了微量修正,即物质所占比例为31.7%,略微多于之前的分析;而“暗能量”的比例为68.3%,稍微低于之前的估计。欧洲航天局表示:“由于普朗克地图的精确性是如此之高,它(这幅‘宇宙全景图’)可能揭示了宇宙某些迄今尚特别难以解释的奇异特征——我们可能需要新的物理学才能理解。”

      美国北卡莱罗纳大学教堂山分校的理论物理学家劳拉·梅尔辛·霍顿说,辐射理应均匀分布在整个宇宙空间之中。但在这幅宇宙微波背景辐射图中,宇宙南部的辐射量却更大,更为奇怪的是,在这一区域内还存在一个很大的“冷点”。她认为:“这种异常现象是宇宙大爆炸时其他宇宙对我们宇宙的重力拉扯所导致的。这是迄今为止,我们发现的有其他宇宙存在的首个确凿证据。”梅尔辛·霍顿表示,尽管至今仍有一些科学家对其他宇宙存在的理论持怀疑态度,但上述这些发现的确是朝改变物理学观点的方向迈出的一大步。

      英国剑桥大学的理论物理学家马尔科姆·佩里也认为,这些发现可能是其他宇宙确实存在的真实证据。与此同时,他的同事、天体物理学教授乔治·艾夫斯塔休教授说:“这样的观点现在听起来可能非常古怪,正如三代人之前提出的宇宙大爆炸理论所引起的反应一样。但当我们获得了确凿的证据,它将彻底改变我们对宇宙的认识。”

      宇宙,巨大的未知

      因为没有更多的理论和证据,目前大多数科学家仍对“多重宇宙”这一观点持审慎的态度。显然,如果真的存在无数个可能的世界,我们也许将得出许多异乎寻常的推论,我们到目前为止所建立的一切理论或许都需要改写。这难免令人忧心忡忡。

      但科学家们都认为,研究这一课题将让人类更多地了解我们存在的宇宙。英国皇家天文学会前会长、剑桥大学三一学院院士、宇宙学与天体物理学荣誉退休教授马丁·里斯爵士就说,研究这些不同的宇宙可以让人类了解自己的宇宙。宇宙学家、南非开普敦大学荣誉退休数学教授乔治·F·R·埃利斯也认为,多重宇宙理论是一个“富有生产性的研究项目”。虽然他怀疑多重宇宙的存在,但他认为对其的探讨是我们进一步研究宇宙的本质和“存在”的终极本质的一个绝好机会。埃利斯认为,对于多重宇宙,我们需要开放的思维。“在科学基础上的哲学怀疑,没有什么是错的——多重宇宙假设也是。但我们需要研究它到底是什么。”

      仰望星空,宇宙,还是一个巨大的未知。虽然今天人类的科技与理论已经有了长足的进步,但面对浩瀚的宇宙,应该说尚处于非常原始的起始阶段。或许就如美国加利福尼亚大学圣克鲁斯分校教授安东尼·阿奎尔的预测:在宇宙永无止尽的膨胀中,多重宇宙(他称之为“宇宙泡泡”)之间的碰撞可能在宇宙微波背景辐射图中留下证据,而这些证据需要下一代人造卫星去捕捉。也许只要我们持之以恒,也许总有一天会找到。