1700918619
图7-11 第一层和第三层多重宇宙是如何统一起来的。每个圆圈都代表一颗你赌量子扑克牌正面朝上的行星。在测量之前，你的心情很平静；但在测量之后，你有可能因赢钱而开心，也可能因输钱而沮丧。扑克牌的初始状态有轻微的倾斜，这样你赢钱的概率为2/3。这些行星彼此之间都非常遥远，比如，在每个方向上都相距1古戈尔普勒克斯米，但为了简化和表达关键信息，我把它们紧密地排列在一起。
1700918620
1700918621
结果会发生什么呢？如果波函数坍缩，那么，对整个无限的空间（也就是第一层多重宇宙），你将仅得到一个随机的结果，也就是说，在2/3的行星上，你很开心，而在1/3的行星上，你很沮丧——这完全在意料之中，没什么好惊讶的。但如果埃弗雷特是正确的，即波函数永不坍缩，那么，整个无限的空间都将处于多个状态的量子叠加态，每个状态中，都有一些行星上的你很开心，另一些你很沮丧。现在，出人意料的地方来了——在无垠空间的叠加态中，每一个状态都是完全相同的，而每个状态中的无数颗行星中，你开心的行星数量占该状态中行星总数量的2/3！每个状态中，任何一个有限的行星序列（也就是高兴和沮丧的你的序列），都能在其他状态中的某处找到一个完全相同的序列。你可能会认为，一定有一些空间的状态是不同的，比如，会不会存在一个状态，其中每颗行星上的你都很高兴。然而，使用薛定谔方程和希尔伯特空间的数学特征进行计算后，我能证明，你实际得到的波函数等同于一个由无数完全相同的状态组成的叠加态。阿吉雷和我认为这个发现十分惊人，原因如下。
1700918622
1700918623
第一，波函数是否坍缩的大争论终于入土为安，结论令人大跌眼镜，竟然是：它根本不重要！从图7-11中可看出，不管埃弗雷特是正确还是错误，都会有2/3的行星上你很高兴。实际上，争论的双方都有些受伤。哥本哈根解释引入了这个饱受争议的“坍缩事件”，纯粹是为了甩掉讨厌的平行宇宙，从而得到一个独一无二的结果。然而，从图7-11中你可以看出，这个方法不再奏效——即使波函数坍缩，你还是会得到包含两个结果的平行宇宙。埃弗雷特诠释的标志是第三层（量子）平行宇宙，但你从图7-11中能看出，你几乎可以忽略它们，因为它们完全相同，无法区分。从这个意义上说，第一层和第三层多重宇宙就是一回事。只要第一层多重宇宙所栖身的空间是无限大的，你就可以忽略所有的第三层平行宇宙，因为它们实际上是完全相同的，没有丝毫差别。也许，第三层平行宇宙也能和第二层平行宇宙统一起来，但我们还不能证明这一点。
1700918624
1700918625
第二，图7-11通过将埃弗雷特的多世界诠释引入我们熟知的三维空间中，展示了不等概率的起源——不同的结果并不仅仅发生在难以捉摸、数学化的希尔伯特空间中，也发生在我们自身所处的、用望远镜来研究的空间内，只不过位于极其遥远之处。这里的关键点是，当扑克牌已倒下，但你还未睁开眼检查结果时，你并不知道自己是许多版本中的哪一个，因为截至目前，每个你的主观感觉都完全相同，无法区分。此时，你可以把自己看成这些版本中的一个随机成员。由于你知道在所有的你当中，有2/3的你睁开眼后会看见扑克牌正面朝上，那你就会思考：你接下来将看到一个随机的扑克牌状态，但它正面朝上的概率为2/3。这与法国贵族们最初为优化赌博策略而提出的概率概念很相似：如果在一场牌局中，你只知道你将会遇到多个概率相等的情况中的其中一种（比如，发到你手中的牌有许多种不同的方式），这样你就可以说，你赢钱的概率等于你赢钱的情况在所有情况中所占的比例。
1700918626
1700918627
第三，我们两人的发现催生了所谓的“量子力学的宇宙学诠释”。在其中，我们没有把波函数诠释为由某个物体可能出现的概率汇成的一首假想的时髦合奏曲，而是把它看作无数相同复本在空间上的集合——这些复本都真实存在于我们所栖身的这个无限空间内。此外，你所经历的量子不确定性，反映了你在第一层多重宇宙中缺乏自我定位的能力。缺乏这种能力，使得你在空间内无数多个相同的复本中，无法准确地知道哪一个才是你主观感知的那一个。
1700918628
1700918629
在许多领域，学术论文的作者名单通常都按字母表排序。但是在宇宙学中，我们通常是按对论文的贡献大小来排序。在绝大多数情况下，只需要看一眼作者名单，你就能判断出谁做了最大贡献。但这一次，我们却犯了难。到快要提交论文的时候，阿吉雷和我都为此付出了辛苦的努力，可以说我俩的贡献是均等的。为此，我们在电话上争执不下，盛赞对方的贡献，坚持对方的名字应该写在前面。最后，我想出了一个我们两人都会喜欢的解决办法：用量子随机数生成器来决定作者顺序。在这个特定的宇宙中，他担任第一作者，但是假如我们的论文是正确的，那么，在运用这个方法的所有平行宇宙中，我将在一半第三层平行宇宙和一半第一层平行宇宙中担任第一作者。
1700918630
1700918631
1700918632
1700918633
1700918634
扫码获取作者与阿吉雷两人的这篇论文。
1700918635
1700918636
2010年，亚历克斯·维兰金邀请我去塔夫茨大学以这篇论文为主题做一场演讲。和第4章开头所讲述的一样，阿兰·古斯又来到了观众席。我不禁回想起13年前的那场演讲，当时阿兰昏昏欲睡，脑袋止不住地往下垂。13年前，我试图从心理上接受这件事，因为我想不起有哪一场演讲他不会打瞌睡。而这一次，奇迹发生了，感觉就好像是我们的论文得到了前所未有的承认，仿佛到达了我科学生涯的顶峰——在整场演讲中，阿兰都醒着！
1700918637
1700918638
多世界，还是多废话？
1700918639
1700918640
那么，你究竟应该如何理解量子这档子事儿呢？你是应当相信波函数坍缩，还是相信量子平行宇宙？尽管量子力学算得上迄今为止人类发明的最成功的物理理论，但一个世纪以来，关于它如何才能符合物理实在一贯的大图景，人们依然争论不休。渐渐地，各种诠释如雨后春笋般冒了出来，多得像个动物园，包括系综诠释、哥本哈根解释、工具主义诠释、流体力学诠释、量子意识、玻姆诠释、量子逻辑、多世界诠释、随机力学、多心灵诠释、一致性历史诠释、客观坍缩理论、交易诠释、模态诠释、存在诠释、关系性诠释、蒙得维的亚诠释和宇宙学诠释。此外，同一个诠释的支持者常在细节上各执一词。实际上，甚至对哪些哪些可以被称为“诠释”，都没有达成共识……
1700918641
1700918642
1700918643
1700918644
1700918645
扫码登陆作者推荐的相关主题网站，获取更多参考文献。
1700918646
1700918647
你可能会发现，量子力学问世一个世纪以来，科学家们依然在争论不休，看不到达成共识的前景，他们很可能还要再吵上一个世纪。然而，争论的内容却发生了三个重要的变化，涉及理论、宇宙学和技术，引发了一连串我认为十分有趣的社会变化。
1700918648
1700918649
第一，埃弗雷特、迪特尔·泽等科学家的理论发现告诉我们，即使你抛弃饱受争议的波函数坍缩假定，只留下最基础的量子力学骨架，也就是“薛定谔方程总是成立”，那么，当你观测时，你主观上依然会感觉到波函数坍缩，遵循所有正确的概率规则，你将被幸福地蒙在鼓里，而对其他量子平行宇宙毫不知情。
1700918650
1700918651
第二，我们在第4～5章中提到的宇宙学发现意味着，即使埃弗雷特是错误的，我们也逃脱不了平行宇宙的魔咒。此外，我们在上一节已经看到了第一层平行宇宙与第三层量子平行宇宙如何能够优雅地融合在一起。
1700918652
1700918653
第三，曾经有人认为，量子引力能以某种方式引发波函数坍缩，然而，一个名为“AdS/CFT对偶”的弦理论进展却证明这种观点是错误的。这几个字母缩写代表什么意思对我们的讨论而言并不重要——最关键的一点是，人们发现了一种数学转换过程，能将某种包含引力的量子场论重新诠释为不包含引力的量子场论。很显然，如果引力只出现在某些而不是所有的诠释中，那么引力肯定不是引发波函数坍缩的原因。
1700918654
1700918655
第四，越来越精确的实验数据排除了许多试图消除量子怪诞性的解释。比如，表观的量子随机性能用某种藏匿在粒子内部的未知量（所谓的隐变量）来解释吗？爱尔兰物理学家约翰·贝尔（John Bell）认为，在这种情况下，某些复杂实验测得的量总是不符合标准的量子预测。多年以后，科技终于发展到了可以实现这些实验的阶段，隐变量诠释就被排除掉了。
1700918656
1700918657
那会不会是薛定谔方程中还存在一个尚未发现的小缺陷，导致宏观物体的量子叠加态坍缩？回到量子力学刚刚问世的年代，许多物理学家都相信，量子力学被证明只能在原子尺度发挥作用。现在，再也不是了！被费曼冠以“量子效应之母”的简单双缝干涉实验（见图6-7），在大于单个基本粒子的物体上一次次被验证：原子、小分子、甚至足球形状的碳-60“巴基球”（Bucky Ball）分子。
1700918658
1700918659
在我上研究生的时候，我曾问过我的同班同学基思·施瓦布（Keith Schwab），是否可能用实验证明宏观物体也能同时处在两个位置。令人惊叹的是，20年过去了，他在加州理工学院拥有了自己的实验室，他研究的主题不是别的，正是这个！他的研究对象是一根由数以亿计的原子组成的金属棒。实际上，圣塔芭芭拉的物理学家安德鲁·克莱兰（Andrew Cleland）已经在一个肉眼可见的金属桨状物上进行了这个实验。而维也纳的安东·蔡林格（Anton Zeilinger）团队甚至开始探讨用病毒来做这个实验。
1700918660
1700918661
我们像做思想实验一样想象一下，假如这个病毒拥有某种原始的意识，那么我们将不可避免地走向多世界诠释——将叠加态在其他自知的生物（比如人类）身上推而广之，将不再是一个遥不可及的质变，而仅仅是一个触手可及的量变。蔡林格的团队还证明，光子在空间中行进89公里时，还能保持违背直觉的量子特性——这很难称为一个微观的距离。所以我认为，实验证据正逐步向我们证明：世界是怪诞的，我们必须学着适应它。
1700918662
1700918663
实际上，许多人已经做好了接受量子怪诞性的准备，原因与金钱有关，而与哲学无关——这种怪诞性可能带来有用的新技术。根据最近的估算，美国超过25%的GDP都基于量子力学带来的发明创造，从激光到计算机芯片。实际上，像量子密码学和量子计算这样的前沿科技，已经开始大张旗鼓地探索第三层多重宇宙；并且，只有在波函数不坍缩的情况下，它们才能运转。
1700918664
1700918665
这些宇宙学和技术的理论突破，引发了一场显而易见的观念变革。当我做演讲时，我喜欢听听观众们的想法。表7-1所示是他们对“你最熟悉哪一个量子力学诠释”的回答。第一列数据来自1997年的马里兰大学量子力学会议，第二列来自2010年我在哈佛大学物理系的演讲。
1700918666
1700918667
表7-1 不同观众对不同诠释的熟悉度
1700918668