多世界理論

多世界理論

多世界理論,又稱“平行宇宙”理論。埃弗萊特於1957年把這個理論作為博士論文發表,但在物理界反應冷淡。

多世界理論,又稱“平行宇宙”理論。埃弗萊特於1957年把這個理論作為博士論文發表,但在物理界反應冷淡。

誕生

多世界理論,又稱“平行宇宙”理論。埃弗萊特於1957年把這個理論作為博士論文發表,但在物理界反應冷淡。
按照埃弗萊特的看法,波函式從未坍縮,而只是世界和觀測者本身進入了疊加狀態。當電子穿過雙縫後,整個世界,包括我們本身成為了兩個獨立的疊加,在每一個世界裡,電子以一種可能出現。但不幸的是,埃弗萊特用了一個容易誤導和引起歧義的詞“分裂”(splitting),他打了一個比方,說宇宙像一個阿米巴變形蟲,當電子通過雙縫後,這個蟲子自我裂變,繁殖成為兩個幾乎一模一樣的變形蟲。唯一的不同是,一個蟲子記得電子從左而過,另一個蟲子記得電子從右而過。
在很長的一段時間裡,埃弗萊特的理論被人們理解成:當電子通過雙縫的時候,宇宙神奇地“分裂”成了兩個獨立的宇宙,在一個裡面電子通過左縫,另一個相反。這樣一來,宇宙的歷史就像一條岔路,每進行一次觀測,它就分岔成若干小路,每條路對應於一個可能的結果。而每一條岔路又隨著繼續觀察而進一步分裂,直至無窮。但每一條路都是實在的,只不過它們之間無法相互溝通而已。
這樣一來,薛丁格的貓也不必再為死活問題困擾。只不過是宇宙分裂成了兩個,一個有活貓,一個有死貓罷了。對於那個活貓的宇宙,貓是一直活著的,不存在死活疊加的問題。對於死貓的宇宙,貓在分裂的那一刻就實實在在地死了,不要等人們打開箱子才“坍縮”,從而蓋棺定論
從宇宙誕生以來,已經進行過無數次這樣的分裂,它的數量以幾何級數增長,很快趨於無窮。我們現在處於的這個宇宙只不過是其中的一個,在它之外,還有非常多的其他的宇宙。有些和我們很接近,那是在家譜樹上最近剛剛分離出來的,而那些從遙遠的古代就同我們分道揚鑣的宇宙則可能非常不同。也許在某個宇宙中,小行星並未撞擊地球,恐龍仍是世界主宰。在某個宇宙中,埃及豔后克婁帕特拉的鼻子稍短了一點,沒有教愷撒和安東尼怦然心動。那些反對歷史決定論的“鼻子派歷史學家”一定會對後來的發展大感興趣,看看是不是真的存在歷史蝴蝶效應。在某個宇宙中,格魯希沒有在滑鐵盧遲到,而希特勒沒有在敦刻爾克前下達停止進攻的命令。而在更多的宇宙里,因為物理常數的不適合,根本就沒有生命和行星的存在。
嚴格地說,歷史和將來一切可能發生的事情,都已經實際上發生了,或者將要發生。只不過它們在另外一些宇宙里,和我們所在的這個沒有任何物理接觸。這些宇宙和我們的世界互相平行,沒有聯繫,根據奧卡姆剃刀原理,這些奇妙的宇宙對我們都是沒有意義的。多世界理論有時也稱為“平行宇宙”(Parallel Universes)理論,就是因為這個道理。
宇宙的“分裂”其實應該算是一種誤解,不過直到現在,大多數人,包括許多物理學家仍然是這樣理解埃弗萊特的!這樣一來,這個理論就顯得太大驚小怪了,為了一個小小的電子從左邊還是右邊通過的問題,我們竟然要興師動眾地牽涉整個宇宙的分裂!許多人對此的評論是“殺雞用牛刀”。愛因斯坦曾經有一次說:“我不能相信,僅僅是因為看了它一眼,一隻老鼠就使得宇宙發生劇烈的改變。”這話他本來是對著哥本哈根派說的,不過的確代表了許多人的想法:用犧牲宇宙的代價來迎合電子的隨機選擇,未免太不經濟廉價,還產生了那么多不可觀察的“平行宇宙”的廢料。MWi後來最為積極的鼓吹者之一,德克薩斯大學的布萊斯·德威特(Bryce S. DeWitt)在描述他第一次聽說MWI的時候說:“我仍然清晰地記得,當我第一次遇到多世界概念時所受到的震動。100個略有缺陷的自我拷貝貝,都在不停地分裂成進一步的拷貝,而最後面目全非。這個想法是很難符合常識的。這是一種徹頭徹尾的精神分裂症……”對於我們來說,也許接受“意識”,還要比相信“宇宙分裂”來得容易一些!
不難想像,埃弗萊特的MWI在1957年作為博士論文發表後,雖然有惠勒的推薦和修改,在物理界仍然反應冷淡。埃弗萊特曾經在1959年特地飛去哥本哈根見到玻爾,但玻爾根本就不想討論任何對於量子論新的解釋,也不想對此作什麼評論,這使他心灰意冷。作為玻爾來說,他當然一生都堅定地維護著哥本哈根理論,對於50年代興起的一些別的解釋,比如玻姆的隱函式理論(我們後面要談到),他的評論是“這就好比我們希望以後能證明2×2=5一樣。”在玻爾臨死前的最後的訪談中,他還在批評一些哲學家,聲稱:“他們不知道它(互補原理)是一種客觀描述,而且是唯一可能的客觀描述。”
受到冷落的埃弗萊特逐漸退出物理界,他先供職於國防部,後來又成為著名的Lambda公司的創建人之一和主席,這使他很快成為百萬富翁。但他的見解後來被人稱為“20世紀隱藏得最深的秘密之一”的??卻長期不為人們所重視。直到70年代,德威特重新發掘了他的多世界解釋並在物理學家中大力宣傳,MWI才開始為人所知,並迅速成為熱門的話題之一。如今,這種解釋已經擁有大量支持者,坐穩哥本哈根解釋之後的第二把交椅,並大有後來居上之勢。為此,埃弗萊特本人曾計畫復出,重返物理界去做一些量子力學方面的研究工作,但他不幸在1982年因為心臟病去世了

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