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第 03 章 / 共 12 章

第三章 · 无限里的复制品

先洗牌

一副新扑克牌,52 张,出厂时按花色排得整整齐齐。你洗一次,顺序乱了。再洗一次,更乱。问:要洗多少次,才能把这副牌洗回出厂的顺序?

52 张牌的排列总数是 52 的阶乘——52×51×50×…×1,约等于 8 后面跟 67 个零。这个数字大到什么程度?假如全宇宙每个人从宇宙诞生起每秒洗一次牌,洗到今天,出现过的排列也只是这个数字的零头的零头。答案是:你基本永远洗不回去,因为可能的排列实在太多了。

现在把问题反过来:如果排列方式有限,而你洗牌洗无限多次,会怎样?答案同样确定:每一种排列都会出现,而且出现无限多次。包括出厂顺序,包括你手上这一把,包括任何你叫得出名字的顺序。这不是"可能",是数学上的必然——有限的盒子装不下无限的尝试,必然重复。

大白话:有限的排列 × 无限的机会 = 每种排列都必然出现,而且无限次。整章就靠这一句。

把扑克牌换成宇宙

第二章说了:视界之外几乎肯定是更多同样的空间,一直延伸。现在问:这个"一直延伸"是有限还是无限?

坦白说,没人知道。空间可能有限(比如像气球表面那样弯曲闭合),也可能无限。但宇宙学家测过空间的弯曲程度,结果是:在目前测量精度内,空间是平的,没有可探测的弯曲。平直的空间最自然的延伸方式就是无限。所以我们按"无限"这个完全站得住的假设往下推,看它推出什么。

接下来是第二个事实:一立方米的空间里,物质能有多少种摆法?粗略一想似乎是无限的——每个原子的位置都是连续坐标,可以有小数点后无数位。但量子力学说不行:微观状态是颗粒状的,一个给定体积、给定能量的区域里,粒子的可能状态数是有限的(极其巨大,但有限)。就像一副牌的张数固定:牌很多,排列数天文般巨大,但终究是个有限的数。

现在把两条拼起来:

  1. 空间无限 ⇒ 有无限多个"我们这么大的区域"(区域取多大都行,比如取一个可观测宇宙那么大);
  2. 每个区域里物质的排列方式有限。

有限的排列,无限的机会。每一种排列必然出现,而且无限多次。包括"你所在的这个可观测宇宙、每一个原子都一模一样"的那种排列。那里有一个和你分毫不差的人,在分毫不差的地球上,正在读这段文字的第——好吧,他不知道自己在哪个版本里,你也不知道。

那个"你"有多远

这不是空对空的哲学,物理学家真的算了数。泰格马克给的量级估算是:和你一模一样的复制品,平均距离大约 10 的 10^29 次方米;而和你所在的整个可观测宇宙——上千亿个星系、每一个原子都分毫不差——完全一样的复制品,要到大约 10 的 10^118 次方米外才能遇到一个。

这两个数字的相对关系本身就在讲道理:结构越大,要它一模一样就越难,所以复制品必然离得越远。"一个你"已经远到荒谬,"整个你的宇宙"更是荒谬的十亿次方级别。

停。我知道这些数字已经失去意义了,这正是要点。这个距离大到"距离"这个词失效了

——它远超任何可观测范围,光速都追不上空间膨胀的速度,你和那个复制品之间永远不会有任何因果联系。他不会给你写信,你也不可能去敲门。

所以第一层平行宇宙有个奇妙的性格:结论极强,后果极弱。它几乎是纯数学推论——只需要"空间无限 + 量子状态有限"两个相当体面的假设,复制品就必然存在,没有任何神秘成分;但正因为它远到永远接触不到,它不改变你的任何决定。明天早上你还是该上班上班。

为什么物理学家对它最宽容

四层平行宇宙里,第一层挨的骂最少。原因值得记住:它没有引入任何新假设,只是把"我们已经相信的物理"推广到"看不见的地方"。后面几层每层都要多押一个赌注——暴胀要押"永恒暴胀",多世界要押"波函数不塌缩",第四层要押"数学即存在"。押的注越大,争议越凶。

但第一层也留下了一个真正不舒服的问题:如果空间无限,那"和你一模一样的人"有无限多个。哪个是你?你说"我此刻在做选择"的时候,无限多个"你"在做一模一样的选择。这个关于"我到底是谁"的痒处,先记着,最后一章我们会回来挠它。

在那之前,先要爬第二层:如果说第一层只是"同一个宇宙里很远的地方",第二层就是真正的"别的宇宙"了——它们有自己的大爆炸,自己的物理常数,甚至自己的空间。要讲它,得先讲清楚大爆炸本身哪里不对劲,为什么物理学家要在它前面硬塞一段叫"暴胀"的剧情。下一章见。

平行宇宙 · 王建硕
费曼式写法 · 由多个 AI 代理撰写与互相审校