1 00:00:00,000 --> 00:00:02,000 几个月以前, 2 00:00:02,000 --> 00:00:04,000 诺贝尔物理学奖 3 00:00:04,000 --> 00:00:06,000 颁发给两个天文学家团队, 4 00:00:06,000 --> 00:00:09,000 他们的发现被誉为 5 00:00:09,000 --> 00:00:11,000 史上最重要的 6 00:00:11,000 --> 00:00:13,000 天文观测之一。 7 00:00:13,000 --> 00:00:15,000 今天呢,在简要描述他们的发现之后, 8 00:00:15,000 --> 00:00:18,000 我会告诉你一个颇有争议的理论框架 9 00:00:18,000 --> 00:00:21,000 用于解释他们的发现, 10 00:00:21,000 --> 00:00:23,000 这种框架大大超越了 11 00:00:23,000 --> 00:00:25,000 我们所认知的地球, 12 00:00:25,000 --> 00:00:28,000 银河系和其他遥远星系, 13 00:00:28,000 --> 00:00:30,000 我们可能会发现我们的宇宙 14 00:00:30,000 --> 00:00:32,000 不是唯一的宇宙, 15 00:00:32,000 --> 00:00:34,000 相反只是 16 00:00:34,000 --> 00:00:36,000 一个庞大复合宇宙的一部分, 17 00:00:36,000 --> 00:00:38,000 我们称之为多元宇宙。 18 00:00:38,000 --> 00:00:41,000 多元宇宙是个很怪的想法。 19 00:00:41,000 --> 00:00:43,000 我是说,大部分人从出生就被教育相信 20 00:00:43,000 --> 00:00:46,000 “宇宙”这个词包含一切。 21 00:00:46,000 --> 00:00:49,000 我是说我们中的绝大多数(都被从小教导有关“一元宇宙”的概念) 22 00:00:49,000 --> 00:00:52,000 就像我四岁大的女儿从一出生就在听我讲这些想法(多元宇宙)一样。 23 00:00:52,000 --> 00:00:54,000 去年,我抱着她, 24 00:00:54,000 --> 00:00:56,000 对她说,“索非亚, 25 00:00:56,000 --> 00:00:59,000 我爱你胜过宇宙的一切。” 26 00:00:59,000 --> 00:01:01,000 她转过来对我说,“爸爸, 27 00:01:01,000 --> 00:01:03,000 是宇宙还是多元宇宙?” 28 00:01:03,000 --> 00:01:06,000 (笑) 29 00:01:06,000 --> 00:01:09,000 但是除了这样一个不同寻常的教育的例子, 30 00:01:09,000 --> 00:01:11,000 我们总是很难让人们(从小接受了一元宇宙观点的人)去想象 31 00:01:11,000 --> 00:01:13,000 哪些其他与我们的宇宙所分离的国度(宇宙), 32 00:01:13,000 --> 00:01:15,000 而其中的大部分又拥有完全不同于我们所处宇宙的特征, 33 00:01:15,000 --> 00:01:18,000 而这些宇宙可以被称作他们自己的宇宙。 34 00:01:18,000 --> 00:01:20,000 尽管 35 00:01:20,000 --> 00:01:22,000 这个想法是个推理, 36 00:01:22,000 --> 00:01:24,000 我想让你相信 37 00:01:24,000 --> 00:01:26,000 我们有理由把它当回事, 38 00:01:26,000 --> 00:01:28,000 因为它有可能是正确的。 39 00:01:28,000 --> 00:01:31,000 我会分三部分来讲多元宇宙的故事。 40 00:01:31,000 --> 00:01:33,000 第一部分, 41 00:01:33,000 --> 00:01:35,000 我会描述这些获诺贝尔奖的结果, 42 00:01:35,000 --> 00:01:37,000 并且强调这些成绩 43 00:01:37,000 --> 00:01:39,000 揭示的一个意义深远的奥秘。 44 00:01:39,000 --> 00:01:41,000 第二部分, 45 00:01:41,000 --> 00:01:43,000 我会解开这个奥秘。 46 00:01:43,000 --> 00:01:45,000 它基于一种叫“弦理论”的方法, 47 00:01:45,000 --> 00:01:47,000 通过它我们把多元宇宙 48 00:01:47,000 --> 00:01:49,000 引入了这个故事。 49 00:01:49,000 --> 00:01:51,000 最后第三部分, 50 00:01:51,000 --> 00:01:53,000 我将讲述一个宇宙理论 51 00:01:53,000 --> 00:01:55,000 叫暴涨, 52 00:01:55,000 --> 00:01:58,000 通过这个你就能把整个故事完整起来。 53 00:01:58,000 --> 00:02:02,000 好吧,故事的第一部分回到1929年, 54 00:02:02,000 --> 00:02:04,000 当伟大的天文学家爱德温•哈勃 55 00:02:04,000 --> 00:02:07,000 意识到,遥远的星系 56 00:02:07,000 --> 00:02:09,000 都匆匆离我们而去 57 00:02:09,000 --> 00:02:11,000 建立属于它自身的空间 58 00:02:11,000 --> 00:02:13,000 这个空间在不断地扩展。 59 00:02:13,000 --> 00:02:16,000 现在我们要讨论的问题开始富有革命性了。 60 00:02:16,000 --> 00:02:19,000 普遍的观点是在最大的尺度下 61 00:02:19,000 --> 00:02:21,000 宇宙是静态的。 62 00:02:21,000 --> 00:02:23,000 但即便如此, 63 00:02:23,000 --> 00:02:26,000 有一件事大家都是确定的, 64 00:02:26,000 --> 00:02:29,000 就是扩张必须放缓。 65 00:02:29,000 --> 00:02:32,000 就像万有引力 66 00:02:32,000 --> 00:02:35,000 减慢了抛向空中的苹果上升的速度, 67 00:02:35,000 --> 00:02:37,000 每个星系 68 00:02:37,000 --> 00:02:39,000 对其他星系的万有引力 69 00:02:39,000 --> 00:02:41,000 必须减缓 70 00:02:41,000 --> 00:02:43,000 空间的扩展。 71 00:02:43,000 --> 00:02:46,000 现在让我们快进到二十世纪90年代, 72 00:02:46,000 --> 00:02:48,000 我开始提到的 73 00:02:48,000 --> 00:02:50,000 那两个天文学家小组 74 00:02:50,000 --> 00:02:52,000 受到这个推理的启发 75 00:02:52,000 --> 00:02:54,000 来测量 76 00:02:54,000 --> 00:02:56,000 这种扩张放缓的速率。 77 00:02:56,000 --> 00:02:58,000 他们辛勤地 78 00:02:58,000 --> 00:03:00,000 观察了 79 00:03:00,000 --> 00:03:02,000 为数众多的遥远星系, 80 00:03:02,000 --> 00:03:04,000 并据此画出了 81 00:03:04,000 --> 00:03:07,000 膨胀率随时间变化的图表。 82 00:03:07,000 --> 00:03:10,000 令人惊讶的是, 83 00:03:10,000 --> 00:03:13,000 他们发现扩张并没有减速。 84 00:03:13,000 --> 00:03:15,000 相反速度在加快, 85 00:03:15,000 --> 00:03:17,000 越来越快。 86 00:03:17,000 --> 00:03:19,000 就像抛一个苹果, 87 00:03:19,000 --> 00:03:21,000 它快速地上升。 88 00:03:21,000 --> 00:03:23,000 如果你看到一个苹果这样的话, 89 00:03:23,000 --> 00:03:25,000 你一定想知道为什么。 90 00:03:25,000 --> 00:03:27,000 是一种什么力量推动它呢? 91 00:03:27,000 --> 00:03:29,000 同样,天文学家的结果 92 00:03:29,000 --> 00:03:32,000 肯定配得诺贝尔奖, 93 00:03:32,000 --> 00:03:36,000 但他们提了一个类似的问题。 94 00:03:36,000 --> 00:03:38,000 是什么力量驱动所有的星系 95 00:03:38,000 --> 00:03:41,000 不断加速地 96 00:03:41,000 --> 00:03:44,000 远离其它的呢? 97 00:03:44,000 --> 00:03:46,000 最有希望的答案 98 00:03:46,000 --> 00:03:49,000 还是来自爱因斯坦的老观点。 99 00:03:49,000 --> 00:03:51,000 你看,我们都习惯于认为, 100 00:03:51,000 --> 00:03:54,000 地心引力这种力量就做一件事, 101 00:03:54,000 --> 00:03:56,000 就是把东西拉在一起。 102 00:03:56,000 --> 00:03:58,000 但在爱因斯坦的引力理论中, 103 00:03:58,000 --> 00:04:00,000 他的广义相对论, 104 00:04:00,000 --> 00:04:03,000 引力也可以把东西推开的。 105 00:04:03,000 --> 00:04:06,000 怎么说呢?根据爱因斯坦的数学, 106 00:04:06,000 --> 00:04:08,000 如果空间是 107 00:04:08,000 --> 00:04:10,000 被无形的能量均匀地充满, 108 00:04:10,000 --> 00:04:13,000 就像一种统一,无形的雾, 109 00:04:13,000 --> 00:04:16,000 这种雾所产生的重力 110 00:04:16,000 --> 00:04:18,000 会是 111 00:04:18,000 --> 00:04:20,000 排斥重力, 112 00:04:20,000 --> 00:04:23,000 这正是我们需要解释的观测。 113 00:04:23,000 --> 00:04:25,000 因为空间中的 114 00:04:25,000 --> 00:04:27,000 这种无形能量的排斥重力-- 115 00:04:27,000 --> 00:04:29,000 我们把它叫做暗能量, 116 00:04:29,000 --> 00:04:32,000 但这里我把它用白色烟雾表示是为了便于看到-- 117 00:04:32,000 --> 00:04:34,000 它的排斥重力 118 00:04:34,000 --> 00:04:36,000 会导致每个星系互相推斥, 119 00:04:36,000 --> 00:04:38,000 驱使扩张加快 120 00:04:38,000 --> 00:04:40,000 而不是减缓。 121 00:04:40,000 --> 00:04:42,000 这个解释 122 00:04:42,000 --> 00:04:44,000 代表着很大的进步。 123 00:04:44,000 --> 00:04:47,000 我答应过你这是 124 00:04:47,000 --> 00:04:49,000 第一部分的一个谜。 125 00:04:49,000 --> 00:04:51,000 这个就是。 126 00:04:51,000 --> 00:04:53,000 在天文学家计算出 127 00:04:53,000 --> 00:04:56,000 必须注入多少暗能量 128 00:04:56,000 --> 00:04:58,000 到空间 129 00:04:58,000 --> 00:05:00,000 去证明宇宙的加速时, 130 00:05:00,000 --> 00:05:02,000 看看他们发现了什么。 131 00:05:09,000 --> 00:05:11,000 这是个小数目。 132 00:05:11,000 --> 00:05:13,000 用相关的单位来表现, 133 00:05:13,000 --> 00:05:15,000 它非常小。 134 00:05:15,000 --> 00:05:18,000 谜团是去解释这个奇特的数字。 135 00:05:18,000 --> 00:05:20,000 我们希望这一数字 136 00:05:20,000 --> 00:05:22,000 可能摆脱物理定律, 137 00:05:22,000 --> 00:05:25,000 但到目前为止还没有人找到一个方法。 138 00:05:25,000 --> 00:05:28,000 你现在可能想知道, 139 00:05:28,000 --> 00:05:30,000 你应该担忧吗? 140 00:05:30,000 --> 00:05:32,000 也许解释这个数字 141 00:05:32,000 --> 00:05:34,000 只是个技术问题, 142 00:05:34,000 --> 00:05:37,000 一个专家感兴趣的技术细节, 143 00:05:37,000 --> 00:05:39,000 根别人没什么关系。 144 00:05:39,000 --> 00:05:42,000 这的确是一个技术上的细节, 145 00:05:42,000 --> 00:05:44,000 但有些细节至关重大。 146 00:05:44,000 --> 00:05:46,000 一些细节 147 00:05:46,000 --> 00:05:48,000 给未知的现实领域提供窗口, 148 00:05:48,000 --> 00:05:51,000 这个奇特的数字可能只有这个用途, 149 00:05:51,000 --> 00:05:54,000 至今为止作为唯一方法取得了进展, 150 00:05:54,000 --> 00:05:57,000 去解释它调用奇特宇宙的可能性-- 151 00:05:57,000 --> 00:06:00,000 这个想法自然地脱离弦理论, 152 00:06:00,000 --> 00:06:03,000 带我进入第二部分:弦理论。 153 00:06:03,000 --> 00:06:07,000 先把暗能量的谜团 154 00:06:07,000 --> 00:06:09,000 放在脑后, 155 00:06:09,000 --> 00:06:11,000 我继续讲 156 00:06:11,000 --> 00:06:14,000 有关弦理论的三个关键的事情。 157 00:06:14,000 --> 00:06:16,000 第一个,是什么呢? 158 00:06:16,000 --> 00:06:19,000 那是实践爱因斯坦的物理统一理论的 159 00:06:19,000 --> 00:06:22,000 梦想的一种途径, 160 00:06:22,000 --> 00:06:24,000 一个总体框架 161 00:06:24,000 --> 00:06:26,000 能够描述 162 00:06:26,000 --> 00:06:28,000 宇宙所有的力量在起作用。 163 00:06:28,000 --> 00:06:30,000 而弦理论的中心思想 164 00:06:30,000 --> 00:06:32,000 非常简单。 165 00:06:32,000 --> 00:06:34,000 它说,如果你非常细致地检查 166 00:06:34,000 --> 00:06:36,000 任何一样物质。 167 00:06:36,000 --> 00:06:38,000 起初你会发现分子, 168 00:06:38,000 --> 00:06:41,000 然后你会发现原子和亚原子粒子。 169 00:06:41,000 --> 00:06:43,000 但这个理论说,如果你能够探测到更小的, 170 00:06:43,000 --> 00:06:46,000 比我们现有技术能做到的更小的, 171 00:06:46,000 --> 00:06:49,000 你会在这些粒子里找到别的东西-- 172 00:06:49,000 --> 00:06:52,000 一个小小的能量震动纤维, 173 00:06:52,000 --> 00:06:55,000 一个小小的震动弦。 174 00:06:55,000 --> 00:06:57,000 就像小提琴上的弦一样, 175 00:06:57,000 --> 00:06:59,000 它们通过不同的震动 176 00:06:59,000 --> 00:07:01,000 来产生不同的音符。 177 00:07:01,000 --> 00:07:03,000 这些小小的基本的弦, 178 00:07:03,000 --> 00:07:05,000 当他们以不同的模式震动时, 179 00:07:05,000 --> 00:07:07,000 它们产生不同种类的粒子-- 180 00:07:07,000 --> 00:07:09,000 所以,电子,夸克,中微子,光子, 181 00:07:09,000 --> 00:07:11,000 所有的粒子 182 00:07:11,000 --> 00:07:13,000 会合并成一个单一的框架, 183 00:07:13,000 --> 00:07:16,000 它们会通过震动的弦而出现。 184 00:07:16,000 --> 00:07:19,000 那是个令人信服的场面, 185 00:07:19,000 --> 00:07:21,000 一种宇宙交响乐, 186 00:07:21,000 --> 00:07:23,000 我们看到的 187 00:07:23,000 --> 00:07:25,000 从周围世界的音乐 188 00:07:25,000 --> 00:07:27,000 而展现的丰富, 189 00:07:27,000 --> 00:07:30,000 这些小小的弦也能演奏出。 190 00:07:30,000 --> 00:07:32,000 但这种优雅的统一 191 00:07:32,000 --> 00:07:34,000 是有代价的, 192 00:07:34,000 --> 00:07:36,000 因为多年的研究 193 00:07:36,000 --> 00:07:39,000 表明弦理论的数学也不是行得通的。 194 00:07:39,000 --> 00:07:41,000 它内部不一致, 195 00:07:41,000 --> 00:07:43,000 除非我们考虑 196 00:07:43,000 --> 00:07:46,000 完全陌生的事-- 197 00:07:46,000 --> 00:07:49,000 即额外纬度空间。 198 00:07:49,000 --> 00:07:52,000 我们都知道通常的三维空间。 199 00:07:52,000 --> 00:07:54,000 你可以用 200 00:07:54,000 --> 00:07:57,000 高度,宽度和深度来考虑。 201 00:07:57,000 --> 00:08:00,000 但弦理论认为,在极其小的尺度下, 202 00:08:00,000 --> 00:08:02,000 在这么小的尺寸下 203 00:08:02,000 --> 00:08:04,000 还有附加的维度,因为太小 204 00:08:04,000 --> 00:08:06,000 我们还探测不出。 205 00:08:06,000 --> 00:08:08,000 但即使这些维度是隐藏的, 206 00:08:08,000 --> 00:08:11,000 它们对一些东西的影响我们能够观察到, 207 00:08:11,000 --> 00:08:14,000 因为额外维度的形状 208 00:08:14,000 --> 00:08:17,000 限制着弦的震动。 209 00:08:17,000 --> 00:08:19,000 在弦理论中, 210 00:08:19,000 --> 00:08:22,000 振动决定一切。 211 00:08:22,000 --> 00:08:24,000 所以呢,粒子的质量,力量的强度, 212 00:08:24,000 --> 00:08:27,000 最重要的,暗能量的总量 213 00:08:27,000 --> 00:08:29,000 会取决于 214 00:08:29,000 --> 00:08:31,000 额外维度的形状。 215 00:08:31,000 --> 00:08:34,000 如果我们了解额外维度的形状, 216 00:08:34,000 --> 00:08:37,000 我们就能计算出这些特征, 217 00:08:37,000 --> 00:08:40,000 计算出暗能量的总量。 218 00:08:40,000 --> 00:08:42,000 目前的挑战是 219 00:08:42,000 --> 00:08:44,000 我们不知道 220 00:08:44,000 --> 00:08:47,000 额外维度的形状。 221 00:08:47,000 --> 00:08:49,000 我们有的 222 00:08:49,000 --> 00:08:51,000 是通过数学算出的 223 00:08:51,000 --> 00:08:54,000 一些候选形状。 224 00:08:54,000 --> 00:08:56,000 当这些想法首次推出的时候, 225 00:08:56,000 --> 00:08:58,000 只有5个候补形状, 226 00:08:58,000 --> 00:09:00,000 你可以想象到 227 00:09:00,000 --> 00:09:02,000 一个一个分析它们 228 00:09:02,000 --> 00:09:04,000 来决定哪一个符合 229 00:09:04,000 --> 00:09:06,000 我们观察的物理特征。 230 00:09:06,000 --> 00:09:08,000 可是随着时间的迁移, 231 00:09:08,000 --> 00:09:10,000 研究人员发现了更多的候选形状。 232 00:09:10,000 --> 00:09:13,000 从起初的5个到几百个,最后几千个-- 233 00:09:13,000 --> 00:09:16,000 数目很多但还管得过来, 234 00:09:16,000 --> 00:09:18,000 去分析这些的工作 235 00:09:18,000 --> 00:09:21,000 就交给刚毕业的学生了。 236 00:09:21,000 --> 00:09:23,000 但是这个数目单继续增加到了 237 00:09:23,000 --> 00:09:26,000 几百万,到今天有数十亿了。 238 00:09:26,000 --> 00:09:28,000 候选形状的清单 239 00:09:28,000 --> 00:09:33,000 也飙升到10至500个。 240 00:09:33,000 --> 00:09:36,000 那,怎么办呢? 241 00:09:36,000 --> 00:09:39,000 有些研究人员失去信心, 242 00:09:39,000 --> 00:09:42,000 结论是额外维度有这么多的候选形状, 243 00:09:42,000 --> 00:09:45,000 每一个都有不同的物理特征, 244 00:09:45,000 --> 00:09:47,000 弦理论永远不会做出 245 00:09:47,000 --> 00:09:49,000 确定的,可检验的预测。 246 00:09:49,000 --> 00:09:53,000 但是另一些从另一个角度考虑, 247 00:09:53,000 --> 00:09:55,000 把我们带到多元宇宙的可能性。 248 00:09:55,000 --> 00:09:57,000 想法是这样的。 249 00:09:57,000 --> 00:10:00,000 也许这些性状之间是互相平等的。 250 00:10:00,000 --> 00:10:02,000 每一个都很真实, 251 00:10:02,000 --> 00:10:04,000 就是说 252 00:10:04,000 --> 00:10:06,000 有很多的宇宙, 253 00:10:06,000 --> 00:10:09,000 每个对额外维度都有不同的形状。 254 00:10:09,000 --> 00:10:11,000 这种激进的建议 255 00:10:11,000 --> 00:10:14,000 对这个谜团有着深刻的影响: 256 00:10:14,000 --> 00:10:17,000 诺贝尔得奖结果揭示了暗能量的总量。 257 00:10:17,000 --> 00:10:19,000 因为你看, 258 00:10:19,000 --> 00:10:22,000 如果有很多的其他宇宙, 259 00:10:22,000 --> 00:10:24,000 而这些宇宙 260 00:10:24,000 --> 00:10:28,000 每个都有不同的额外维度形状, 261 00:10:28,000 --> 00:10:30,000 那么每个宇宙的物理特征将会不同, 262 00:10:30,000 --> 00:10:32,000 特别是, 263 00:10:32,000 --> 00:10:34,000 每个宇宙的暗能量 264 00:10:34,000 --> 00:10:36,000 将会不同。 265 00:10:36,000 --> 00:10:38,000 也就意味着, 266 00:10:38,000 --> 00:10:40,000 我们现在测量到的暗能量总量的解释谜呢, 267 00:10:40,000 --> 00:10:43,000 将会是 一个完全不同的角色。 268 00:10:43,000 --> 00:10:45,000 在这种背景下, 269 00:10:45,000 --> 00:10:48,000 物理定律不能解释暗能量的一个数, 270 00:10:48,000 --> 00:10:51,000 因为不知一个数, 271 00:10:51,000 --> 00:10:53,000 有很多数。 272 00:10:53,000 --> 00:10:55,000 也意味着, 273 00:10:55,000 --> 00:10:58,000 我们一直问错了问题。 274 00:10:58,000 --> 00:11:00,000 应该问的正确问题是, 275 00:11:00,000 --> 00:11:03,000 为什么我们人类在一个宇宙中测量 276 00:11:03,000 --> 00:11:06,000 一种特定量的暗能量, 277 00:11:06,000 --> 00:11:09,000 而不是在另外的 278 00:11:09,000 --> 00:11:11,000 其他外围宇宙呢? 279 00:11:11,000 --> 00:11:14,000 我们在这个问题上能取得进展。 280 00:11:14,000 --> 00:11:16,000 因为那些宇宙 281 00:11:16,000 --> 00:11:18,000 有着比我们的更多的暗能量, 282 00:11:18,000 --> 00:11:21,000 当物质要聚成星系时, 283 00:11:21,000 --> 00:11:24,000 暗能量的排斥力太强, 284 00:11:24,000 --> 00:11:26,000 把物质快吹散, 285 00:11:26,000 --> 00:11:28,000 星系就无法形成。 286 00:11:28,000 --> 00:11:31,000 这些宇宙中的暗能量较少, 287 00:11:31,000 --> 00:11:33,000 它们非常快地崩溃后回来, 288 00:11:33,000 --> 00:11:36,000 也形成不了星系。 289 00:11:36,000 --> 00:11:39,000 没有星系,就没有星星,没有行星, 290 00:11:39,000 --> 00:11:41,000 所以在别的宇宙中 291 00:11:41,000 --> 00:11:43,000 没法有 292 00:11:43,000 --> 00:11:45,000 像我们这样的生命存在。 293 00:11:45,000 --> 00:11:47,000 我们发现我们自己存在于 294 00:11:47,000 --> 00:11:50,000 一个我们简单测量的有一个特别数量的暗能量的宇宙中, 295 00:11:50,000 --> 00:11:53,000 只因为我们的宇宙有合适的条件 296 00:11:53,000 --> 00:11:57,000 供我们生命的存在。 297 00:11:57,000 --> 00:11:59,000 就是那个。 298 00:11:59,000 --> 00:12:01,000 谜团破解了, 299 00:12:01,000 --> 00:12:03,000 多元宇宙被发现。 300 00:12:03,000 --> 00:12:08,000 有些人对这个解释不满意。 301 00:12:08,000 --> 00:12:10,000 我们习惯于物理学 302 00:12:10,000 --> 00:12:13,000 给我们观察的特征的明确解释。 303 00:12:13,000 --> 00:12:15,000 但问题是, 304 00:12:15,000 --> 00:12:18,000 如果你观察的特征 305 00:12:18,000 --> 00:12:20,000 能够并且确实承担 306 00:12:20,000 --> 00:12:22,000 现实中的 307 00:12:22,000 --> 00:12:25,000 不同价值, 308 00:12:25,000 --> 00:12:27,000 那么对一种 309 00:12:27,000 --> 00:12:29,000 特定值用一种解释 310 00:12:29,000 --> 00:12:32,000 就会简单地误导人。 311 00:12:32,000 --> 00:12:34,000 一个早期的例子 312 00:12:34,000 --> 00:12:37,000 来自于伟大的天文学家约翰 开普勒, 313 00:12:37,000 --> 00:12:39,000 他很着迷于研究 314 00:12:39,000 --> 00:12:41,000 不同的数字-- 315 00:12:41,000 --> 00:12:45,000 为什么太阳离地球9千3百万英里。 316 00:12:45,000 --> 00:12:48,000 他花了几十年的时间试图解释这个数字, 317 00:12:48,000 --> 00:12:51,000 但从未成功,我们知道为什么。 318 00:12:51,000 --> 00:12:53,000 开普勒 319 00:12:53,000 --> 00:12:55,000 问错了问题。 320 00:12:55,000 --> 00:12:58,000 现在我们知道有许多行星 321 00:12:58,000 --> 00:13:01,000 距离它们的宿主恒星有不同的距离。 322 00:13:01,000 --> 00:13:04,000 单单希望物理定律 323 00:13:04,000 --> 00:13:07,000 能解释一个特殊的数据,9千3百万, 324 00:13:07,000 --> 00:13:10,000 是执迷不悟。 325 00:13:10,000 --> 00:13:12,000 正确的问题应该是, 326 00:13:12,000 --> 00:13:15,000 为什么我们人类发现我们在一个行星上的 327 00:13:15,000 --> 00:13:17,000 距离是特定的, 328 00:13:17,000 --> 00:13:20,000 而不是别的可能呢? 329 00:13:20,000 --> 00:13:23,000 同样,这个问题我们能回答。 330 00:13:23,000 --> 00:13:26,000 那些行星更接近于一颗星就像太阳 331 00:13:26,000 --> 00:13:28,000 一样热, 332 00:13:28,000 --> 00:13:30,000 以至像我们这样的生命无法存在。 333 00:13:30,000 --> 00:13:33,000 而那些离这个星太远的行星, 334 00:13:33,000 --> 00:13:35,000 因为太冷, 335 00:13:35,000 --> 00:13:37,000 同样也没法有我们这样的生命。 336 00:13:37,000 --> 00:13:39,000 所以,我们发现我们 337 00:13:39,000 --> 00:13:41,000 在这颗行星的特定距离 338 00:13:41,000 --> 00:13:43,000 只是因为它的条件 339 00:13:43,000 --> 00:13:46,000 符合我们生命的存在。 340 00:13:46,000 --> 00:13:49,000 讲到行星和它们的距离时, 341 00:13:49,000 --> 00:13:53,000 这显然是合理的推理。 342 00:13:53,000 --> 00:13:55,000 关键是, 343 00:13:55,000 --> 00:13:58,000 讲到宇宙和他们所含的暗能量时, 344 00:13:58,000 --> 00:14:02,000 它也可能是合适的推理。 345 00:14:02,000 --> 00:14:05,000 一个重要的区别是, 346 00:14:05,000 --> 00:14:07,000 我们知道外边还有很多别的行星, 347 00:14:07,000 --> 00:14:10,000 但到目前为止,我只是推测可能 348 00:14:10,000 --> 00:14:12,000 会有其他的宇宙。 349 00:14:12,000 --> 00:14:14,000 把这些合起来, 350 00:14:14,000 --> 00:14:16,000 我们需要一个机制, 351 00:14:16,000 --> 00:14:19,000 实际上可以生成其它宇宙。 352 00:14:19,000 --> 00:14:22,000 这样我就来到最后一部分,第三部分。 353 00:14:22,000 --> 00:14:25,000 因为宇宙学家们在试图了解 354 00:14:25,000 --> 00:14:28,000 大爆炸时发现了这个机制。 355 00:14:28,000 --> 00:14:30,000 你看,但我们说起大爆炸时, 356 00:14:30,000 --> 00:14:32,000 我们常常有一个 357 00:14:32,000 --> 00:14:34,000 宇宙爆炸的图画, 358 00:14:34,000 --> 00:14:36,000 这个爆炸创造了我们的宇宙, 359 00:14:36,000 --> 00:14:39,000 且把空间向外扩。 360 00:14:39,000 --> 00:14:41,000 但有一个小秘密。 361 00:14:41,000 --> 00:14:44,000 大爆炸留下了很重要的就是, 362 00:14:44,000 --> 00:14:46,000 爆炸。 363 00:14:46,000 --> 00:14:49,000 它告诉我们宇宙在爆炸后时如何进化, 364 00:14:49,000 --> 00:14:51,000 但没有给我们 365 00:14:51,000 --> 00:14:55,000 提供爆炸本身的力量。 366 00:14:55,000 --> 00:14:57,000 最终,这个差距 367 00:14:57,000 --> 00:14:59,000 被一个增强版的大爆炸理论填补上了 368 00:14:59,000 --> 00:15:02,000 它被称为暴胀宇宙学, 369 00:15:02,000 --> 00:15:06,000 找到了一种特殊的燃料, 370 00:15:06,000 --> 00:15:08,000 会自然产生 371 00:15:08,000 --> 00:15:10,000 向往冲的空间。 372 00:15:10,000 --> 00:15:13,000 燃料基于一种叫做量子场的东西, 373 00:15:13,000 --> 00:15:16,000 但对我们有关的唯一细节是 374 00:15:16,000 --> 00:15:19,000 这种燃料被证明是如此高效, 375 00:15:19,000 --> 00:15:21,000 它几乎不可能 376 00:15:21,000 --> 00:15:23,000 完全用尽, 377 00:15:23,000 --> 00:15:25,000 这就意味着在暴胀理论中, 378 00:15:25,000 --> 00:15:28,000 大爆炸出现在我们宇宙 379 00:15:28,000 --> 00:15:31,000 不是一次性的事件。 380 00:15:31,000 --> 00:15:34,000 相反,燃料不仅产生了我们的大爆炸, 381 00:15:34,000 --> 00:15:40,000 它也产生了无数的别的爆炸, 382 00:15:40,000 --> 00:15:43,000 每个形成它自己的宇宙, 383 00:15:43,000 --> 00:15:45,000 我们的宇宙变成 384 00:15:45,000 --> 00:15:48,000 大宇宙泡泡浴里的一个泡泡。 385 00:15:48,000 --> 00:15:50,000 现在,当我们把这融合到弦理论, 386 00:15:50,000 --> 00:15:52,000 我们就看到了这张图片。 387 00:15:52,000 --> 00:15:54,000 这些宇宙中的每一个都有额外维度。 388 00:15:54,000 --> 00:15:57,000 额外维度有不同的形状。 389 00:15:57,000 --> 00:16:00,000 不同的形状产生不同的物理特征。 390 00:16:00,000 --> 00:16:03,000 我们发现我们自己在一个而不是 391 00:16:03,000 --> 00:16:06,000 另一个宇宙中单单因为我们的宇宙的 392 00:16:06,000 --> 00:16:09,000 物理特征,譬如暗能量的总量 393 00:16:09,000 --> 00:16:13,000 正好适合我们生命的存在。 394 00:16:13,000 --> 00:16:16,000 这是具有吸引力但对更广阔宇宙的 395 00:16:16,000 --> 00:16:18,000 又极有争议的图片, 396 00:16:18,000 --> 00:16:20,000 尖端的观察与理论 397 00:16:20,000 --> 00:16:24,000 让我们去更严肃地思考。 398 00:16:24,000 --> 00:16:28,000 一个悬而未决的问题,当然是, 399 00:16:28,000 --> 00:16:31,000 我们能否确认 400 00:16:31,000 --> 00:16:34,000 其他宇宙的存在? 401 00:16:34,000 --> 00:16:36,000 让我来描述一种 402 00:16:36,000 --> 00:16:39,000 可能有一天会发生的方法。 403 00:16:39,000 --> 00:16:41,000 通胀理论 404 00:16:41,000 --> 00:16:43,000 已经有强大的观测支持。 405 00:16:43,000 --> 00:16:45,000 因为这个理论预言 406 00:16:45,000 --> 00:16:47,000 大爆炸将是如此强烈 407 00:16:47,000 --> 00:16:50,000 以至于空间快速扩张, 408 00:16:50,000 --> 00:16:52,000 微小的量子从微观世界 409 00:16:52,000 --> 00:16:55,000 延伸到宏观世界, 410 00:16:55,000 --> 00:16:58,000 产生一种独特的指纹, 411 00:16:58,000 --> 00:17:00,000 一种既有微热和微冷的 412 00:17:00,000 --> 00:17:02,000 斑点模式 413 00:17:02,000 --> 00:17:05,000 已经被功能强大的望远镜观察到了。 414 00:17:05,000 --> 00:17:08,000 讲的远点,如果有其他的宇宙, 415 00:17:08,000 --> 00:17:10,000 这个理论预测这些宇宙 416 00:17:10,000 --> 00:17:12,000 可能互相碰撞。 417 00:17:12,000 --> 00:17:14,000 如果我们的宇宙被别的宇宙撞上了, 418 00:17:14,000 --> 00:17:16,000 碰撞 419 00:17:16,000 --> 00:17:18,000 会在空间里产生额外的 420 00:17:18,000 --> 00:17:20,000 微妙的温度变化, 421 00:17:20,000 --> 00:17:22,000 我们可能有一天 422 00:17:22,000 --> 00:17:24,000 能探测到。 423 00:17:24,000 --> 00:17:27,000 正像这张奇特的照片, 424 00:17:27,000 --> 00:17:29,000 有一天也许会基于 425 00:17:29,000 --> 00:17:31,000 观测, 426 00:17:31,000 --> 00:17:34,000 建立其它宇宙的存在。 427 00:17:34,000 --> 00:17:36,000 最后, 428 00:17:36,000 --> 00:17:39,000 我将用一个有关遥远未来的 429 00:17:39,000 --> 00:17:41,000 所有想法 430 00:17:41,000 --> 00:17:43,000 的令人瞩目的暗示来结束。 431 00:17:43,000 --> 00:17:45,000 你看,我们得知 432 00:17:45,000 --> 00:17:47,000 我们的宇宙不是静态的, 433 00:17:47,000 --> 00:17:49,000 空间是在扩张的, 434 00:17:49,000 --> 00:17:51,000 这个扩张是在加速的, 435 00:17:51,000 --> 00:17:53,000 可能会有别的宇宙, 436 00:17:53,000 --> 00:17:55,000 我们可以通过仔细检查 437 00:17:55,000 --> 00:17:57,000 微弱的星光 438 00:17:57,000 --> 00:18:00,000 来确定那些遥远的星系。 439 00:18:00,000 --> 00:18:03,000 但是因为这种扩张太快, 440 00:18:03,000 --> 00:18:05,000 在遥远的未来, 441 00:18:05,000 --> 00:18:08,000 这些星系会离我们很远很远 442 00:18:08,000 --> 00:18:11,000 以至我们再也看不到它们-- 443 00:18:11,000 --> 00:18:13,000 不是因为技术的限制, 444 00:18:13,000 --> 00:18:15,000 而是因为物理定律。 445 00:18:15,000 --> 00:18:17,000 这些星系发出的光,。 446 00:18:17,000 --> 00:18:20,000 即使以很快的速度行走,以光速行走, 447 00:18:20,000 --> 00:18:22,000 也克服不了 448 00:18:22,000 --> 00:18:25,000 我们之间已经扩展的鸿沟 449 00:18:25,000 --> 00:18:27,000 所以在将来天文学家 450 00:18:27,000 --> 00:18:29,000 遥望远空 451 00:18:29,000 --> 00:18:32,000 除了静静的漆黑的沉寂 452 00:18:32,000 --> 00:18:36,000 什么也看不到。 453 00:18:36,000 --> 00:18:38,000 他们就会下结论 454 00:18:38,000 --> 00:18:40,000 说宇宙是安静的不变的, 455 00:18:40,000 --> 00:18:43,000 由一个中央绿洲的居民 456 00:18:43,000 --> 00:18:45,000 占据着-- 457 00:18:45,000 --> 00:18:47,000 这幅宇宙的图画 458 00:18:47,000 --> 00:18:50,000 我们知道是完全错的。 459 00:18:50,000 --> 00:18:53,000 或许这些未来的天文学家 460 00:18:53,000 --> 00:18:55,000 会有早期时代传下来的纪录, 461 00:18:55,000 --> 00:18:57,000 就像我们的, 462 00:18:57,000 --> 00:18:59,000 证明有一个充满星系的 463 00:18:59,000 --> 00:19:01,000 膨胀的宇宙。 464 00:19:01,000 --> 00:19:03,000 但这些未来的天文学家 465 00:19:03,000 --> 00:19:06,000 会相信这里古老的知识吗? 466 00:19:06,000 --> 00:19:08,000 或者他们会相信 467 00:19:08,000 --> 00:19:11,000 他们自己最先进的观测 468 00:19:11,000 --> 00:19:15,000 显示的这个黑色的静态的空旷的宇宙吗? 469 00:19:15,000 --> 00:19:17,000 我怀疑后者。 470 00:19:17,000 --> 00:19:19,000 这意味着,我们正经历 471 00:19:19,000 --> 00:19:22,000 一个非常特权的时代, 472 00:19:22,000 --> 00:19:24,000 宇宙某些深层的真理 473 00:19:24,000 --> 00:19:26,000 还在人类探索 474 00:19:26,000 --> 00:19:28,000 能及的范畴。 475 00:19:28,000 --> 00:19:33,000 看来也许并不总是这样。 476 00:19:33,000 --> 00:19:35,000 因为当今的天文学家们, 477 00:19:35,000 --> 00:19:38,000 透过强大的望远镜, 478 00:19:38,000 --> 00:19:41,000 已经捕捉到少数可提供信息的光子-- 479 00:19:41,000 --> 00:19:44,000 宇宙电报要走 480 00:19:44,000 --> 00:19:46,000 10亿年的路程。 481 00:19:46,000 --> 00:19:50,000 这个经历了不同的年代信息是清晰的。 482 00:19:50,000 --> 00:19:53,000 有时,自然通过 483 00:19:53,000 --> 00:19:55,000 牢不可破的物理定律 484 00:19:55,000 --> 00:19:57,000 来守护着她的秘密。 485 00:19:57,000 --> 00:20:01,000 有时现实的真实 486 00:20:01,000 --> 00:20:04,000 在地平线那边呼唤。 487 00:20:04,000 --> 00:20:06,000 多谢! 488 00:20:06,000 --> 00:20:10,000 (鼓掌) 489 00:20:10,000 --> 00:20:12,000 Chris Anderson:布赖恩,谢谢你。 490 00:20:12,000 --> 00:20:14,000 你刚刚谈到的这些想法的范围 491 00:20:14,000 --> 00:20:17,000 真是令人眼花缭乱,兴奋不已,和难以置信。 492 00:20:17,000 --> 00:20:19,000 从历史的角度来看, 493 00:20:19,000 --> 00:20:21,000 你认为现在的宇宙学 494 00:20:21,000 --> 00:20:23,000 走到了哪一步? 495 00:20:23,000 --> 00:20:26,000 从你的观点来说,我们是在历史中的不寻常的一个时期吗? 496 00:20:26,000 --> 00:20:28,000 BG:这个很难说。 497 00:20:28,000 --> 00:20:31,000 当我们知道将来的天文学家 498 00:20:31,000 --> 00:20:34,000 没有足够的信息去把事情弄明白, 499 00:20:34,000 --> 00:20:37,000 很自然的问题是,也许我们已经 500 00:20:37,000 --> 00:20:40,000 在一个位置和深度, 501 00:20:40,000 --> 00:20:43,000 因为宇宙学的演化, 502 00:20:43,000 --> 00:20:45,000 宇宙的一些重要特性已经超出我们的理解能力。 503 00:20:45,000 --> 00:20:47,000 所以从这个角度来看, 504 00:20:47,000 --> 00:20:49,000 也许我们永远是问问题, 505 00:20:49,000 --> 00:20:51,000 永远无法完全解答它们。 506 00:20:51,000 --> 00:20:53,000 另一方面,现在我们能理解 507 00:20:53,000 --> 00:20:55,000 宇宙有多老。 508 00:20:55,000 --> 00:20:57,000 我们知道 509 00:20:57,000 --> 00:21:00,000 如何理解137.2亿年前的 510 00:21:00,000 --> 00:21:03,000 微波背景辐射的数据-- 511 00:21:03,000 --> 00:21:05,000 我们今天可以计算并预测它将来会是什么样子, 512 00:21:05,000 --> 00:21:07,000 并如何与它匹配。 513 00:21:07,000 --> 00:21:09,000 不会吧!这太惊人了! 514 00:21:09,000 --> 00:21:12,000 所以,一方面,我们得到的太不可思议了, 515 00:21:12,000 --> 00:21:16,000 但谁知道我们将来会发现什么障碍呢? 516 00:21:16,000 --> 00:21:19,000 CA:你还要在这呆几天。 517 00:21:19,000 --> 00:21:21,000 或许我们会继续讨论。 518 00:21:21,000 --> 00:21:23,000 谢谢!谢谢你,布莱恩。(BG:很荣幸。) 519 00:21:23,000 --> 00:21:26,000 (鼓掌)