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之1。不過這些只是表明機率的係數而已,我們也不去理會,關鍵是系統在未經觀察時,必須是一個“|左》+|右》”的疊加!
如果我們不去幹擾這個系統,則其按薛定諤波動方程嚴格地發展。為了表述方便,我們按照彭羅斯的話,把這稱為“u過程”,它是一個確定的、嚴格的、經典的、可逆(時間對稱)的過程。但值得一提的是,薛定諤方程是“線性”的,也就是說,只要|左》和|右》
都是可能的解,則a|左》+b|右》也必定滿足方程!不管u過程如何發展,系統始終會保持線上性疊加的狀態。
只有當我們去觀測電子的實際行為時,電子才被迫表現為一個粒子,選擇某一條狹縫穿過。拿哥本哈根派的話來說,電子的波函式“坍縮”了,最終我們只剩下|左》或者|右》
中的一個態獨領風騷。這個過程像是一個奇蹟,它完全按照機率隨機地發生,也不再可逆,正如你不能讓實際已經發生的事情回到許多機率的不確定疊加中去。還是按照彭羅斯的稱呼,我們把這叫做“r過程”,其實就是所謂的坍縮。如何解釋r過程的發生,這就是困擾我們的難題。哥本哈根派認為“觀測者”引發了這一過程,個別極端的則扯上“意識”
,那麼,mwi又有何高見呢?
它的說法可能讓你大吃一驚:根本就沒有所謂的“坍縮”,r過程實際上從未發生過!從開天闢地以來,在任何時刻,任何孤立系統的波函式都嚴格地按照薛定諤方程以u過程演化!如果系統處在疊加態,它必定永遠按照疊加態演化!
可是,等等,這樣說固然意氣風發,暢快淋漓,但它沒有解答我們的基本困惑啊!如果疊加態是不可避免的,為什麼我們在現實中從未觀察到同時穿過雙縫的電子,或者又死又活的貓呢?只有當我們不去觀測,它們才似乎處於疊加,mwi如何解釋我們的觀測難題呢?
讓我們來小心地看看埃弗萊特的假定:“任何孤立系統都必須嚴格地按照薛定諤方程演化”。所謂孤立系統指的是與外界完全隔絕的系統,既沒有能量也沒有物質交流,這是個理想狀態,在現實中很難做到,所以幾乎是不可能的。只有一樣東西例外——我們的宇宙本身!因為宇宙本身包含了一切,所以也就無所謂“外界”,把宇宙定義為一個孤立系統似乎是沒有什麼大問題的。宇宙包含了n個粒子,n即便不是無窮,也是非常非常大的,但這不是本質問題,我們仍然可以把整個宇宙的狀態用一個態向量來表示,描述宇宙波函式的演化。
mwi的關鍵在於:雖然宇宙只有一個波函式,但這個極為複雜的波函式卻包含了許許多多互不干涉的“子世界”。宇宙的整體態向量實際上是許許多多子向量的疊加和,每一個子向量都是在某個“子世界”中的投影,代表了薛定諤方程一個可能的解,但這些“子世界”卻都是互相垂直正交,彼此不能干涉的!
為了各位容易理解,我們假想一種沒有維度的“質點人”,它本身是一個小點,而且只能在一個維度上做直線運動。這樣一來,它所生活的整個“世界”,便是一條特定的直線,對於這個質點人來說,它只能“感覺”到這條直線上的東西,而對別的一無所知。現在我們回到最簡單的二維平面。假設有一個向量(1;2),我們容易看出它在x軸上投影為1,y軸上投影為2。如果有兩個“質點人”a和b,a生活在x軸上,b生活在y軸上,那麼對於a君來說,他對我們的向量的所有“感覺”就是其在x軸上的那段長度為1的投影,而b君則感覺到其在y軸上的長度為2的投影。因為a和b生活在不同的兩個“世界”裡,所以他們的感覺是不一樣的!但事實上,“真實的”向量只有一個,它是a和b所感覺到的“疊加”!
我們的宇宙也是如此。“真實的,