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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。
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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。
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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。
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1700918667 表7-1 不同观众对不同诠释的熟悉度
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1700918672 虽然这些投票并不正式,也不科学,并且明显不能代表所有的物理学家,但它们多多少少表现出了一个令人吃惊的观念变迁:在卫冕几十年之后,哥本哈根诠释的支持率在1997年降到了30%以下,到了2010年竟然降至0。与之相反的是,1957年提出的埃弗雷特多世界诠释,经过了10年的埋没和25年的严厉批评,竟然在2010年的投票中占据了最高位。值得注意的是,还有相当可观的一部分投票者选了“未决定”,这说明量子力学的争论仍在继续。
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1700918674 奥地利动物行为学家康拉德·劳伦兹(Konrad Lorenz)经过观察和思考得出一个结论——重要的科学发现都会经历三个阶段:起初,它们会被完全忽视;接着,它们会遭到狂暴的攻击;最后,它们变得人尽皆知。前述投票表明,埃弗雷特的平行宇宙理论在20世纪60年代处于第一个阶段,而现在它已经进入了第二个阶段和第三个阶段之间的某处。
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1700918676 我认为,这个变迁意味着,是时候更新一下量子力学的教科书了。教科书里应当提到退相干(许多教科书仍然对其置之不理),并最好解释清楚,哥本哈根解释应该被看成“哥本哈根近似法”——尽管只能近似,哥本哈根解释仍然是一个很有用的近似法。用它来进行计算时,尽管波函数可能并不坍缩,但感觉起来就像波函数在你的观察下坍缩了一样。
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1700918678 所有的物理理论都由两部分组成:数学公式和解释其内涵的文字。尽管上文中我一口气列出了十几个量子力学的诠释,但它们大都只在“文字”部分略有差异。我最感兴趣的问题是,它们的数学部分什么样。具体而言,它们是否能用最简单的数学公式(无一例外,都是薛定谔方程)来描述。到现在为止,尚无一丁点儿反面的实验证据,但许多量子力学诠释都增加了一段冗长的“文字”部分来喋喋不休地解释平行宇宙。所以,当你从中挑选自己最喜欢的诠释时,其实就归结于你最烦扰的问题究竟是世界太多,还是文字太多。
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1700918680 我在为1997年的马里兰会议撰写论文时,为了取笑我的一些同行,我给论文起的标题是《量子力学诠释:多世界,还是多废话?》(The Interpretation of Quantum Mechanics:Many Worlds or Many Words?)k当时我已经准备好收到一大波骂人的邮件,结果我并没有。看来,尽管我认为这些同行在量子力学上是错误的,但显然他们的幽默感都还不错……
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1700918682 在第6章中,我们讨论了,万事万物都由粒子组成,而粒子从某种意义上说都是纯粹的数学对象。在本章中,我们看到,在量子力学中还存在着某些更加基本的东西——波函数,以及它所栖身的、拥有无限维度的希尔伯特空间。粒子可以被创生和摧毁,也可以同时位于几个不同的地方。然而,无论过去、现在还是将来,波函数都只有一个,它在希尔伯特空间中循着薛定谔方程描述的路径运动着。但是,如果终极的物理实在就是波函数,那波函数究竟是一种什么怪兽?它由什么组成?希尔伯特空间又是由什么组成?迄今为止,我们所知的答案是,虚无——它们似乎什么都不是,只是纯粹的数学对象!于是,再一次,随着我们对深埋的物理实在挖得越来越深,泥淖中的线索告诉我们:这片土地是纯粹的数学,连基岩本身也不例外。在第9章中,我们将继续探讨这个问题。
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1700918688 穿越平行宇宙
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1700918690 ◆在数学上最简单的量子理论中,除了三维空间以及其中的粒子之外,还有一些更加基本的东西,即波函数及其栖身的无限维度空间,也就是希尔伯特空间。
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1700918692 ◆在这个理论中,粒子可以被创生和毁灭,并可以同时处在不同的位置,然而不管是过去、现在还是将来,都只有一个波函数,它在希尔伯特空间中沿薛定谔方程所决定的路径运动。
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1700918694 ◆这个数学上最简单的量子理论永远遵循薛定谔方程,它预测了平行宇宙的存在,在这些平行宇宙中,你度过了无数个版本的人生。它还预示着,量子随机性只是一个幻觉,造成这种幻觉的原因是你的“量子克隆”。
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1700918696 ◆表观的随机性与量子无关。即使你真的被生物技术克隆了,表观随机性依然存在。
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1700918698 ◆这个数学上最简单的量子理论还预言了一个叫作“退相干”的审查效应,它将大部分量子怪诞性向我们隐藏起来了,让波函数看起来仿佛坍缩了一样。
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1700918700 ◆你的大脑中不断发生着退相干,这个事实推翻了流行于世的“量子意识”说法。
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1700918702 ◆量子多重宇宙与第5章所讨论过的空间多重宇宙是相同的。所以,一个系统的波函数也同样描绘了它分布于空间中的无数个版本,量子不确定性则反映了你不知道自己正在观察哪一个特定的版本。
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1700918704 ◆如果我们栖身的空间与宇宙学标准模型是统一的,那么,“波函数究竟是否坍缩”这个问题就变得根本不重要了。因为,在埃弗雷特的多世界中,所有的世界都完全相同、没有差别,就算波函数坍缩也无法阻止所有的量子结果全部实现。
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1700918706 ◆一个有争议的观点是,量子多重宇宙会让你主观上感觉到自己是永生的。如果这真的发生,你最终会成为地球上最年老的人。这也许根本不需要量子力学,只需要无限空间中的第一层多重宇宙就足够了。但我不认同这种观点,我将在第10章中进行解释。
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1700918708 ◆还有一个尚有争议的观点是,波函数和希尔伯特空间构成了最基本的物理实在,二者都是纯粹的数学对象。
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