把补丁删掉试试
第六章结尾,埃弗里特问:如果波函数从不塌缩,会怎样?这一章认真回答这个问题。答案分成两半:一半是物理,干净得惊人;另一半是代价,大得吓人。
先看干净的这半。量子力学的基本方程——薛定谔方程——描述的波函数演化是连续、确定、可逆的,像一段严格按乐谱播放的音乐。哥本哈根诠释在这段音乐上硬切了一刀:"观测时,音乐停,掷骰子,只留一个音。"埃弗里特的提议是:不切。让音乐一直放下去,看看会放出什么。
会放出这个:你走去看那颗过双缝的电子。你由原子组成,原子由粒子组成,粒子全都守薛定谔方程。所以当你和电子相互作用,你不会"迫使"电子选一个结果——你只会和电子一起进入叠加。方程算出来的最终状态是两项之和:"电子走了左缝,并且你看到了它走左缝" + "电子走了右缝,并且你看到了它走右缝"。
注意这两项的结构:每一项里,电子的状态和你的状态是严格对上的——看到左缝的你,对应走左缝的电子。物理学家管这种纠缠结构叫……好吧,就叫它"两个分支"。每个分支内部完全自洽:里面的你有完整的记忆、完整的世界,唯一缺少的是另一个分支。这就是多世界诠释(Many-Worlds Interpretation):波函数从不塌缩,只是不断长出新的分支;每个分支都是一个完整的、互相看不见的"世界"。
大白话:不是宇宙"咔嚓"裂成两半那么戏剧化。是方程算出:和你纠缠之后,"看到左缝的你"和"看到右缝的你"各自完整存在,从此各过各的。"分裂"是旁观者看波函数的说法;身在其中,你只觉得自己看到一个确定的结果。
分裂到底是什么感觉?什么都不是
这里要纠正一个最普遍的误解:多世界里的"你分裂成两个你",当事人毫无感觉。不可能有感觉——因为分裂后每个分支里的你,记忆、身体、世界全都完整自洽,没有任何一个版本的你会"察觉到"另一个版本。问"分裂是什么感觉",就像问"你作为 3 号复制品活着是什么感觉"——每个版本都觉得问的是别人。
所以多世界其实是个极端"节俭"的理论:它不添加任何新机制(塌缩被删掉了),只是拒绝把方程算出来的另一半扔进垃圾桶。波函数说有两个分支,多世界说:那就真的有两个。别的诠释为了让世界只剩一个,都要加东西——哥本哈根加塌缩,导引波理论加隐藏变量——多世界什么都不加,代价是接受方程的全部输出。
代价有多大,争议就有多大
代价确实惊人:每一个量子事件的每种可能结果,都在某个分支里真实发生。早上你在咖啡和茶之间犹豫的那 0.5 秒里,某个量子涨落偏向哪边,世界就分成"喝咖啡的你"和"喝茶的你"两支——而且这样的分裂每时每刻、在每个原子尺度上发生。分支的数量不是"很多",是完全失去意义的多。
埃弗里特 1957 年发表这个想法时,物理学界的反应基本是礼貌的沉默。他的导师惠勒(John Wheeler,黑洞这个词的发明者)欣赏他却不敢力挺,论文发表后几乎无人引用,埃弗里特干脆离开学术界去做国防研究了。直到 1970 年代,德威特(Bryce DeWitt)重新挖掘并大力推广,"多世界"这个名字(也是他起的)才流行开来。今天,在量子引力和量子宇宙学圈子里,它已经是最主流的诠释之一——投票调查里经常拿第一,虽然从来不过半。
先压住两个马上要冒出来的疑问
读到这里,两个反驳几乎必然在你脑子里成形,它们都是好问题,而且都有专章或专节回答:
疑问一:如果每次测量都分裂,为什么我从来看不到"又死又活的猫"?为什么我的世界里万事只有一个结果?答案是退相干——环境会以快得离谱的速度把分支"洗"到互相无法干涉。这是第八章的全部内容,也是多世界能不能成立的命门。
疑问二:如果所有结果都发生,"概率 70%"还有什么意义?这是多世界最深的理论伤口,到今天还在流血。我们把它的完整讨论留在第十二章——那里有个出乎你意料的转折:这个看似致命的问题,反而逼出了对"概率是什么"的最好理解。
下一层平行宇宙,我们离开"多远"和"分裂",走向一个更抽象的方向:如果连物理定律本身都只是"数学结构"的一种,那"存在"到底是什么意思?准备好,第九章是全书最哲学的一章。