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1700961767 为了各位容易理解,我们假想一种没有维度的“质点人”,它本身是一个小点,而且只能在一个维度上做直线运动。这样一来,它所生活的整个“世界”,便是一条特定的直线。对于这个质点人来说,它只能“感觉”到这条直线上的东西,而对别的一无所知。现在我们回到最简单的二维平面:假设有一个矢量(1, 2),我们容易看出它在x轴上投影为1,y轴上投影为2。如果有两个“质点人”A和B,A生活在x轴上,B生活在y轴上,那么对于A君来说,他对我们矢量的所有“感觉”就是其在x轴上的那段长度为1的投影,而B君则感觉到其在y轴上的长度为2的投影。因为A和B生活在不同的两个“世界”里,所以他们的感觉是不一样的!但事实上,“真实的”矢量只有一个,它是A和B所感觉到的“叠加”!
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1700961769 我们的宇宙也是如此。“真实的,完全的”宇宙态矢量存在于一个非常高维(可能是无限维)的希尔伯特空间中,但这个高维的空间却由许许多多低维的“世界”构成(正如我们的三维空间可以看成由许多二维平面构成一样),每个“世界”都只能感受到那个“真实”的矢量在其中的投影,因此在每个“世界”感觉到的宇宙都是不同的。
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1700961771 总之,按照MWI,事情是这样的:“宇宙”(Universe)始终只有一个,它的状态可以为一个总体波函数所表示,这个波函数严格而连续地按照薛定谔方程演化。但从某一个特定“世界”(World)的角度来看,则未必如此。波函数随着时间的流逝变得愈加复杂,投影的世界也愈来愈多,薛定谔方程的每一个可能的解都对应了一种投影,因此一切可能发生的事情都在某个“世界”发生了。为了简便起见,在史话后面的部分里我们还是会使用“分裂”之类的词语,不过大家要把握它的真正意思。也有另一种叫法,把每一个投影的分支都称为“宇宙”(Universe),而把总体的波函数称为“多宙”(Multiverse)(12) ,这只是用词上的不同,包含的其实是一个意思。“多宇宙”和“多世界”,指的是同一个理论。
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1700961773 然而,还剩下一个问题:好吧,假如说电子每次通过屏幕的时候都不曾“坍缩”,只不过两个世界的我们观测(或感觉)到不同的投影罢了,但为什么我们感觉不到别的世界呢(就比如说观测到活猫就无法同时观测到死猫)?而相当稀奇的是,未经观测的电子却似乎有特异功能,可以感觉来自“别的世界”的信息。比如不受观察的电子必定同时感受到了“左缝世界”和“右缝世界”的信息,不然如何产生干涉呢?这其实还是老问题:为什么我们在宏观世界中从来没有观测到量子尺度上的叠加状态呢?
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1700961775 在埃弗莱特最初提出MWI的时候,这仍然是一个难以解释的谜题。不过进入70年代以后,泽(Dieter Zeh)、苏雷克(Wojciech H.Zurek)、盖尔曼(Murray Gell-Mann)等科学家提出了一种极其巧妙的理论。它迅速发展并走红,至今已经得到了大部分人的支持和公认,这就是所谓的退相干理论(decoherence theory)。
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1700961777 (1) 从他早年的亲密好友哈雷和格雷高里那里我们显然没有看到任何类似的描述。
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1700961779 (2) 根据Fara的说法,苹果还是英格兰精神的代表。
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1700961781 (3) 大家如果有兴趣,可以去斯塔普的网页http://www-physics.lbl.gov/~stapp/stappfiles.html看看他的文章。
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1700961783 (4) 可参见W.Whiston、H.Pemberton和J.Conduitt等人的说法。他们还是从牛顿自己那里了解情况的,所以牛顿其实是自我矛盾的。
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1700961785 (5) Cohen 1980,p.248.
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1700961787 (6) White 1997,pp.85—87.
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1700961789 (7) 关于此事,请参考David Miller: Discovering Water (Ashgate 2003)。
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1700961791 (8) 见John Wotiz, Kekulé Riddle: A Challenge (Glenview Pr 1992)。
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1700961793 (9) 爱因斯坦在阿劳中学的成绩单可以在《爱因斯坦文集》(Princeton出版了英译本)中找到。除了法文3分(满分6分)稍差外,别的都是优良。爱因斯坦之前在德国中学里的成绩单如今找不到了,不过从旁人的记述中可以知道他的成绩不错,再说那时也没有专门的手工课程。
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1700961795 (10) 德国教育的打分方法是越低越好,也即1分为优。此事可参考Albrecht Fölsing的爱因斯坦传记,可惜这些文件后来在“二战”中被毁掉了。
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1700961797 (11) 如Tegmark 1998。
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1700961799 (12) 比如下面我们即将遇到的多宇宙派物理学家David Deutsch。
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1700961804 上帝掷骰子吗?:量子物理史话(升级版) [:1700958645]
1700961805 上帝掷骰子吗?:量子物理史话(升级版) 10 Back to Eden 回归经典
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1700961807 上帝掷骰子吗?:量子物理史话(升级版) [:1700958646]
1700961808 Part. 1
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1700961810 为了更好地理解量子态在宏观层面与微观层面的差别,我们还是回到上一章的比喻,从那两个可爱质点人生活的简单平面世界开始谈起。我们已经假设了A生活在x轴上,B生活在y轴上,这样一来,我们将会发现两个质点人对于对方所生活的世界是一无所知的。原因很简单:因为x轴和y轴互相垂直,x轴在y轴上没有投影,反之亦然。对于A来说,他完全无法得知B的世界发生了什么事情,两人注定了要老死不相往来。这时候,我们说两个世界是正交(orthogonal)的,不相干的。
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1700961812 但是,x轴和y轴垂直正交是一个非常极端的例子。事实上,如果我们在二维平面里随便取两条直线作为“两个世界”,则它们很有可能并不互相垂直。那样的话,B世界仍然在A世界上有一个投影,这就给了A以一窥B世界的机会(虽然是扭曲的)。对于这样两个世界来说,态矢量在它们之上的投影在很大程度上仍然是彼此关联,或者说“相干”(coherent)的。B和A在一定程度上仍旧能够互相“感觉”到对方。
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1700961814 在平面上取两条直线,它们有极大的可能性不相垂直。在3维空间中任意取两个平面作为两个“世界”,情况也好不到哪里去。但是,假如我们不考虑低维,而是在高维的空间中,我们随便取两个切片,其互相正交(垂直)的程度就很可能要比2维中的来得大。因为它比2维有着多得多的维数,亦即自由度,彼此在任一方向上的干涉程度自然大大减小。假设有一个非常高维的空间,比如说1亿亿维空间,那么我们在其中随便画两条直线或者平面,它们就几乎必定是基本垂直了。如果各位不相信,不妨自己动手证明一下(1) 。
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