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如何理解平行宇宙?

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發表於 2018-3-7 22:36:39 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
首先要說明的一點是,平行宇宙並不是科幻小說作者靈機一動創造出來的概念,而是科學家們根據觀測到的事實以及各種宇宙理論進行推理的結果。

由於各式各樣的宇宙理論有很多種,所以關於平行宇宙的理論也遠遠不止一種。

在英文版維基百科Multiverse這個詞條下面,可以看到有人把平行宇宙理論分成了多達九種不同的類型。

在這些理論中,有一些相對簡單易懂(例如視界平行宇宙),另外一些稍微琢磨一下也能大概明白(例如爆脹平行宇宙)。但是,還有一些詭異的平行宇宙理論格外地令人費解,尤其是那些跟弦論有關的理論,簡直就像是一個科學家連續灌下兩瓶伏特加之後的胡言亂語。

答主在這裡盡力給大家簡單介紹幾種平行宇宙理論,希望能夠拋磚引玉。

好,我們開始。

1)視界平行宇宙

這是所有平行宇宙裡最簡單易懂的一種,就讓我們從這個開始講起。

請先思考這樣一個問題: 有一個位於地球上的人正在仰望夜空中的浩瀚宇宙,那麼他可以觀察得到整個宇宙嗎?

  答案是否定的。這並不是因為他的儀器不夠先進或是他觀察的時間不夠長。這 是由宇宙的特性所決定的。

由於光的傳播需要時間,而宇宙的年齡只有137億年,所以無論使用多麼先進的儀器,我們應該都只能觀察到距離我們137億光年以內的宇宙。 並且這個數字還沒有考慮到宇宙的膨脹。由於宇宙在不停地膨脹,所以在這束光走完137億光年的距離的同時,發出這束光的天體也在離我們遠去。當這束光達到我們的眼睛時,這個天體與我們之間的距離已經不止137億光年了。考慮到這個因素後,科學家們把我們所能觀察到的最遠距離調整到了410億光年。

以地球為中心,以410億光年為半徑畫一個球面,這個球面就是我們的宇宙視界(Cosmological Horizon)。

這個視界外的區域是我們永遠無法觀測到的宇宙,因為光還來不及從那裡到達地球就已經離我們遠去了。由於任何物體移動和信息傳遞的速度都不能超過光速,對於視界外的宇宙,我們不僅無法觀測,也無法對它施加任何影響。也就是說,視界外的宇宙跟我們是完全相互獨立的。

這裡可能有人會發現一個邏輯上的漏洞。我們剛剛不是說任何物體的速度都不能超過光速嗎?那為什麼上面的那個天體可以在137億年的時間裡跑到距離我們410億光年的地方去?這運動速度明顯是超過光速的!

這裡需要強調的一點是,我們所說的物體的速度,指的是物體在空間中移動的速度。上面的這個天體跑到距離我們410億光年的地方去,是因為空間本身在膨脹。

為了更好地理解這個概念,你可以想像一個不斷膨脹的氣球,在它的東西兩端各生活著一小群螞蟻。這兩群螞蟻都認為自己呆在原地沒有動,但隨著氣球的膨脹,它們之間的距離卻在不斷增大。

一天,住在東邊的這群螞蟻想要知道氣球上是否還有其他螞蟻,於是派出了它們中爬得最快的一只叫做博爾特的螞蟻去探索未知的世界。在這個氣球上,任何物體移動的速度和氣味飄散的速度都無法超過博爾特的爬行速度。帶著對新世界的期望,博爾特出發一路向西爬去。接下來會發生什麼事呢?

博爾特永遠也到不了氣球的另一邊。雖然博爾特一刻不停地以最快速度爬行,但由於氣球膨脹的速度已經超過了它的爬行速度,它與西邊另一群螞蟻之間的距離反而越來越大了。所以博爾特永遠也不會知道在氣球的另一端是不是還住著一群螞蟻。換句話說,西邊的這群螞蟻處於博爾特的宇宙視界之外。這兩群螞蟻無法以任何方式影響到對方,它們甚至永遠無法知道對方的存在。它們所生活的世界相當於兩個平行宇宙。

現在,想像有一個無限大的氣球,上面生活著無數群螞蟻,每一群螞蟻都位於其他螞蟻的宇宙視界之外。那麼,這些螞蟻就相當於各自生活在無數個平行宇宙之中。

我們的處境就類似於氣球上的一群螞蟻,生活在一個半徑為410億光年的球形宇宙中,無法知道在這之外還有多少個其他的球形宇宙。

看到評論區有很多關於這個宇宙視界的疑問,在這裡補充說明兩點。 第一,這個宇宙視界是一個動態的概念。比如再過5億年,當宇宙的年齡到了142億年的時候,我們的宇宙視界也會隨之擴大,因為我們可觀測到的『空間區域』變得更大了。第二,目前的觀測表明,從70億年前開始我們宇宙的膨脹速度就不斷地在加速。這樣一來,雖然我們宇宙視界的『空間區域』會逐漸增大,但由於其他星系在不斷加速離開我們,在若干億年後一些目前在我們宇宙視界中的星系反而會退出我們的宇宙視界,進入到一個我們永遠也觀測不到的宇宙區域中去。

可能有些人對上面的內容不是很感興趣,他們更關心是否有另外一個自己正在一個平行宇宙中迎娶白富美走向人生巔峰。

如果,只是如果,我們的宇宙是無限大的,那麼將存在無數多個平行宇宙。而由於每個平行宇宙中的粒子數是有限的,如果我們給觀測的精度設一個上限的話,所有粒子排列方式也將是有限的。當然,每個平行宇宙中的所有粒子的所有可能的排列方式會是一個非常非常非常大的數字,大到人類根本無法理解,但它畢竟是有限的。如果你試著把有限多個粒子排列放入無限多個平行宇宙,那麼必然的結果就是一定會有排列方式一模一樣的宇宙。就好像你只有四種不同顏色的襪子,如果要在五個抽屜裡各放一只的話,那麼一定有兩個抽屜裡的襪子顏色是相同的。

在這種情況下,在無窮多個平行宇宙中都將會有一個一模一樣的你,他們做了每一件你做過的和你沒有做過的事。一個世界中的你剛娶了Angelababy,一個世界中的你剛拿了世界杯,還有一個世界中的你發動了世界核戰。

不過這些都跟你沒有任何關系,所以才叫平行宇宙麼。

2)暴脹平行宇宙(Inflation Multiverse)

這種平行宇宙理論可以看做是上一種的升級版。

1964年,人們在宇宙中發現了無處不在的微波背景輻射(Cosmic Microwave Background)。這些微波輻射是宇宙大爆炸中產生的殘留物,因而也成為支持大爆炸理論的有力證據。

但是當人們試著測量這些微波輻射的溫度時,問題就來了。無論我們測量宇宙中來自於哪一個方向的微波輻射,它們的溫度都幾乎是一樣的,精確到小數點後四位。稍微琢磨一下,你就會覺得這個現像實在是非常地奇怪。

想像一下,當我們站在地球上時,在我們左邊137億光年的地方有一個地點A,在我們右邊137億光年的地方有一個地點B。那麼,地點A和地點B之間的距離是274億光年。也就是說,一束光從地點A傳播到地點B所需要的時間比宇宙的年齡還要長,所以這兩個區域是無法對另一方造成任何影響的。那為什麼地點A和地點B會有著相同的微波輻射溫度呢?如果僅僅是地點A和地點B的微波輻射溫度相同,那也許還可以用巧合來解釋。但是在我們的天空中有無數的地點A和地點B,它們的微波輻射溫度全都一模一樣,這就無法用巧合來解釋了。

你可以想像有一棟大樓,裡面有100個房間,每個房間裡放著一杯咖啡。你走進每一間房間對裡面的咖啡溫度進行了測量後,驚訝地發現它們的溫度竟然是一模一樣的。這已經不能用巧合來解釋了。你只能合理地推測,這些杯子裡地咖啡曾經都在同一個咖啡壺裡,在充分攪拌均勻後才被人分別 倒入到100個咖啡杯裡,然後又被端到了100個不同的房間中去。

這有什麼問題嗎?大爆炸理論不是本來就假設在宇宙誕生的時候所有的物質都擠在一個狹小的空間裡嗎?這個狹小的空間不就正是那個咖啡壺嗎?

問題在於,把咖啡壺裡的咖啡攪拌均勻需要一點時間,而標准的宇宙大爆炸理論並沒有給這個過程留出足夠的時間。在標准的大爆炸模型中,宇宙誕生後的物質還來不及建立熱平衡就被拋到了遙遠的地方。這個矛盾被稱作視界問題(Horizon Problem)。這也是標准的大爆炸理論中的一個漏洞。

為了填上這個漏洞,有人對大爆炸理論又進行了修正,提出了暴脹宇宙理論(Inflation Theory)。

在暴脹宇宙理論中,宇宙並沒有在大爆炸之後立刻開始快速膨脹,而是先等物質和能量在一個極小的空間裡『攪拌』均勻之後才開始了一次劇烈的膨脹, 時間大約是在大爆炸後的0.000……0001秒(小數點和1之間有35個 零)。這次劇烈地膨脹持續了極為短暫的一刻(不到0.000……0001秒,小數點和1之間有31個零),但膨脹的速度卻大得嚇人。在這短短的一瞬中,宇宙膨脹了10^26倍之多。(謝謝評論區中的李文濤指出了原文中的一個錯誤 )這也是為什麼這種理論被翻譯為『暴脹』宇宙理論。在經歷了這次劇烈的膨脹之後,宇宙的膨脹速度突然又放緩了,繼續以一個『較慢』的速度持續膨脹,直到今天。

在這個理論中,宇宙就像是一位耐心的公交車司機,在開車前先跟乘客確認好:『大家都准備好了嗎?溫度都一樣了嗎?物質都均勻了嗎?都好了是吧,開車!』

當然這只是一個比喻。宇宙不是公交車,可以說停就停說走就走。是什麼東西造成了這次暴脹,又是什麼東西使它停了下來?這些都需要科學家給出一個解釋,哪怕只是理論上的。

為了解釋暴脹產生的機制,科學家們創造出了暴脹場(Inflation Field)這樣一個概念。暴脹場可以產生一種排斥力,從而推動整個宇宙快速地膨脹。並且隨著宇宙中的空間越來越大,暴脹場還會進一步產生更大的排斥力。至於為什麼暴脹場會有這樣的性質,我們作為普通讀者就沒有必要深究了,因為它本身只是一個被創造出來的概念。科學本來就是一個不斷提出假設然後再對其進行驗證的過程。

好,我們現在有了暴脹產生的機制。但如果暴脹場可以產生如此之大的排斥力,那又是什麼讓它停了下來呢?回答這個問題似乎比回答暴脹場產生的機制要更加困難。寫到這裡,我仿佛可以看到所有質疑暴脹理論的科學家們像《秋菊打官司》的女主人公一樣執著:『不行,你得給俺一個說法。』

針對這個問題的一個回答是:暴脹宇宙從來就沒有停止過,也永遠不會停止。在你讀到這個句子的時候,整個宇宙仍然處在一刻不停的持續暴脹之中。暴脹停止的地方,僅僅是我們所在的這一小塊區域而已。這個理論叫做永恆暴脹理論(Eternal Inflation)。

想像你正在給你的手機貼膜。在正常情況下,手機膜應該是和屏幕緊密貼合在一起的。但是偶然地,手機膜和屏幕之間會出現一個小氣泡。這個小氣泡的出現是由一些小概率事件引起的,比如手機膜上有灰塵,或是你貼的時候用力不均勻。總之,這個小氣泡是你在貼膜過程中會偶然出現的一小塊異常區域。現在,想像你在給一個無限大的手機貼膜。盡管你很小心,但是在手機膜和屏幕之間還是不可避免地會出現無數的小氣泡。

在永恆暴脹理論中,宇宙的暴脹永遠不會停止。但是,由於某種量子機制導致的隨機性,在宇宙中的一些地方暴脹很偶然地停止了,你可以把這些地方想像成我們剛剛講過的小氣泡。在這些小氣泡中,暴脹場的能量轉化成了粒子,粒子又形成了物質,物質形成了星系。在其中的一個小氣泡裡,這些物質中的一小部分形成了太陽、地球、以及你和我。

這樣的小氣泡被稱為口袋宇宙(Pocket Universe)。按照暴脹理論的說法,整個宇宙中有無數多個這樣的口袋宇宙,而我們就生活在其中的一個之內。在我們與其他口袋宇宙之間,是永遠處於暴脹之中的宇宙空間(你可以再想一下前面描述過的暴脹的速度)。

在這持續暴脹的宇宙空間中,每一秒鐘都有新的口袋宇宙被隨機地創造出來。

3)那些跟弦論有關的平行宇宙理論

在這裡要再說明一下,跟弦論相關的幾種平行宇宙理論的推理過程答主基本上都看不大懂。至少沒有懂到能明明白白地講給別人聽的程度。

所以,這一部分答主決定果斷放棄講解,以免誤導大家。這裡僅對這些平行宇宙理論進行一下最簡單的描述。

前面講過,弦論中的很多概念都像是一個科學家喝多了之後的瘋言瘋語,比如宇宙時空是10維的,比如所有的粒子都是由一根振動的弦構成的,不同的振動模式對應不同的性質。除了弦之外,弦論裡面還有膜,從1維膜,2維膜一直到9維膜。……我估計我再說下去你們就要打著哈欠關閉這個頁面了,所以我們直接跳到結論吧。

總之,某些版本的弦論認為我們生活在一個三維膜之中。宇宙中還有許許多多其他的三維膜,跟我們所在的三維膜堆疊在一起,好像一層層摞起來的餅干。不同的膜就代表不同的世界,但是顯然弦論中的某些計算表明所有的粒子都無法離開自己所在的三維膜,所以我們無法進入其他的平行世界中去,盡管在另外一個維度上我們可能相距只有一毫米。在弦論中,只有引力可以不受這種限制,自由地達到其他的三維膜。這叫做膜平行宇宙(Brane Multiverse)。

4)量子平行宇宙理論

這一部分我們講一下量子平行宇宙,順便聊一聊那只讓很多人都搞不清楚的薛定諤的貓。

只要在家裡找到一根蠟燭、幾張紙,再加上一把裁紙刀,你就可以在家裡完成人類科學史最重要的實驗之一——光的雙縫干涉實驗。這個實驗的設置很簡單,一個點光源所發出的光在通過兩條狹縫後,被投射在 一個背景板上。當通過狹縫的光到達背景板上時,所投射出的並不是兩條光帶,而是 許多明暗相間的條紋。

hd.jpg

出現這種明暗條紋的的原因是因為光是一種波。當光通過兩條狹縫後,相當於在兩個狹縫出口處產生了兩條新的波。這兩條波在背景板不同的位置上會產生干涉。在明條紋處,兩條光波到達時它們的波峰剛好疊加在一起,波的強度加大,所以產生了較亮的條紋。而在暗條紋處,兩條波的波峰和波谷剛好抵消,波的強度減弱,形成了較暗的條紋。下面的這張圖所表示的就分別是這兩種情形下波的疊加。在圖片中,上面兩條同相的波疊加形成了一條振幅更大的波,而下面兩條反相的波疊加後剛好相互抵消。

waves.jpg

這個實驗最早是由托馬斯·楊在1801年完成的, 他通過這個實驗向人們完美地展現了光的波動性。 (在這裡插一句,這個楊就是我的另外一個回答裡曾經差點破解了古埃及文字的那個楊。)

在楊完成這個實驗一百年後,也就是在20世紀初,隨著量子理論的興起,人們發現諸如電子這樣的微小粒子居然可以也體現出波的特性。隨著技術手段的進步,人們可以用電子代替光 來進行雙縫實驗。在電子雙縫實驗中,被發射出來的電子會先通過一塊開有兩條狹縫的板,然後落在一塊感光屏上。

實驗剛開始的時候,通過雙縫的電子會隨機地落在感光屏上,似乎並沒有規律。但隨著落在感光屏上的電子越來越多,一條條明暗相間的條紋就逐漸顯現了出來。在明條紋處有較多的電子落在了感光屏上,而在暗條紋處只有較少的電子落下。下面的五張圖片顯示出了隨著時間的推移,落在感光屏上的電子分布:

dist.jpg

電子在感光屏上的這種分布模式,簡直和楊的雙縫試驗中光的干涉條紋一模一樣。 如果將兩條狹縫中的一條關閉的話,這種干涉條紋就立刻消失了。這說明通過兩條狹縫的電子 以波的形式產生了某種干涉。

在經典物理學中,電子作為一種粒子,它的運動軌跡被理解為類似於炮彈飛行彈道或是行星運行軌道一樣的東西。但在電子雙縫干涉試驗中,這種粒子卻表現出了一種光波一樣的波動性。但這還是不是這個實驗最令人費解的地方。在電子雙縫干涉實驗中,最令人費解的是下面這個事實(請大家認真讀三遍):

就算人們把電子一個個地單獨發射出來通過雙縫,最後所有落在感光屏上的電子還是可以形成干涉條紋。

就算人們把電子一個個地單獨發射出來通過雙縫,最後所有落在感光屏上的電子還是可以形成干涉條紋。

就算人們把電子一個個地單獨發射出來通過雙縫,最後所有落在感光屏上的電子還是可以形成干涉條紋


為什麼這是最令人費解的現像呢?請各位認真想想看,對於一個被單獨發射出來的電子來說,它在通過其中一條狹縫的時候,它是怎麼『知道』在這條狹縫的旁邊還有另外一條狹縫,從而『決定』和其他的電子一起形成干涉條紋呢?要知道,對於一個小小的電子來說,兩條狹縫之間的距離是一個非常大的尺度。如果把電子的尺寸放大到一個人那麼大的話,兩條狹縫間的距離可能已經有太陽系直徑那麼大了。這樣的一個小小的電子,它是怎麼知道在如此遙遠的距離上『有』或者『沒有』另一條狹縫呢?

如果你進一步思考這個問題,你會發現到感光屏上干涉條紋的形狀是與兩條狹縫之間的距離有關的。這就更加 讓人感到不可思議了。難道通過狹縫的電子不但『知道』在遙遠的地方開著一條狹縫,並且還在一瞬間『測量』出了這兩條狹縫之間的距離嗎?不然的話,電子們是如何根據狹縫間不同的距離來形成不同的干涉條紋的呢?

最後,對於一個被單獨發射出來的孤零零的電子來說,它『不知道』在自己之前已經有多少電子落在了感光屏上,也『不知道』在自己之後還會有多少電子被發射過來。它是如何跟其他電子『約定』好各自在感光屏上的位置來形成干涉條紋的呢?

上面的這幾個問題,每一個都在挑戰著人類對於這個世界的認知極限。最後,有一群科學家認為,對於這些問題唯一合理的解釋就是:每一個電子都同時通過了兩條狹縫。

他們認為,電子並不像炮彈那樣是按照某種確定的軌跡前進的,而是在空間中以某種概率波的形式前進的。在進行測量前,討論電子的位置和運動軌跡是沒有任何意義的,因為電子在空間的任何一個位置都有可能存在,只是存在的概率不同而已。換句話說,電子在空間中『處處都在,卻又處處都不在』。在電子雙縫干涉實驗中,當電子被發射後,它就以概率波的形式向前傳播,並同時穿過了兩條狹縫。在這之後,穿過狹縫後的兩條概率波之間相互發生了干涉,並形成了新的概率波。當這條新的概率波遇到感光屏時,感光屏的測量行為要求電子必須出現在一個具體的位置,於是電子的概率波就坍縮(Collapse)了,電子根據概率波的分布隨機地出現在了感光屏的某處。當感光屏上集聚夠足夠多的電子之後,人們就可以根據電子的分布觀察到兩條概率波的干涉條紋。這種理論被稱為『哥本哈根解釋』(Copenhagen Interpretation),它也是目前對於量子現像的各種解釋中被人們最廣泛接受的一種理論。

另外一些人認為這種『每一個電子都同時通過了兩個狹縫』的解釋是一派胡言。他們在狹縫上裝上了探測器,來檢驗一下每個電子到底是不是同時通過了兩個狹縫。檢測的結果如他們所願,電子每次都只能通過其中的一個狹縫。但是,只要有一個狹縫上出現了探測器,感光屏上的干涉條紋就神秘地消失了。哥本哈根派的科學家對此解釋說,安裝探測器這一行為本身就是一種『測量』,它導致了電子概率波在狹縫處提前坍縮。既然概率波已經提前坍縮了,自然也無法在感光屏處形成干涉。

哥本哈根派強調,在測量前,粒子的各種可能性以一種『量子疊加態』的形式同時存在。但一旦進行測量,各種可能性就坍縮成了一種。如果不進行測量,電子就既通過了左縫又通過了右縫。而一旦對電子的行為進行測量,就會導致電子的量子疊加態坍縮成一種,電子將隨機地選擇一個狹縫通過。

在20世紀的前幾十年中,許多科學界的大腕在愛因斯坦的帶領下,對哥本哈根派提出了猛烈的抨擊和質疑。正是為了反駁(注意是反駁!)哥本哈根派的理論,薛定諤提出了『薛定諤的貓』這個思想實驗。

薛定諤敏銳地意識到,之所以世界上最聰明的一幫人會聚在一起討論『量子疊加態』這種荒謬的概念,是因為哥本哈根派給出的例子都是電子、原子這種大家難以直接觀測的微小粒子。對於這些在日常生活中看不見摸不著的東西,隨便你怎麼形容它們,大家也不會覺得有什麼不對。

薛定諤於是決心設計一個思想實驗,讓大家看到『量子疊加態』是多麼荒謬的一個概念。

想像一個放射性原子,薛定諤說,它有50%的幾率衰變,也有50%的幾率不會衰變。按照哥本哈根派的說法,在對它進行觀測前,這個原子同時處於一種『衰變』和『不衰變』的疊加狀態。只有當我們對這個原子進行觀測時,它才會隨機地坍縮成為一種確定的狀態。

我們可以設計一個精密的毒氣釋放裝置,並把它與這個原子連接起來。當原子衰變時,會觸發裝置上的一個開關並釋放出毒氣。當原子沒有衰變時,則什麼都不會發生。現在,如果我們把這台裝置和一只貓一起放進一個封閉的箱子裡,有趣的事情就發生了。

根據哥本哈根派的解釋,只要我們不打開箱子進行觀察,這個原子就是同時處於『衰變』和『不衰變』的疊加狀態。那麼箱子裡面的儀器自然也是同時處於『釋放毒氣』和『不釋放毒氣』的疊加狀態。再往下推理,箱子裡的貓也是同時處於『死』和『活』的疊加狀態。只有當我們打開箱子觀察時,這只貓才會隨機地選擇一種狀態出現在我們面前。

一只『既死又活』的貓無疑是十分荒謬的。薛定諤正是通過這個思想實驗,把哥本哈根派的觀點由一個原子推廣到了我們日常生活中的事物中去,從而證明其觀點的不合理。但事與願違的是,哥本哈根解釋經過多年的發展,現在仍然是接受度最高的關於量子現像的解釋。而薛定諤的這只貓反倒成了關於量子理論最流行的大眾文化符號。

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哥本哈根解釋雖然目前仍然是接受度最高的理論,但它也有一些內在的邏輯瑕疵。比如說,這個『坍縮』到底是怎麼回事?為什麼沒人觀察的時候,這些原子可以同時處於幾種量子疊加狀態,而一有人觀察它們就『坍縮』到了一種確定的狀態上去?難道我們人類在宇宙之中就這麼重要嗎?

另外,究竟要需要怎樣的一個觀測者才能導致量子態的『坍縮』呢?是不是一定要一個量子物理學家進行觀測才可以?一個嬰兒進行觀測可以嗎?一只貓、一只老鼠、一個細菌呢?

面對這些難以解釋的問題,有人提出了另外一種不同的解釋:多宇宙解釋(Many Worlds Interpretation)。這也是本節要介紹的量子平行宇宙理論。

有了前面這麼長的鋪墊,量子平行宇宙理論就很容易理解了。這種理論認為,在我們進行觀測時,並沒有什麼『坍縮』發生,而是整個宇宙分裂成了幾個平行宇宙,每個宇宙對應著一個不同的量子結果。例如在電子雙縫實驗中,當電子通過雙縫時,整個宇宙就分裂成了兩個平行宇宙。在一個宇宙中電子通過了左縫,在另外一個宇宙中電子通過了右縫,我們只不過被隨機地分配到其中的一個宇宙之中而已。如果我們觀察到電子通過了左縫,那麼在另外一個平行宇宙中,會有一群跟我們一模一樣的人觀察到電子通過了右縫。

對於薛定諤的貓來說,在我們打開箱子之前宇宙就已經進行了分裂。我們被隨機地分配到了『死貓』或者『活貓』宇宙中,只不過我們需要打開箱子才能發現這個結果而已。如果我們打開箱子看到薛定諤的貓活得好好的,那麼在另外一個平行宇宙中,我們正圍在箱子旁討論貓為什麼死掉了。

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那麼如何解釋電子通過雙縫後的干涉條紋呢?既然整個宇宙在電子通過雙縫的一剎那已經分裂成兩個,那它們之間為什麼還能相互影響並形成干涉條紋呢?這是因為當引起宇宙分裂的粒子足夠少時,兩個平行宇宙之間還可以產生微弱的聯系。換句話說,在『左縫宇宙』中的電子還可以感知到『右縫宇宙』的存在,從而與右縫宇宙中的電子進行干涉。而一旦涉及到的粒子數量增多,兩個平行宇宙之間的聯系就會被切斷,用物理學家的話來說,它們的已經退相干了(Decoherence)。這也是為什麼每當我們對電子通過那條縫進行觀測時,干涉條紋就立刻消失了。因為觀測用的儀器和人類都是由數量眾多的粒子所組成,這些粒子的介入會切斷兩個平行宇宙之間的聯系,從而導致干涉條紋的消失。

這種多世界解釋聽起來似乎過於大動干戈,為了解釋一個電子通過雙縫的問題竟然不惜讓整個宇宙進行分裂。但它確實避開了哥本哈根解釋中『觀察者導致坍縮』這個略顯尷尬的問題。雖然哥本哈根解釋仍然是當下科學界中最流行的理論,但在幾次科學會議上進行的調查問卷中,多世界理論都作為第二受歡迎的選項緊跟其後。

以上,就是本篇回答要向大家介紹的幾種平行宇宙理論。
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