平行宇宙存在嗎？物理學家怎麼說

現象是什麼

「平行宇宙」（英文 parallel universes）不是單一的科學概念，而是好幾種不同想法共用的通俗說法。物理學家泰格馬克（Max Tegmark）在 2003 年的論文與一篇《科學人》文章裡，把它分成四個層級：第一層只是同一個宇宙裡看不到的更遠角落，空間若無限大，遠方就有物理定律相同、歷史不同的區域，按他的估計，大約 10^(10^29) 公尺外還有每個觀測者的翻版；第二層是暴脹產生、物理常數可能不同的區域；第三層是量子力學裡分支的多世界；第四層建立在完全不同的數學之上。

平行宇宙是否存在，物理學至今沒有定論。今天被認真看待的，是三個具體版本：量子力學的多世界詮釋、宇宙學的暴脹多重宇宙，以及弦論的宇宙地景。這三者目前都缺乏直接的觀測證據，也沒有任何實驗真正偵測到另一個宇宙。

流行的說法

在通俗說法裡，平行宇宙通常指一個完整成形的另一個世界，裡面有一個做出不同選擇的另一個你，理論上總有辦法到得了。這個印象在 2020 年 5 月被推了一把：當時的新聞標題說 NASA 偵測到一個時間倒流的平行宇宙。真正的起因，是南極脈衝瞬態天線（ANITA）這項實驗，觀測到微中子出現異常行為。《新聞週刊》後來報導，這類說法「不是根據新的科學發現，而是對舊研究的扭曲解讀」，NASA 本身也沒有提出這種解釋。

量子力學的多世界：從不「塌縮」的宇宙

三個版本裡最老的一個，來自量子力學。1957 年，物理學家 Hugh Everett 提出：量子測量如果有好幾種可能結果，宇宙不會只選一個、丟掉其他的。根據《史丹佛哲學百科》裡 Lev Vaidman 撰寫的多世界詮釋條目，每一種結果都會發生，各自落在測量那一刻分裂出去的一個分支裡。這個說法的吸引力，在於不必再假設一個沒人解釋得清楚的「波函數塌縮」——標準量子力學原本得假設有這樣一個隨機事件。

這個詮釋也留下沒解決的問題：如果每種結果都在某處發生，「機率」到底是什麼意思就不明顯了，因為沒有哪個結果比另一個更可能發生。支持者的做法，是額外加一條規則來計算每個分支該佔多少權重，但批評者認為，這等於把多世界原本想拿掉的東西又加了回去。要直接檢驗這個想法，得偵測到不同分支之間的干涉，條目說這是現有任何實驗都做不到的事。物理學家至今仍在爭論，多世界究竟是最合理的詮釋，還是憑空多生出了一堆宇宙。

暴脹多重宇宙：泡泡之外還有泡泡

第二個版本來自宇宙學。暴脹理論主張，宇宙誕生之初曾經在極短時間內暴衝式膨脹——按 NASA 的說法，是「不到一兆兆分之一秒內膨脹超過一兆兆倍」，把微小的量子漲落拉伸成了後來每一個星系的種子。物理學家布萊恩·格林（Brian Greene）在 NASA 介紹 WMAP 衛星的頁面上說，觀測資料「支持這樣的看法：星系不過是量子力學被放大寫在整片天空上」。這個基礎理論本身經得起檢驗：《物理世界》報導，WMAP 三年的資料證實宇宙的幾何形狀「平坦到誤差 2% 以內」，正好對上暴脹理論的一項核心預測。

多重宇宙，則是把同一套理論再往前推一步。在許多模型裡，暴脹不會在各處同時停止，而是在某些區域永遠持續下去，只在局部的口袋裡結束，形成一個個所謂的「泡泡宇宙」，各自成為獨立的宇宙——也就是泰格馬克講的第二層。和基礎理論不同，這個「永恆暴脹」的延伸版本，從來沒有被任何觀測證實過。讓「多重宇宙」這個通俗說法成立的，是這多加的一步，不是暴脹理論本身。

弦論的宇宙地景：可能性太多

第三個版本來自弦論——物理學家想統一量子力學與重力的主要嘗試。弦論的數學不會只給出一組物理常數，而是允許大量彼此獨立、內部自洽的變化版本，常被稱為「弦論地景」。據《量子雜誌》報導，許多弦論學者原本希望方程式最終會指向單一一個「真正」的宇宙；這個期待落空之後，包括 Eva Silverstein 在內的一些物理學家轉而主張，存在許多不同宇宙的地景反而合理，因為只有條件剛好合適的宇宙，才會演化出能夠注意到這件事的觀測者。也有物理學家認為，整套架構只是無法檢驗，稱不上解釋了什麼。

還在爭論的部分

這三個提案都沒有被觀測到，甚至有物理學家公開主張，它們永遠不可能被觀測到。宇宙學家 George Ellis 2011 年在《科學人》寫道：「我不相信其他宇宙的存在已經被證實——或者永遠能被證實」，因為「所有平行宇宙都在我們的視界之外，不論現在或未來，都超出我們能看到的能力範圍」。他更尖銳的批評，是關於這類理論的彈性：「因為牽涉多重宇宙的理論幾乎什麼都能解釋，任何觀測結果都可以被某個多重宇宙版本吸收掉」，這使得它沒辦法像一般的科學理論那樣，有可能被證明是錯的。

物理學家仍嘗試找間接證據。如果我們的宇宙只是眾多泡泡之一，早期和鄰近泡泡的碰撞，可能會在宇宙微波背景輻射裡留下一圈淡淡的痕跡。2011 年有團隊在 WMAP 資料裡搜尋這種圖案；研究者 Daniel Mortlock 說，團隊「非常小心地評估了我們找到的疑似泡泡碰撞痕跡，有多大機率只是巧合」。結果沒有找到真正的碰撞，只發表了這類痕跡在資料裡最多能藏多少的第一個上限。

常見問題

結論

真假檔案把這一份歸檔為「存疑」。宇宙暴脹本身經得起檢驗，多世界詮釋在邏輯上自洽，弦論在數學上也很有生產力，但具體主張其他宇宙真實存在——不論是量子分支、持續膨脹的泡泡，還是弦論地景裡的某一點——背後都沒有已獲確認的觀測證據；唯一一次直接尋找證據的嘗試，在宇宙微波背景輻射裡找泡泡碰撞的痕跡，也一無所獲。嚴肅的物理學家對這個情況未來會不會改變，意見並不一致。任何斬釘截鐵告訴你平行宇宙已經證實、或者純屬胡說的說法，都超出了現有證據所能支持的範圍。