多元宇宙是什麼？：關於宇宙起源的新故事（簡體書）

多元宇宙一直是天文學領域的熱點話題之一，霍金生前發表的最後一篇論文就是圍繞多元宇宙提出了關於宇宙起源的新觀點。多元宇宙理論的開端可追溯至20世紀80年代，本書的作者、世界著名理論物理學家亞歷山大·維連金正是該領域的理論奠基人之一。30多年前，理論物理學界提出了一種“永恆暴脹”的假說，認為宇宙暴脹一旦開始便永遠不會結束。隨後，維連金證明，大多數的暴脹模型都會導致永恆暴脹。這就意味著，只要發生一次暴脹，就一定會發生很多次，每次暴脹都能創造出一個宇宙，因此許多截然不同的宇宙相繼產生，這便是“多元宇宙”。時至今日，許多天文學家都已接受了多元宇宙的概念。這本書是維連金創作的多元宇宙的經典科普作品。他在書中介紹了多元宇宙領域的整體理論框架，循序漸進地帶領讀者走進多元宇宙領域探索。作者從宇宙的起源說起，他別出心裁地將故事的開篇設置在了1980年冬天的一場科學講座，著名物理學家阿蘭·古斯――也就是暴脹理論的提出者――在講座中介紹全新的宇宙起源的理論。隨後作者沿著這條線索深入解釋了有關宇宙起源的大爆炸等知識。目前宇宙學家已經普遍接受了大爆炸理論，宇宙的暴脹也幾乎成為普遍共識。接下來，作者詳細介紹了永恆暴脹、宇宙常數等有關多元宇宙的理論知識。維連金擅長科普寫作，他通過大量生動而形象的比喻，並運用許多圖片，將抽象的理論物理概念化為更容易理解的知識。他引用了許多物理學家的名言，閱讀起來更加有趣。同時，書中插入了許多在理論探索與發展的過程中作者本人及其他科學家的逸事。這本書不僅講述了理論知識，更能從中讀到科學家的探索故事。

理論物理學家、宇宙學家，美國塔夫茨大學教授、宇宙學研究中心主任。他在宇宙學領域深耕多年，證明了大多暴脹模型都會導致永恆暴脹，是多元宇宙的理論奠基人與開創者之一。同時他熱愛科普，有豐富的科普寫作經驗。

III 前言
第一部分 宇宙起源
003 第1 章 大爆炸的起因及過程
009 第2 章 斥引力理論的興衰
019 第3 章 創世及其缺陷
029 第4 章 現代式創世記
047 第5 章 暴脹的宇宙
059 第6 章 絕對正確
第二部分 永恆暴脹
079 第7 章 反引力石碑
085 第8 章 永恆暴脹
097 第9 章 天空的曉諭
105 第10 章 無窮無盡的宇宙島
115 第11章 國王還活著！
第三部分 平庸原理
137 第12 章 宇宙學常數問題
145 第13 章 人擇原理的爭論
159 第14 章 平庸原理
173 第15 章 萬有理論
第四部分 開始之前
191 第16 章 宇宙有開端嗎？
203 第17 章 無中生有
221 第18 章 世界末日
229 第19 章 向公式進發
237 後記
239 致謝
241 注釋

我們生活在一場劇烈爆炸的餘波之中。這個令人震驚的事件發生在大約140億年前，而現在它被輕描淡寫地稱為“大爆炸”。在大爆炸中，整個空間爆發成一個充滿物質和輻射的迅速膨脹的熾熱火球。隨著膨脹進行，火球逐漸冷卻，光芒也逐漸減弱，宇宙慢慢地陷入了黑暗。這樣平淡無奇地過去了10億年，星系在引力的作用下逐漸形成，宇宙也逐漸被不計其數的恆星照亮，恆星周圍開始有行星環繞，某些行星開始成為智慧生物的家園，而其中的某些智慧生物成為宇宙學家，並且發現宇宙起源於一次大爆炸。

相比於歷史學家和偵探，宇宙學家最大的優勢是他們真的可以看到過去。來自遙遠星系的光需要經過數十甚至上百億年才能到達我們安放在地球上的望遠鏡，因此我們觀測到的實際上是數十甚至上百億年前剛剛發出這些光的年輕星系。微波探測器能捕捉到大火球爆炸後的微弱餘暉，並由此得到了一幅早期宇宙的圖像，它能反映星系形成之前的宇宙圖景。因此，我們可以說，宇宙的歷史毫無保留地展現在我們眼前。

這種奇妙的設想當然也有其局限性。儘管我們可以追溯到宇宙大爆炸後不到一秒的時間之內的歷史，但大爆炸本身仍然籠罩在迷霧之中。是什麼觸發了這個神秘的事件？它是宇宙真正的起源嗎？如果不是，那麼在此之前發生了什麼？此外，根據宇宙基本原理，我們在太空中能看見的距離也是被限制的：我們視界的邊界就是自大爆炸以來光走過的最遠距離。視界之外的事物無法被觀察到，原因很簡單：它們所發出的光無法到達地球。這讓我們對視界之外的宇宙更加好奇。

它們是和我們一樣，還是存在巨大的差異呢？宇宙是無限延伸的，還是像地球一樣有封閉的表面呢？

這些都是關於宇宙的最基本的問題。但是我們有希望得到答案嗎？如果我聲稱視界之外的宇宙突然終結了，或者聲稱那裡其實充滿了水並且被具有高等智慧的金魚所統治，誰又能證明我說錯了呢？因此，宇宙學家主要關注的是宇宙中的可觀測部分，而可觀測宇宙之外的部分就留給哲學家和神學家來討論吧。然而，如果我們對宇宙的認知只能被局限在視界之內，這也太令人失望了。我們可以發現新的星系，也可以像繪製世界地圖一樣繪製出整個可見宇宙的全景圖，但是這樣做的目的是什麼呢？考慮到未來某天我們可能會開始星際殖民，那麼繪製我們銀河系的星圖可能會有實際用途。但是我們不太可能去幾十億光年之外的星系殖民，至少在接下來的數十億年間做不到。當然，宇宙學的魅力並不在於它的實際用途。人們對於宇宙的迷戀，本質上和聽到古代創世神話的感受是一樣的，這種迷戀源自對探索未知世界的渴望，我們想知道宇宙的起源是什麼，它的命運將會怎樣，它的總體設計是什麼樣，以及我們人類要怎樣融入它們。

在面對宇宙的這些終極問題時，宇宙學家與偵探相比其實並沒有什麼優勢，也只能依靠間接證據，即通過對可觀測宇宙的測量結果來推斷不可觀測部分的時間和空間。這些限制使“排除合理懷疑”變得更加困難。近年來，隨著宇宙學的大力發展，有理由相信，對於這些終極問題，我們已經有了答案。