事实如此浪漫

分裂的图像:多元宇宙的交替现实

平行宇宙
摄影:Amos Zeeberg

我们往往把注意力集中在具有重大影响的重大决定上,但如果一辆错过的火车就能改变你的人生呢?如果你遵循两条不同的路径,看看哪条更好呢?这是1998年电影的前提滑动门格温妮丝·帕特洛(Gwyneth Paltrow)在片中饰演一位名叫海伦的年轻女子,她刚刚被伦敦一家著名公关公司解雇。她冲下地铁站的楼梯,到了月台,车门正好关上,错过了她的火车。

还是她?下一个场景是重播,在重播中,时间的瞬间变化导致海伦几乎赶不上火车。火车开走时,一个海伦沮丧地站在月台上,另一个海伦坐在一位名叫詹姆斯(约翰·汉娜饰)的友好年轻人旁边。在这部电影的其余部分,我们两个海伦发生的事情完全不同,对她的未来有着深远的影响。

平行世界的概念,或者说是交替的时间线,我们可以探索所有没有走的路,这是一个科幻小说中由来已久的比喻-至少从1923年H.G.Wells出版人喜欢神在这里,旅行者穿越到一个3000年前与我们分离的平行世界。当时量子力学还处于起步阶段,但30年后,一位名叫休·埃弗雷特三世的年轻物理学家提出了一种新的量子力学对量子力学有争议的解释每一条可能道路的每一个分叉都在它自己的独立宇宙中实现。今天它被称为多世界诠释

一开始只是和同事们边喝雪利酒边头脑风暴,但到了1957年,埃弗雷特把他的想法发展成了一个完整的论文[pdf]。量子力学的一个哲学症结是态的叠加。在任何量子系统中(例如,像光子或电子这样的亚原子粒子),实验的每一个可能结果都会以一种叠加的不确定状态同时出现。所有这些不确定结果的和或叠加用一个称为波函数的方程来描述。只有当我们通过测量来查看发生了什么时,波函数才会崩溃,所有这些可能性都变成了一个“真实”事件。

但是一旦波函数坍缩,其他的可能性又会怎样呢?量子理论最严格的解释回避了这个问题,只是假设它们必然消失。埃弗雷特认为也许波函数继续进化波函数中包含的每一个潜在结果——光子以粒子或波的形式出现,或海伦赶上或没有赶上她的列车,以及所有随后的反响——都在它自己独立的宇宙中实现。

当不可逆转的事件发生时,世界分裂了,比如一个选择,或者像海伦一样,错过或没有错过的火车。(根据埃弗雷特的说法,任何测量都构成一种“选择”。)如果我们回到过去,改变其中一个选择,结果将是一个独立的宇宙,在那个关键决定做出之前,一切都是一样的。正是选择的行为使这些选项中的一个成为“我们的”现实,但埃弗雷特坚持认为,所有其他选项仍然存在于某个地方,在一个我们不了解的平行宇宙中。

波函数中包含的每一个潜在结果都是在其各自独立的宇宙中实现的。

这是关键:所有这些宇宙从来没有,从来没有以任何方式相互作用;我们只能观察“我们的”现实。对于科幻作家来说,这是一个时髦的玩意儿,他们总是兴高采烈地无视这条格言,让角色面对自己的故事双工在平行世界。滑动门相比之下,海伦在很大程度上遵守了这一原则,但有两个小例外:海伦的拈花惹草的男友格里在当地一家酒吧瞥见了海伦在另一个时间线(他们已经分手了),而“他的”海伦在梦境中看到了她的另一个自我。但严格来说,没有相互作用。

这听起来有点疯狂,对吧?当然,埃弗里特同时代的大多数同事都这么认为。他的论文很快就默默无闻了,他完全离开了理论物理学。事实上,1973年,当埃弗雷特遇到他未来的商业伙伴唐纳德·赖斯勒时,后者惊呼道:“哦,天哪,你就是那个埃弗雷特,那个写了那篇疯狂论文的疯子。”他对自己的想法受到的冷遇感到痛苦是可以理解的。1982年,他去世,享年51岁,他要求把骨灰和垃圾一起扔掉。

很多世界都有冠军,埃弗雷特的儿子拍了一部纪录片,平行世界,平行生命,关于他父亲的革命工作。多元宇宙这一更广泛的概念虽然仍有争议,但却是21世纪理论物理学中一个非常活跃的研究领域。事实上,在2009年,Andre Linde和Vitaly Vanchurin计算出可能有多少平行宇宙[pdf],所以应该在10点左右1016

也许埃弗雷特是最后一个笑的人。我喜欢认为,在平行宇宙中,休·埃弗雷特三世作为一位受人尊敬的梦幻物理学家活到了成熟的晚年。


Jennifer Ouellette是一位科学作家,也是微积分的日记和即将到来的我,我自己和为什么:寻找自我的科学.在推特上关注她@JenLucPiquant


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