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TED2012

Brian Greene: Is our universe the only universe?

Brian Greene: 我們的宇宙如何巧妙地容許生命?

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現代宇宙觀的思想中心有個巨大的謎團:為甚麼我們的宇宙如此細膩地構成使生命繁衍的條件? Brian Greene 於這個充滿現今科學最新發現的演講中,以多元宇宙這個令人難以置信的理論解答這個亙古謎題。

- Physicist
Brian Greene is perhaps the best-known proponent of superstring theory, the idea that minuscule strands of energy vibrating in a higher dimensional space-time create every particle and force in the universe. Full bio

A few少數 months個月 ago
幾個月前,
00:15
the Nobel諾貝爾 Prize in physics物理
兩個天文學家的團隊,
00:17
was awarded頒發 to two teams球隊 of astronomers天文學家
因為他們所作出的一個
00:19
for a discovery發現 that has been hailed歡呼
被稱為天文觀測史上
00:21
as one of the most important重要
最重要的觀察之一,
00:24
astronomical天文 observations意見 ever.
而獲得了諾貝爾物理學獎。
00:26
And today今天, after briefly簡要地 describing說明 what they found發現,
而今天,在簡短的描述他們的發現之後,
00:28
I'm going to tell you about a highly高度 controversial爭論的 framework骨架
我將告訴你們一個可以解釋他們的發現,
00:30
for explaining說明 their discovery發現,
但卻非常有爭議的理論架構。
00:33
namely亦即 the possibility可能性
那就是,
00:36
that way beyond the Earth地球,
在超出地球,
00:38
the Milky乳白色 Way and other distant遙遠 galaxies星系,
超出銀河系和一切遙遠的星系以上,
00:40
we may可能 find that our universe宇宙
我們可能會明白我們的宇宙
00:43
is not the only universe宇宙,
并不是唯一的宇宙,
00:45
but is instead代替
而只是一個極度龐大的宇宙群,
00:47
part部分 of a vast廣大 complex複雜 of universes宇宙
我們所謂的多元宇宙,
00:49
that we call the multiverse多重宇宙.
其中的一個。
00:51
Now the idea理念 of a multiverse多重宇宙 is a strange奇怪 one.
多元宇宙的想法有些奇怪。
00:53
I mean, most of us were raised上調 to believe
我們大多數人在成長中都被教予
00:56
that the word "universe宇宙" means手段 everything.
“宇宙”這個詞代表著所有的一切。
00:58
And I say most of us with forethought深謀遠慮,
我說“我們大多數”是經過考慮的,
01:01
as my four-year-old四十歲 daughter女兒 has heard聽說 me speak說話 of these ideas思路 since以來 she was born天生.
因為我的四歲的女兒從出生便開始聽我說這些想法,
01:04
And last year I was holding保持 her
而去年當我抱住她
01:07
and I said, "Sophia索菲亞,
然後我對她說: “索菲亞,
01:09
I love you more than anything in the universe宇宙."
我愛你超過宇宙中所有的一切。”
01:11
And she turned轉身 to me and said, "Daddy,
然後她轉過來對我說, “爸爸,
01:14
universe宇宙 or multiverse多重宇宙?"
是宇宙還是多元宇宙?”
01:16
(Laughter笑聲)
(笑聲)
01:18
But barring禁止 such這樣 an anomalous異常的 upbringing教養,
但在這反常的教育以外,
01:21
it is strange奇怪 to imagine想像
設想和我們的世界
01:24
other realms境界 separate分離 from ours我們的,
分離的領域還是很奇怪,
01:26
most with fundamentally從根本上 different不同 features特徵,
它們或許有著從根本上完全不同的特徵,
01:28
that would rightly正當地 be called universes宇宙 of their own擁有.
并各自可以被稱作宇宙。
01:30
And yet然而,
但是,雖然
01:33
speculative投機 though雖然 the idea理念 surely一定 is,
這個設想只是推測,
01:35
I aim目標 to convince說服 you
我的目標是說服你們
01:37
that there's reason原因 for taking服用 it seriously認真地,
的確有理由來認真的考慮它,
01:39
as it just might威力 be right.
因為它有可能就是真的。
01:41
I'm going to tell the story故事 of the multiverse多重宇宙 in three parts部分.
我將把多元宇宙的故事分成三部份。
01:43
In part部分 one,
在第一部份,
01:46
I'm going to describe描述 those Nobel諾貝爾 Prize-winning獎得主 results結果
我將描述那獲得諾貝爾獎的研究結果,
01:48
and to highlight突出 a profound深刻 mystery神秘
以及這些結果揭發的
01:50
which哪一個 those results結果 revealed透露.
一個意義深遠的謎團。
01:52
In part部分 two,
在第二部份,
01:54
I'll offer提供 a solution to that mystery神秘.
我將為那個謎團提出一個解釋。
01:56
It's based基於 on an approach途徑 called string theory理論,
它基於一個叫做弦理論的方法,
01:58
and that's where the idea理念 of the multiverse多重宇宙
並會將多元宇宙的概念
02:00
will come into the story故事.
來引進這個故事中。
02:02
Finally最後, in part部分 three,
最終,在第三部份,
02:04
I'm going to describe描述 a cosmological宇宙 theory理論
我將描述一個叫做“暴脹”的
02:06
called inflation通貨膨脹,
宇宙論,
02:08
which哪一個 will pull all the pieces of the story故事 together一起.
而它將把故事所有的片段聯繫在一起。
02:10
Okay, part部分 one starts啟動 back in 1929
好的。 第一部份從1929年開始。
02:13
when the great astronomer天文學家 Edwin埃德溫 Hubble哈勃
著名的天文學家愛德文.哈伯
02:17
realized實現 that the distant遙遠 galaxies星系
發現遠處的星系
02:19
were all rushing away from us,
都在迅速的離我們遠去,
02:22
establishing建立 that space空間 itself本身 is stretching拉伸,
說明了空間本身正在伸展,
02:24
it's expanding擴大.
在擴張。
02:26
Now this was revolutionary革命的.
而這是突破性的。
02:28
The prevailing優勢 wisdom智慧 was that on the largest最大 of scales
當時普遍的認知是,在最大的範圍內,
02:31
the universe宇宙 was static靜態的.
宇宙是靜止的。
02:34
But even so,
但即使如此,
02:36
there was one thing that everyone大家 was certain某些 of:
有一件事情是所有人都確信的:
02:38
The expansion擴張 must必須 be slowing減緩 down.
擴張必定在逐漸緩慢下來。
02:41
That, much as the gravitational引力 pull of the Earth地球
就像地球上的萬有引力
02:44
slows減緩 the ascent上升 of an apple蘋果 tossed upward向上,
將往上拋的蘋果的速度慢下來,
02:47
the gravitational引力 pull
每一個星系對對方的
02:50
of each galaxy星系 on every一切 other
萬有引力
02:52
must必須 be slowing減緩
必定也在將空間的擴張
02:54
the expansion擴張 of space空間.
緩慢下來。
02:56
Now let's fast-forward快進 to the 1990s
現在讓我們快轉到90年代,
02:58
when those two teams球隊 of astronomers天文學家
當我在一開始講到的
03:01
I mentioned提到 at the outset開始
那兩個天文學家的團隊
03:03
were inspired啟發 by this reasoning推理
受到了這個推理的啟迪,
03:05
to measure測量 the rate
來測量宇宙擴張
03:07
at which哪一個 the expansion擴張 has been slowing減緩.
減慢的速度。
03:09
And they did this
他們
03:11
by painstaking刻苦 observations意見
對很多個遠處星系
03:13
of numerous眾多 distant遙遠 galaxies星系,
做出的縝密的觀察
03:15
allowing允許 them to chart圖表
允許他們記錄下來
03:17
how the expansion擴張 rate has changed over time.
宇宙隨著時間過去,擴張速度的變化
03:19
Here's這裡的 the surprise:
而令人吃驚的事情發生了:
03:22
They found發現 that the expansion擴張 is not slowing減緩 down.
他們發現擴張并沒有緩緩減速。
03:25
Instead代替 they found發現 that it's speeding超速 up,
相反,他們發現它正在加速,
03:28
going faster更快 and faster更快.
越來越快。
03:30
That's like tossing折騰 an apple蘋果 upward向上
這就像將一個蘋果拋上空中,
03:32
and it goes up faster更快 and faster更快.
然後它往上的速度越來越快。
03:34
Now if you saw an apple蘋果 do that,
如果你看到一個蘋果那樣表現的話,
03:36
you'd want to know why.
你會想知道這是爲什麽。
03:38
What's pushing推動 on it?
是什麽東西在推動著它?
03:40
Similarly同樣, the astronomers'天文學家“ results結果
同樣的,這些天文學家的結果
03:42
are surely一定 well-deserving良好值得 of the Nobel諾貝爾 Prize,
肯定應該獲得諾貝爾獎,
03:44
but they raised上調 an analogous類似 question.
但它們也提起了一個相似的問題。
03:47
What force is driving主動 all galaxies星系
是什麽力量在將
03:51
to rush away from every一切 other
所有的星系往外
03:53
at an ever-quickening不斷加快 speed速度?
以越來越快的速度推動?
03:56
Well the most promising有希望 answer回答
最好的答案
03:59
comes from an old idea理念 of Einstein's愛因斯坦.
源於愛因斯坦的一個老想法。
04:01
You see, we are all used to gravity重力
你看,我們都習慣於萬有引力
04:04
being存在 a force that does one thing,
只做一件事情,
04:06
pulls objects對象 together一起.
那就是將事物拉到一起。
04:09
But in Einstein's愛因斯坦 theory理論 of gravity重力,
但在愛因斯坦的萬有引力理論,
04:11
his general一般 theory理論 of relativity相對論,
它的廣義相對論中,
04:13
gravity重力 can also push things apart距離.
萬有引力也可以將事物推開。
04:15
How? Well according根據 to Einstein's愛因斯坦 math數學,
這是如何做到的?根據愛因斯坦的計算,
04:18
if space空間 is uniformly均勻 filled填充
如果空間被一種
04:21
with an invisible無形 energy能源,
無形的能量均勻的佔據,
04:23
sort分類 of like a uniform制服, invisible無形 mist薄霧,
就像一個均勻的,無形的迷霧,
04:25
then the gravity重力 generated產生 by that mist薄霧
那麼這個迷霧產生的引力
04:28
would be repulsive醜惡,
將會是相斥的,
04:31
repulsive醜惡 gravity重力,
而相斥的引力
04:33
which哪一個 is just what we need to explain說明 the observations意見.
恰恰可以提我們解釋這些觀察結果。
04:35
Because the repulsive醜惡 gravity重力
因為空間中一種無形的能量
04:38
of an invisible無形 energy能源 in space空間 --
產生的相斥的引力 -
04:40
we now call it dark黑暗 energy能源,
我們現在叫它暗能量,
04:42
but I've made製作 it smokey煙熏 white白色 here so you can see it --
但我在這裡將它變成煙霧般的白色讓你能看到 -
04:44
its repulsive醜惡 gravity重力
它的相斥的引力
04:47
would cause原因 each galaxy星系 to push against反對 every一切 other,
會導致每一個星系互相推動,
04:49
driving主動 expansion擴張 to speed速度 up,
將擴張速度變快,
04:51
not slow down.
而不是變慢。
04:53
And this explanation說明
而這個解釋
04:55
represents代表 great progress進展.
代表著很大的進展。
04:57
But I promised許諾 you a mystery神秘
但我答應了你在第一部份
04:59
here in part部分 one.
有一個謎團。
05:02
Here it is.
謎題是如此的:
05:04
When the astronomers天文學家 worked工作 out
當這些天文學家計算出
05:06
how much of this dark黑暗 energy能源
空間中需要
05:08
must必須 be infusing注入 space空間
多少暗能量
05:11
to account帳戶 for the cosmic宇宙的 speed速度 up,
才能導致現在的宇宙擴張加速,
05:13
look at what they found發現.
看看他們所發現的。
05:15
This number is small.
這個數字很小。
05:24
Expressed表達 in the relevant相應 unit單元,
以相應的單位时表示,
05:26
it is spectacularly壯觀 small.
它令人吃驚地小。
05:28
And the mystery神秘 is to explain說明 this peculiar奇特 number.
而謎團便是如何解釋這個古怪的數字。
05:30
We want this number
我們想讓這個數字
05:33
to emerge出現 from the laws法律 of physics物理,
從物理定律中自然的浮現,
05:35
but so far no one has found發現 a way to do that.
但目前為止沒有人知道如何做。
05:37
Now you might威力 wonder奇蹟,
現在你可能在想,
05:40
should you care關心?
這是你應該關心的嗎?
05:43
Maybe explaining說明 this number
或許解釋這個數字
05:45
is just a technical技術 issue問題,
只是一個技術上的問題,
05:47
a technical技術 detail詳情 of interest利益 to experts專家,
一個專家對之有興趣的技術細節,
05:49
but of no relevance關聯 to anybody任何人 else其他.
但對其他人來說沒有任何意義。
05:52
Well it surely一定 is a technical技術 detail詳情,
它的確是一個技術細節,
05:54
but some details細節 really matter.
但有些細節真的狠重要。
05:57
Some details細節 provide提供
有些細節可以為
05:59
windows視窗 into uncharted未知 realms境界 of reality現實,
探索未知的現實提供一扇窗。
06:01
and this peculiar奇特 number may可能 be doing just that,
而這個特殊的數字很有可能就是這扇窗,
06:03
as the only approach途徑 that's so far made製作 headway前進 to explain說明 it
因為到目前為止,唯一一個可以解釋它的方法
06:06
invokes所調用 the possibility可能性 of other universes宇宙 --
包括了其他宇宙的存在的可能 -
06:09
an idea理念 that naturally自然 emerges出現 from string theory理論,
一個從弦理論中自然而然浮現的理念,
06:12
which哪一個 takes me to part部分 two: string theory理論.
而從這裡我開始講第二部份: 弦理論。
06:15
So hold保持 the mystery神秘 of the dark黑暗 energy能源
請將神秘的暗能量
06:18
in the back of your mind心神
暫時放在腦後,
06:22
as I now go on to tell you
因為我將告訴你
06:24
three key things about string theory理論.
關於弦理論的三個關鍵的事情。
06:26
First off, what is it?
首先,弦理論是什麽?
06:29
Well it's an approach途徑 to realize實現 Einstein's愛因斯坦 dream夢想
它是一個可以完成愛因斯坦的夢想,
06:31
of a unified統一 theory理論 of physics物理,
一個統一的物理理論的方法,
06:34
a single overarching總體 framework骨架
一個可以形容
06:37
that would be able能夠 to describe描述
宇宙中所有運行的力的
06:39
all the forces軍隊 at work in the universe宇宙.
全面的思想架構。
06:41
And the central中央 idea理念 of string theory理論
而弦理論的中心思想
06:43
is quite相當 straightforward直截了當.
很直接明瞭。
06:45
It says that if you examine檢查
它說,如果你近乎無限仔細的考察
06:47
any piece of matter ever more finely,
任何一個物質,
06:49
at first you'll你會 find molecules分子
一開始你會發現分子,
06:51
and then you'll你會 find atoms原子 and subatomic亞原子 particles粒子.
然後你會發現原子和次原子微粒。
06:53
But the theory理論 says that if you could probe探測 smaller,
但弦理論說,如果你能夠在探查的更細微一些,
06:56
much smaller than we can with existing現有 technology技術,
比任何我們現在擁有的科技可以做到的都細微,
06:58
you'd find something else其他 inside these particles粒子 --
你會發現在這些微粒中還有東西 --
07:01
a little tiny vibrating振動 filament燈絲 of energy能源,
一個很小的,振動的能量絲,
07:04
a little tiny vibrating振動 string.
一個很小的,振動的弦。
07:07
And just like the strings字符串 on a violin小提琴,
而就像一個小提琴的琴弦一樣,
07:10
they can vibrate顫動 in different不同 patterns模式
它們可以以不同的頻率振動,
07:12
producing生產 different不同 musical音樂 notes筆記.
產生不同的音調。
07:14
These little fundamental基本的 strings字符串,
這些小的基礎的弦們,
07:16
when they vibrate顫動 in different不同 patterns模式,
當它們以不同的頻率振動的時候,
07:18
they produce生產 different不同 kinds of particles粒子 --
它們會產生不同的微粒,
07:20
so electrons電子, quarks夸克, neutrinos中微子, photons光子,
比如電子,夸克,中微子,光子,
07:22
all other particles粒子
以及所有的其他的微粒
07:24
would be united聯合的 into a single framework骨架,
都會被統一在一個體系之下,
07:26
as they would all arise出現 from vibrating振動 strings字符串.
因為他們都由振動的弦構成。
07:28
It's a compelling引人注目 picture圖片,
這是一個非常扣人心弦的構想,
07:31
a kind of cosmic宇宙的 symphony交響樂,
一種星雲交響曲,
07:34
where all the richness豐富
我們所看到周圍的
07:36
that we see in the world世界 around us
這個世界上的富饒的一切,
07:38
emerges出現 from the music音樂
都在這些細小的弦的
07:40
that these little, tiny strings字符串 can play.
演奏中形成。
07:42
But there's a cost成本
但這個優美的統一理論
07:45
to this elegant優雅 unification統一,
有著一個代價,
07:47
because years年份 of research研究
因為多年的研究
07:49
have shown顯示 that the math數學 of string theory理論 doesn't quite相當 work.
表明了弦理論的數學不怎麼貫通。
07:51
It has internal內部 inconsistencies不一致性,
它有著內在的矛盾,
07:54
unless除非 we allow允許
除非我們考慮
07:56
for something wholly unfamiliar陌生 --
一個我們完全不熟悉的東西 --
07:58
extra額外 dimensions尺寸 of space空間.
額外的空間維度。
08:01
That is, we all know about the usual通常 three dimensions尺寸 of space空間.
我們每個人都知道常見的三個空間維度。
08:04
And you can think about those
而你也可以將它們想成
08:07
as height高度, width寬度 and depth深度.
高度,寬度,和長度。
08:09
But string theory理論 says that, on fantastically飛馳 small scales,
但弦理論說,在極度小的比例上,
08:12
there are additional額外 dimensions尺寸
存在著額外的維度,
08:15
crumpled皺巴巴 to a tiny size尺寸 so small
縮小到了我們還無法
08:17
that we have not detected檢測 them.
測試到的地步。
08:19
But even though雖然 the dimensions尺寸 are hidden,
但雖然那些維度被隱藏著,
08:21
they would have an impact碰撞 on things that we can observe
它們對於我們可以觀察的東西有著一定的影響,
08:23
because the shape形狀 of the extra額外 dimensions尺寸
因為這些額外的維度的形狀
08:26
constrains約束 how the strings字符串 can vibrate顫動.
決定了弦們如何振動。
08:29
And in string theory理論,
而在弦理論中,
08:32
vibration振動 determines確定 everything.
振動決定一切。
08:34
So particle粒子 masses群眾, the strengths優勢 of forces軍隊,
所以微粒質量,力的力度,
08:37
and most importantly重要的, the amount of dark黑暗 energy能源
以及最重要的,暗能量的數量
08:39
would be determined決心
都會由這些額外的維度的
08:42
by the shape形狀 of the extra額外 dimensions尺寸.
形狀決定。
08:44
So if we knew知道 the shape形狀 of the extra額外 dimensions尺寸,
而如果我們知道了這些額外維度的形狀,
08:46
we should be able能夠 to calculate計算 these features特徵,
我們應該可以計算這些特徵,
08:49
calculate計算 the amount of dark黑暗 energy能源.
計算暗能量的數量。
08:52
The challenge挑戰
我們的挑戰是,
08:55
is we don't know
我們并不知道
08:57
the shape形狀 of the extra額外 dimensions尺寸.
這些額外維度的形狀。
08:59
All we have
我們只知道
09:02
is a list名單 of candidate候選人 shapes形狀
一些數學允許的
09:04
allowed允許 by the math數學.
候選形狀。
09:06
Now when these ideas思路 were first developed發達,
當這些想法第一次被發展出來的時候,
09:09
there were only about five different不同 candidate候選人 shapes形狀,
候選的形狀只有五個左右,
09:11
so you can imagine想像
所以你會覺得
09:13
analyzing分析 them one-by-one一個接一個
將它們一個一個的分析
09:15
to determine確定 if any yield產量
來決定是否有一個可以產生
09:17
the physical物理 features特徵 we observe.
我們觀察到的物理特徵。
09:19
But over time the list名單 grew成長
但隨著研究人員不斷的找到其他的候選形狀
09:21
as researchers研究人員 found發現 other candidate候選人 shapes形狀.
數量不斷的在增加。
09:23
From five, the number grew成長 into the hundreds數以百計 and then the thousands數千 --
它的數字從五個增長到幾百個甚至幾千個 --
09:25
A large, but still manageable管理, collection採集 to analyze分析,
一個雖然龐大,但仍然可以處理和分析的數字,
09:28
since以來 after all,
因為不管如何,
09:31
graduate畢業 students學生們 need something to do.
研究博士生們總需要些事情做。
09:33
But then the list名單 continued繼續 to grow增長
但這個清單繼續增長
09:36
into the millions百萬 and the billions數十億, until直到 today今天.
到了百萬甚至今天的數十億。直到今天,
09:38
The list名單 of candidate候選人 shapes形狀
候選形狀的清單
09:41
has soared飆升 to about 10 to the 500.
百億從猛增到了萬億。
09:43
So, what to do?
現在該怎麼辦?
09:48
Well some researchers研究人員 lost丟失 heart,
有一些研究人員失去了信心,
09:51
concluding結論 that was so many許多 candidate候選人 shapes形狀 for the extra額外 dimensions尺寸,
覺得因為額外維度有著如此之多的候選形狀,
09:54
each giving rise上升 to different不同 physical物理 features特徵,
每一個又可能產生不同的物理特徵,
09:57
string theory理論 would never make
弦理論永遠也不可能做出
10:00
definitive明確, testable可測試 predictions預測.
確定的,可測試的預測。
10:02
But others其他 turned轉身 this issue問題 on its head,
但其他人決定從問題的源頭開始,
10:04
taking服用 us to the possibility可能性 of a multiverse多重宇宙.
回到一個多元宇宙的可能。
10:08
Here's這裡的 the idea理念.
想法是這樣的。
10:10
Maybe each of these shapes形狀 is on an equal等於 footing立足點 with every一切 other.
或許這些形狀的每一個都是與其他的形狀平等的。
10:12
Each is as real真實 as every一切 other,
每一個都是真實的,
10:15
in the sense
這意味著
10:17
that there are many許多 universes宇宙,
有著很多的宇宙,
10:19
each with a different不同 shape形狀, for the extra額外 dimensions尺寸.
每一個都有著不同形狀的額外維度。
10:21
And this radical激進 proposal提案
這一個重大的提論
10:24
has a profound深刻 impact碰撞 on this mystery神秘:
對於這個謎題有著深遠的影響:
10:26
the amount of dark黑暗 energy能源 revealed透露 by the Nobel諾貝爾 Prize-winning獎得主 results結果.
關於著那得了諾貝爾獎的暗能量的數量。
10:29
Because you see,
因為
10:32
if there are other universes宇宙,
如果有著其他的宇宙,
10:34
and if those universes宇宙
以及如果那些宇宙每一個的額外維度
10:37
each have, say, a different不同 shape形狀 for the extra額外 dimensions尺寸,
都有一個不同的形狀
10:39
then the physical物理 features特徵 of each universe宇宙 will be different不同,
那麼每一個宇宙的物理特徵就會不同,
10:43
and in particular特定,
而特別的,
10:45
the amount of dark黑暗 energy能源 in each universe宇宙
每一個宇宙的暗能量的數量
10:47
will be different不同.
就會不一樣。
10:49
Which哪一個 means手段 that the mystery神秘
這意味著解釋
10:51
of explaining說明 the amount of dark黑暗 energy能源 we've我們已經 now measured測量
我們測量的暗能量的古怪數量
10:53
would take on a wholly different不同 character字符.
會有著一個完全不同的意義。
10:55
In this context上下文,
在這種情況下,
10:58
the laws法律 of physics物理 can't explain說明 one number for the dark黑暗 energy能源
物理定律不會能解釋暗能量的一個數字,
11:00
because there isn't just one number,
因為不止有一個數字,
11:03
there are many許多 numbers數字.
反而有很多。
11:06
Which哪一個 means手段
這意味著
11:08
we have been asking the wrong錯誤 question.
我們一路以來都問錯了問題。
11:10
It's that the right question to ask is,
對的問題應該是,
11:13
why do we humans人類 find ourselves我們自己 in a universe宇宙
爲什麽我們人類會在
11:15
with a particular特定 amount of dark黑暗 energy能源 we've我們已經 measured測量
一個有著特定的數量的暗能量的宇宙,
11:18
instead代替 of any of the other possibilities可能性
而不再外面存在的無數的
11:21
that are out there?
其他可能之中?
11:24
And that's a question on which哪一個 we can make headway前進.
而這個問題我們可以嘗試解決。
11:26
Because those universes宇宙
因為在那些有著
11:29
that have much more dark黑暗 energy能源 than ours我們的,
比我們更多的暗能量的宇宙中,
11:31
whenever每當 matter tries嘗試 to clump into galaxies星系,
每當物質試圖凝聚成星系的時候,
11:33
the repulsive醜惡 push of the dark黑暗 energy能源 is so strong強大
暗能量所產生的相斥力量會強大到
11:36
that it blows打擊 the clump apart距離
將凝聚的物質爆開,
11:39
and galaxies星系 don't form形成.
以致星系無法形成。
11:41
And in those universes宇宙 that have much less dark黑暗 energy能源,
而在那些有著比我們少的暗能量的宇宙中,
11:43
well they collapse坍方 back on themselves他們自己 so quickly很快
他們的崩塌的速度會快到
11:46
that, again, galaxies星系 don't form形成.
使星系無法形成。
11:48
And without galaxies星系, there are no stars明星, no planets行星
而沒有星系的話,恒星和行星也不會形成,
11:51
and no chance機會
也不可能會有
11:54
for our form形成 of life
像我們這樣的生命
11:56
to exist存在 in those other universes宇宙.
存在於那些宇宙當中。
11:58
So we find ourselves我們自己 in a universe宇宙
所以我們所在的宇宙有一個
12:00
with the particular特定 amount of dark黑暗 energy能源 we've我們已經 measured測量
特定數量的暗能量
12:02
simply只是 because our universe宇宙 has conditions條件
僅僅因為我們的宇宙有著可以讓
12:05
hospitable好客 to our form形成 of life.
我們這種生命發展的條件。
12:08
And that would be that.
就是這樣。
12:12
Mystery神秘 solved解決了,
秘密被揭開了。
12:14
multiverse多重宇宙 found發現.
多元宇宙也找到了。
12:16
Now some find this explanation說明 unsatisfying不滿意.
有些人對這種解釋很不滿意。
12:18
We're used to physics物理
我們都習慣于物理
12:23
giving us definitive明確 explanations說明 for the features特徵 we observe.
為我們觀察到的東西給予確定的解釋。
12:25
But the point is,
但其實
12:28
if the feature特徵 you're observing觀察
如果一個你觀察到的特性
12:30
can and does take on
可以或者的確
12:33
a wide variety品種 of different不同 values
在不同的現實中有著
12:35
across橫過 the wider更寬的 landscape景觀 of reality現實,
很多不同的數值,
12:37
then thinking思維 one explanation說明
那麼只想著給予其中一個數值
12:40
for a particular特定 value
一種解釋
12:42
is simply只是 misguided誤導.
未免誤入歧途了。
12:44
An early example
一個早期的例子
12:47
comes from the great astronomer天文學家 Johannes約翰內斯 Kepler開普勒
來自于偉大的天文學家約翰內斯。開普勒。
12:49
who was obsessed痴迷 with understanding理解
他癡迷于試圖瞭解
12:52
a different不同 number --
一個不同的數字 --
12:54
why the Sun太陽 is 93 million百萬 miles英里 away from the Earth地球.
爲什麽太陽離地球有九千三百萬英里?
12:56
And he worked工作 for decades幾十年 trying to explain說明 this number,
他花了幾十年來解釋這個數字,
13:00
but he never succeeded成功, and we know why.
但他從未成功,而我們知道爲什麽。
13:03
Kepler開普勒 was asking
開普勒問了
13:06
the wrong錯誤 question.
一個錯的問題。
13:08
We now know that there are many許多 planets行星
我們現在知道宇宙中有很多行星
13:10
at a wide variety品種 of different不同 distances距離 from their host主辦 stars明星.
和他們的恒星有著完全不同的距離。
13:13
So hoping希望 that the laws法律 of physics物理
所以希望物理定律
13:16
will explain說明 one particular特定 number, 93 million百萬 miles英里,
能解釋一個特別的數字,九千三百萬英里,
13:19
well that is simply只是 wrongheaded判斷錯誤.
也是誤入了歧途。
13:22
Instead代替 the right question to ask is,
反而,正確的問題應該是,
13:25
why do we humans人類 find ourselves我們自己 on a planet行星
爲什麽我們人類存在在一個離恒星
13:27
at this particular特定 distance距離,
剛好這麼遠的一個距離上的行星中,
13:30
instead代替 of any of the other possibilities可能性?
而不在任何其他一個可能中?
13:32
And again, that's a question we can answer回答.
再一次,這個問題我們可以回答。
13:35
Those planets行星 which哪一個 are much closer接近 to a star like the Sun太陽
那些離像太陽一樣的恒星太近的行星
13:38
would be so hot
會熱的
13:41
that our form形成 of life wouldn't不會 exist存在.
讓我們這種生命無法生存。
13:43
And those planets行星 that are much farther更遠 away from the star,
而那些離恒星太遠的行星
13:45
well they're so cold
又冷到
13:48
that, again, our form形成 of life would not take hold保持.
讓我們這種生命無法形成。
13:50
So we find ourselves我們自己
所以我們才會在一個
13:52
on a planet行星 at this particular特定 distance距離
離恒星有著特定的距離的行星上,
13:54
simply只是 because it yields產量 conditions條件
僅僅因為它製造出
13:56
vital重要 to our form形成 of life.
對於我們這種生命必須的環境。
13:58
And when it comes to planets行星 and their distances距離,
而對於行星和距離來說,
14:01
this clearly明確地 is the right kind of reasoning推理.
這明顯是一個對的邏輯。
14:04
The point is,
我的意思是,
14:08
when it comes to universes宇宙 and the dark黑暗 energy能源 that they contain包含,
當說到宇宙和它所包含的暗能量,
14:10
it may可能 also be the right kind of reasoning推理.
這也有可能是對的邏輯。
14:13
One key difference區別, of course課程,
當然,最重要的不同點在於
14:17
is we know that there are other planets行星 out there,
我們知道外面有著其他的星球,
14:20
but so far I've only speculated推測 on the possibility可能性
但到目前為止我們只能猜測
14:22
that there might威力 be other universes宇宙.
有其他宇宙的可能性。
14:25
So to pull it all together一起,
所以讓它合理化的話,
14:27
we need a mechanism機制
我們需要一個
14:29
that can actually其實 generate生成 other universes宇宙.
可以產生其他宇宙的機制。
14:31
And that takes me to my final最後 part部分, part部分 three.
而這帶我們來到了第三也是最後一部份。
14:34
Because such這樣 a mechanism機制 has been found發現
因為這個機制被研究大爆炸的
14:37
by cosmologists宇宙學家 trying to understand理解 the Big Bang.
宇宙學家發現了。
14:40
You see, when we speak說話 of the Big Bang,
你看,當我們講大爆炸的時候,
14:43
we often經常 have an image圖片
我們經常會想到
14:45
of a kind of cosmic宇宙的 explosion爆炸
一種類似于星雲爆裂
14:47
that created創建 our universe宇宙
而造成空間不停的擴張的
14:49
and set space空間 rushing outward向外.
產生宇宙的方法。
14:51
But there's a little secret秘密.
但這裡面哪有一個小小的秘密。
14:54
The Big Bang leaves樹葉 out something pretty漂亮 important重要,
大爆炸理論沒有包括一個非常重要的東西,
14:56
the Bang.
那就是爆炸的時候。
14:59
It tells告訴 us how the universe宇宙 evolved進化 after the Bang,
它告訴我們宇宙是如何在爆炸以後產生的,
15:01
but gives us no insight眼光
但不告訴我們
15:04
into what would have powered動力 the Bang itself本身.
什麽東西產生了爆炸。
15:06
And this gap間隙 was finally最後 filled填充
而這個缺口終於被一個
15:10
by an enhanced增強 version of the Big Bang theory理論.
升級了的大爆炸理論填補了。
15:12
It's called inflationary通脹 cosmology宇宙學,
它叫暴脹宇宙論。
15:14
which哪一個 identified確定 a particular特定 kind of fuel汽油
它識別了一種特別的能量,
15:17
that would naturally自然 generate生成
可以自然產生爆炸時的
15:21
an outward向外 rush of space空間.
快速空間膨脹。
15:23
The fuel汽油 is based基於 on something called a quantum量子 field領域,
那個能量基於一種叫做量子場的東西,
15:25
but the only detail詳情 that matters事項 for us
但對於我們而言唯一重要的細節就是
15:28
is that this fuel汽油 proves證明 to be so efficient高效
這種能量的效率高到
15:31
that it's virtually實質上 impossible不可能
不可能一次性
15:34
to use it all up,
將它全部用完,
15:36
which哪一個 means手段 in the inflationary通脹 theory理論,
而這意味著在暴脹理論中,
15:38
the Big Bang giving rise上升 to our universe宇宙
產生了我們的宇宙的大爆炸
15:40
is likely容易 not a one-time一次 event事件.
很有可能不是一個一次性的事件。
15:43
Instead代替 the fuel汽油 not only generated產生 our Big Bang,
反之,這個能量不僅僅造成了我們的大爆炸,
15:46
but it would also generate生成 countless無數 other Big Bangs前劉海,
也會造成無數個其他的大爆炸,
15:49
each giving rise上升 to its own擁有 separate分離 universe宇宙
每一個都會產生一個不同的宇宙,
15:55
with our universe宇宙 becoming變得 but one bubble泡沫
而我們的宇宙只是一個巨大的星雲泡沫中的
15:58
in a grand盛大 cosmic宇宙的 bubble泡沫 bath of universes宇宙.
一個泡泡。
16:00
And now, when we meld合併 this with string theory理論,
而現在,當我們將它和弦理論融合一起的時候,
16:03
here's這裡的 the picture圖片 we're led to.
我們被領到一個特定的畫面。
16:05
Each of these universes宇宙 has extra額外 dimensions尺寸.
每一個宇宙都有額外的維度。
16:07
The extra額外 dimensions尺寸 take on a wide variety品種 of different不同 shapes形狀.
這些額外的維度有著很多不同的形狀。
16:09
The different不同 shapes形狀 yield產量 different不同 physical物理 features特徵.
不同的形狀產生不同的物理特性。
16:12
And we find ourselves我們自己 in one universe宇宙 instead代替 of another另一個
而我們發現我們存在於這一個宇宙而不在另外一個
16:15
simply只是 because it's only in our universe宇宙
僅僅因為這是唯一一個宇宙
16:18
that the physical物理 features特徵, like the amount of dark黑暗 energy能源,
有著可以讓我們這種生命形成的物理特性,
16:21
are right for our form形成 of life to take hold保持.
比如說暗能量的數量。
16:24
And this is the compelling引人注目 but highly高度 controversial爭論的 picture圖片
這是一個很有說服力但又非常有爭議的
16:28
of the wider更寬的 cosmos宇宙
宇宙的畫面,
16:31
that cutting-edge前沿 observation意見 and theory理論
而最先進的觀察和理論正在指引我們
16:33
have now led us to seriously認真地 consider考慮.
嚴肅的去考慮它。
16:35
One big remaining其餘 question, of course課程, is,
當然,一個剩下的很大的問題便是
16:39
could we ever confirm確認
我們是否能證明
16:43
the existence存在 of other universes宇宙?
其他宇宙的存在?
16:46
Well let me describe描述
讓我描述一種
16:49
one way that might威力 one day happen發生.
這有一天可能發生的方式。
16:51
The inflationary通脹 theory理論
暴脹理論
16:54
already已經 has strong強大 observational觀察 support支持.
已經有了很強大的觀測結果支持。
16:56
Because the theory理論 predicts預測
因為這個理論預測了
16:58
that the Big Bang would have been so intense激烈
大爆炸會強烈到
17:00
that as space空間 rapidly急速 expanded擴大,
當空間快速的膨脹的時候,
17:02
tiny quantum量子 jitters抖動 from the micro world世界
在微型世界中細小的量子暴動
17:05
would have been stretched拉伸 out to the macro world世界,
也會被拉扯到整個宏觀世界,
17:07
yielding生產 a distinctive獨特 fingerprint指紋,
而產生一種特殊的印記 --
17:10
a pattern模式 of slightly hotter spots斑點 and slightly colder更冷 spots斑點,
一種在空間中有著稍微熱些的地方
17:13
across橫過 space空間,
和稍微冷些的地方的規律,
17:15
which哪一個 powerful強大 telescopes望遠鏡 have now observed觀察到的.
而強大的望遠鏡可以觀察到它。
17:17
Going further進一步, if there are other universes宇宙,
更進一步,如果其他的宇宙的確存在,
17:20
the theory理論 predicts預測 that every一切 so often經常
那理論預測這些宇宙有些時候
17:23
those universes宇宙 can collide碰撞.
會和對方相撞,
17:25
And if our universe宇宙 got hit擊中 by another另一個,
而如果我們的宇宙和另外一個相撞,
17:27
that collision碰撞
撞擊的能量
17:29
would generate生成 an additional額外 subtle微妙 pattern模式
會在空間中產生一種額外的
17:31
of temperature溫度 variations變化 across橫過 space空間
細微的溫差規律,
17:33
that we might威力 one day
而我們有一天可能可以
17:35
be able能夠 to detect檢測.
觀察到它。
17:37
And so exotic異國情調 as this picture圖片 is,
而無論這個理論是如何的奇異,
17:39
it may可能 one day be grounded接地
有一天它有可能會被
17:42
in observations意見,
觀察證實
17:44
establishing建立 the existence存在 of other universes宇宙.
其他宇宙的存在。
17:46
I'll conclude得出結論
讓我以由這些
17:49
with a striking引人注目 implication意義
想法產生的一個在遙遠的未來有著
17:51
of all these ideas思路
驚人的後果
17:54
for the very far future未來.
來結尾。
17:56
You see, we learned學到了
你看,我們學到了
17:58
that our universe宇宙 is not static靜態的,
我們的宇宙并不是靜止的,
18:00
that space空間 is expanding擴大,
空間正在擴張,
18:02
that that expansion擴張 is speeding超速 up
而擴張的速度也在加快,
18:04
and that there might威力 be other universes宇宙
還有其他的宇宙的確有可能存在。
18:06
all by carefully小心 examining檢查
這些都是由小心的調查
18:08
faint pinpoints精確定位 of starlight星光
由遙遠的星系傳來的
18:10
coming未來 to us from distant遙遠 galaxies星系.
微弱的星光。
18:12
But because the expansion擴張 is speeding超速 up,
但因為擴張的速度在加快,
18:15
in the very far future未來,
在很遙遠的未來,
18:18
those galaxies星系 will rush away so far and so fast快速
那些星系便會加速遠離到
18:20
that we won't慣於 be able能夠 to see them --
我們再也無法看到它們 --
18:23
not because of technological技術性 limitations限制,
不是因為技術上的限制,
18:26
but because of the laws法律 of physics物理.
而是因為物理定律。
18:28
The light those galaxies星系 emit發射,
那些星系發射的光線,
18:30
even traveling旅行 at the fastest最快的 speed速度, the speed速度 of light,
就算以最快的速度,光速來移動,
18:32
will not be able能夠 to overcome克服
也不能比超越我們之間的
18:35
the ever-widening不斷擴大 gulf海灣 between之間 us.
不停的在加大的距離。
18:37
So astronomers天文學家 in the far future未來
所以當未來的天文學家
18:40
looking out into deep space空間
往太空深處查看的時候,
18:42
will see nothing but an endless無窮 stretch伸展
除了無盡的靜止的漆黑,
18:44
of static靜態的, inky漆黑, black黑色 stillness寂靜.
什麽也看不到。
18:47
And they will conclude得出結論
而他們會認為
18:51
that the universe宇宙 is static靜態的 and unchanging不變
宇宙是靜止和不變的,
18:53
and populated人口稠密 by a single central中央 oasis綠洲 of matter
而其中只有一個他們居住的
18:55
that they inhabit居住於 --
中心的樂土 --
18:58
a picture圖片 of the cosmos宇宙
一個我們確定的知道是錯誤的
19:00
that we definitively明確 know to be wrong錯誤.
宇宙觀。
19:02
Now maybe those future未來 astronomers天文學家 will have records記錄
或許這些未來的天文學家會有從前一個紀元
19:05
handed down from an earlier era時代,
留下的記錄,
19:08
like ours我們的,
像我們的一樣,
19:10
attesting證明 to an expanding擴大 cosmos宇宙
陳述著一個有無數的星雲點綴的
19:12
teeming豐富的 with galaxies星系.
不停的擴張的宇宙。
19:14
But would those future未來 astronomers天文學家
但這些未來的天文學家們
19:16
believe such這樣 ancient knowledge知識?
會否相信這些古老的知識?
19:18
Or would they believe
又或者他們會相信
19:21
in the black黑色, static靜態的 empty universe宇宙
他們自己的先進的觀察帶來的
19:23
that their own擁有 state-of-the-art最先進的 observations意見 reveal揭示?
那個漆黑,寧靜并空虛的宇宙?
19:26
I suspect疑似 the latter後者.
我覺得會是後者。
19:30
Which哪一個 means手段 that we are living活的
這意味著我們正活在一個
19:32
through通過 a remarkably異常 privileged特權 era時代
有著特殊的榮幸的紀元,
19:34
when certain某些 deep truths真理 about the cosmos宇宙
當宇宙最深奧的真相
19:37
are still within reach達到
仍然存在在人類探索精神
19:39
of the human人的 spirit精神 of exploration勘探.
能夠到達的地方。
19:41
It appears出現 that it may可能 not always be that way.
但這並不永遠如此。
19:43
Because today's今天的 astronomers天文學家,
因為當今天的天文學家
19:48
by turning車削 powerful強大 telescopes望遠鏡 to the sky天空,
用強大的望遠鏡對準夜空時,
19:50
have captured捕獲 a handful少數 of starkly赤裸裸 informative信息 photons光子 --
他們發現了一些分明的帶著信息的光子 --
19:53
a kind of cosmic宇宙的 telegram電報
一種經歷了上億年的
19:56
billions數十億 of years年份 in transit過境.
宇宙電報。
19:59
and the message信息 echoing呼應 across橫過 the ages年齡 is clear明確.
而從亙古傳來的信息很清楚。
20:01
Sometimes有時 nature性質 guards衛士 her secrets秘密
有些時候自然用不可違背的
20:05
with the unbreakable牢不可破 grip
物理定律來
20:08
of physical物理 law.
守護她的秘密。
20:10
Sometimes有時 the true真正 nature性質 of reality現實 beckons招手
有些時候現實真正的面貌就在
20:12
from just beyond the horizon地平線.
地平線的遠端。
20:16
Thank you very much.
謝謝。
20:19
(Applause掌聲)
(掌聲)
20:21
Chris克里斯 Anderson安德森: Brian布賴恩, thank you.
Chris Anderson: Brian,謝謝。
20:25
The range範圍 of ideas思路 you've just spoken about
你剛剛所講的思想範圍
20:27
are dizzying令人目不暇接, exhilarating令人振奮, incredible難以置信.
使人有些頭暈但興奮。
20:29
How do you think
你覺得
20:32
of where cosmology宇宙學 is now,
現在的天文學
20:34
in a sort分類 of historical歷史的 side?
在歷史中佔有什麽樣的位置?
20:36
Are we in the middle中間 of something unusual異常 historically歷史 in your opinion意見?
在你的意見來說,我們是否正在經歷著一個特別的歷史片段?
20:38
BGBG: Well it's hard to say.
BG:這有些難說。
20:41
When we learn學習 that astronomers天文學家 of the far future未來
當我們瞭解到未來的天文學家
20:43
may可能 not have enough足夠 information信息 to figure數字 things out,
有可能沒有足夠的信息來瞭解一切,
20:46
the natural自然 question is, maybe we're already已經 in that position位置
一個自然的問題便是,我們有可能已經在這樣的一個位置,
20:49
and certain某些 deep, critical危急 features特徵 of the universe宇宙
而一些深奧的,重要的宇宙特性
20:52
already已經 have escaped逃脫 our ability能力 to understand理解
已經逃出了我們可以理解的範圍,
20:55
because of how cosmology宇宙學 evolves演變.
僅僅因為天文學的發展。
20:58
So from that perspective透視,
所以從這個觀點來看,
21:00
maybe we will always be asking questions問題
可能我們已經處於無法回答
21:02
and never be able能夠 to fully充分 answer回答 them.
我們問的問題的局面。
21:04
On the other hand, we now can understand理解
但換個角度來說,我們現在可以理解
21:06
how old the universe宇宙 is.
宇宙到底有多老。
21:08
We can understand理解
我們可以理解
21:10
how to understand理解 the data數據 from the microwave微波 background背景 radiation輻射
十四億年前留下的宇宙微波背景輻射
21:12
that was set down 13.72 billion十億 years年份 ago --
所傳達的信息 --
21:15
and yet然而, we can do calculations計算 today今天 to predict預測 how it will look
甚至於,今天我們可以計算以及預測它的樣貌
21:18
and it matches火柴.
并與觀察符合。
21:20
Holy cow! That's just amazing驚人.
天啊!這太棒了。
21:22
So on the one hand, it's just incredible難以置信 where we've我們已經 gotten得到,
所以換個角度來說的話,我們到達今天已經很不可思議,
21:24
but who knows知道 what sort分類 of blocks we may可能 find in the future未來.
但誰知道我們將來會遇到什麽樣的障礙。
21:27
CACA: You're going to be around for the next下一個 few少數 days.
CA:你會停留幾天。
21:31
Maybe some of these conversations對話 can continue繼續.
或許可以繼續討論這些話題。
21:34
Thank you. Thank you, Brian布賴恩. (BGBG: My pleasure樂趣.)
謝謝你。謝謝你,Brian。(BG:我的榮幸。)
21:36
(Applause掌聲)
(掌聲)
21:38
Translated by Dennis Guo
Reviewed by Anny Chung

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About the speaker:

Brian Greene - Physicist
Brian Greene is perhaps the best-known proponent of superstring theory, the idea that minuscule strands of energy vibrating in a higher dimensional space-time create every particle and force in the universe.

Why you should listen

Greene, a professor of physics and mathematics at Columbia University, has focused on unified theories for more than 25 years, and has written several best-selling and non-technical books on the subject including The Elegant Universe, a Pulitzer finalist, and The Fabric of the Cosmos — each of which has been adapted into a NOVA mini-series. His latest book, The Hidden Reality, explores the possibility that our universe is not the only universe.

Greene believes science must be brought to general audiences in new and compelling ways, such as his live stage odyssey, Icarus at the Edge of Time, with original orchestral score by Philip Glass, and the annual World Science Festival, which he co-founded in 2008 with journalist Tracy Day.

More profile about the speaker
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