平行宇宙（英文名：Parallel Universes），又稱多重宇宙（Multiverse），是物理學(xué)中一個尚未得到實驗證實的假說。根據(jù)該假說，在人類所處的宇宙之外，可能存在多個不同的宇宙。這些宇宙可能擁有不同的物理定律、常數(shù)、初始條件，甚至是維度結(jié)構(gòu)。平行宇宙的概念在宇宙學(xué)、量子力學(xué)、哲學(xué)和科幻文學(xué)等多個領(lǐng)域都有廣泛涉及。

“Multiverse”一詞最早由美國哲學(xué)家與心理學(xué)家威廉·詹姆士（William James）于1895年提出。20世紀20年代后期，玻爾（Bohr）和海森堡（Heisenberg）在哥本哈根解釋中提出，宏觀物體中未觀察到疊加態(tài)是因為測量時它們發(fā)生了坍縮。然而，休·埃弗雷特（Hugh Everett）在論文中提出了疊加態(tài)確實影響世界的觀點，認為宇宙可以分裂成并行共存的“多重世界”，且不會發(fā)生坍縮，宇宙中的每一個事物都遵循薛定諤方程給出的波動力學(xué)方式運動。

美國宇宙學(xué)家泰格馬克（Tegmark）在2003年《科學(xué)美國人》上發(fā)表的《Parallel Universes》一文中，將平行宇宙分為四類：

第一類宇宙：與我們的宇宙在物理常數(shù)上保持一致，但由于粒子的排列方式不同，可能存在于可觀測宇宙之外。

第二類宇宙：在物理定律上與我們的宇宙相似，但基本物理常數(shù)有所區(qū)別。這些宇宙可能具有不同的維度和粒子含量。

第三類宇宙：基于量子理論，認為每個量子事件的可能結(jié)果都會在不同的宇宙中發(fā)生。這類宇宙屬于量子多重世界范疇。

第四類宇宙：具有與我們宇宙不同的基本物理定律，其物理定律可能通過M理論來描述，代表了理論上所有可能的宇宙類型。

二十世紀的研究：

量子理論自誕生以來取得了巨大成就，但物理學(xué)家們始終對其邏輯自洽性表示不滿。例如，薛定諤方程解釋了原子行為，但無法解釋宏觀物體的疊加態(tài)。1920年代后期，玻爾和海森堡提出疊加態(tài)在測量時坍縮的觀點，而埃弗雷特則提出了多重世界的概念，認為宇宙分裂成多個平行的世界。

平行宇宙

1950年代開始，以美國物理學(xué)家大衛(wèi)·波姆（David Bohm）為代表，試圖發(fā)展出一套自洽的量子理論，提出了“隱變量”解釋。1970年代，德國海德堡大學(xué)的物理學(xué)家迪特·澤赫（Dieter Zeh）發(fā)展出退相干理論，后由美國拉斯·阿拉莫斯國家實驗室的物理學(xué)家沃奇克·祖瑞克（Wojciech Zurek）擴展，認為量子系統(tǒng)與其周圍環(huán)境的相互作用使其趨向于“退相干”。

二十一世紀的研究：

2003年，泰格馬克發(fā)表《平行宇宙》一文，是目前平行宇宙論較為完整的論述，將平行宇宙分為四類。2010年，斯蒂芬·菲尼（Feeney Stephen M）等科學(xué)家分析了威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）的數(shù)據(jù)，聲稱發(fā)現(xiàn)了宇宙在遙遠的過去與其他平行宇宙相撞的證據(jù)，但后續(xù)更徹底的分析并未發(fā)現(xiàn)具有統(tǒng)計學(xué)意義的證據(jù)。

高維空間：廣義相對論描述的宇宙學(xué)尺度上，可能存在額外的維度。人類通常所指的宇宙可能嵌在一個更大的五維空間中，每個宇宙都是一個獨立的四維氣泡。

弦理論與M理論：弦理論試圖將量子力學(xué)和廣義相對論結(jié)合成“萬有理論”，認為所有構(gòu)成物質(zhì)或傳遞力的粒子都源自于微小的弦的振動。M理論則統(tǒng)一了五種十維弦理論，具有11個維度。

量子平行宇宙：量子物理中的多宇宙詮釋認為，每次微觀世界發(fā)生概率過程時，宇宙都會產(chǎn)生不同演化過程的分支。

大反彈理論：該理論認為宇宙在誕生過程中可能經(jīng)歷過反復(fù)的膨脹和收縮，從一個狀態(tài)切換為另一個狀態(tài)，卻始終沒有發(fā)生徹底的坍縮。

泡沫宇宙理論：該理論認為可能存在許多“泡沫宇宙”，每個泡沫宇宙都代表一次宇宙大爆炸，構(gòu)成了宇宙的整體。

科學(xué)爭議：許多科學(xué)家對多重宇宙論持駁斥態(tài)度，認為該理論既不能幫助計算出不同類型宇宙存在的概率，也不能對可能的實驗結(jié)果做出任何預(yù)測。

哲學(xué)爭議：哲學(xué)家菲利普·戈夫（Philip Goff）認為，用多元宇宙來解釋宇宙明顯的微調(diào)是逆賭徒謬誤的一個例子。2020年，天體物理學(xué)家伊森·西格爾（Ethan Siegel）在《福布斯》博客文章中表達了批評，認為根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)證據(jù)，平行宇宙暫時只能是科幻小說中的夢想。

盡管平行宇宙理論飽受爭議，但科學(xué)家們?nèi)栽诓粩嗵剿骱万炞C。有科學(xué)家認為，在不久的將來，只要打破平行宇宙理論的瓶頸，人類就可以實現(xiàn)時間旅行和空間旅行。然而，也有可能科學(xué)家們最終證明并不存在平行宇宙。無論如何，平行宇宙理論都為我們提供了一個思考宇宙本質(zhì)的新視角。