但真空状态的数量可以比这里多得多。本书第12章中我们曾简单提及，
弦论似乎预告了大量真空状态——至少有10500种之多。每一种这样的
状态都是允许时空存在的不同的相。也就是说，可以有不同种类的粒
子，有不同的质量和相互作用——从根本上讲就是，每个宇宙都有全新
的物理学定律。这同样有点儿滥用术语，因为那些基本定律（弦论或别
的什么理论）总归还是一样的。但这些宇宙都在以不同方式展现自己，
就像水可以是固态、液态或气态一样。现在搞弦论那帮人都用“景观”来
指称可能的真空状态[277]。
但是，让你的理论允许很多种不同真空状态存在，每种状态都有自
己的物理学定律是一回事；宣称所有这些不同状态在多重宇宙中确实存
在于某处又是另一回事。这就是永恒暴胀要大显身手的地方了。在我们
的叙述中，暴胀发生在假真空状态中，然后（在每个袖珍宇宙中）要么
通过形成气泡，要么通过慢慢滚落，演变到真真空状态时就结束了。但
如果暴胀会永远持续下去，那就没有什么会妨碍这个过程在不同的袖珍
宇宙中演变为不同的真空状态，实际上我们就应该期待这么个结果。因
此，永恒暴胀让我们可以将所有这些可能的宇宙都变成现实。
这种情景如果是对的，就会带来深远影响。最显而易见的是，如果
你以万有理论为基础，对我们观测的物理特征（中微子质量、电子电荷
数等）做出了独一无二的预测，并对这种预测抱有希望的话，现在可以
把这些希望都抛到九霄云外去了。物理学定律的局部表现在不同宇宙之
间将各有不同。你大概希望能以人存原理为基础做出统计预测，诸
如“多重宇宙中有63%的观测者会发现三族费米子”，等等。何况很多人
呕心沥血都只为做到这一点。但就连究竟有没有可能做到我们都还不知
道，尤其是享有某种特征的观测者数量结果往往是无穷大，因为这个宇
宙一直在暴胀不止。
就本书主旨来说，我们对多重宇宙也非常感兴趣，但对多种不同真
空状态景观的大量细节就兴趣寥寥了，也无意跟人存原理较劲儿，弄一
组还过得去的预测出来。我们的问题——可观测宇宙早期的熵为什么那
么低——太昭然若揭也太引人注目，毫无希望通过援引人存原理来解
决；宇宙的熵就算再高很大一截，生命也肯定照样能存在。我们需要做
得更好，不过多重宇宙的思路很有可能是朝正确方向迈出的一步。最少
最少，这个思路也表明，就宇宙而言我们看到的可能并非全貌。
暴胀有什么好？
我们把这些都攒到一块儿来看看。关于暴胀[278]，宇宙学家喜欢自
说自话下面这样的内容：
我们不知道宇宙极早期究竟是怎么个情况。我们假设，那时候
的宇宙致密、拥挤，但未必均匀；不同地方可能会出现大幅波动。
波动中可能会出现黑洞、波动场乃至空无一物的区域。现在假设在
这一片混乱之中至少有一小块区域还算风平浪静，其能量密度主要
由来自暴胀场的暗超能量组成。在空间其他区域还在乱哄哄一片的
时候，这块特殊区域开始暴胀了，体积增大了好多好多倍，原有的
任何波动都被暴胀拉伸一扫而空。一切尘埃落定时，这块特殊区域
演变成了看起来像标准大爆炸模型所描述的我们这个宇宙的样子，
一开始波动不止的原始环境中其他部分无论发生了什么都无关紧
要。因此，暴胀不需要对初始条件做任何精密、不自然的微调，就
能得到平坦的宇宙，在大尺度上也是均匀的。从司空见惯、随机波
动的初始条件中就能势不可挡地涌现。
请注意，我们的主旨是要解释，为什么像我们今天发现自己身在其
中的这样的宇宙能作为早期宇宙中动态过程的结果自然而然地出现。暴
胀只跟如何解释我们宇宙早期一些貌似微调过的特征有关，如果你打算
认为早期宇宙就是这样，也完全没必要对此做出“解释”，那么暴胀对你
来说也就毫无用处了。
这好使吗？暴胀真的能解释为什么好像并不自然的初始条件实际上
大有可能？我打算证明暴胀本身完全没有回答这些问题；暴胀可能是最
终陈述的一部分，但还需要补上暴胀之前发生了什么，才能让这个思路
有点儿作用。这让我们（准确说来就是我）在当代宇宙学家中间一下子
成了少数派，尽管并非完全形单影只[279]。这个领域大部分学者都相
信，暴胀的疗效正如广告，解决了困扰标准大爆炸模型的微调问题。读
者诸君应该自己能做出判断，同时记住最终是自然界决定胜负。
上一章为了讨论我们宇宙内熵的演变，我们引入了“共动区域”的概
念——目前我们能观测到的这部分宇宙，并当成是在时间中演变的物理
系统。认为这个区域近似于封闭系统也合情合理——尽管并非完全与外
界隔绝，我们也认为宇宙其他部分不会对我们这个区域内发生的事情产
生任何重要影响。在暴胀演化图像中这个概念仍然有效，我们这个区域
会发现自己所在的布局非常小，而且被暗超能量控制。宇宙别的部分也
许看起来大为不同，但谁在乎呢？
之前我们以熵的形式提出了早期宇宙的问题：共动区域现在的熵大
约是10101，但早期这个区域的熵大致为1088，能出现的最大值则是
10120。因此早期宇宙的熵比现在要低得多得多。为什么呢？如果宇宙状
态是从所有可能状态中随机选出来的，那就几乎完全不可能处于熵那么
低的布局中，所以这个故事显然还有更多内容。
暴胀旨在提供更多内幕。从剧烈振动的初始条件——这个状态有时
会被或明或暗地误导描述为“高熵”——出发，一小块区域可以自然演变
成熵为1088的区域，看起来跟我们的宇宙一样。本书读到这里，我想大
家都已经知道真正的高熵布局并不是剧烈振动、乱成一团的那种高熵；
刚好相反，真正的高熵是广阔无垠、寂静无声的空间。开始暴胀所必需
的条件跟传统大爆炸模型中早期宇宙的条件一样，完全不是我们随手一
捞就能捞到的。
实际上还要更糟。我们就只关注空间中暴胀开始的这一小块被暗超
能量统治的区域好了。这块区域的熵是什么？这个问题很难回答，标准
原因是对于有引力存在时的熵我们所知甚少，更不用说在跟暴胀有关的
高能量体系下了。但我们还是可以合理猜测一下。上一章我们讨论过，
只有这么多可能状态能“装进”膨胀宇宙的给定区域，至少在这些状态都
由通常的量子场论假设来描述时是这样（暴胀有同样假设）。这些状态
看起来像振动的量子场，振动波长必须小于考察区域的大小，大于普朗
克长度。这就意味着看起来能放进准备暴胀的小块区域中的状态数有个
最大值。
具体得数取决于暴胀发生的特定方式，更取决于暴胀期间的真空能
量。不过不同模型之间的差别没那么显著，因此我们只需要专心看一个
例子就成。我们就假设暴胀期间的能量等级是普朗克等级的百分之一好
了；这个数量级已经很高，不过还没高到需要考虑量子引力的地步。这
样一来，可以估算我们的共动区域在暴胀开始时的熵为
S暴胀≈1012
跟熵可能达到的最大值10120相比这个数目无足挂齿，就算跟暴胀后
马上会达到的1088相比，这个数目也还是不值一提。这表明描述我们宇
宙当前状态的每一个自由度之前都必定精心打包好放在一个极均匀、极
小的区域中，好让暴胀能够进行。
暴胀的秘密因此大白于天下：它解释了为什么我们的可观测宇宙处
于熵明显那么低、调节得那么精细的早期状态，方法是假定在那之前，
开始时的熵还要更低。如果我们相信第二定律，并预期熵会随着时间增
长，那么这个结论可算不上出乎意料，但似乎也并没有真正解决问题。
表面看来，我们会发现这个共动区域处于要开始暴胀就必须具备的那种
低熵布局，着实令人惊讶万分。要解决一个微调问题，咱可没法诉诸另
一个更微调的问题。
重访共动区域
再通盘考虑一下。这会儿我们正在偏离正统理论，所以还是小心为
上。
对可观测宇宙（即我们这个共动区域以及其中所包含的一切事物）
的演化我们做过两个关键假设。首先，我们假设可观测宇宙实际上是独
立自主的——也就是说作为封闭系统而演化，不受外界任何影响。暴胀
并没有违反这条假设；暴胀一旦开始，共动区域就迅速转变成均匀布
局，接下来的演化也与宇宙其他部分无关。这个假设在暴胀之前显然会
失灵，在设定初始条件时也会起到关键作用；但暴胀本身在试图解释我
们眼前所见时，不会利用任何假设中的外部影响。
另一个假设是可观测宇宙的运动定律是可逆的，信息会守恒。这个
看似无害的假设意味深长。状态空间要一次性固定下来——具体说就
是，早期和晚期的状态空间要一样——在这个空间中演化的状态如果起
始状态不同，那么（在相同时间内得到的）最终状态也会不同。宇宙在
早期和晚期看起来大异其趣：早期宇宙更小、更致密，膨胀速度也更
快，等等。但（按照我们可逆的动力学假设）这种差别并不意味着状态
空间变了，只是宇宙所处的特定状态变了。
再啰嗦一句，早期宇宙跟晚期宇宙是同一个物理系统，只是处于非
常不同的布局罢了。该系统任意给定微观态的熵反映的是从宏观视角来
看有多少别的微观态看起来一样。如果对这个我们称之为可观测宇宙的
物理系统，我们随机选个布局，那么会有极大可能选中一个熵非常高的
状态——也就是接近真空的状态[280]。
然而说实话，即便是专业的宇宙学家也往往不这么想。我们喜欢推
断，早期宇宙是个空间很小、密度很高的地方，这样我们要假设宇宙可
能处于什么状态的时候，就可以将注意力集中在空间很小、密度很高，
而且足够均匀、运转良好的布局，从而可以适用于量子场论的规则。但
是，至少就运动定律本身而言，我们肯定没有必须这么做的理由。当我
们想知道早期宇宙可能曾处于什么状态时，需要将量子场论有效的领域
之外的那些未知状态也包括进来。我们同样也应该包括当前宇宙的所有
可能状态，因为都是同一个系统的不同布局。
宇宙的大小并不守恒，而是会演变成别的东西。我们讨论盒子中气
体分子的统计力学时，让分子数保持恒定是可以的，因为这反映了基础
动力学的现实情况。但到了有重力的理论中，“宇宙的大小”并不固定，
因此仍然一开始就假设早期宇宙必须又小又密就说不通了——如果同样
只基于已知的物理学定律，而不去援引这些定律之外的什么新原则的
话。我们需要对此做些解释。
所有这些对我们用于证明宇宙的暴胀演化图像的传统证据来说都多
少有些问题。在前面的叙述中，我们承认我们不知道早期宇宙是什么
样，但我们可以想象那时候的宇宙有剧烈波动。（当然，现在的宇宙没
有这样的波动，所以这就已经有需要解释的地方了。）在这些波动中，
时不时地就会有个被暗超能量主导的区域出现，接下来就是传统的暴胀
情景了。随机波动成恰好能让暴胀开始的条件究竟会有多难？
答案是可以难到超乎想象。如果我们真的是在该区域内随机选择一
个自由度布局，极有可能会得到一个高熵状态：又大又空的宇宙[281]。
实际上只比较一下熵就能知道，我们更可能得到当前这样的宇宙，有上
千亿个星系，等等，而不是准备好暴胀的那么个小区域。但如果我们不
是随机选出这些自由度的布局，那我们又到底是在干什么呢？这超出了
传统暴胀图景的范围。
这些问题并不是只跟暴胀概念有关，任何号称能为我们早期宇宙表
面上微调过的状态提供动力学解释，同时还能与我们那两个假设（共动
区域是个封闭系统，而且其运动定律是可逆的）保持一致的可能情景，
都会受到这个问题的困扰。问题在于早期宇宙的熵很低，也就意味着宇
宙看起来像这个样子的情况相对来说不会有太多种。再说信息是守恒
的，不可能有动力学机制能使大量状态演化为少数状态。要真有，那违
反第二定律也就轻而易举了。
万事俱备
这些讨论着意强调了暴胀宇宙情景不可告人的秘密——别的从赞成
角度强调论证暴胀的书籍也汗牛充栋[282]。但我们得说清楚：真正的问
题不在于暴胀，而在于人们一般都是怎么兜售这个理论的。我们老是听
人讲，暴胀让对初始条件应如何解释的需求不再迫在眉睫，因为暴胀会
在相当普通的情形下开始，而且一旦开始，所有问题都会迎刃而解。
事实差不多刚好相反：暴胀占了很多优势，但也让对初始条件做出
解释的需求更加迫在眉睫。希望我已经说清楚，无论是暴胀还是任何其
他机制，都不能单凭自身就对我们早期宇宙的低熵状态在可逆假设和自
主演化假设下做出解释。当然，有可能得放弃可逆性；说不定物理学基
本定律在某个基本层面上违反了可逆性。尽管理论上讲可以想见，但我
会证明很难让这样的想法跟我们真正看到的这个世界相吻合。
不那么极端的策略是跨过自主演化假设。我们一直都知道，将共动
区域看成是封闭系统往好了讲也只是一种近似。现在看来这个近似还绝
妙得很，或是从任何我们真正有实验数据的宇宙历史时期来看都是如
此。但真正回到起点的话肯定会失灵。要解释我们看到的这个宇宙，暴
胀会起到关键作用，但前提是我们能抛弃“我们只是随机波动至此”的想
法，并为暴胀所必需的条件为什么会出现提出特别解释。
也就是说，要想摆脱困局，似乎最直接的办法就是放弃纯粹从共动
区域的自主演化出发解释早期宇宙非自然状态的目标，并代之以尝试将
可观测宇宙嵌入更大的背景中。这个办法让我们回到了多重宇宙的思路
——我们观测到的宇宙只是多重宇宙这个更大型结构中的沧海一粟。如
果真是类似这样的情况，那我们至少可以考虑如下想法：多重宇宙的演
化自然就能产生让暴胀得以开始的条件。打这儿开始，故事就一如上述
了。
所以我们想问的，不是形成我们可观测宇宙的物理系统应该是什么
样子，而是多重宇宙应该是什么样子，及多重宇宙中是否能自然产生我
们看到的这个宇宙这样的区域。理想情况下，我们希望在整个过程中我
们都不用手动加入时间不对称。我们不只是想解释如何得到开始暴胀的
恰当条件，也想解释为什么在（我们可观测宇宙的）时空中有一大块以
这样的条件为一端，以空空如也的空间为另一端会是自然而然的事情。
虽然我们已经有了一些想法，但是这个项目还是远远没有完成。现在我
们在大胆猜测的海域上已经走了很远，不过如果我们随时都能保持警
惕，应该还是能有惊无险，不至于葬身鱼腹。
