毫无疑问，Netflix 的《怪奇物语》是夏季的热门剧集，这是一部科幻恐怖剧，运用了一些严肃的科学理论。尽管剧集可能将一些术语混为一谈，但它深入探讨了一些理论物理学和天体物理学中激烈而令人困惑的话题。
为了探究这部科幻作品背后的科学原理，《大众科学》有机会采访了理论物理学家、哥伦比亚大学物理学和数学教授布莱恩·格林。尽管他对平行宇宙和进入其他维度的想法持怀疑态度，但他对探索其可能性持开放和乐意的态度。这是我们与他的对话。
在《怪奇物语》中，他们将“平行宇宙”和“其他维度”这两个术语混为一谈。它们是相同的吗？如果不是，有什么区别？
不，我的意思是，它们并不完全相同。它们有关联，但一个单一的宇宙可以拥有比我们所知的更多的维度。有理由认为，可能存在比我们看不见的三个空间维度更多的空间维度。
现在，你也可以有宇宙，你也可以有“多重宇宙”的提议——也就是说，多个宇宙的提议——其中每个宇宙只拥有三个空间维度和一个时间维度。你可以拥有许多宇宙，每个宇宙都拥有我们通常认为存在的相同数量的维度：三个空间维度和一个时间维度。你当然可以将所有这些想法结合起来，形成一个多重宇宙理论，其中还包含额外的空间维度，所以它们并非互斥。
那么，考虑到这一点，剧中的老师使用了一个类比来描述这个其他维度，说我们就像在走钢丝的杂技演员，我们能进入的维度只能向前和向后。但钢丝上还有一个跳蚤，它也能走到绳子下面，这是否是解释其他维度如何假设工作的良好类比？
嗯，你问了一个偏颇的人，因为如果你看《宇宙的构造》，你会看到一张你描述的那个走钢丝的人的照片，你会看到他正试图避开一个小跳蚤。所以，是的，这是一个很好的类比。
嗯，也许他们是从那里得到的！那么，根据这个类比，老师继续解释说，为了让我们能够接触到那个跳蚤能接触到的东西，我们需要巨大的能量来撕裂时空连续体。这是真的吗？
为了能够接触到微小的维度，确实需要大量的能量。你拥有的能量越多，你就能观察到越小的实体。这就是为什么我们建造像大型强子对撞机这样的机器，将大量能量集中到一个小区域，在这个小区域内，我们就能在极其小的尺度上探测宇宙。
我意识到，你知道，写这个节目的人对这些想法的一些流行描述很了解，无论是否是我的，这真的无关紧要。
但是，你知道，如果你想知道一个桃子里有什么，你朝着桃子发射了微小的弹丸，显然，如果弹丸没有多少能量，你只能接触到水果的软糯、果肉部分。如果你有一个能量很大的弹丸，它就能探测到果核，你就能开始看到水果的内部结构。宇宙也是一样的；能量越大，你就能探测得越深，你对物质构成细节的了解就越多。
明白了。我认为这更多地涉及到“膜宇宙”理论，其中你将需要两个宇宙处于某种紧密的接触或邻近状态才能相互访问。那么，这三个膜可以相交重叠吗？或者它们是确定的——正如你在《隐藏的现实》中所描述的——就像堆叠在一起的“面包片”？
所以一种配置是面包的描述，但并非如此，这些物体和原理是可以重叠的，它们可以相交，我们已经算出了它们如果重叠会发生的所有数学和物理上的含义。事实上，这些想法中最精炼的一些版本设想存在更高维度的膜，不是三个，而是高维度的膜在三维子空间中重叠，而那个重叠区域可能正是我们所体验到的现实。所以我们三维的现实可能源于高维膜以你所质疑的方式相交。
也有人认为存在许多同时发生的现实。你称之为“量子多重宇宙”，它通常也被称为“多世界诠释”。那么，这些宇宙到底在哪里？
宇宙存在于一个称为希尔伯特空间的数学空间中，这是一个数学领域，是量子力学概率波的天然归宿。所以，当量子力学的数学在 20 世纪 20 年代和 30 年代被发展起来时，最终人们意识到，有一个现有的数学思想、构造、概念，它是概率波数学形态的自然位置。
但大多数人不会从希尔伯特空间的角度思考，我们想说，“好吧，它在哪里？指向那些其他世界”，这很有挑战性，因为量子力学的其他世界不会存在于我们通常认为的空间中。它们将是另一个世界，这个地方的另一个版本，在任何时空意义上都不会与之重叠。并不是说存在一个高维几何体，所有量子世界都存在于其中。相反，每一个世界都是一个数学实体，存在于一个更抽象的数学状态中，而我们都是那个更抽象的数学空间的居民。
正如你所见，它挑战了传统的语言，当我试图向你描述它时，试图定位那个领域，因为传统的语言本身并不包含希尔伯特空间的概念，但那就是描述正在发生的事情的数学。
明白了。现在谈谈我们更具体的宇宙。在你最新的书中，你讨论了六种不同的实验和观测，你认为它们有能力将弦理论与数据联系起来，其中之一就是引力波。今年早些时候，有新闻爆出我们终于探测到了这些引力波，这对所有这些多重宇宙理论意味着什么？现在有哪些实验是可能的？
引力波的发现证实了我们原则上可以利用空间结构的涟漪作为探测奇异理论的诊断工具。其中一种与弦理论相关的可能方法，也是我在书中描述的那种，是如果弦理论是正确的，那么可以想象，弦理论中的一小段弦会在宇宙膨胀时被拉伸。它会存在于太空中，疯狂地振动，你知道，可能在我们可观测宇宙中有一根孤零零的弦。就像马戏团里的明星甩鞭子一样，当那个弦状实体剧烈摆动时，它会发出一种噼啪声，弦理论的弦——它们会发出另一种噼啪声，但那不是听觉声音，而是引力波的声音，是空间结构中的涟漪。
人们已经计算出，如果那里有一根弦在剧烈振动，我们会接收到什么样的波形。这与碰撞黑洞产生的波形不同，他们九月份发现的正是那种。所以人们自然会寻找那些波形，如果找到了，那将是一件大事。
你认为他们会找到那些波形吗？
嗯，我相信他们正在朝着找到它们或排除它们的方向努力。显然，我们无法预测尚未进行的实验和观测结果，但我们确实知道探测器的灵敏度正在达到一个可以探测到这些涟漪的水平，如果它们确实存在的话。如果探测不到，就意味着它们不存在。
当你写你上一本书时，你认为实验会走向何方，它们实际上结果如何？
嗯，你知道，就引力波而言，这是一个令人兴奋的轨迹，因为事情的进展完全符合我在 2011 年的期望。我们终于首次探测到了引力波，现在人们正在致力于利用引力波作为一种新的工具，一种新的观测工具。所以那个故事正在沿着人们预期的轨迹发展。大型强子对撞机，另一个探测奇异理论的可能途径，你知道，2012 年发现了希格斯玻色子，太棒了。
我们原本希望接下来会发生的是发现一些与弦理论相关的更奇异的粒子。你知道，就在三周前，传言说已经发现了这样的粒子。但科学的美妙之处在于它是极其严谨且能自我纠正的，参与早期传言的实验人员非常谨慎，说数据还不足以让我们声称发现了。事实上，当他们更仔细地查看数据时，与该粒子相关的那些凸起在更精炼的数据中消失了，这就是探索的本质。所以我们会继续下去，谁知道呢，也许在未来几个月、几年内会有一个新粒子出现，但显然，谁能说得准呢？
本次访谈已进行编辑和删减。我们已联系 Netflix 就杂技演员的比喻寻求评论，并在收到回复后进行更新。
