多世界诠释

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薛丁格貓,開盒的一刻世界分裂[1]

多世界詮釋(many-worlds interpretation 或簡稱 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

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。[2]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[3][4],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。[5]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。

参见[编辑]


注释[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 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. ^ 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波的性质。
  3. ^ Hugh Everett Theory of the Universal Wavefunction, Thesis, Princeton University, (1956, 1973), pp 1-140
  4. ^ 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. 
  5. ^ 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。”

外部連結[编辑]