最近，微博有一个热搜#15亿光年神秘太空信号#引发了网友们的热烈讨论。外媒报道称，加拿大天文学家发现了来自15亿光年外太空深处的讯号，一时之间，关于外星人、地外文明、地球可能遭到入侵等猜测不绝于耳，还有网友引用了科幻小说《三体》里的名言“不要回答”作为对这一事件的态度。
我的朋友圈也看到了魔都囡发布的那篇热门文章，不过今天再点进那篇文章，发现已经显示“该文章被证实为不实信息”，辟谣者是果壳（详情）。暂且不去探究这神秘信号背后究竟隐藏着什么样的真相，这条新闻倒是让我想到前些年看过的一本书——《穿越平行宇宙》，这本书以科普的方式介绍了平行宇宙理论，也有讲到一些关于外太空文明的看法，作者是平行宇宙理论世界级研究权威迈克斯•泰格马克教授。
外星人真的存在吗
换句话说，人类是唯一的智慧生命吗，我们在宇宙中孤独吗？
本书作者认为，拥有智能生命的行星所占比例非常低，或许在10的21次方米内（即银河系内或它的近邻中）。他的结论基于以下3个假设：
1）星际殖民在物理上是可能的，并且是一项很容易完成的任务，只要一个像我们一样高级的文明花一百万年的时间来发展所需的科技即可。
2）我们的银河系中有几十亿颗宜居行星，其中许多行星形成的时间比地球早几十亿年，而非几百万年。
3）在有能力进行太空殖民的文明中，有可观的比例都会选择太空殖民。
关于第三个假设，作者认为，我们不应该假定外星高级文明与我们有着共同的目标，从而低估他们的多样性：只要一个文明决定大张旗鼓地殖民到它所能达到的所有地方，它就可能会席卷我们的银河系，甚至更远的地方。面对这样的风险，即使是那些对殖民毫无兴趣的文明也会备感压力，为了自保而选择扩张。
如果以上解读正确，作者给出了他推测的地外文明可能出现的范围，10N次方米之外，N>=21，但要想该文明位于我们自己的宇宙中，N不能超过26，然而，N在22-26这个狭窄区间内的概率是非常小的，这就是他认为我们在自己的宇宙中茕茕孑立、踽踽独行的原因。
面对浩瀚的星海，我们微小得像尘埃
邓紫棋有一首歌叫《光年之外》，歌里曾这样唱到。但是，人类并不是从一开始就意识到自己的渺小的，相反：
人类有一种狂妄的倾向，总是自大地认为自己是宇宙的中心，所有事物都应围着我们旋转。
泰格马克教授如是说。
幸好，虽然我们一次又一次地低估了宇宙的尺度，但人类智慧理解宇宙的能力却随着科技的发展而愈发强大。我们意识到，地球不是宇宙的中心，地球围绕太阳运转而非相反，而太阳又与其他无数个恒星一道绕着一个星系中心旋转。而这个叫做“银河系”的星系，也不过是宇宙中最基本的结构而已，在其之上，还有星系群、星系团、超星系团等等更大的星系集合体存在。
从阿里斯塔克斯（最早提出日心说的人）到哥白尼再到哈珀，把人类的视野从“百万光年”扩展到了“十亿光年”甚至万亿光年，与不断被刷新尺度的星系一道的还有人类的三观——从宇宙的尺度上来看，人类真的只是沧海一粟罢了。
就目前所知，我们的宇宙包含着10的11次方个星系，10的23次方颗恒星、10的80次方个质子和10的89次方个光子。
越去了解宇宙，就越能体会到古希腊哲学家苏格拉底所发出的“我唯一知道的就是我一无所知”这样的喟叹，不管我们认知到了什么，也不过是一个更庞大结构的一小部分而已，人类的认知永远存在着局限性。知道这一点也好，它时刻提醒我们在求知的路上要保持谦虚的态度，要敬畏自然和生命。
一切从大爆炸开始
美剧《生活大爆炸》的主题曲第一句——
告诉我们宇宙的形成源于140亿年前的一次大爆炸。
这个理论最初是由弗里德曼提出的，他认为我们的宇宙有一个开端，在无限的密度中发生了一场灾难式的爆炸，宇宙由此而产生。遗憾的是，这篇论文对当时的主流物理世界观没有产生任何影响，本书作者认为他被学术界忽视的一大原因是他超越了他所处的时代——1922年的宇宙观仅限于银河系，银河系并没有膨胀，因此宇宙膨胀也无从说起。
作者称他为“宇宙学历史上最伟大的无名英雄”，对此他更感叹道：忽略伟大的见解，是宇宙学的传统。天才总是孤独的、不被理解的，他们最大的悲剧就是眼界太超前，你若是看得比别人远一点，大家会崇拜你，若是看得远太多，大家可能会觉得你是疯子。
好在时间终将证明一切，慢慢地学术界开始接受大爆炸理论，它目前也是现代宇宙学中最有影响的一种学说。
书中对宇宙的演化，做了这样的情境描绘：
当你用最先进的望远镜观察宇宙时，你会看到附近是一些和银河系类似的大型成熟星系；但在极其遥远的地方，大部分星系都是很小的“婴儿”，看起来还没有完全发育好；再远处，则空空如也，完全没有星系，只是一片黑暗的深渊。由于遥远的光需要很长时间才能到达地球，所以，望向宇宙的远方也就等同于望向过去的时间。那片没有星系的黑暗深渊，就是第一代星系出现之前的纪元。
“望向宇宙的远方也就等同于望向过去的时间”，这是多么奇妙的一件事啊。
接下来，作者继续为我们解释：究竟是谁制造了宇宙大爆炸。
根据爱因斯坦的引力理论，密度不可稀释的物质可能会发生“暴胀”，以相同的时间间隔不停地将体积翻倍，瞬间就从亚原子的尺度成长到比整个可观测宇宙还大的尺度，点燃了大爆炸的火种。这其实跟人类婴儿的发育过程很相似——在大小或尺度不断翻倍地加速增长阶段之后，紧接着一个比较从容不迫的减速增长阶段。
那么，整个“暴胀”过程到底需要经历多长的时间呢？
答案是——
须臾之间，整个过程不到10-35秒。也就是说，指数级膨胀在细微之物中产生了震天撼地、快速膨胀的爆炸。没错，世间万物都有一个共同的起源，it all started with the Big Bang。
还记得17年有段时间引力波一度成为大家的热门讨论话题吗，那是人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波信号。而所谓的“引力波”，其实就是在暴胀过程中由量子涨落而产生的，它是时空结构的振动。
欢迎来到平行宇宙
前面铺垫了这么多，终于进入本书最有趣的部分了——欢迎来到平行宇宙。
首先需要明确两个概念：
物理实在：一切存在的事物
我们的宇宙：在物理实在中，本质上能被我们观测到的部分。
（作者语：我认为把“我们的宇宙”简称为“宇宙”有点傲慢自大，我会尽量避免）
第一层多重宇宙，地球的孪生兄弟
简单来说，世界上的另一个你如果真的存在，那他所处的宇宙，应该跟你的差不多。这种身处遥远区域、与我们宇宙的尺度相仿的宇宙就被称作“第一层平行宇宙”，所有的第一层平行宇宙组成了“第一层多重宇宙”。但是，我们看不到那个宇宙，也不可能与之接触，因为光线和其他信息没有足够的时间到达我们。
更夸张一点讲，在一个由暴胀创造出来的无限空间中，不仅包含和你一模一样的人，还包含许多和你大体相似但略有差别的版本。比如他跟你经历着大致相同的人生，主观感受和你非常相似，你们两人仅存在一些细微的差异。但正是这毫厘之差，让你们的人生走向了不同的方向。
此外，只要是遵循物理定律的事，就一定会发生，并且发生的次数为无穷大。这意味着，在有的平行宇宙中，你一辈子都不会被开停车罚单，或者你了中100万的彩票，在有的平行宇宙中，可能是德国赢得了二战，或者恐龙依然还存在于地球上......
总之，可能存在无数个你，正在做着我们能想象出来的所有事情。
想想就很激动呢！因为相信平行宇宙的存在，所以向来悲观的我在遇到不好的事情的时候，也会安慰自己：没事儿，没准在某个平行世界里的我已经遇到了不少好事了。这有点类似精神胜利法，但又不完全一样，因为我真的会想象某个我的分身在幸福快乐地生活着，就好像我也能偷偷攫取到那份快乐一样。
那么，如果我真的很想见到另一个自己，假设我又有技术手段到达这些宇宙，下一个问题就是：它们离我们到底有多远？
书中告诉我们：
如果永恒暴胀创造出了一个包含无穷多个第一层平行宇宙的空间，那里面将包含所有的可能性。具体来说，如果你在宇宙中沿直线旅行，想到达第一个与我们的宇宙完全相同的宇宙，你可能需要横穿10的10的118次方个宇宙直径。
不用去数有多少个零了，反正你写一辈子也写不完。也就是说，我们永远没办法见到世界上的另一个我，但是我依然愿意相信这份存在。
第二层多重宇宙，永远无法到达的地方
理解了第一层多重宇宙，我们再来说说第二层多重宇宙。暴胀理论预测，有无穷多个第一层多重宇宙，有一些甚至拥有明显不同的物理定律，这同一个空间里的许多个宇宙就被叫做第二层多重宇宙。然而，如果我们居中在其中一个多重宇宙中，尽管其他第二层平行宇宙与我们处于同一个空间中，但它们与我们的距离无限远，即使我们以光速前进，也永远无法到达它们
第二层多重宇宙从根本上改变了我们对物理定律的传统观念。许多曾被认为放诸四海而皆准、不随时间和空间而变化的基本定律，到头来原来都只是有效物理定律，就像只对本地人有约束力的地方法规一样，每个地方的旋钮设定都可能不一样，从而形成不同的相。
第三层多重宇宙，狂野不羁的现实
第三层平行宇宙又叫“量子平行宇宙”，是埃弗雷特发现的，所有的第三层平行宇宙组成了“第三层多重宇宙”。关于量子这个概念，我想很多非专业出身的朋友也都或多或少听说过“薛定谔的猫”，我第一次是在《生活大爆炸》里听Sheldon说的，感觉这种思想实验很有意思。书中还讲述了“量子扑克牌”和“量子自杀”的思想实验，非常带感篇幅所限，不再详述。
“薛定谔的猫”实验内容是：一个封闭的匣子里，有一只活猫及一罐氰化物，罐子的开关连接着一个放射性原子。实验开始时，这个原子将处于衰变和未衰变的叠加态，使得猫处于死去和活着的叠加态。如果没有揭开盖子进行观察，我们将永远也不知道猫是死是活。
如果某个物体没有被观测，那么其波函数的变化是符合薛定谔方程的。但是如果它正在被观察，那它的波函数就会坍缩。这样，你就会观察到它只位于同一个地方，而不是同时位于许多地方。
在上例中，当有观测者揭开盖子查看猫的状态时，猫的波函数就发生了坍缩，叠加态突然结束，猫要么死要么活，它必然有一个确定的状态。
那么，第三层平行宇宙跟波函数有什么关系呢？实际上，它在三维空间内与我们重叠（前面讲到的第一层平行宇宙则与我们相隔甚远），它与我们的分离发生在所谓的“希尔伯特空间”中，这是一种抽象的空间，拥有无限多的维度，波函数就栖身其中。
一个量子宇宙会随时间分裂成多重宇宙，所有的平行宇宙，包含了所有可能事件的不同发展方式。
关于量子态，我印象很深的一段场景来自刘慈欣的另一部小说《球状闪电》，这是我非常喜欢的一部中篇科幻小说，小说里有一段是关于“量子玫瑰”的设定：
人的死亡过程就是由一个强观察者变为弱观察者再变为非观察者的过程，当我变成弱观察者时，玫瑰的概率云向毁灭态的坍缩速度就会慢一些，我就有希望看到它。
第四层多重宇宙，万物的终极答案
第四层多重宇宙的提出基于“数学宇宙假说”的，这个假说认为我们的外部物理实在其实是一个数学结构。前三层平行宇宙都遵循着相同的基本数学公式，但这第四层平行宇宙则涉入了不同的公式，对应着不同的数学结构。
宇宙不只是被数学所描述，宇宙本身就是数学。
至于再往后面的，emmmm其实已经超出了我的理解范围，连复述作者的话我都没法做到，所以这里就不花费过多的笔墨啦。不过我在想，如果整个世界都是一个数学公式的话，这得有多少变量啊，完全没办法对未来行为做预测吧
这本书的一大特点是，前面是基础性科普，最后四章猛刷三观，我等凡人已感觉到智商欠费，内容有点前沿，虽然理解不了，但我果断保持敬畏！
为什么应该关心我们的宇宙
关于这一问题，作者回答说：
我们至少要关心一些事物，才能继续生活下去，作出反映我们关心之物的逻辑决策。当我想到我关心的人时，关心他们所属的全人类、全地球和全宇宙似乎也是符合逻辑的。
而在我看来，虽然了解宇宙不能立即对我们所处的现实世界和现实事务产生什么影响，但它能潜移默化地影响我们的思考事物和看待世界的方式。当你沮丧不堪的时候，只要想想你相比于这个世界，这个世界相比于宇宙，都只是非常微不足道的一部分，就会觉得没必要太把自己当回事儿，也没必要太把他人当回事儿，心里放不下的，最后总会归于平静。当你想不通一些事情的时候，可能是因为你站的还不够高，看的还不够远，在不同的视界中，天地自然大有不同。
还记得《人民的名义》里心怀宇宙的区长孙连成吗，人家都说了：
虽然也有调侃之意在，但说的还挺在理，再牛气的人又怎么样，跟宇宙相比都算不了什么，这么一想，很多愤懑、不满、嫉妒等负面情绪是不是都能有所减轻了呢。
人类渺小却又很伟大，从古至今一步一步探索着宇宙的奥妙，我们越走越远，也越看越深，但我们知道这一过程将永无止境，人类也不会停止探寻的步伐，在漫漫星系中，我们并不孤独。正如作者所言：
我开始相信，高度发达的生命是非常罕见的。我们未来有着无限的潜力，这使得我们在时间和空间中的地位变得举足轻重。
注：为避免截取的篇章段落有断章取义或误导之嫌，建议感兴趣的朋友直接阅读原著。
