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万物简史      
作者:布森特    出版日期:2018年2月    出版社:民主与建设出版社   
心中关于万物的所有困惑与疑问之书,打开万物文明新篇章,近距离与科学巨匠深度对话,走进人工智能新时代,层层讲透万物的起源、进程、演变以及科技文明对未来世界的激荡与重建,读懂这本书,你就读懂了人类文明
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  • 商品编码:BCYJ00032
  • 国际标准书号ISBN:9787513919159
  • 作者:布森特
  • 出版日期:2018年2月
  • 版次:1
  • 装帧:平装
  • 开本:16开
  • 出版社:民主与建设出版社
简单描述
这是一本解开你心中关于万物的困惑与疑问之书。 宇宙的边界在哪里?一个成年人的身体果真蕴藏着30颗氢弹的能量?瑞典古生物学家贾维克为什么要把数错了的脚趾的化石藏了48年仍不让人看? 基因技术将会把人累带向何方?知识是否可以制成芯片植入大脑?人类何时能移民其他星球?月球可否成为虫洞的连接器?未来人类可将自己的意识下载到超级电脑? 答案尽在布森特所著的《万物简史》中,本书层层讲透万物的起源、发展、演变以及科技文明对未来世界的激荡与重建。 读懂这本书,你就读懂了人类文明。
目录
前 言 / 01宇宙究竟是什么/ 0011.被神话支配的宇宙 / 0032.宇宙大爆炸 / 0133.空间和时间 / 0224.一个宇宙还是多个宇宙 / 0335.“地心说”和“日心说” / 0416.牛顿和万有引力 / 051开始给地球做体检/ 0611.地球是如何诞生的 / 0632.大航海时代的梦 / 0713.义无反顾的大测定 / 0804.地质学上的争论 / 0895.会漂移的大陆 / 100从宏观进入微观 / 1111.地球上的基本物质 / 1132.给元素列出一个清晰的表格 / 1223.放射性物质的发现 / 1304.最小的物质 / 1385.永无止境的探索 / 148制造生命诞生的摇篮/ 1551.被选中的地球 / 1572.被大气包裹的星球 / 1663.神秘的海洋 / 174生命的进化之旅/ 1851.生命的起源 / 1872.寒武纪生物大爆发 / 1983.从海水走向陆地 / 2064.几根骨头建立起来的怪物时代 / 2145.物种灭绝事件 / 2236.哺乳动物的开始 / 234文明的新纪元/ 2411.达尔文与《物种起源》 / 2432.遗传规律与神秘的DNA / 2533.出人意料的大跃进 / 2684.扩张与生存 / 2795.文明历程的开启 / 2896.进步还是毁灭 / 298
作者简介
布森特,学者。长期研究世界高端科技及人类文明的发展与演变,遍访全球,阅遍怀德纳、乔治皮埃尔、不列颠等稀世馆藏资料,对科学有着独特的洞见与真知。三年创作,八易其稿,终成此书——《万物简史》。甫一上市,受到业界权威人士的高度认同,万千读者口碑推荐。
编辑推荐
这是一本解开你心中关于万物所有的困惑与疑问之书 ◆从混沌宇宙未来世界,打通人类命运的终极命脉 ◆层层讲透万物的起源、进程、演变以及科技文明对未来世界的激荡与重建 ◆与科学巨匠进行前所未有的深度对话,探索宇宙与世界的奥秘,读懂这本书,你就读懂了人类文明。
书摘
地质学上的争论 在勘测地球的时候,科学家们发现了一个奇怪的现象,一些鱼类和贝壳类的动物化石竟然会出现在高山顶上,比如说阿尔卑斯山上。这显然不是什么恶作剧,事实上这是一个很普遍的地质现象,很多高山上都存在这样的海生物化石。因此,科学家不可避免地联想到一个事实,那就是在很久以前,这些大山还位于大海中。 这就是著名的“水成论”,支持这一学说的人认为岩石是水作用而形成的,他们将大海当成万能的地理学宝典,觉得那些奇怪的地质现象大都和大海运动有关。为什么海生物的化石会跑到山顶上去?原因再简单不过了,那就是海平面的升降引起的,而山脉、丘陵也都是在全球大洪水时期的冲刷中形成的。 “水成论”的代表人物是德国矿物学家韦尔纳,他是研究矿物的专家,经常外出旅行收集各种矿物,依靠着丰富的专业知识,他在1787年发表了《岩石分类》的小册子,在有关岩石分类中,他将岩石划分为原生岩、过渡岩、盖层岩和冲击岩。他还对这些不同岩石的出现提出了解释。 在地球形成的初期,地表基本上全部都被海洋覆盖,海洋的深度足以与高山的高度相比。随着时间的推移,海水中溶解的矿物质在化学作用下结晶,逐渐形成了岩石层。其中完全没有化石的花岗岩最先出现,然后是具有少量化石的板岩、石英岩,接着是有大量化石的石灰岩和煤;最后是沙石和泥土。在韦尔纳看来,地球就是一个毫无动静的大呆球(不包括自转和公转),地壳内部根本没有任何运动。包括阿尔卑斯山等一些高山原先都是泡在海水里的,直到某一天,一个大星球和地球擦肩而过,吸走了很多水分,这才导致地球水位下降,露出了陆地和高山。不得不说这个想法很惊人,看上去沿袭了大星球靠近太阳而吸出大量物质的套路,但无论如何这些设想基本上把一些问题说通了。 韦尔纳依靠着自己对岩石和矿物的了解,不断丰富自己的观点,与此同时,他也是一位教育家,具有出色的演说能力和出色的逻辑思维能力,再加上自己为事业奋斗一生的奉献精神(一生未曾娶妻),自然吸纳了不少学生和学者。所以在很长一段时期内,韦尔纳和他的观点在欧洲地质学界占据统治地位。 不过并不是所有人都认同这样的观点,有些人站在反对面提出了新的设想,这就是著名的“火成论”,即认为整个地球的外貌都是火山和地震引起的,地球在内力和外力的作用下才形成了这些变化。这和遥远的大海没有丝毫的关系。为了让“水成论”的支持者难堪,他们提出了一个难题:既然有人认为地球存在大洪水时期,而且那些洪水大到足够湮没阿尔卑斯那样的高山,那么在洪水退去之后,这些水究竟流到哪里去了?它们不可能凭空全部蒸发掉了吧?他们可不打算相信一颗大星球在邂逅地球之后,竟然“拐走了”大量的水。但他们也并没有能够解答出为什么鱼类的化石、贝壳类的化石跑到山顶上去。 这场争论持续了很久,也没有得出一个让大家都满意的结论。就在这个时候,“火成论”中出现了一个出色的地质学家郝顿。这位出生于苏格兰的地质学家是一位商人的儿子,一直过着不愁吃穿的富足生活,商人去世之后,他更是依靠着遗产过着绅士一般的生活。他曾在爱丁堡大学、巴黎大学以及荷兰的莱顿大学念书,先后学过化学和药物学,也接受了法学和医学教育,但他厌倦了这一切,转而学习农业,并且花费了很长一段时间在自家农场里进行各种古怪的农业科学实验,当然最后他同样厌倦了与牛羊打交道。 颇具讽刺意味的是,在务农期间,他并没有想出太多能够帮助农业生产的方法,更多时候,他却在细心研究土壤的成因,并对地质学产生了兴趣,所以在那之后他花了十四年的时间学习有关自然史的书籍,自学了矿物学和地质学。那时候,他自然也听说过“水成论”,但是却并不认同那些观点,而且在解释鱼类化石为什么出现在山顶上时,提出了一个很重要的推断: 既然岩石经过腐蚀会分解成土壤颗粒,而土壤颗粒被水流冲走了吗?而如果这个过程一直持续下去的话,整个地球的表面应该被冲刷得非常光滑才对,但事实上地球上有很多的丘陵和大山。这样一来就证明了水流并不是造成地球外貌的主要因素,一定有另外一种力量在支配这一切,它以某种强大的力量隆起和更新,制造了丘陵与大山。所以郝顿认为山顶上的海生物化石不是大洪水退去的时候留下的,而是在地球内部发生运动时,随着高山一起隆起时出现的。通过观察,他推测是地球内部的热量创造了岩石和大陆。 在苏格兰和英格兰,郝顿发现很多玄武岩和花岗岩都以岩枝和岩墙嵌入式的形态存在,并存在受热后变质的状况,所以他断言这些演示是岩浆冷却后的产物,或者说是地下火山的一部分。正因为如此,他猜测山脉也是地下火山的大量岩浆往上涌动的时候形成的。炽热的岩浆充斥整个地球内部,产生巨大的能量,就像瓦特的蒸汽机一样。 1785年,郝顿第一次将自己的观点写成论文,然后在爱丁堡皇家学会的会议上宣读,他提及了那种神秘的内部力量以及地球的断裂等词汇,结果在场的人纷纷表示头痛,根本没有人能够听懂这些稀奇古怪的话。执着的郝顿可不打算被一群“立场不一致”的人所干扰,随后他花了十年时间写了一本大书(分成两卷)。在书中,他一遍又一遍强调自己的观点,并且尽可能详细地进行描述和解释,最终书的内容多达一千多页。由此可见,书中的内容有多么繁杂和无聊,连他最好的朋友也无法想象这本书会有多少吸引力。 很显然,这一次郝顿弄巧成拙,也许这要归咎于他那些糟糕的文字整合能力和漏洞百出的思维能力,总之直到1797年他去世,他的观点也仍未被世人认可,直到他去世五年之后,他的好朋友约翰?普莱赛尔才想办法将他的著作进行消化和整理,并写成了《关于郝顿地球理论的说明》一书。约翰?普莱赛尔是爱丁堡大学的数学教授,但幸运的是他拥有不错理解能力和出色的文笔,这本书简洁优美,内容充实,成为了推动郝顿学说的重要助力。尽管在1807年成立的伦敦地质学会上,全部的十三位会员都是“水成论”的支持者,次年这个团队又增加了四个会员,但是只有一人表态支持“火成论”。但是随着越来越多的人理解和接受郝顿的思想,“火成论”慢慢成为了一个主流思想,并在延续了四十年之久的“水火”争论中占据了先机。 这一场争论有效推动了地质学的发展,尽管两个派别在争论中出现了喧闹和谩骂等一些不那么光彩的现象,但是这无碍于水火之争给地质学发展带来的积极效果,在那之后地质学开始逐步走向成熟——人们发现地球科学不能仅仅只依靠理论,还需要进行实验来验证,所以实验地质学很快应运而生,并且出现了一位伟大的奠基人——霍尔。 霍尔是一名地质学家、物理学家和化学家,早年曾在英国剑桥基督学院受教育,作为一名治学严谨的科学家,他并没有被自己的思维束缚。作为郝顿的好朋友,他早年支持“水成论”,不过他也并不盲目信任任何一种学说和观点,而是亲自去阿尔卑斯山和意大利的西西里地区考察,渐渐他发现郝顿的“火成论”似乎更能够说明地质问题。 实验、实验、再实验,这就是霍尔先生所坚持的准则,但凡遇到什么难以解释的现象,或者产生了某种疑问,他的第一个念头就是:实验。也正是因为本着这种出色的实验意识他对地质学有了一个更加深入的了解,而且他还准备帮助遭受非议的郝顿解围,在他看来,实验室里可以得出自己想要的很多东西。不过郝顿认为地质学的范围太广,实验室不可能完全验证所有的结果。 对于一个一门心思潜心做实验的人来说,这种劝告几乎不起任何作用。1790年的时候,霍尔在实验室中有了一个惊人的发现,他将绿色的结晶体(玻璃)高温熔化之后,进行冷却,获得了一些白色不透明的结晶物质,紧接着他又重新将这些白色物质进行熔化并冷却,结果又变回了绿色的物质。经过多次实验,结果依然如此。这个实验证明了什么呢?很显然,这可不是霍尔在做没完没了的游戏,而是从中得出一个结论:玻璃和结晶体物质是同一种物质,只不过在经历高温又被冷却之后改变了形态,而郝顿此前却认为两者是截然不同的物质。 霍尔并不打算就此停住脚步,所以他很快进行了另外一次重要的实验。这一次,他将一些暗岩石进行高温熔化,然后分别采用了快速冷却和缓慢冷却的方法,得出了结构相同但外形不一样的物质,由此他推断不同的冷却速度会造成岩石的迥异,而暗岩石就是岩浆缓慢冷却后的产物。 那时候,没有人会在实验室中挖掘地质学的真相,他们更喜欢单纯地做点化学小实验,像郝顿有事没事就喜欢在实验室里倒腾一下,但霍尔却将实验融入到地质学研究当中来。联想到他在苏维埃特纳和黎波里所观测到的熔岩装填,他根据实验结果进行了推测,认为岩墙之所以会出现内外不同的岩石结构,就是因为外面的冷却速度更快,而里面的冷却速度缓慢造成的。后来他将自己的实验成果写成了一本书——《关于暗色岩和熔岩的实验》,这引起了学术界的高度重视和评价。 作为致力于追随郝顿“火成论”的科学家,霍尔不断想办法验证好朋友的论断。在暗色岩实验之后六七年的时间里,他验证了郝顿关于“岩石挥发成分在低压下加热挥发,高压下加热保留”的论断,并且得出大理岩就是灰岩在高温高压下形成的结论。在经过高达五百次的实验之后,霍尔发表了《表明压力对改变热作用的影响的一系列实验的报告》,这本书的名字和他实验的时间一样长。 毫无疑问,霍尔用实验主义论证的方法有效验证了郝顿的学说,并且创造性地发展出了实验地质学,更有效地提升了“火成论”在学术界的威望。从某种意义上说,霍尔的实验为水火之争给出了最佳的答案。不过很快,质学家们再次蠢蠢欲动,一场新的争论拉开了序幕。 听起来,科学界就像是一场场政治斗争一样,总是有人要看另外的人不顺眼,但实际上任何一种科学争论无疑都是科学进步的表现,如果没有人提出质疑,没有人提出反驳,没有人对过去的理论知识推倒重建,那么科学就会沦为少数既得利益者的工具,而且时代也将不会获得进步。因此带着新的地质学发展的使命,“灾变论”和“渐变论”之争开始登上了历史舞台。 在18世纪晚期到19世纪初,很多探险家和地质学家习惯了在岩石层中敲敲打打,当然和之前他们在山顶上发现海生物化石不同的是,他们从各时代的地层中都发现了大量的各种形态的生物化石。通过古生物学家的认真研究,他们发现这些动物和现如今的一些动物有一些相似但是却又不同。很显然,这说明地球上曾经出现过一些现如今已经灭绝的物种。 这些发现带来了一个最直接的冲突,那就是很多人相信万物都是上帝创造的,但是上帝为什么要灭绝其中的一些生物呢?很显然,《圣经》根本解释不了这些动物化石。聪明的古生物学家为了不违背《圣经》,同时又确保能够对现有的古生物化石负责,他们提出了一种说法——“灾变论”。 当时法国地质学家乔治?居维叶是灾变论的主要代表人物,他通过实地考察和挖掘,发现了一个很重要的现象,那就是不同年代地层的化石截然不同,时代越近的地层中的生物化石和现代生物越相似。根据这种发现,他提出了一个观点:地层时代越新,其古生物类型也越进步;最古老的地层中并没有化石,直到后来才出现植物与海洋无脊椎动物的化石,然后又出现脊椎动物的化石;而在最近地质时代的岩层中,才出现了现代类型的哺乳类与人类的化石。这样的观点毫无疑问具有时代的进步性,令人赞赏的是,这些论点与近代地质古生物学和进化论的结论基本一致。 在这个发现的基础上,居维叶认为自然界曾经发生了全球性的大变革,而这种变革造成了生物类群的大绝灭,只有一些残存的部分经过发展与传播又形成了以后各个阶段的生物类群。这就是他所坚持的灾变论,很显然,在他看来,地球是一个脾气暴躁的家伙,在地质发展的过程中,发生了数次突如其来的灾害性变化,这些灾害的规模有可能非常大,例如全球性的洪水、海洋干涸、火山大爆发、大地震、气候变冷或者变热等。 居维叶接下来又发挥了自己的想象,认为每一次巨大的灾害性变化,都会造成生物大灭绝,然后这些灭绝的生物就沉积在相应的地层,并变成化石保存下来。依据《圣经》的指示,居维叶认为造物主(上帝)会在大灭绝后重新造物,但是由于物种种类繁多,或者说由于造物主记性不好,又或者他对这些事情还不那么上心,总而言之,他对于每个物种都具有什么样的形态和结构记的不是太清晰,所以只是根据原来的大致印象来创造新的物种。依靠这样的蹩脚而荒诞的理论,居维叶居然能够将不同时代的物种差别解释清楚,不得不说他是一个“天才”,至少在那个时候,有人愿意相信他的理论。 居维叶出生的时代正是法国大革命酝酿和爆发的时代,大家都在呼唤英雄的出现,科学界也是如此,聪明的居维叶当仁不让。当提出自己的想法和理论之后,居维叶还顺便作出了推断:地球上已发生过四次灾害性的变化。最近的一次是大约距今五千多年前的摩西洪水泛滥。这一次洪水几乎让生物被洗劫一空,然后上帝再次登场,创造出了新的物种。这些推断几乎毫无根据,一切更像是他对《圣经》的一次巧妙解读。 作为一个非常出色的生物学家,居维叶对于生物学的研究还是很有说服力的。比如,生物学中一直盛传一个故事,有一天晚上,一只毛茸茸的怪物闯入居维叶的家中,嘶叫着要吃人。正在睡梦中的居维叶睁开朦胧的睡眼一看,发现这头硕大的怪兽头上长角,有粗大的牙齿,铜铃似的眼睛,橙色的皮毛和铁锤般的巨蹄。可居维叶一点也不慌,躺下继续呼呼大睡。事实上,这些怪兽都是学生装扮的,他们本想吓唬他,但在居维叶看来,头上长角,脚上长蹄的动物肯定是食草动物,根本不会吃人,所以没必要害怕。 鉴于他的能力和权威,当他提出灾变论时,确实吸引了一大批的粉丝和拥趸,其中居维叶的学生欧文极力鼓吹灾变论,在法国产生了很大的影响,而且这种影响力扩散到了国外。不过仍旧有一批生物学家对居维叶的理论提出了质疑。其中居维叶的好朋友拉马克和圣提雷尔率先发难。1830年(这时拉马克刚去世不久),圣提雷尔与居维叶在法国科学院的会议上展开了长达六周的激烈辩论,这场辩论的激烈程度是前所未有的。 而这一次的争论并没有让居维叶的理论得到进一步的宣扬,反而让更多的质疑者站了出来。其中英国地质学家莱伊尔以更为理性的方式对灾变论提出了质疑。事实上,居维叶的灾变论具有以下三个特点:剧烈而短暂的突变造成了地球外部的面貌;地球目前的形态和生物分布源于五六千年前的大洪水;地球经历多次灾变,而每一次都有新物种被创造出来,现在的物种并不一定就是已经灭绝了的物种的延续。 莱伊尔可不觉得地球的变化是短暂时间内发生的,地球的变化应该是一个长期而缓慢的过程,包括生物的进化也是一样,古今物种之间具有某种联系。与此同时,仅仅以五六千年来描述地球的变化,这显然不够严谨。他认为:“把几百万年误认为是几千年,并且根据这类虚假的前提作出逻辑推论,那么除了承认自然界曾经经历了一次彻底大革命之外,不可能得出其他结论。”依靠着理性的、思辨的思维,他形成了自己的学说——“渐变论”,而且将其观点详细地写入《地质学原理》中。 渐变论的出现使得地质学变得更为理性,而灾变论与渐变论的争议也为地质学进入科学时代奠定了基础。 一个宇宙还是多个宇宙 当人们试图弄清楚宇宙是什么形态的时候,很多科学家产生了一个新问题,那就是我们所处的宇宙是唯一的,还是说存在多个宇宙?存在多个宇宙的说法可以解释一些难以解释的宇宙现象,但是它可能是天文学上一个最为轰动也最天马行空的说法。这种说法也叫平行宇宙论,或者叫多重宇宙论。根据这种理论,在我们的宇宙之外,很可能还存在着其他的宇宙,而这些宇宙是宇宙的可能状态的一种反应,这些宇宙可能其基本物理常数和我们所认知的宇宙相同,也可能不同。 有关平行宇宙的解释的确有些让人困惑,但我们可以想象一下,假如你手里拿着一片树叶,是全世界独一无二的一片树叶。但我们可以换一个角度来看待这片树叶,那就是你手里其实拿着无数片树叶,只不过它们全都一模一样,而且在时间、空间上叠合在一起,所以你只能看见这一片树叶。 这种解释比较通俗,而且涉及到了一个我们平时最关心的话题,那就是我们每一个人是否会在其他空间存在。显然,按照树叶的比喻,我们每一个人可能也有无限多个,只不过叠在一起,但在某种特定条件下,很有可能会分化出一个与现实宇宙中不相同的自己来,不仅如此,整个世界也会跟着自己分出去,因此变成了两个或者多个互不相干的世界。在这些世界中,可能会存在另一个自己,会发生我们所经历的事情,但我们永远不会了解这一切,因为我们根本没有机会和另一个自己相遇。 仅仅听这些解释,就足以让人感到惊讶,但有关多个宇宙的说法在很早以前就被人们提及,或者说人们已经试图在宇宙之外寻找另一个宇宙了。早在公元前5世纪就有人提出来了,哲学家德谟克利特就认为世界是通过原子自身运动形成的,原子在虚空中进行不规则的、剧烈的运动时,会发生碰撞,并很快组成了不同的世界。当然,这样的说法毫无疑问更加接近哲学而不是科学。 公元前4世纪,古希腊哲学家伊壁鸠鲁表述了世界多元性的思想:“存在着无限多个世界,它们有的像我们的世界,有的不像我们的世界。”而在那些世界中,同样有我们这个世界里所见到的动物、植物以及其他事物。过了差不多三百年,有个叫卢克莱修的人再次提出这种理论,他也提到了可见世界之外的世界,那里居住着其他人类和野兽。当然,这两个人所猜测的宇宙更像是对地外文明的猜测,这恰恰是今天我们很多科学家正在努力做的事情。 后来,大数学家莱布尼茨也对这种多世界理念产生了兴趣,提出了“可能世界”的概念,在他看来世界由无限的单子组成,单子之间具有品级高低,而这种高低形成了不同的组合,这也就导致了世界出现的多种可能性,宇宙自然也是如此。 事实上,前人提出的观点都没有太多科学上的依据,更多时候,他们只是凭借自己想象拼凑出一个多重宇宙的概念。他们有关多个宇宙或者平行宇宙的想象力显得有些过于简单,这一点还不如科幻作家杰克?威廉姆森在1952年创作的小说《时间兵团》来得更加生动和精彩,这部小说主要讲述了在平行宇宙中往返穿梭的故事。 与人们沉迷于小说虚构中不同的是,科学家们在量子力学不断发展起来之后,发现了平行宇宙的可能性,其中量子的不确定性为他们提供了这样的思路和证据。那个时候,科学家们准备进行“单电子双缝干涉”实验。在过去的经典力学中,人们认为电子在同一时刻只能通过一条缝,它不可能同时通过两条缝并发生干涉,但是根据量子力学,电子的运动状态是以波函数形式存在,因此电子有可能在同一时刻既通过这条狭缝,又通过那条狭缝,并发生干涉。可是在“单电子双缝干涉”实验中,科学家发现单电子通过双缝后居然真的发生了干涉,这体现出了量子的不确定性。当然,科学家还没有搞清楚电子究竟是从哪条缝通过的,电子似乎每次只通过一条缝,因为仪器永远只能从其中一个狭缝处发现电子。 这是一个二选一的问题,不是在这条缝就是在另一条缝,可以说两边都有可能,但是一旦在其中一端被测量到了,就意味着电子在这一端存在的概率为1,而在另一端为0。或者说人们意识到电子的波函数在被测量的瞬间坍缩到了该点。这个看起来有些废话的理论就是著名的物理学家玻尔提出来的“哥本哈根解释”。 按照玻尔的说法,我们之所以没有在宏观物体中看到叠加态,是因为当我们试图去测量这些叠加态的时候,它们已经坍缩了。有关坍缩的观点并不能使人信服,这个时候物理学家休?埃弗雷特出现了,这位来自普林斯顿大学的年轻科学家,此前一直都在努力钻研量子力学,并提出了一个大胆的想法:如果波函数没有坍缩,那么它必定保持着线性增加。在他看来,“单电子双缝干涉”实验中的电子即使在观测后仍然处在左/右狭缝的叠加状态,在电子经过双缝后,出现了两个叠加在一起的世界,在其中的一个世界里电子穿过了左边的狭缝,而在另一个世界里,电子则通过了右边的狭缝。 很显然,埃弗雷特不打算把时间浪费在疑点重重的坍缩理论上,而既然不是坍缩,那么需要重新看待叠加理论。按照埃弗雷特的说法,当人们对测量装置进行观察,会使得测量装置被分解为两个。并且在这个测量链上,这种分解会不断地进行下去。伴随着这种分解,一定有一个完全的宇宙的复制。也就是说,只要有一个量子测量发生,那么每个宇宙分支,以及这个分支中的分量就会导致一个可能的测量结果。简单来说,宇宙中的每一个粒子在每一瞬间都会产生许多的新宇宙,而在下一个瞬间,每一个新宇宙又会再次分裂。当然每个处在特殊宇宙分支中的人都会认为,他的测量结果和所处的宇宙是唯一存在的。当这个说法被发表出来之后,也标志着平行宇宙概念正式被提出。 想要理解平行宇宙的理念与玻尔的观点有什么区别,可以从奥地利物理学家薛定谔于1935年所做的一个有名的实验说起。实验的主要内容是在一个盒子里放入一只猫,以及少量放射性物质。在一小时内,大约有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,而剩下50%的概率则是放射性物质不会衰变从而猫将活下来。 不得不说这是一个残忍的实验,但“虐猫狂人”薛定谔的本意可不是拿一只猫出气,他只是希望借助这个实验来描述量子力学的真相,那就是量子的某些特性是无法确定的,直到测量外力迫使它们作出选择。很显然,依据经典物理学的说法,盒子里肯定会存在两种情况,第一种情况是猫被放射性物质杀死,第二种是猫活了下来。当人们打开盒子的时候,肯定是这两种结果之一。可是在量子力学中,猫会出现生死叠加的现象,而恰恰是这个不死不活的状态搅得物理学家寝食难安。 在玻尔看来,在打开盒子之前,猫具有“死了”和“活着”这两种可能,但是在我们打开盒子的那一瞬间,这两种可能将瞬间塌陷成为唯一的一种结果。需要注意的是,这个时候出现了一个情况,那就是猫处于一种既死了又活着的“恐怖”状态(这似乎违背了逻辑),而更让人恐惧的是,决定猫生与死的是我们的眼睛,因为只有打开盒子我们才会知道猫是生还是死。这个说法与薛定谔的理念背道而驰,因此也让薛定谔本人耿耿于怀。但是埃弗雷特则驳斥了坍缩理论,认为猫无论是活着还是死了,它在另外的一层空间里可能会存在和现实宇宙中截然不同的结果。简单来说,打开盒子,如果发现猫还活着,那么在其他的平行宇宙中,猫可能已经死了,反之亦然。 接下来,他大胆发挥了自己的联想,认为人也活在不同的却相互叠加的世界中。就像同一个人,他在这个世界中已经去世了,但是在另一个平行世界中,他可能是活着的。所以接下来的事情都开始变得很诡异,至少我们对这件事的发生有了多种解释,这让人惶恐不安。比如当我们在现实世界中顺利通过马路时,在另一个宇宙和世界中,那些高速行驶的汽车可能已将我们撞死,这样的事件在平行宇宙中是完全有可能发生的。 很显然,埃弗雷特有关“量子过程造就无数个分岔世界”的说法几乎让人惊掉下巴,因为这就意味着希特勒可能在另一个世界活着,林肯也可能没有遭到暗杀,或者说这两个人可能在另一个世界的历史上从未出现过;恐龙可能逃过了陨石的撞击,而熊猫在几百万年前可能已经灭绝……种种的历史发展可能与现实情况完全不同。这种解释直接带来了令人困惑甚至是惊恐的推断,重要的是由于宇宙剥夺了我们的意志,我们的选择变得无关紧要,因为无论作出什么选择,无论情况是好是坏,在其他的宇宙中都会存在另外一种可能性。也就是说,任何一种情况都会变得同等重要或者同等不重要起来,在不同的宇宙现实中,我们的选择会导致各种不同的结果。 1959年,埃弗雷特的导师约翰?惠勒曾经让他拜访玻尔,但是这次访问几乎是一个灾难,埃弗里特与玻尔根本无法沟通,两个人的观点相差十万八千里。当时作为玻尔的追随者之一的莱昂?罗森菲尔德,在一次访谈中谈到了对埃弗雷特的印象,他直言不讳地批评对方是一个愚蠢的、不能理解量子力学的人。 埃弗雷特提出的这个令人匪夷所思的理论受到了科学界的质疑,埃弗雷特的导师约翰?惠勒曾经监督了氢弹的制造,而且还是“黑洞”这一特殊名字的提出者,他更是对埃弗雷特平行宇宙理论的出现产生了重要影响,但即便是这样一个有权威的人物,也明确表态反对学生的这个惊人观点。惠勒有自己的宇宙观,他认为宇宙是先膨胀,之后进行收缩,等到密度和温度变得无穷大时,新的大爆炸再次产生。总之,在他看来,宇宙应该是一个“爆炸——膨胀——收缩——再爆炸”的过程,至少这个观点似乎比埃弗雷特天马行空的想象要更加靠谱一些。 不过,也有人表示了对埃弗雷特的支持,其中最著名的就是物理学巨匠史蒂芬?霍金,作为量子力学的大师级人物,霍金也赞同多个宇宙的说法。因为量子理论假定是一个波函数,这个波函数包含一个给定的粒子的每一种可能的未来状态,而霍金的看法则是将整个宇宙当成一个量子粒子,而这个粒子包含了无限个可能的状态,这就意味着具备无限个宇宙。这就是霍金的“泡泡宇宙”理论的基础,在他看来宇宙的起源有点像沸水中的“泡泡”,每一个泡泡就是第一个宇宙,无数个泡泡从宇宙的开端诞生,这些泡泡会在爆炸中迅速膨胀,但与此同时也伴随着微观尺度的坍缩。这是一个向外膨胀的力与内向的坍缩的力的一场惊心动魄且反反复复的角逐。那些坍塌的泡泡由于无法维持足够长的时间,根本来不及发展成星系和恒星,向智慧生命迈进的脚步根本迈不开。而有一些小泡泡膨胀到一定尺度时,膨胀的速度和力度都会超过坍缩的力,因此安全逃离了坍缩,并且继续以不断增大的速率膨胀,最终形成了我们今天看到的宇宙。 没有人会去想霍金先生是不是从孩子们吹肥皂泡泡里获得了什么灵感,又或者是从一壶开水中得到了什么启发,但这种泡泡理论的确引起了科学界的关注。通过一些现代科学手段对宇宙微波背景中的小的非均匀性的观测,也证实了泡泡的预言。 除了分岔宇宙和泡泡理论之外,关于多重宇宙还有一个无限宇宙理论。虽然科学家并不确定时空的具体形状,但它很可能是扁平的(而非椭圆形或者圆环状),并且无限延伸。而如果时空真的是无限延伸的,按照“粒子在时空中的分布形式是有限的”这一原则,那么它肯定会在某个点开始重复。这就意味着,当我们向前延伸到足够远的时候,或许能够遇到另一个自己,甚至是无限多个自己。另外的自己可能正在做着此刻我们正在做的事,当然,也有可能他们穿着不同的衣服,正面临不同的事业和人生选择。 自然而然,和埃弗雷特的理论一样,其他有关多个宇宙的理论同样令人费解,我们都还没有找到足够的证据来证明这一点,这也让平行宇宙的概念成为一个最离奇也最充满争议的话题。但是埃弗雷特也告诉了我们这样一个现实,真正的宇宙比我们所理解的宇宙可能要更大、更复杂,尽管多重宇宙和平行宇宙的理念还有待进一步完善,还有待于进一步验证,但它至少为探索这个神秘莫测的宇宙的奥秘提供了更为宽广的思路。如果我们想要走得更远,那么就不该轻易忽视埃弗雷特的理论。
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