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从宏观世界到多宇宙理论

 徒步者的收藏 2016-06-15


     1900年普朗克提出“量子”概念后的半个世纪,物理学界基本上形成了量子体系适用于微观世界的研究;经典物理理论适用于宏观低速世界的探索的普遍的物理思想。量子力学本是微观世界的表征,然而现实生活中人们的经验意识却不得不让我们的思维局限于宏观之中。比如薛定锷的猫便是在一种宏观意识下通过两种态的迭加出现了一种既死又活的状态。为了将宏观世界与微观世界相统一,在科学家们多年的观测与研究中,提出了多宇宙解释理论。在多世界宇宙论中,这一现象(两种态的迭加)又可以理解为两个平行宇宙的相互影响。这样就保证了多宇宙理论逻辑的严谨性与连续性,微观的量子论也就具有了宏观的多宇宙理论的意义。


    莱米奥特在论文《量子理论的多世界解释和生物物理学的基本问题》的讨论中认为,无数个人与设备(即观察者)共同存活于宇宙中。而为了搞清楚观察者与世界的关系,我们便不得不考虑多宇宙理论的合理性。那么,这些“世界”的本质是什么?为什么我们无法感知另一个平行世界的客观事物与感情呢?对此,埃弗雷特对量子力学的形式体系提出了相关态的解释:否认波函数的塌缩而认为其是一种真实的物理存在;量子态是一种绝对真实的,具有完备描述的物理态;具有平行世界且平行世界间具有等价性;世界的可感知与不可感知的状态是相对的,而非绝对的……从而,由埃弗雷特的相关态理论发展起来的多世界解释认为:世界中任意两个系统进行相互作用,宇宙波函数就会发生一次分裂从而产生两个平行空间。随着系统的演进与时间的推移,整个宇宙,所有的观察者,测量工具都会全部发生持续的分裂,从而产生无穷个宇宙,无数个观察者与测量工具。每一个平行世界都拥有平等的地位。由此得知,处于叠加态的某一个分支的观察者自然只能感知到一种测量结果,而对无数个平行世界的内容一无所知。埃弗雷特通过提供一个新的,更加完备的形式体系,开启了多宇宙理论的大门,奠定了平行世界的推论基础,从而也使已有百年历史的量子力学重新散发出新的活力。


     1809年英国外交官本杰明·巴瑟斯特在德国佩勒贝格镇神秘失踪,而在1948年2月,他又在德国南部神秘出现。这一真实可考的事件无疑又证明了多宇宙理论的正确性。伴随着对多世界的冗杂繁多而浪费的质疑,剑桥大学的马丁·里斯爵士与牛津大学的德义奇教授进一步完善多宇宙理论,提出了平行宇宙理论。他们认为不同的平行世界是通过共享的时间与空间作为纽带而相互连接,而整体便是一个互相缠绕扭曲的不同平行世界的集合。平行世界理论通过数目不变的空间共存巧妙地解决了量子测量问题。这一理论也常被用于解释一些时间旅行的诡论,比如我们可以认为在“外祖母悖论”中杀死的是平行世界中的外祖母,而在另一叉道中外祖母仍存在,此人也有了跨时间旅行的本体前提。某些“未解之谜”便也因为平行世界的不确定性与概率解释为平行世界的分叉与消隐。


     从宏观世界到多宇宙理论,不仅是我们感知周围尺度的变化,更是宇宙解释体系与关于世界实在观念的转变。1984年Murray Gell-Mann,James Hartle与Robert Griffiths共同提出了退相干理论:相干性会通过两者的相互作用而从局部扩展到整体,而这种作用对于局部的观测者来说是不可感知的。随着退相干理论的发展发现,宏观系统会因为种种的环境因素而失去其量子性。由此表明,量子化才是宇宙中最为普遍的。


      量子力学打破了传统确定的近代科学的基本原则,进而将影响范围延伸至哲学领域,从而引起了人们对自我的世界观与价值观的打破与重建。在无穷个平行宇宙中,每个人都认为自己是唯一的,而每一个存在于这个世界上的人,他的每一次观察,每一次测量,每一次选择,都会使一个宇宙产生许多新的世界。每一个宇宙都拥有一个相同相貌,相同年龄的你,而对于不同事物的不同选择,却影响了一个人一生的发展历程。于是,我们有更充分的理由去善待这个世界,和每一个世界的自己。


      量子力学是不确定的,是具有概率性的,而多世界理论便是在这种不确定中寻找与宏观世界的关联。通过测量过程中的宇宙分裂,从而产生无穷个平行世界的宇宙图景,相反于宏观真实的世界的构造可以通过理论与测量揭示,从而使量子力学最终成为一个普世的理论,更为方便的得到广泛的理解。


     此外,多宇宙理论对哲学的影响还体现在宗教信仰上。伊斯兰教认为“随着每一个事件的出现,世界得以再生。”;佛经中有大千世界之说:“三个大千连乘,故曰三个大千世界。”多宇宙理论通过宗教信仰的广泛影响而进行传播;宗教信仰也因一些科学理论的注入而摆脱迷信的泥潭。


      真实的世界远比我们想象的要大,而多世界宇宙理论,便是让我们对我们所处的宇宙有一个更为深刻的了解。无可否认,多世界宇宙理论具有一些科学幻想性,其自身的理论解释也并不完善。但近年来,多世界解释的诠释呈现出丰富多彩的局面。作为一种新型的理论解释体系,其严谨性仍让我们对宇宙,对自我有了进一步的理解与反省。而我们要做的,便是摒弃歧视,用以客观严肃的态度对待科学,对待多世界理论。


参考文献:

①张丽.量子测量中的多世界解释理论研究[D]:[博士学位论文].北京:中共中央党校研究生院科学技术哲学部,2011.

②陈其荣.多宇宙论及其哲学意蕴[J].华南理工大学学报,2002,4(4):27-32.

③乔笑斐,张培富.从“平行世界”到“交叉世界”[J].南京晓庄学院学报,2015,3(2):65-68.

④宋明英.趣谈平行世界、主观世界与概率[Z].1672-3791(2010)09(b)-0237-01.


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