三体中的小宇宙怎么形成的 (三体的小宇宙是什么)

我接着写《三体》中涉及到的一些科学知识,我之前写过很多篇关于《三体》,《流浪地球》的文章,有兴趣的读者,可以关注后,翻阅我以前的文章。我仅从科学的角度去分析,没有想诋毁《三体》及刘慈欣老师的意思。

三体中的小宇宙有多大,三体中的小宇宙怎么形成的

三体舰队

刘慈欣的《三体》中,关于“小宇宙”的原文是这样描写的:“程心和关一帆再次进入时间真空。

世界的复制品和映像在周围都存在,他们向两侧看,都看到一个同样的田园世界,他们也在那个世界中,但只能看到背影,他们转头时复制世界中的人也同时转头。

他们向后看,吃惊地发现身后也是一个同样的田园世界,只不过他们是在从另一个方向看,那个田园中的他们远在另一端”。

这段描述所反映的是“米什内尔空间”。它是由马里兰大学的查尔斯·米什内尔提出的一个理想状态空间。假如,有这么一个房间,房间左墙上的点与右墙上对应的点是相同的。房间里有一个人,当这个人往左墙走,他就会穿过左墙,并在右墙的同一方向走出来,结果就是,这个人穿过房间的墙又回到房间中。这种场景在电影《心慌方》中也出现过。这暗示了我们的宇宙,就如同这个房间一样,是镜像循环的。

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电影《心慌方》中类似于“米什内尔空间”的立方体

这里还引申了一个假设,就是如果右墙以某一速度v向房间里的人靠近,这个人往左墙走,当他穿过左墙,从右墙出来的时候,他的速度就会增加一个右墙的速度v,如此循环往复,他的速度就可以超过光速,从而实现时间倒流。关于超光速会使时间倒流,我之前有篇文章里有详细介绍,文章名叫《电影“信条”里的“时间倒流”可以实现吗》,有兴趣的读者可以关注后,翻阅我之前的文章,感谢支持。

霍金认为房间的左墙和右墙就如同宇宙“虫洞”的两个对接孔。整个房间就如同一个“虫洞”。但是这种速度的无限增加,必将导致宇宙辐射也跟着无限增大,因为宇宙辐射可以无限多次地通过这两堵墙。无限增大的宇宙辐射,进而使“虫洞”坍塌,并杀死时间旅行者。

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“米什内尔空间”与“虫洞”类似

因此,“米什内尔空间”理论上就不成立。此外,通过宇宙观察发现,我们的宇宙并不存在这种镜像关系,宇宙空间也不像“米什内尔空间”那样,是个封闭循环的空间。我们的宇宙空间更像一个“克莱恩瓶”的结构,三维空间之外通过四维空间连接到微观世界。

那么,根据小说中的设定,如果存在这么一个“小宇宙”的话,那么,它应该是什么样子的呢?我认为,它应该是休·埃弗里特(Hugh Everett Ⅲ)笔下所描绘的平行宇宙。埃弗里特是一位天赋异禀的数学家,他极具挑战性的想法,使理论物理学在解释量子力学原理方面的僵局被打破了。他所提出的“平行宇宙”理论催生出“量子退相干”(quantum decoherence)的概念——使量子力学融入到了我们的“真实”世界里。

量子力学理论的哥本哈根派(这一派包括玻尔、维尔纳·海森堡等人)认为:“量子世界中的动力学过程可以简化为经典的可观测现象,而且,只有现象可观测,才有意义”。由于“观察者”的宏观世界与“粒子”所处的微观世界截然不同,这样就赋予了“观察者”以特权,使观察者能在“真实”世界里对“粒子”的状态产生影响。至于背后的原因至今没人知道,但也不重要了。这不妨碍人类对“量子力学”的应用。

埃弗里特想把微观世界和宏观世界关联在一起,他认为宏观物体同样存在量子叠加态,当波函数坍缩后,宇宙就会产生新的分支,每个宇宙分支里都有一个“观测者”的“分身”。根据薛定谔方程,宇宙分支一旦形成,便无法相互影响。即,平行宇宙之间不能有信息交换。因此,每一个宇宙分支都有各自独立的未来。

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平行宇宙

最后,回到《三体》中,如果想建立这样一个“小宇宙”的话,就要采用某种机制让自己的“小宇宙”与主体宇宙相分离,这种分离在空间上如果做不到,就在时间上完成,通过加快自己的时间,使自己的时间超前于主宇宙时间就行。但是,做到这点很难,我们已经掌握了如何让自己的时间变慢的理论,即,“慢钟效应”。至于如何将自己的时间加快,创造“快钟效应”,就得靠以后的诺奖得主来完成了。