如果某些或所有的迫使我们考虑平行世界的数学被证明与现实有关，那么，爱因斯坦的著名疑问：“宇宙之所以如此，是否因为不可能存在另一个宇宙”会有一个明确的答案吗？
布莱恩·格林：我们凭什么如此肯定，数学是揭示大自然最深层的杰作？
19世纪晚期，当詹姆斯·C·麦克斯韦(James C. Maxwell)意识到光是一种电磁波时，他的方程显示光的速度应该是大约每秒30万公里。这个值与实验结果非常接近，但麦克斯韦方程留下了一个令人困扰的问题：每秒30万公里的速度，是相对于什么而言呢? 最初，科学家提出了一个假设的替代物，认为是一种弥漫于空间的看不见的物质“以太”，充当了这种无形的静止标准，即参照系。
麦克斯韦方程背后的数学
20世纪初爱因斯坦提出，科学家需要更认真地看待麦克斯韦方程（如果麦克斯韦方程没有提到静止标准，那么就根本不需要静止标准）。爱因斯坦具有说服力地宣称，光的速度相对于任何东西都是每秒30万公里（细节是历史学家的兴趣所在）。然而，我此刻是在为一个更重要的观点而回顾这段往事：每个人都能接受麦克斯韦方程背后的数学，但只有天才的爱因斯坦才完全接纳了它。他的光速绝对的假定，让他先是提出了狭义相对论，颠覆了几个世纪以来有关空间、时间、物质和能量的理解，最终达到了广义相对论。这种引力理论一直是我们所使用的宇宙模型的基础。
当诺贝尔奖得主史蒂文·温伯格(Steven Weinberg)写下这个故事时，他主要的意思是：“我们的错误并不在于把理论看得过于认真，而是还不够认真。”温伯格指的是宇宙学中另一项重大突破，即由拉尔夫·阿尔弗(Ralph Alpher)、罗伯特·赫尔曼(Robert Herman)和乔治·伽莫夫(George Gamow)提出的预测：宇宙中存在着大爆炸的余辉即微波背景辐射。这一预测是广义相对论同基本热力学相结合的直接结果。事隔十几年，人们在理论上再次得出这个预测并随后被偶然观察到后，这才声望大振。
显然，对温伯格的说法必须小心看待。尽管他的办公桌上有太多被证明对现实世界有重大意义的数学方程在扮演主角，而我们的理论家修补过的每一个方程远没有达到那样的水平。但在还没有令人信服的实验结果时就贸然判定哪些数学方程值得认真对待，那就更像是艺术而不是科学了。
爱因斯坦就是这门艺术的大师。在1905年他的狭义相对论公布后的十年里，他得心应手地游弋于多个数学领域，而大多数物理学家对那些数学领域还所知甚少甚至一无所知。当他在思索广义相对论的最终方程时，爱因斯坦以罕见的技巧，将物理学的直觉与数学结构坚实地融为一体。当他得知，1919年的日食观测证实了广义相对论的预测，即星光沿着弯曲的路径传播时，他说，要是结果有所不同，他“会对亲爱的上帝深表歉意，因为理论是不会错的。”
我敢肯定，如果令人信服的观测数据与广义相对论相抵触的话，爱因斯坦一定会改变说辞。不过，这句话生动地说明，具有逻辑流畅、内在美和广泛应用潜力的一套数学方程，似乎完全能够反映现实。几个世纪以来的发现已经明显地展示出，数学具有揭示世间万物不为人知真相的魅力――正是由于数学的引领，物理学才出现了一次又一次蓬勃的巨变。
认真对待量子理论背后的数学
然而，爱因斯坦并没有打算无限制地跟随自己的数学方程走下去，也并没有“足够认真”地相信广义相对论对黑洞或膨胀宇宙的预测（而其他人比他自己更虔诚地信奉爱因斯坦方程，而他们的成就在近一个世纪里已成为人们用以认识宇宙的课程）。相反，爱因斯坦在自己生命的最后20年里全身心地投入到数学研究之中，满怀激情地为物理学的统一理论这一最值得珍视的目标而奋斗。
回过头看，不得不承认，那些年里，按照一些人轻率的说法，他太执着――在盘根错节的方程丛林中，他时时身陷重围。以至有时也会对“哪些方程需要认真对付，而哪些则不必”的问题做出错误的判断。
量子力学提供了对这一困境的另一个案例研究。自从埃尔温·薛定谔(Erwin Schrodinger)在1926年写下有关量子波动如何演化的方程后，几十年来，人们一直认为它只与微观(分子、原子和粒子)领域有关。1957年，休·埃弗雷特(Hugh Everett)在回应半个世纪前对爱因斯坦“认真地对待数学”的指责时声称，由于所有的一切无论大小，都是由物质构成，都是由遵从概率法则的分子、原子和亚原子粒子组成，所以薛定谔方程应适用于一切。
哪种数学需要认真对待？
按照这种逻辑的解释，不仅实验会遵从这种方式，就连实验者本身也是如此。埃弗雷特据此提出了量子“多重宇宙”的思想，按照这一思想，所有可能的结果会在数不清的平行世界中真实发生。
50多年后的今天，我们仍然不知道埃弗雷特的方法是否正确。但通过认真――完完全全地认真――对待量子理论背后的数学，或许他发现了科学探索中最深刻的一个启示。在为我们提供的对现实世界更深刻理解的许许多多的数学方程，都引入了各种版本的多重宇宙。在最彻底的名为“终极多重宇宙”的版本中，每一个在数学上可能的宇宙都对应于一个现实的宇宙。说到底，数学亦是现实。
如果某些或所有的迫使我们考虑平行世界的数学被证明与现实有关，那么，爱因斯坦的著名疑问：“宇宙之所以如此，是否因为不可能存在另一个宇宙”会有一个明确的答案吗？否。我们的宇宙并非唯一的可能，可以有不同属性的宇宙。而事实上其他宇宙的属性也可能截然不同。果真如此，那么对“为什么世界会如此”的问题寻求一种根本解释将毫无意义。统计概率或纯粹的意外将会深深扎根于我们对极度广袤的宇宙的理解。
我不知道这是否就是事情最终会变成的结果，没有人能知道。只有通过无畏接触我们才能了解自己的局限；只有理性追求科学理论――哪怕是在认真对待数学时把我们搅进了奇怪和陌生的领域――才能揭示现实世界中藏而不露的那片天地。
资料来源 New Scientist
责任编辑 则 鸣
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本文作者布莱恩·格林(Brian Greene)，纽约哥伦比亚大学理论物理学家。本文改编自他的《The Hidden Reality： parallel universes and the deep laws of the Cosmos 》一书，(Allen Lane, 2011)。