定義概論
平行空間提出背景
平行空間多世界解釋
那么，有沒有辦法繞過這所謂的“塌縮”和“觀測者”，從本應研究客觀規律的物理學中剔除觀察者的主觀成分呢？埃弗雷特提出了一個大膽的想法：如果波函式沒有“塌縮”，則它必定保持線性增加。也就是說，上述實驗中電子即使再觀測後仍然處在左/右狹縫的疊加狀態。埃弗雷特由此進一步提出：人們的世界也是疊加的，當電子穿過雙縫後，處於疊加態的不僅僅是電子，還包括整個的世界。也就是說，當電子經過雙縫後，出現了兩個疊加在一起的世界，在其中的一個世界裡電子穿過了左邊的狹縫，而在另一個世界裡，電子則通過了右邊的狹縫。這樣，波函式就無需“塌縮”，去隨機選擇左還是右，因為它表現為兩個世界的疊加：生活在一個世界中的人們發現在他們那裡電子通過了左邊的狹縫，而在另一個世界中，人們觀察到的電子則在右邊。以“薛丁格的貓”來說，埃弗雷特指出兩隻貓都是真實的。有一隻活貓，有一隻死貓，但它們位於不同的世界中。問題並不在於盒子中的發射性原子是否衰變，而在於它既衰變又不衰變。當觀測者向盒子裡看時，整個世界分裂成它自己的兩個版本。這兩個版本在其餘的各個方面是完全相同的。唯一的區別在於其中一個版本中，原子衰變了，貓死了；而在另一個版本中，原子沒有衰變，貓還活著。前述所說的“原子衰變了，貓死了；原子沒有衰變，貓還活著”這兩個世界將完全相互獨立平行地演變下去，就像兩個平行的世界一樣。量子過程造成了“兩個世界”，這就是埃弗雷特前衛的“多世界解釋”。這個解釋的優點是：薛丁格方程始終成立，波函式從不塌縮，由此它簡化了基本理論。它的問題是：構想過於離奇，付出的代價是這些平行的世界全都是同樣真實的。這就難怪有人說：“在科學史上，多世界解釋無疑是目前所提出的最大膽、最野心勃勃的理論。”
發展歷程
平行空間公元前5世紀，德謨克利特就提出“無數世界”的概念，認為“無數世界”是原子通過自身運動形成的。他說：“原子在虛空中任意移動著，而由於它們那種急劇、凌亂的運動，就彼此碰撞了，並且，在彼此碰在一起時，因為有各種各樣的形狀，就彼此勾結起來，這樣就形成了世界及其中的事物，或毋寧說形成了無數世界。”公元前1世紀，盧克萊修指出，在我們這個“可見的世界”之外還存在著“其他的世界”，居住著“其他的人類和野獸的種族。”公元前4世紀，伊壁鳩魯表述了世界多元性的思想：“存在著無限多個世界，它們有的像我們的世界，有的不像我們的世界。”“在一切世界裡，都有我們這個世界裡所見到的動物、植物以及其他事物。”萊布尼茨提出了他的“可能世界”的概念，構想在必然世界（可觀測的宇宙）範圍之外還存在著無窮多個“可能世界”。他認為世界由無限的單子組合而成，單子之間沒有因果關係，而是某種前定的和諧關係，單子雖然各自獨立，但它們之間有品極高低的差異。萊布尼茲把某個現實事件的出現，例如，具體的人，闡釋為許多單子組合的結果，各種不同的組合的結果與單子中更勝一籌的單子的主導作用有關。這意味著世界可以用不同的樣子，任何事件都是偶發的，甚至整個宇宙也是如此。
正式提出
物理學家埃弗雷特提出了自己對量子測量問題的想法。他指出，在量子力學中，存在多個平行的世界，在每個世界中，每次量子力學測量的結果各自不同，因此不同的歷史發生在不同的平行宇宙中。多世界解釋認為，對測量裝置的觀察，會使得測量裝置被分解為兩個。並且在這個測量鏈上，這種分解會不斷地進行下去。伴隨著這種分解，一定有一個完全的宇宙的複製。也就是說，只要有一個量子測量發生，那么，每個宇宙分支，以及這個分支中的分量就會導致一個可能的測量結果。每個處在特殊宇宙分支中的人都會認為，他的測量結果和所處的宇宙是唯一存在的。也就是說，一次測量產生了一次新的宇宙。這些各自不同的新宇宙，除非完全相同，否則絕無重合的可能。這一理論的發表，標誌著平行宇宙概念的正式提出。
研究現狀
存在證據
英國天文學家稱找到了支持平行宇宙論的證據。通過對宇宙微波背景輻射圖的研究，他們發現了四個由“宇宙摩擦”形成的圓形圖案，這表明我們的宇宙可能至少4次進入過其他宇宙。2007年8月，科學家在研究宇宙微波背景輻射（CMB）信號時發現了一個巨大的冷斑（coldspot），其中完全是“空”的，沒有任何的正常物質或者暗物質，也沒有輻射信號，為什麼宇宙中會存在如此怪異的時空。為了尋找這個答案，科學家認為這是另一個宇宙的證據，冷斑現象可能使得宇宙學家推出一種結論，暗示人們所處的宇宙之外還存在平行宇宙。科學家通過普朗克望遠鏡觀測到的輻射數據發現我們的宇宙可能是10億個宇宙中的一個，第一次有證據顯示平行宇宙是存在的。普朗克望遠鏡繪製的地圖顯示了微波背景輻射的分布情況，科學家認為大爆炸後期殘留的輻射均勻分布於宇宙空間中，尤其是在南天。北卡羅萊納州大學教堂山分校理論物理學家蘿拉·梅爾西尼-霍頓博士與來自卡內基·梅隆大學教授理察·霍爾曼在2005年就預言了異常輻射的存在，並認為由於平行宇宙的存在導致了輻射分布異常。梅爾西尼-霍頓博士認為普朗克探測器的數據支持了平行宇宙存在的假設，這意味著在人們所處的宇宙之外還存在無限多的宇宙，正是由於其他宇宙的拖拽效應使得南天出現分布不均的輻射。宇宙微波背景輻射信號中的巨大冷斑跨度差不多達到10億光年，位於波江座方向上，理論物理學家蘿拉·梅爾西尼-霍頓博士認為這是另一個宇宙的信號，如果該發現被證實，那么這將是人類有史以來在本地宇宙時空外發現的第一個宇宙。宇宙微波背景輻射來自於宇宙大爆炸後殘留的信號,存在於微波波段，NASA的威爾金森微波各向異性探測器和斯隆數字巡天拍攝的圖像也顯示我們的宇宙存在巨大的空洞，這一證據在2004年就被科學家發現。事實上，關於冷斑的問題已經成為天文學家研究的重點，後來的研究顯示這片神秘的宇宙時空並非完全不存在物質，在其周圍存在小規模的星系，比起其他天區的星系，這些星系的跨度以及輻射都十分小，計算表明，宇宙空洞附近天體的輻射量比宇宙中其他可見時空輻射量減少大約20%至45%。然而，為什麼宇宙中會形成如此奇怪的時空呢？比如距離銀河系80億光年處就存在一個直徑大約為90光年的宇宙空洞，當前的宇宙大爆炸以及宇宙形成理論很難解釋為什麼可以形成這些空洞，它們的形成機制至今依然是個迷。梅爾西尼-霍頓博士為主的研究小組認為這是另一個宇宙存在的證據，根據弦理論預言，宇宙之外還存在其他宇宙，每一個宇宙都擁有獨特的物理屬性。另一種觀點認為冷斑的出現與宇宙膨脹有關，作為引力長程作用的結果，宇宙中出現了大型空洞，目前觀測到的大空洞出現在北半球的天區，科學家預測在南半球天區也存在一處巨大的冷斑，但是研究小組認為宇宙空洞的出現存在隨機性。根據普朗克探測器的數據，梅爾西尼霍頓博士認為自己的假設已經被證明，在人們所處的宇宙之外還存在更多的平行宇宙，由於這些宇宙的存在，導致了背景輻射的異常，這一切都體現在宇宙學理論無法解釋的冷斑時空中。隸屬於歐空局的普朗克空間望遠鏡具有非常高的觀測精度，其繪製的精確CMB圖像為科學家打開了一扇通往另一個時空的大門。據《星期日泰晤士報》稱，劍橋大學理論物理學教授馬爾科姆·佩瑞認為，該發現有極高的可能來佐證“多重宇宙”的存在。他的同事天體物理學教授喬治·埃弗斯塔西歐對此也表示支持：“多重宇宙的論調現在聽起來仍然讓有些人感到怪異，這情況就像當年大爆炸理論的提出一樣。不過，現今我們已經掌握了有力的證據，這必將徹底改變人們對於宇宙的認知。”
理論進展
2014年10月31日，物理學家稱，“平行宇宙”的確存在，給不同版本的“我們”提供生存空間。不僅如此，平行宇宙之間還會相互影響，所以才會出現微觀層面種種奇怪的物理學現象。英國格里菲斯大學和美國加州大學學者聯合提出上述理論。他們認為，平行宇宙不僅存在，而且相互影響，並非各自獨立地發展變化；而相互作用，恰好能夠解釋微觀物理研究發現的粒子奇怪的反應。格里菲斯大學物理學教授霍華德·威斯曼說：“大概在1957年左右，量子物理學界出現了平行宇宙的想法。照此推斷，量子測量每進行一次，一個宇宙就會產生出新的分支宇宙。所以就產生了無數的可能性——在有的宇宙里，隕石沒有砸中地球，恐龍們倖存下來。再換一個宇宙，澳大利亞就成了葡萄牙人的殖民地了。此前，學者休·埃弗雷特發現量子粒子能夠同時擁有兩種不同的狀態，因此提出了粒子以不同狀態在不同世界同時存在的理論。按照這一理論，粒子在兩種狀態、兩個世界之間不必二選其一，而是可以二者兼得。威斯曼和同事們認為，人們所處的宇宙不過是浩如煙海的眾多的宇宙中的滄海一粟。這些宇宙同時存在，有的和人們所在的宇宙相似，有的則大不相同。威斯曼還表示，比較“靠近”的宇宙會相互排斥，增加相互之間的差異。
研究前景
科學家將會有多種方法檢驗這些平行宇宙的理論，甚至可能排除其中的一些。在今後幾十年，隨著宇宙測量技術的巨大進步，通過諸如宇宙微波背景輻射探測、大尺度物質分布測量等，科學家會進一步限定空間的彎曲和拓撲結構，從而檢驗第一層平行宇宙理論。而更精確的暴脹測量，可以用來檢驗第二層平行宇宙的理論。天體物理學和高能物理學的共同進步，也會確定物理常量的微調程度，從而削弱或加強第二層的存在可能。如果現在全球製造量子計算機的努力能夠成功．那么它將會為第三層宇宙的存在提供進一步的證據，因為它在本質上要利用第三層平行宇宙的平行性來做平行計算。相反，糾正不守恆的實驗證據則會排除第三層。最後，現代物理的重大挑戰，統一廣義相對論和量子場論的成功或失敗，會給第四層宇宙的研究帶來更多啟示。科學家可能最終找到一個和人們的宇宙相匹配的數學結構，也可能突然碰到不可思議的數學有效性極限，從而不得不放棄第四層。
類型層次
提出時間
美國麻省理工學院的宇宙學家馬克斯·泰馬克（MaxTegmark）熱衷於研究平行宇宙，他說道：“對於我來說最有意思的問題不是平行宇宙是否存在，而是到底有多少種平行宇宙。”在2003年的《科學美國人》雜誌里，有一篇由他所寫的關於平行宇宙的專文，文中他將平行宇宙分成四類。根據泰馬克的分類，越處於上位的宇宙，越容易擴張，越容易涵蓋處於下位層次的宇宙。
第一層：視界之外
如果空間是無限的，而且物質分布在大尺寸上是足夠均勻的，那么即使最不可能發生的事情也必然發生在某處。特別地，應該存在無限多有人的行星，而且包括不是一個而是無限多和一樣的外表、姓名、記憶的人。無限多和可觀測宇宙大小一樣的區域確實存在，在那裡任何可能的宇宙歷史都會實際存在。這就是第一層平行宇宙。混沌暴漲理論（ChaoticInflationTheory），可對無限的遍歷的宇宙進行一般性預測。這個宇宙是無限的，應該包含了能實現所有初期條件的哈勃體積。因此，無限的宇宙包含了無限數量的哈勃體積。他們雖然全部具有同樣的物理法則與物理定數，但對於類似物質分布的配置卻幾乎與人們所處的哈勃體積不同。但是正因為存在著哈勃體積，超越事件視界（EventHorizon）的、結果類似的或者相同的配置的哈勃體積才得以存在。據體格馬克測算，與人們居住的相同大小體積和配置的星體存在於距我們大約115（比古戈爾普勒克斯大的數字）米的地方。這種推論假定了看似與哈勃狀態一樣形式的分布，但是實際上是什麼樣的分布都是可能的。這就意味著人們所特定的哈勃體積在實際上是唯一的存在。[24]
第二層：後暴脹泡沫
作為宇宙的膨脹理論變形的混沌暴漲理論，平行宇宙是以整體方式進行擴張的，這種擴張會一直持續下去。但是宇宙的某個領域卻停止擴張，呈現各異的泡沫形態。這種泡沫就是不發達的第一層的平行宇宙。安德烈.林地及VitalyVanchurin計算得出此宇宙的數量是10000000個計量單位。可能不同的泡沫都經歷過原發的對稱性的破裂，其結果是擁有了不同物理定數的不同性質。此層次包括了約翰·惠勒（JohnArchibaldWheeler）的振動宇宙論（OscillatoryUniverseTheory）和李·斯莫林（LeeSmolin）的多產宇宙論（FecundUniversesTheory）。
第三層：量子力學中的多世界解釋
休・埃弗雷特的多世界解釋（MWI）是為數眾多的主流量子力學的解釋中的一個。作為量子力學的一個側面，不是單個觀測就可以絕對預測的。反而可能在更大範圍引發不同的機率。根據MWI理論，這些不同的觀測結果與不同的宇宙分別對應。如同搖動一個六面的骰子一樣，其結果和量子力學的可觀測量是一致的。與骰子的6面向相對應的6種宇宙得以顯現。（更為正確的是，MWI理論中，儘管宇宙的存在具有單一性，但在向多元世界分裂後，他們通常是無法互相作用的。）泰馬克認為第三層的平行宇宙在哈勃體積內的含量並不比一～二層的平行宇宙機率大。事實上，在有相同的物理定數的第三層的平行宇宙中，由分裂而形成的所有的不同的世界在層次一的平行宇宙中的多個哈勃體積中都可以找到。泰馬克做了如下闡述：第一層和第三層的唯一不同就是人的復體居住在哪裡的差別。在第一層當中，居住在三次元空間的任何一個地方。在第三層當中，居住在無限次元的與希爾伯特空間（HilbertSpace）內的其他量子不同的世界中。同樣，擁有不同物理定數的全部的層次二的泡沫宇宙在事實上，可以看作是在第三層的平行宇宙中在原發性的對稱性破裂瞬間所產生的“世界”。與多世界有關的觀點包括了理察·費曼（RichardPhillipsFeynman）的複數歷史（MultipleHistories）解釋及H.DieterZeh的多精神解釋（Many-mindsinterpretation）。
第四層：終極集合
終極集合假說由泰馬克自身所倡導。可以採用不同的數學結構進行記述的宇宙被認為是全部以對等的方式而實際存在的。不可觀測的宇宙的不同的低能量的物理法則並不包括其中。泰馬克倡導如下的觀點。抽象數學是非常普遍的存在，（從人類的曖昧的語言中分離出來）無論以什麼樣的純粹的語言都可定義的萬物的通用理論（TOE）都脫離不了數學結構。比如，包含不同種類的實體（用語言的表述的話）及其關係（再用語言表述）的TOP不僅被數學者們稱為集合論模式，通常也把該種集合論的模式看成是構成的形式體系。這就暗示了所有的可以想像的平行宇宙理論在層次四階段可以被記述。因為層次四的平行宇宙包含了全部的其他的集合，從而成為了平行宇宙階層的上限。導致了失去考慮層次五的平行宇宙的餘地。尤爾根·施密特胡貝爾（JürgenSchmidhuber）提出了“數學的構造的集合”並沒有被明確的定義這一不同意見。他只贊同構造性數學（Constructivemathematics），即通過電腦程式可以進行記述的宇宙表述。其中，輸出位可以被控制在有限的時間內，控制時間的本身會因為庫爾特的極限而受到程式的影響無法做出預測，但是由於非停止程式的原因，可以被記述的宇宙的表述非常明確的包含其中。另外，他對相對受限的可以進行極快運算的宇宙集合提出了明確的異議。
理論爭議
針對平行宇宙的主要爭論在於，它們很浪費並且很離奇，來依次考慮這兩點。首先，平行宇宙理論很容易被奧卡姆剃刀原理所攻擊，因為它們假設了其他宇宙存在，而人們卻永遠觀測不到。為何自然在本體上如此浪費，並沉溺於這些多到無窮無盡的不同世界，但這一點也可以反過來支持平行宇宙。當人們覺得自然過於浪費時，人們到底是在困惑關於它浪費的哪一點，顯然不是“空間”，因為標準的平坦宇宙模型中無限的體積並沒有引起這樣的反對。也不是“物質”或“原子”——理由相同，一旦已經浪費了無限的東西，誰在乎再浪費多點呢。所以，這種令人困惑的“浪費”倒不如說是一種簡化，它減少了說明所有這些不可見世界所需的信息量。然而，正如泰馬克詳細討論過的那樣，整個集合往往要比集合中的單個元素簡單得多。例如，一個普通整數n的算法信息內容在量級上，這就是將它用二進制寫出來所需要的比特數。然而，所有整數的集合，1，2，3，…，只需要寥寥幾行電腦程式就能生成，所以整個集合的算法複雜度要遠小於其中某個整數。同樣，愛因斯坦引力場方程的全部理想流體解的集合，算法複雜度要遠低於其中某個特解，因為前者只需要很少幾個方程就能描述，而後者要求在某個超曲面指定大量的初始數據。不嚴格地說，當人們把注意力局限在一個集合中的某個特定元素上時，表觀信息的內容增加了，卻失去了將所有元素考慮進來時整個系統內在的對稱性和簡單些。在這個意義上，更高層的平行宇宙具有更低的算法複雜度。從通常宇宙升到第一層平行宇宙，就不再需要指定初始條件，升到第二層，就不需要指定物理常數，到了包含所有數學結構的第四層平行宇宙，本質上就不存在算法複雜度了。只有從青蛙視角，從觀測者的主觀感覺來看，才有那些信息富餘和複雜性。可以證明，平行宇宙論要比只取一個集合元素作為物理存在的單個宇宙理論經濟得多。第二個普遍的抱怨是，平行宇宙太離奇了。但這個反對多半來自審美上，而非科學上的考慮，然而正如上面提到的，這個意見只有在亞里士多德的世界觀中才有意義。在柏拉圖模型中，如果鳥的視角和青蛙視角足夠不同，很可能看到的是，觀察者會抱怨正確的TOE如此離奇，而每個跡象都說明這正是人們所處的情形。人們所感到的離奇也沒有什麼好大驚小怪的，因為進化只賦予了人們對日常物理的直覺，能夠使人們遠古的祖先生存下來。但由於有了智慧和創造，人們已經比只有一般內部觀點的青蛙視角稍微多窺見了一些東西，可以確信的是，人們在超出人類原始認知的任何地方到遭遇了奇異現象：高速（鐘慢效應）、小尺度（量子粒子能同時存在於好幾個地方）、大尺度（黑洞）、低溫（能向上流的液氦）、高溫（碰撞粒子能改變身份），等等。所以，物理學家大體上已經接受了，鳥的視角和青蛙視角是很不相同的。量子場論的一個現代流行觀點是，標準模型也僅僅只是一個有效的理論，是另一個還沒發現的理論的低能極限，而後者與舒服的經典概念相去甚遠（例如，包含十維的弦）。許多實驗學家已經對這么多“離奇”（但重複性很好）的結果感到麻木了，他們簡單地接受了“這個世界就是一個比人們原想的世界更離奇”這樣的觀點，然後埋頭繼續計算。
霍金解釋
平行空間科幻作品
平行空間平行宇宙
平行空間普朗克常量
平行空間物理空間
平行空間
平行空間相關結論
平行空間科學幻想
| 科學是無止境的，在人們的思維中存在無窮的空間給我們去想像、去思考、去猜測，理論的提出效應的總結都無疑不是人類智慧的結晶。 |
