「平衡宇宙」是指根據熱力學的觀點,宇宙各處的溫度最終會相等的一種狀態。而「平行宇宙」概念的提出,則是為了應付量子力學中量子態一旦被觀察就會變成某一確定狀態的奇怪現象。我想節目提及的應是「平行宇宙」。
例如著名的電子雙狹縫實驗中,一顆電子通過了狹縫,在屏幕上出現的位置並非狹縫的直線投影,而是偏折了一個角度。累積很多電子的話,會產生干涉條紋。很明顯,電子好像懂分身似的,同時通過了兩道狹縫並產生干涉現象。但假若我們在每條狹縫中各安裝了探測器,電子又變得只會選擇其中一道狹縫通過,不出現干涉現象。
為了解釋這個怪現象,有些物理學家提出了平行宇宙的說法。他們認為,電子其實仍然是同時通過了兩道狹縫的,只是在我們的宇宙中它通過其中一道,而在新生的另一個宇宙中它通過了另一道而已。每當我們觀察電子(電子遇上探測器)的時候,便會馬上出現另一個宇宙,來「彌補」在現實世界中缺失了的狀態。
大家應該猜到不少科學家都抗拒這個說法,因為根本無從驗証它的真偽。除非能証實其它宇宙的存在,否則這說法對我們科學地了解宇宙是沒有幫助的。美國著名的科普雜誌Scientific American 最近有一篇關於平行宇宙的文章,對這個題目有興趣的朋友可以看看。
至於所謂十一維時空,其實是超弦理論中的產物。超弦理論牽涉的數學很深奧,我們只能在這裏作極為粗疏的介紹。該學說認為組成物質的最基本單位是一條極短(10-35米)的弦,不同頻率振動的弦,成為了各類基本粒子。但為甚麼要是弦,不是一點呢?最主要原因是弦給出了空間的最小尺度,避免了廣義相對論在更小尺度時失效的困局。
在天文學的尺度上,時空可以是彎曲的;在日常生活的尺度上,時空則是平直的。但兩者都有一個共通點:時空是平滑的。但在超微小的尺度10-35 米,稱為普朗克長度),因為量子力學中的不確定原理,空間隨機漲落,起伏不定。廣義相對論無法應用於這種不平滑幾何形狀的時空當中。所以量子力學和廣義相對論一直被認為是互不相容的。
但弦的大小大於普朗克長度。弦與弦(即物體和物體)作用時的位置和時間都必須大於超微小的尺度。在弦的尺度下,空間仍舊是平滑的,廣義相對論仍然有效。由於超弦理論避免了廣義相對論的失效,因此有人認為它就是千呼萬喚,統一宇宙中各種作用力的終極理論。
究竟超弦理論真的挽救了廣義相對論,抑或只是迴避了問題?
但弦理論要求時空必須是十維的,而且,超弦理論有五個不同的版本,後來,更出現了要求時空為11維的M理論。M理論認為各種不同的超弦理論其實都是等價的,全部是M理論在十維時空的近似。至於比我們感官所認識的四維時空多出來的空間,超弦理論認為它們卷曲至1-5米那麼小,故此以現今的科技根本無法被檢測出來。
雖然這些理論憑著嚴謹的數學得到不少學者的垂青,可是缺乏驗証的方法,使它們同樣備受批評。此外,它沒法清楚交待只能有四維的時空能夠展開,其餘的維非卷縮不可的原因。



