多世界诠释

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薛丁格貓,開盒的一刻世界分裂。[1]在這種解釋中,每一個事件是一個分支點。

多世界詮釋英语the many-worlds interpretation缩写MWI)是一種假定存在無數個平行世界,并以此来解釋微觀世界各種現象的量子論詮釋,其優點是不必考虑波函數塌縮。該理論也被稱為MWI,相對狀態提法,艾弗雷特诠释,普遍的波函數,多宇宙詮釋,或者只是多世界理論。

在1957年最初的相对状态提法是由于休·艾弗雷特[2][3]后来在1960年代和1970年代,这一提法普及,并由布莱斯·德维特改名为多世界。[1][4][5][6]退相干方法解释量子理论得到了进一步的探索和发展,[7][8][9]成为相当受欢迎。多世界诠释是物理学哲学许多的多重宇宙假说之一。连同其他退相干诠释,例如哥本哈根诠释[10]和确定性诠释,例如德布罗意-玻姆理论,多世界诠释在目前被认为是主流的诠释。

对共存状态崩溃的解释[编辑]

当观测一个处于共存状态的量子时,会引起这种共存状态的崩溃,从而使量子只顯現粒子的性质[註 1]。多世界诠释认为,观测时分离出无数个平行宇宙,每个宇宙都有一个确定的状态,而我们只是在其中的一个特定宇宙。

1957年美國普林斯頓大學休·艾弗雷特三世(Hugh Everett III)最早提出多世界理论[2][3],他假设所有孤立系统的演化都遵循薛定諤方程式波函數不會崩坍,而量子的测量卻只能得到一種结果,也就是說,量子处于叠加态。艾弗雷特認為测量仪器与被测系统的状态之间有某種关联,称之为相对态(relative state)。艾弗雷特語出驚人地表示,測量帶來的不是坍縮,而是分裂(Splitting)的宇宙。宇宙诞生以来,已经进行过无数次这样的分裂。他说宇宙像一个阿米巴变形虫,当电子通过双缝后,这个虫子自我裂变,繁殖成为两个几乎一模一样的变形虫。唯一的不同是,一隻虫子只记得电子从左而过,另一隻虫子只记得电子从右而过。这样一来,薛定諤的貓再也不必为死活问题困扰,宇宙分裂成了两个,一个有活猫,一个有死猫[註 2]。他的導師惠勒意识到「分裂」(Splitting)这个用词的不妥,易產生誤導,他在论文的空白里写道:“分裂?最好换个词。”

對于多世界诠释,物理學界的反應異常冷淡,1959年艾弗雷特飞去哥本哈根见到波耳,尼爾斯·波耳沒有作任何評論。

爱因斯坦曾说:“我不能相信,仅仅是因为看了它一眼,一只老鼠就使得宇宙发生剧烈的改变。”德克萨斯大学的布莱斯·德威特(Bryce S. DeWitt)表示:“我仍然清晰地记得,当我第一次遇到多世界概念时所受到的震动。100个略有缺陷的自我複製,都在不停地分裂成进一步的複製,而最后面目全非。这个想法是很难符合常识的。

艾弗雷特心灰意冷,退出理論物理界,在美國五角大廈武器系統評估組的防禦分析協會,主要研究核武與計算機。直至1960及1970年代,布莱斯·德维特重新提出多世界詮釋[1],它成为物理界热门的话题之一

注释[编辑]

  1. ^ 微观粒子同时存在多个状态,又称为叠加态,这是因为微观粒子具有的性质。
  2. ^ 格利賓在《尋找薛丁格猫》书中写道:“埃弗雷特……指出两隻猫都是真实的。有一隻活猫,有一隻死猫,但它们位于不同的世界中。问题并不在于盒內的放射性原子是否衰变,而在于它既衰变又不衰变。当我们向盒子里看时,整个世界分裂成它自己的两个版本。这两个版本在其他各方面都是一致的。唯一的差别在其中一個版本中,原子衰变了,猫死了;而在另一版本中,原子没有衰变,猫还活着。”

参见[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Bryce Seligman DeWitt, Quantum Mechanics and Reality: Could the solution to the dilemma of indeterminism be a universe in which all possible outcomes of an experiment actually occur?, Physics Today, 23(9) pp 30-40 (September 1970) "every quantum transition taking place on every star, in every galaxy, in every remote corner of the universe is splitting our local world on earth into myriads of copies of itself." See also Physics Today, letters followup, 24(4), (April 1971), pp 38-44
  2. ^ 2.0 2.1 Hugh Everett Theory of the Universal Wavefunction, Thesis, Princeton University, (1956, 1973), pp 1–140
  3. ^ 3.0 3.1 Everett, Hugh. Relative State Formulation of Quantum Mechanics. Reviews of Modern Physics. 1957, 29: 454–462. Bibcode:1957RvMP...29..454E. doi:10.1103/RevModPhys.29.454. 
  4. ^ Cecile M. DeWitt, John A. Wheeler eds, The Everett–Wheeler Interpretation of Quantum Mechanics, Battelle Rencontres: 1967 Lectures in Mathematics and Physics (1968)
  5. ^ Bryce Seligman DeWitt, The Many-Universes Interpretation of Quantum Mechanics, Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi" Course IL: Foundations of Quantum Mechanics, Academic Press (1972)
  6. ^ Bryce Seligman DeWitt, R. Neill Graham, eds, The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics, Princeton Series in Physics, Princeton University Press (1973), ISBN 0-691-08131-X Contains Everett's thesis: The Theory of the Universal Wavefunction, pp 3–140.
  7. ^ H. Dieter Zeh, On the Interpretation of Measurement in Quantum Theory, Foundation of Physics, vol. 1, pp. 69–76, (1970).
  8. ^ Wojciech Hubert Zurek, Decoherence and the transition from quantum to classical, Physics Today, vol. 44, issue 10, pp. 36–44, (1991).
  9. ^ Wojciech Hubert Zurek, Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical, Reviews of Modern Physics, 75, pp 715–775, (2003)
  10. ^ The Many Worlds Interpretation of Quantum Mechanics

外部連結[编辑]