当你仔细想想时，就会发现我们所属的宇宙有一些特别之处。它的名字（宇宙的英语单词是universe），其中uni和verse分别代表“一”和“成为”的意思，所以它的名字基本上可被理解为“成为一个”，含蓄地表达出它所带来的一个大问题。

任何一个在我们宇宙中进行的实验都能多次重复。你想在地球上确认牛顿的引力定律？射一支箭吧。你不能确信自己做对了？再射一支。一遍遍重复吧。只要有耐心，你就能发现只要有了它的初始位置、角度和速度，你就能预言箭会落在何处。这就是弹道学的根本。它的确管用。要不是这样，弓与箭早就不存在了，英国就会变成法国。

因此，有了规则和初始条件，你就能够——并且已经被证明了——预言箭落下的地方，并且保卫国家。

但对于作为一个整体的宇宙来说，好像难了一点点。

就算你已经有了能够解释一切并普遍适用的规则，又能怎么用它？我们怎么能够预测我们的宇宙是如何演化成今天这个样子的？你需要一个初始条件，但是你没有。

不过你可以试图比自然更聪明。从今天开始，沿着时间回溯，你或许能够找到发生在很久以前的初始事件。这就是科学家们已经在做的，也是你在本书第五部分中所经历的。他们到达了普朗克墙，与你一样。这是一个相当不错的开端，因为它对应于空间及时间成为我们现在所熟悉概念的开始。

但那些仍然不足以去除那个让人沮丧的事实：与你的射箭实验不同，你只有一个宇宙，你无法使用不同的初始条件去另建一个，验证它的结果是否符合你的理论。至少，不能在实验室里那么做。

但如果我们这个宇宙并不是唯一的呢？如果我们只是另一种多宇宙中的一部分，不同于你在第二部分结尾时所看到的那种呢？我们的现实有没有可能只是无数种可能性中的一种，每一种可能性都有着不同的开端，甚至不同的规则，因此有着非常不同的现在？

你很快就会面对这种多宇宙的想法，因为你在本书这一部分的探索将会遇见各种谜团，而多宇宙是现代理论物理学家们想出来试图解决这些谜团的一部分答案。

事实上，本书的这一部分会与前面几个部分有所不同。在第一和第二部分，你在非常大的尺度上旅行，学习引力。在第三和第四部分，你看到了在以高速运动及很小尺度上观察我们的宇宙所表现出来的样貌。简短地说，直到现在，你探索了关于时间与空间的相对性，以及量子物理学。但直到现在，你还从未将引力与量子理论混合在一起。这就是你将要在这里完成的体验。

要达成这个目标，你需要锻炼一下你的思维，就像你通过拉伸锻炼你的身体一样。

将引力与量子物理学混合起来，意味着你将极大的与极小的世界相混合。因此，你需要准备好，你的大脑将学会从非常小的世界跳到非常大的世界，然后再跳回微小世界，反反复复。

在这个过程中，你会看到你至今为止所见过的理论在哪里出了错。

当这结束之后，你会与你的机器人导游到一个引力与量子效应同时存在的地方去。

现在，就让我们一起去看看现代科学的谜团吧。

你可以认为物理学中有三种谜团。

第一种来自理论内在本身；它们是理论性的。第二种根植于观察与实验，它们在通常情况下——但也并非一直如此——是推动研究发展的力量。第三种谜团出现在没有人能够再理解任何东西的时候。黑洞与时空诞生前的物理学就同时属于这三种谜团。它们既是桥梁，又是障碍，存在于我们与现代研究的圣杯之间：一个能够统一量子世界和爱因斯坦想出来的时空特性的理论。这就是为什么这两个问题令科学家们兴奋的原因。

这也是为什么那台计算机迫不及待地想带你去黑洞的原因。

但为什么是黑洞？为什么不是宇宙源头本身？

因为在黑洞与宇宙源头这两个例子中都牵涉到巨大的能量被禁锢在很小的空间中，而且这两个例子中都有将非常大的尺度缩小到非常小的尺度的情形，引力和量子效应都不能忽略。

从某种意义上说，黑洞与我们宇宙的起源看上去非常相似。

我们显然无法从外面观察宇宙。在实验上，就算我们有了统治所有一切的规则，不管能不能从外面看，我们也无法验证不同的初始条件会不会给我们整个宇宙带来不同的演化模式。我们无法在实验室中实现大爆炸，也无法看见新的宇宙出现在夜空里供我们分析。

这就是为什么黑洞变得有用。

首先，有许多黑洞。在宇宙中随便选一个星系，很可能在星系中心就有一个超级黑洞。除此之外，还有许多小一些的黑洞，质量只几倍于我们的恒星，分布在宇宙的各个地方。到二〇一五年为止，我们所探测到的最大黑洞质量是太阳的二百三十亿倍。它位于大约一百二十亿光年之外，当这些今天被我们捕捉到的光离开那里时，它还是一个相当年轻的星系。而在大小尺度的另一个极端，理论上最小的黑洞可以是任何大小，小到所谓“普朗克尺度”，在这个尺度上，引力效应与量子效应同时出现。普朗克尺度用数字表示，大约相当于一毫米的十亿亿亿亿分之十六，这个数字如此之小，实际上就意味着任何大小的黑洞都可能存在。

回到我们刚才讨论的要点，黑洞和宇宙的最早时期有着共同的重要特性。它们都有一个极限，在这个极限之外，引力只有在考虑了量子效应之后才能适用。这个极限就是普朗克墙，就是你在本书上一部分的最后阶段逆着时间旅行到达并越过大爆炸之后所遇到的那道墙——在宇宙诞生时，这道墙遮住了所有。对于黑洞，它通常隐藏在视线之外，在那扇只能单向通过的门——地平线——之后：你将在这一部分的最后阶段穿越那个地平线。

那个旅程将是带你进入本书第七部分的关键，在那里，你将开始你的终极之旅：你将穿越最被广为接受的现代理论中所描述的宇宙，试图统一空间、时间和量子场，解释所有一切。但是这些被称为“弦理论”的理论非常疯狂，引入了多宇宙、平行宇宙、多维空间和更多概念，让你开始相信科学家们都已经发了疯，失去理智。

如果不是看在他们解决这些谜团的份上，他们真的是疯了。

不管怎么说，你都已经读到这一页了，你或许会发现这难以置信，二十世纪的物理学远远没有完成了解所有一切的任务，它留给我们的宇宙图像的大部分地方都是深奥且黑暗的未知。这并不应该让你失望。这些未知是明天科学（模糊的）窗口：你我私下说说，在过去不到一个世纪的时间里，看到人类对所有事物的知识的突飞猛进，看到今天在理论物理学家们的脑袋中还不停地冒出来奇奇怪怪的想法，你就几乎能够确信更多革命性的想法尚未出现。其中一些说不定已经成熟，正等待着盛开，只是缺乏恰当的实验验证，有一天，它们将用奇怪魔幻的新现实来重塑我们对世界的认知。

现在，这就是将要发生在你身上的事。

首先，你将再瞧一眼那充满我们整个宇宙的量子场，你会看到尽管有着那么多我已经告诉你的东西，但它们还是绝对没有道理。然后，你会再次回顾这些量子场所产生的粒子，在量子引力的范畴里你会看到它们还是不合理。然后，你会遇见一只猫，它既是死的，却又活着，你会——如果你还继续跟着我的话——不再能够理解任何事情。

在你成功地经受了这些考验之后，你将听到从我们宇宙中不断分叉出来的平行宇宙，就像树上的分枝一样。

与我们的常识对这个世界的认知相比，量子世界的认知就如天方夜谭，在你充分认识到这一点之后，你会进入略微熟悉的领域，期待最终能够在分隔开微小世界与巨大世界的鸿沟上建起桥梁，你会再次面对大场面，重新审视爱因斯坦的广义相对论、我们宇宙中的星系以及宇宙膨胀，希望发现它们的重新定义能够令人放心。有趣的是，结果是否定的。你会看到我们宇宙中占比居多的东西既不能被望远镜探测到，而且还未被了解。不管怎么看，大尺度上的宇宙依然充满了谜团，与微观世界一样。

不管你是不是愿意，最后你都得接受这个事实，尽管爱因斯坦的时空弯曲理论曾经非常强大，将来也永远如此，但它还是不够完整，甚至预言了它自身的崩塌，因此不可能是那种能够解释所有一切的理论。我们的宇宙中有一些地方它无法适用。这意味着如果我们想要解释一切，就需要寻找一个更宏大的理论。

它在哪里崩塌的呢？

你大概已经猜到了：在黑洞里和大爆炸之前，通向普朗克墙路上的某处。

到目前为止，你已经游历了人类为描述我们周围世界所构建的最好模型。实际上，你对我们宇宙的了解已经和就读于地球上最好的大学的优秀研究生一样多。显然，这只是理论和想法，技术细节除外。不过这已足以让你在任何晚餐聚会上熠熠生辉了。

现在到了让你更进一步的时候，去看看有哪些东西不对头，这样你不仅能维持自己的光辉形象，还能让你的朋友们抓破头皮都无法想象。