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多世界詮釋
來源:互聯網

多世界詮釋即一種假定存在無數個平行世界,并以此來解釋微觀世界各種奇特現象的量子論詮釋。

理論概念

多世界詮釋(the many-worlds interpretation 或簡稱 MWI)是一種假定存在無數個平行世界,并以此來解釋微觀世界各種奇特現象的量子力學詮釋,其優點是不必考慮波的收縮。

提出與發展

1957年美國普林斯頓大學休·艾弗雷特三世(Hugh?Everett?III)提出多世界理論,他假設所有孤立系統的演化都遵循薛定諤方程波函數不會崩,而量子的測量卻只能得到一種結果,也就是說,處于疊加態。艾弗雷特認為測量儀器與被測系統的狀態之間有某種關聯,稱之為相對態(relative?state)。艾弗雷特語出驚人的表示,測量帶來的不是坍縮,而是分裂(Splitting)的宇宙。宇宙誕生以來,已經進行過無數次這樣的分裂。他說宇宙像一個阿米巴蟲,當電子通過雙縫后,這個蟲子自我裂變,繁殖成為兩個幾乎一模一樣的變形蟲。唯一的不同是,一只蟲子記得電子從左而過,另一只蟲子記得電子從右而過。這樣一來,薛定諤的貓再也不必為死活問題困擾,宇宙分裂成了兩個,一個有活貓,一個有死貓。惠勒意識到“分裂”這個用詞的不妥,易產生誤導,他在論文的空白里寫道:“分裂?最好換個詞。”對此物理學界的反應是異常的冷淡,1959年艾弗雷特飛去哥本哈根見到奧格·玻爾尼爾斯·玻爾則不作任何評論。

阿爾伯特·愛因斯坦曾說:“我不能相信,僅僅是因為看了它一眼,一只老鼠就使得宇宙發生劇烈的改變。”得克薩斯大學的布萊斯·德威特(Bryce?S.?DeWitt)表示:“我仍然清晰地記得,當我第一次遇到多世界概念時所受到的震動。100個略有缺陷的自我復制,都在不停地分裂成進一步的復制,而最后面目全非。這個想法是很難符合常識的。這是一種徹頭徹尾的精神分裂癥……”。后來布萊斯·德威特是最積極的鼓吹者之一。

艾弗雷特心灰意冷,退出物理界,任職于國防部五角大廈,后來又創辦Lambda公司。20世紀70年代,德威特重新提出多世界詮釋,并在物理界成為熱門的話題之一。

共存狀態崩潰

當觀測一個處于共存狀態的量子時會引起這種狀態的崩潰從而量子只具有粒子的性質,多世界詮釋認為,觀測時分離出無數個平行宇宙,每個宇宙都有一個確定的狀態,而我們只是在其中的一個特定宇宙。

經典運用,解釋了薛定諤貓,指出兩只貓都是真實的。有一只活貓,有一只死貓,但它們位于不同的世界中。問題并不在于盒子中的放射性原子是否衰變,而在于它既衰變又不衰變。當我們向盒子里看時,整個世界分裂成它自己的兩個版本。這兩個版本在其余的各個方面都是全同的。唯一的區別在于其中一個版本中,原子衰變了,貓死了;而在另一個版本中,原子沒有衰變,貓還活著。

這個詮釋的優點是:薛定諤方程始終成立,波函數從不坍縮,由此它簡化了基本理論。它的問題是:設想過于離奇,付出的代價是這些平行的世界全都是同樣真實的。這就難怪有人說:“在科學史上,多世界詮釋無疑是目前所提出的最大膽、最野心勃勃的理論。”

微觀粒子同時存在多個狀態,又稱為疊加態,這是因為微觀粒子具有波的性質。

參考資料 >

“薛定諤的貓”與“多世界詮釋”.www.douban.com.2011-08-05

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