物理随谈（16）：霍金仅用一句话，证明了平行宇宙不存在

霍金在临终前发过一篇论文：《永恒暴涨论的出路？》（A smooth exit from eternal inflation?）链接：https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP04(2018)147 这是《时间简史》作者给出的最后一项关于宇宙起源的理论。（可我翻了一大遍时间简史都没找到）

在这篇论文里，他证明了平行宇宙没那么多——应该是说平行宇宙数量不是无限的意思……

那是为什么呢？

平行宇宙不是无限的

霍金曾在去年秋天接受采访时说道：“常规的永恒膨胀理论预测宇宙是一个无限的分形，在膨胀的海洋中，镶嵌着不同的口袋宇宙。”

人类所处的这个“泡泡”中的物理法则，比如光速是300000km/s，无法适用到其他“泡泡”里。这些迥异的小宇宙，共同构成一个多元宇宙。

“我从来就不喜欢多元宇宙这个概念。如果多元宇宙中的不同宇宙是无限的，那这个理论就无法得到验证。”霍金却说道。

在最后的论文中，霍金和赫托格提出多元宇宙论推出的这种叙事是错误的，或者用论文标题的比喻来说，“给永恒膨胀找到一个平滑的出口”。“我们预测宇宙在整体上是平滑而有限的。这不是个无限的分形结构。”霍金关于论文说道。

这个平滑的出口是如何找到的呢？赫托格解释道，传统的永恒膨胀理论假定宇宙整体背景依据爱因斯坦的广义相对论演化，量子效应在此基础上提供了一些涨落。然而，永恒膨胀的内在动力消除了经典力学和量子力学的分割，相对论由此崩溃。

霍金和赫托格利用弦理论统一相对论和量子力学，从而重新计算永恒膨胀问题。弦理论是一种支试图将四种相互作用力统一起来的理论，认为自然界的基本单元是微小的“弦”，弦在振动和运动过程中产生基本粒子。

具体来讲，他们借用了弦理论中的“全息”概念：整个宇宙是一张巨大而复杂的全息图，三维空间中的物理现实在数学上可以简化投影到二维平面上。

霍金和赫托格发展出了“全息”概念的一个分支，将永恒膨胀理论中的时间维度投射出来，从而摆脱对爱因斯坦理论的依赖。在这个模型中，永恒膨胀被简化为时空起点上的一张空间曲面。

霍金此前提出的宇宙“无边界条件”预测如果回溯到宇宙开始时，宇宙会像半球一样闭合。但这篇论文给出了不同的结果：当回溯到某个节点，就会到达永恒膨胀的门槛。过了那个门槛，人类熟知的时间概念会失去意义。

“现在我们要发现在过去还是有边界的。”赫托格说道。

霍金和赫托格用这种新方法计算出了永恒膨胀理论的一个平滑出口，导向有限的宇宙，比此前的永恒膨胀理论建构的无限分形结构简洁得多。

“我们没有减少到一个唯一的宇宙，但我们的结果还是大大简化了多元宇宙，可能存在的宇宙的范围要小得多。”赫托格说道。这也增加了理论的可验证性。

平行宇宙不存在？

然而，霍金这句话却已证明了平行宇宙不存在。

这是因为平行宇宙必须是无限的。

解释

我们先想想，如果平行宇宙不是无限的，那会是如何？

平行宇宙是纠缠态。也许在另一个平行宇宙里，我写的这篇文章不是这样写的，或是我没写这篇文章。这如果是有限的还好，不过如果我写的文章只不过是写一个A而已，昂或是两个A，三个A，四个A……无限个A，而且还有BCDEFG……25字母，在组合起来，还有中文，中文加英文……不就是无限了吗？

再给一个例子，你现在也许在说话，在睡觉，在吃饭，而你说话的内容都不同，无限个可能性，睡觉姿态无限可能性，吃饭方法无限可能性……这就是无限。

那么那平滑的出口又怎么说？霍金也忘了一件事，我们的宇宙是三维宇宙，我不确定他说的是个二维的平滑出口，还是个像虫洞那样“不存在”的东东。如果是说宇宙是像个半球体那样闭合，那么宇宙膨胀又是啥样了？所以笔者认为这有些科幻，不过我想看看他们的计算，这样才能做出正确判断。

完

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