장11 제10장 불평등

하나 이번 다세계 원더랜드 여행은 모두를 혼란스럽게 할 수 있지만, 앨리스가 거울을 보며 읽는 긴 모호한 시 Jabberwocky처럼 강한 인상을 남길 것임에 틀림없습니다.실제로 시간이 지남에 따라 여러 세계의 투영으로 분할되고 이러한 복사본이 기하학적으로 무한대로 커진다고 상상해 보십시오.정말 멋진 장면은 우리가 살고 있는 우주에 약간의 아이러니를 더해줍니다.어떤 사람들은 그러한 모델에서 의식보다 더 사랑스러운 것은 없다고 생각할 수 있습니다.에버렛과 많은 세계를 지원하는 과학자들은 그것에 무엇을 중요하게 생각합니까? 그러나 MWI의 이점도 분명합니다.그의 가장 큰 업적은 관찰자를 물리학에서 쫓아내는 것입니다.이제 전체 우주는 단지 파동 함수에 따라 엄격하게 진화할 뿐이며 겸손하게 관찰자에게 도움을 요청하거나 지적 생물의 선택을 요청할 필요가 없습니다.물리학자들은 이제 더 이상 기적적인 붕괴에 대해 걱정할 필요가 없으며 R 프로세스의 메커니즘을 설명하기 위해 아름다운 이론적 틀에 못생긴 패치를 붙일 필요가 없습니다.우리의 불쌍한 슈뢰딩거 고양이는 마침내 죽었다가 살아나는 고통을 없애고 대신 서로 다른 두 세계에서 행복하게(하나는 죽고 하나는 산다) 살았습니다.

중요한 것은 자연이 다시 스스로 결정을 내릴 수 있다는 것입니다. 그리고 그것이 현실이 되기 전에 어떤 의식 있는 주인이 관찰을 평가할 때까지 관찰자의 그늘에 머물 필요가 없습니다. 확률파의 중첩 .MWI에서는 우주 자체가 다시 유일한 주인이 되고 모든 관찰자는 우주의 일부가 되며, 우주는 진화함에 따라 분할되어 다양한 세계로 투영됩니다.우주의 분할은 환경의 도입과 돌이킬 수 없는 증폭 과정에 달려 있다.이러한 객관적인 그림은 여전히 ​​대부분의 과학자들의 전통적인 취향에 부합한다.적어도 코펜하겐 학파처럼 사람들을 미치게 만들지는 않을 것이다. 그들은 잘 수 없습니다.

MWI의 부산물은 고전 이론의 결정론에 의존한다는 것입니다.슈뢰딩거 방정식 자체에 관한 한 그것은 결정적입니다. 즉, 특정 시간 t의 상태가 주어지면 언제든지 시스템의 상태를 얻기 위해 양의 방향과 음의 방향 모두에서 추론할 수 있습니다.그런 의미에서 시간의 흐름은 환상일 뿐!또한 붕괴나 R 프로세스가 없고 결정론적 U 프로세스만 있기 때문에 더 이상 무작위성이 사람마다 다르게 엉망이 되지 않습니다.이런 의미에서 신은 더 이상 주사위 놀이를 하지 않고 높은 각도에 서서 전체 우주의 파동 함수에 대한 조감도를 가지고 있으므로 모든 것이 여전히 통제되고 있습니다. 명확한 슈뢰딩거 방정식에.또한 전자는 슬릿을 통과하기 위해 주사위를 굴려 임의의 선택을 할 필요가 없습니다. 전자는 동시에 두 세계 각각의 슬릿을 통과할 뿐입니다.그러나 우리 평범한 사람들은 인간의 세계에 얽혀 있기 때문에 타고난 한계가 우리의 눈을 혼란스럽게 하여 특정 세계의 그림자만 볼 수 있습니다.그리고 이 투사에서 현실은 무작위적이고 불안하고 놀랍습니다.

(*참고로, 어법 문제에 대한 해명입니다. MWI의 경우 일반적으로 사람들은 여러 분기를 World(World)라고 부르기를 좋아하며, 그 합계를 Universe(Universe)라고 합니다. 이와 같이 Universe는 하나뿐이며, 슈뢰딩거 방정식의 전개를 따르는 것인데, 시간이 지나면서 계속 갈라지는 세계가 많은데, 어떤 사람들은 각 가지를 우주라고 부르기도 하고, 그 합을 다중우주(Multiverse)라고 부르는데, 저명한 다중우주 물리학자 다비드(David)는 Deutsch . 이것은 단지 이름의 문제일 뿐이며 다중 세계 또는 다중 우주이며 동일한 의미를 나타냅니다.)

그러나 MWI도 정당화 될 수 있지만 어쨌든 현실에는 많은 우주가 있으며 일반인에게는 너무 이상하게 들립니다.철학적으로 우아한 이유(특히 Occam의 면도날)에도 불구하고 사람들은 MWI를 신중하게 다루어야 한다고 생각합니다.그러나 우주론자들 사이에서 MWI는 대중적이고 잘 받아들여지는 아이디어입니다.특히 관찰자의 특별한 지위를 요구하지 않고 우주의 역사와 진화를 자신에게 귀속시키고 있어 코펜하겐 해석과 참여 모델의 저주에 시달린 우주론자들을 매우 편안하게 만든다.일반적으로 양자중력(초끈 등)과 우주론에 종사하는 물리학자들은 MWI를 선호하는데, 그 범위를 일반 과학자들로 확대하면 이상하고 용납할 수 없다고 생각하는 사람들의 비율이 크게 늘어날 것이다.다세계 지지자 중에는 우리에게 친숙한 파인만, 와인버그, 호킹 등이 있고 어떤 이들은 쿼크 모델의 창시자인 머레이 겔만(1969년 노벨 물리학상을 수상한 인물)도 포함하고 있다. 그러나 양자 이론의 일관된 역사 해석의 창시자 중 한 사람으로서 우리는 여전히 그를 역사의 해당 장에 맡깁니다. 이 해석은 실제로 MWI의 향상된 버전으로 간주될 수 있습니다.

MWI에 직접적인 반대를 표명한 사람들은 Bell, Stein, Kent 및 Penrose를 포함합니다.Penrose와 같은 그들 중 일부는 매우 독특하다고 간주될 수 있는 중력에도 관여합니다. 그러나 우리 역사의 독자들에게는 아마도 우주론자나 다른 과학자들의 다른 철학적 취향에 주의를 기울일 필요가 없을 것입니다.중요한 것은 이제 코펜하겐 설명과 다중우주 설명이 있다는 것입니다. 우리는 어느 것을 믿어야 하는지 압니다.사람들이 인생에서 다른 미적 관점을 갖는 것은 정상입니다.예를 들어, 당신은 베토벤을 좋아하고 나는 모차르트를 좋아하고, 당신은 이백을 좋아하고 나는 두보를 좋아합니다.놀랍지 않지만 과학, 특히 자연 과학은 다릅니다.과학은 주관적 의지에 좌우되지 않고 우주의 유일한 법칙이 될 수 있기 때문에 위대하지 않은가?경제학자들은 다양한 모델을 놓고 서로 싸울 수 있지만 물리학의 궁극적인 목표는 실용적인 것이 아니라 자연의 깊은 숨겨진 신비를 탐구하는 것입니다.그것은 모든 종류의 가정을 가장 엄격한 태도로 다루고 자격이 없는 것을 골라내어 자체 시스템에서 제거하여 영원히 불멸의 생명력을 유지해야 합니다.과학의 역사는 끊임없이 자신을 성찰하고, 끊임없이 실천을 유일한 기준으로 삼고, 그 플라톤적 이상을 향해 끊임없이 오르는 과정이어야 한다.이를 위해서는 보기에는 아름다워도 사실에 부합하지 않는 이론을 걷어낼 수 있는 선별 장치를 마련해야 하는데, 이는 철학이나 종교와 다르다는 중요한 신호가 되고 있다.

아마도 우리는 유명하고 논란이 많은 과학철학자 칼을 받아들일 수 있을 것입니다.칼 포퍼(Karl Popper)의 의견에 따르면 과학과 형이상학 사이의 구분선은 여기에서 반증가능성에 의해 그어집니다.즉, 과학적 주장은 위조되어야 합니다.예를 들어, 나는 말했다: 세상에 흰 까마귀는 없습니다.이것은 과학적 방법에 부합하는 주장입니다. 왜냐하면 당신이 정말 흰 까마귀를 찾는 한, 당신은 제가 틀렸다는 것을 증명하고 제 이론을 뒤집을 수 있기 때문입니다.그러나 앞에서 제시한 예에서와 같이 내 차고에 투명 드래곤이 있다고 주장한다고 가정해 보겠습니다. , 어쨌든 당신이 내가 틀렸다는 것을 증명할 수 없기 때문에 이것은 과학적 주장이 아닙니다.이러한 증명할 수 없는 주장을 과학으로 받아들인다면 과학에는 재미있는 일이 많이 있을 것입니다. 날아다니는 용 외에도 머리가 셋 달린 개, 다리가 여덟 개인 당나귀, 중국어를 하는 원숭이가 있을 것입니다.어쨌든 머리가 세 개인 개가 존재하지 않는다는 것을 증명할 수는 없겠죠?

Hertz가 1887년 실험에서 전자기파로 인한 스파크를 발견하지 못했다면 Maxwell의 이론은 거짓이 되었을 것입니다.Eddington이 1919년 일식 동안 그 별들의 변위를 감지하지 못했다면 아인슈타인의 상대성 이론이 틀렸음이 입증되었을 것입니다(오늘날 실험에 문제가 없는 것은 아니지만).Wu Jianxiong과 다른 사람들이 1956-1957년 실험에서 예상되는 효과를 찾지 못했다면 Yang과 Li의 약한 행동 하에서의 패리티 위반 가정은 위조되었을 것입니다.그때나 미래에나 당신은 어떤 실험을 설계할 수 있고 결과가 이러저러하면 이론이 틀렸다는 것을 증명할 수 있는데 이것이 과학의 반증 가능성입니다.물론 지구평평론, 플로지스톤, 광에테르 등 일부 개념은 왜곡되었지만, 적어도 그들이 채택한 표현은 과학적 방법에 부합한다고 말할 수 있다.

신과 같은 다른 것들은 말하기 어렵습니다.신이 존재하지 않는다는 것을 증명할 수 있는 실험은 없습니다(존재하지 않는다는 것을 증명할 필요는 없지만 그러한 가능성은 없습니다).따라서 우리는 그것을 과학의 영역에서 쫓아내고 숙고하도록 종교 애호가들에게 맡기는 편이 나을 것입니다. 과거로 돌아가서 우리의 두 가지 설명이 Popper의 원리에 부합하도록 하기 위해 어느 것이 신뢰할 수 있고 어느 것이 거짓인지 식별하는 실험을 설계할 수 있습니까?코펜하겐은 관찰자가 파동함수를 붕괴시켰다고 설명했고 MWI는 우주가 갈라졌다고 말했지만 실제로 우리에게는 관찰할 수 있는 차이가 없습니다!어쨌든 전자는 파동함수의 확률에 따라 겉보기에는 무작위로 화면 어딘가에 나타난다는 사실이 틀림없지 않습니까?백만 번을 관찰해도 코펜하겐과 여러 세계 중 어느 것이 잘못되었는지 알 수 없습니다!

1970년대 이후 Dieter Zeh, Wojciech H Zurek, Gell-Mann 등에 의해 제안, 개발 및 대중화된 결어긋남 이론(decoherence)은 에버렛의 다중 우주 설명에 어느 정도 영향을 미친 것으로 보입니다.조금 앞서 논의한 바와 같이 이 이론은 물체가 미시적 중첩 상태에서 거시적 확정 상태로 어떻게 전이되는지 설명합니다. 자유도는 훨씬 더 크고 환경과의 상호 작용입니다.이 이론은 MWI에서 오리 투 워터(Duck to water)로 세계가 왜 대규모로 중첩을 나타내지 않는지, 세계가 어떻게 갈라지는지를 설명하는데, 이는 MWI가 이전에 설명하지 못했던 것들이다.대체로 기기가 시스템을 관찰할 때 환경과도 얽히게 되어 기기의 중첩 상태가 고전적인 상관 관계로 급속히 퇴화됩니다.우리는 이것을 매우 대략적으로 말하고 실제로 수학적으로 증명할 수 있습니다.시스템의 소위 밀도 행렬(Desity Matrix)을 사용하여 표현하면 이 행렬의 대각선에 있는 요소는 고전적인 확률 상태를 나타내고 다른 위치는 이러한 상태 간의 상관 관계를 나타냅니다.디코히어런스가 발생하면 기기 또는 고양이의 밀도 매트릭스가 빠르게 대각선화되어 양자 중첩 속성이 영원히 사라지는 것을 볼 수 있습니다(첨부된 그림 참조).이 프로세스는 너무 빨라서 전혀 알아차리지 못합니다.

그러나 디코히어런스 이론이 MWI에 대한 강력한 보완책이기는 하지만 MWI가 유일한 설명이라는 것을 증명할 수는 없습니다.결어긋남은 양자 중첩과 불확실성으로 가득 찬 우주에서 우리가 매일 대규모로 세상을 바라볼 때 세상이 여전히 고전적이고 객관적으로 보이는 이유를 설명할 수 있지만, 파동 함수가 항상 정상적으로 발전하는지, 아니면 가끔씩 일어나는지 답할 수는 없습니다. 그라운드 점프.사실 코펜하겐 해석에서 결어긋남을 사용하여 각각의 크기 또는 자유도에 따라 관찰자와 비관찰자 사이의 경계를 결정할 수 있습니다!결 어긋나기 쉬운 사람들은 관찰자로 나타날 자격이 더 높을 수 있으며 소위 관찰은 돌이킬 수없는 증폭 과정에 불과할 수 있습니다.그러나 최종 분석에서 우리는 그것이 코펜하겐인지 다중 우주인지 아직 확실하지 않습니다! 포퍼가 만년(1994년 사망)이었을 때 그의 기분은 더 복잡했을 것 같다.한편으로는 당시 그의 결론 중 일부가 옳았는데, 예를 들어 양자역학 자체는 결정론적 요소를 배제하지 않았다(비결정론을 배제하지도 않았다).상보성의 원칙과 관련하여 그는 코펜하겐에서 보어에 의해 거의 완전히 확신했지만 이제 그는 여전히 다른 대안을 재고할 수 있습니다.한편, 우리는 양자론 분야의 다양한 해석이 나란히 있고 실제적으로 거의 구별할 수 없는 현상 유지에 대해 Popper가 어떻게 생각하는지에 대해 매우 관심을 가질 것입니다. 그러나 미친 양자 자살과 함께 작동하기 위해 여러 병렬 세계를 사용한다고 주장하는 현재 뜨거운 양자 컴퓨터를 포함하여 MWI를 강력하게 지원하는 몇 가지 흥미로운 실험을 설명하겠습니다. 식후 가십: 위조 및 확인 과학의 정의에 대해 검증과 위조의 두 파벌이 끝없이 논쟁을 벌이고 있습니다.이 주제는 너무 커서 참여에 관심이 없습니다.여기서는 검증과 위조 문제에 대해서만 이야기합니다. 어떻게 명제가 과학적이라고 말할 수 있습니까?위조주의자들에 따르면, 거짓으로 입증될 수 있어야 합니다.예를 들어, 모든 까마귀는 검은색이고 검은색이 아닌 까마귀를 찾는 한 이 명제의 오류를 증명할 수 있으므로 이 명제에 문제가 없습니다.반대로 이 주장을 받아들이기 전에 그것을 증명해야 한다면 어려울 것이고, 사실 불가능하다!까마귀를 모두 잡지 않았다면 세상의 까마귀를 모두 잡았다는 것을 어떻게 알 수 있습니까? 과학 이론의 경우 검증이 거의 불가능합니다.예를 들어 우주의 법칙이 F=ma라고 한다면 여기서 말하는 것은 일종의 보편성인데 어떻게 증명하는가?고대부터 우주 구석구석의 현상을 관찰하고 예외를 발견하지 못했을 때만이 점을 증명할 수 있습니다.그렇더라도 이 규칙이 앞으로도 계속 작동한다는 보장은 없습니다.사실상 과학적 이론은 거의 증명될 수 없으며, 그것이 틀렸다는 것이 증명될 수 있지만 틀린 것으로 증명되지 않은 한(반증에 대해 긍정적인 태도를 가진 포퍼에 따르면) 우리는 일시적으로 그것을 신뢰할 수 있는 이론으로 받아들입니다.흄 이후로 제한된 수의 사례(얼마나 많든)만으로 검증의 기반을 형성할 수 있다는 것이 인정되었습니다. 그러나 로크와 같은 경험론자들에 따르면 우리의 모든 지식의 기초는 경험에서 나오며, 과학의 성립은 일종의 경험에 대한 귀납법이다.예를 들어, 우리는 매일 동쪽에서 떠오르는 태양을 보고, 수천 년 동안 매일 이렇게 되었기 때문에 우리는 그것으로부터 합리적인 규칙을 추론할 수 있어야 합니다: 태양은 매일 동쪽에서 떠오릅니다.그리고 그것을 사용하여 내일도 태양이 여전히 동쪽에서 떠오를 것이라고 예측합니다.흄의 불가지론에 빠지면 내일의 모든 것이 불확실하기 때문에 지식에 대해 전혀 말할 수 없습니다. 귀납주의에 따르면 우리는 과거의 현상으로부터 하나의 법칙을 유도하고, 이 현상이 반복될 때마다 이 법칙을 새롭게 확인하게 된다.예를 들어 해가 다시 뜰 때마다 매일 해가 동쪽에서 뜬다는 명제의 확실성이 다시 조금씩 확인된다.우리가 검은 까마귀를 볼 때마다, 모든 까마귀는 검다는 명제의 진리는 우리가 검지 않은 까마귀를 만날 때까지 다시 조금씩 증가합니다. 우리 대부분은 그렇게 생각할지 모르지만, 이런 종류의 경험주의는 매우 흥미로운 결과를 낳습니다.명제의 역이 그 자체와 같다는 것은 누구나 알고 있습니다.예를 들어, 모든 까마귀는 검은색이므로 이에 상응하는 명제로 바꿀 수 있습니다.검은색이 아닌 것은 까마귀가 아닙니다.이제 우리가 흰 고양이를 만나면 이 현상은 검은 것은 아무것도 까마귀가 아니라는 것을 확실히 확인시켜 주므로(흰 고양이는 검은 색이 아니며 흰 고양이는 까마귀가 아닙니다) 마찬가지로 모든 까마귀가 검은색이라는 것도 약간 확인합니다. 제안. 대체로 하얀 고양이를 만나면 모든 까마귀가 검은색일 확률이 약간 높아집니다.흥미롭죠? 이 역설은 젊었을 때 Hilbert와 함께 수학을 공부한 유명한 독일의 논리 실증주의자인 Carl G Hempel이 제안했습니다.이 결론을 받아들이면 다음 번에 강사가 다리가 여섯 개인 곤충과 같은 명제를 증명하기 위해 현장에 가라고 요청할 때 바람과 비를 맞으며 나갈 필요가 없습니다.집에 앉아 다리가 여섯 개는 아니지만 곤충이 아닌 것(예: 테이블, 의자, 램프, 자신)의 수많은 사례를 관찰함으로써 명제에 많은 기여를 할 수 있습니다. 야생의! 지식 이론에 대한 우리의 이해는 여전히 매우 피상적입니다. 둘 오싹하고 아이러니한 양자 자살 실험은 1980년대 후반 Hans Moravec, Bruno Marchal 등에 의해 제안되었고 1998년 우주론자 Max Tegmark가 MWI와 재해시를 홍보하는 그의 유명한 논문에서 개발했습니다.이것은 실제로 Schrödinger의 고양이의 실사 버전입니다.고양이 실험에서 원자가 붕괴하면 고양이는 중독되어 죽고 그렇지 않으면 살아남을 것이라는 것을 모두 알고 있습니다.이와 관련해 코펜하겐 학파의 설명은 이렇다. MWI는 각각의 실험이 살아있는 고양이와 죽은 고양이를 동시에 생산해야 한다고 주장하지만 두 개의 평행 세계에 존재한다. 둘의 실제 차이점은 무엇입니까?핵심은 코펜하겐 학파는 고양이가 항상 한 마리뿐이라고 믿고 중첩 상태에 빠지기 시작하며 붕괴 후 사망 가능성이 50%, 생존 가능성이 50%라는 점이다.그러나 다중 우주는 고양이가 중첩되지 않고 두 개로 나뉘어 하나는 죽고 하나는 살아 있다고 믿습니다. 살아있는 고양이가 있어야합니다! 이제 과학에 자신을 바칠 용기를 가진 자비로운 사람이 있다면 그는 그 불행한 고양이를 대신하기 위해 자원합니다.인도주의에서, 그를 고통에서 구하기 위해 우리는 가스통을 총으로 바꿨습니다.원자가 붕괴하면(또는 반은화를 통과하는 광자와 같은 다른 양자 메커니즘을 활용하면) 총이 쾅 하고 우리 친구를 보내줍니다.반대로 총은 텅 빈 소리만 냈다. 이제 중요한 질문이 있습니다. 코펜하겐 학교에 따르면 광자가 반코팅된 거울에 도달하면 절반은 삐걱거리는 소리를 듣고 안전할 수 있고 나머지 절반은 그렇게 훌륭하지 않을 수 있습니다. 뭐든지 알아.그리고 다중우주에 따르면 쾅 하는 소리를 듣는 당신과 다른 세계에서 쾅 하는 소리를 듣는 또 다른 사람이 있어야 합니다.그런데 문제는 쾅하는 소리를 들은 사람이 바로 죽었고, 그는 모든 감정을 잃었고, 세상은 당신에게 아무 의미가 없습니다.당신에게 의미가 있는 유일한 세상은 당신이 살고 있는 세상입니다. 따라서 인류학적 원리(앞서 논의한)의 관점에서 당신에게 의미가 있는 유일한 존재는 당신이 살고 있는 세계입니다.당신은 단지 哢을 듣는 것만으로도 영원히 살게 될 것입니다!다중 우주는 코펜하겐과 다르기 때문에 어떤 세계에는 항상 당신 중 한 명이 살고 있을 것입니다! 메커니즘을 활성화하기 위해 하프 코팅된 거울에 매초 광자를 발사합시다.이때 코펜하겐은 아주 운이 좋다 하더라도 기껏해야 몇 번의 딱딱거리는 소리만 들리고 결국 죽을 것이라고 예측합니다.그러나 다중 우주의 예언은 다음과 같습니다. 항상 당신이 살아있을 것이고 그의 세계는 당신에게 의미있는 유일한 존재입니다.당신이 총 앞에 앉아 있는 한, 당신 자신의 관점에서 보면, 당신은 매 초마다 갈라지는 소리만 듣게 될 것이고, 당신은 결코 죽지 않을 것입니다. 그러나 그 세계는 당신에게 아무 의미가 없습니다)! 하지만 총에서 멀어지자마자 이 세계가 당신에게 의미를 되찾고 당신이 살아서 그것을 목격하기 때문에 쾅 하는 소리를 다시 듣게 될 것입니다.대체로 다중 우주 예언은 이렇습니다. 당신이 총 앞에 있는 한, (당신을 위해) 총은 결코 발사되지 않으며, 당신이 멀어지자마자 다시 무작위로 두드리기 시작합니다. 그래서 테스터 자신도 계속해서 Q를 듣고 잘 살아간다면 멀티버스 설명이 옳다고 크게 자신할 수 있다.그가 죽었다면 코펜하겐 해석이 맞습니다.그러나 이것은 그에게 의미가 없습니다. 모두가 죽었습니다. 여기서 인류학적 원리로 인해 혼란스러울 수 있습니다.어쨌든 총이 항상 실패할 확률은 매우, 매우 적지 않습니까(n번이면 확률은 1/2^n)?총이 당신을 위해 이런 식으로 행동해야 한다고 어떻게 말할 수 있습니까?하지만 문제는 당신에 대한 전제는 당신이 존재해야 한다는 것입니다! 이 예를 들어 보겠습니다: 당신이 남자라면 분명히 흥미로운 사실을 발견하게 될 것입니다: 당신의 아버지에게는 아들이 있고, 당신의 할아버지에게는 아들이 있고, 증조할아버지에게는 아들이 있습니다. , 전쟁과 말, 굶주림과 불임 , 그들은 생존 할 수있을뿐만 아니라 계속해서 자손을 가질 것이며 항상 아들이있을 것입니다 이것은 매우 작은 확률입니다 (당신이 여성이라면 출생 한 가족의 길로 밀어 넣을 수 있습니다).하지만 당신의 존재가 100년에 한 번뿐인 기적이라고 감정적으로 말한다면 우스꽝스러울 것이다.분명 감정을 느낄 수 있는 조건은 존재 그 자체!사실 객관적으로 가족이 n대째 아들을 가질 확률은 극히 적지만 당신과 나에게는 꼭 필요한 확률 100%!마찬가지로 어떤 사람들은 우주의 독창성을 한탄하고 창조의 확률이 너무 낮지 만 인류의 원리에 따르면 우주는 이래야합니다!Quantum Suicide에서 당신이 항상 존재하는 한 총이 발사되지 않는 것은 100% 당신을 위한 것입니다! 그러나 그것은 유감입니다. 다중 우주 설명이 옳다는 것을 발견하더라도 그것은 단지 당신만을 위한 지식일 뿐입니다.구경꾼인 우리가 염려하는 한 사실은 항상 동일합니다. 당신은 여러 발의 총에 맞아 죽은 것입니다.우리가 할 수 있는 것은 코펜하겐에 따르면 당신이 우주에서 영원히 사라졌는지 아니면 MWI에 따르면 당신이 여전히 살아 있고 어떤 세계에서 잘 지내고 있는지에 대해 당신의 시체에 대해 논쟁하는 것뿐입니다.우리 외부인이 당신이 살고 있는 세상에 투영될 확률은 극히 낮고 거의 무시할 수 있지만, 당신에게는 당신이 그 세상에 존재하는 것이 100% 필요합니다!그리고 세계는 서로 간섭할 수 없기 때문에 그 세계에서 우리에게 와서 다중 우주가 사실이라고 말할 수 없습니다! 사실 Tegmark 등은 굳이 양자 자살 실험을 설계할 필요가 없으며, 그들의 생각에 따르면 다중 우주 설명이 옳다면 누군가에게는 아무리 자살을 시도해도 죽지 않을 것입니다!그가 칼로 목을 닦았다면 칼은 슈뢰딩거 파동 방정식에 부합하는 입자 그룹으로 구성되어 있기 때문에 그 순간에 이러한 입자가 양자 터널링을 가질 가능성은 매우 매우 작지만 비현실적인 가능성이 항상 있습니다. 이 방법으로 사람의 목을 손상 없이 관통하여 사람을 살렸습니다!물론 이 확률은 극히 적지만 MWI에 따르면 일어날 수 있는 모든 일이 실제로 일어났기 때문에 이 현상은 항상 특정 세계에서 일어날 것입니다!객관적으로 말하면 이 사람은 99.99999999%의 세계에서 죽었지만 그의 주관적인 관점에서 그는 여전히 살아 있습니다!그 방법이 무엇이든, 건물에서 뛰어내리든, 레일에 누워있든, 목을 매든, 항상 그를 살게 하는 어떤 세계가 있습니다.그 사람 자신의 입장에서 보면 어떻게 죽어도 죽지 않는다! 이것은 완곡하게 양자 불멸이라고 불리는 양자 자살 사고 실험에서 파생된 이상한 이론입니다.주관적인 관점에서 볼 때 사람은 결코 자살할 수 없을 뿐만 아니라 일단 존재하기 시작하면 결코 사라지지 않을 것입니다!사람의 노화를 막는 양자 효과가 항상 존재하며 MWI에 따르면 이러한 매우 낮은 확률은 항상 실제 세계와 일치합니다!다중 우주 이론이 옳다면, 일단 의식이 존재하기 시작하면 그 자체의 관점에서 볼 때 그것은 불멸임에 틀림없다는 결론을 얻게 됩니다! (맙소사, 우리는 어떻게 다시 의식을 갖게 되었습니까!) 이것은 궁극적인 인류학적 원리라고도 알려진 인류학적 원리의 가장 강력한 버전입니다. Tegmark와 같은 다중 우주 이론의 지지자들은 그들의 제안이 이렇게 이상한 이론으로 추론되는 것을 보고 어안이 벙벙했을 것이라고 생각할 수 있습니다.펜실베니아 대학의 우주론자는 불멸이 MWI의 정통 추론이 아니라고 말해야 했습니다.그는 사람이 죽기 전에 일종의 비양자화 과정을 거치기 때문에 소위 의식이 영원히 지속될 수 없다고 말했다.불행히도 그의 변호를 믿는 사람은 거의 없었습니다. 이 질문은 틀림없이 과학자와 철학자 모두에게 흥미로울 것입니다.MWI 지지자들은 또한 우리가 여전히 의식에 대해 거의 알지 못하고 의식이 어떻게 지속적으로 존재하는지 전혀 조사되지 않았기 때문에 대규모 우주 표본에서 인간의 죽음을 단순히 무시할 수 없다고 비판할 것입니다.일부 편향된 의견은 의식이 우주의 일부 지점에 지속적으로 존재해야 한다면 의식이 항상 존재할 뿐만 아니라 영원히 지속된다는 결론을 내려야 합니다. 즉, 의식을 잃어서는 안 됩니다(예: 수면). 또는 혼수 상태).하지만 우리가 잠들지 않는 세상이 있을지도 모릅니다. 누가 알겠습니까?게다가 잠시 잠들었다가 다시 깨어나는 것도 의식에 하찮은 일이 아닌 것 같다.그리고 더 중요한 것은 아마도 많은 세계에서 당신이 무엇인지 정의하는 방법에 대한 질문일 것입니다.요컨대 여기에는 끝없는 논리적 원이 있으며 실제로 테스트할 수 있는 것은 거의 없으며 모두 비어 있습니다.나는 Popper가 그것에 만족할 것이라고 생각하지 않습니다! 자살 실험 자체에 관해서는 코펜하겐과 MWI를 테스트하기 위해 실제로 시도하는 사람은 아무도 없다고 생각합니다!어차피 실험 결과는 본인만 알고 대중에게 말할 수 없기 때문이다.그리고 불행히도 코펜하겐 해석이 맞다면 당신은 운이 없는 것입니다.아침에 도를 들으면 저녁에 죽을 수 있다고 하지만 일반적으로 도를 듣고 나서 더 의미 있는 일을 하는 것이 좋습니다.또한 실제로 총구에서 죽지 않더라도 그것이 다중 세계 예언의 결과인지 아니면 단지 운이 아주 아주 좋은 것인지 알 수 없습니다.당신이 말할 수 있는 가장 큰 것은: 나는 많은 세계가 옳다고 99.99999999% 확신을 가지고 선언합니다.그게 다야. Shikhovtsev의 최신 전기에 따르면 Everett 자신은 어떻게든 자신의 의식이 죽음으로 이어지지 않는 우주의 일부 지점을 따라 계속될 것이라고 믿었습니다(물론 그는 자살 실험에 대해 몰랐습니다).그러나 비극이자 아이러니는 그의 가족이 너무 평행우주를 믿었기 때문에 그의 딸 리즈(Liz)가 유서에서 그를 만나기 위해 다른 평행세계로 갔다고 말했다는 점이다. 이론).에버렛 가족이 실제로 어떤 세상에서 만났을 수도 있지만, 적어도 지금 우리가 있는 이 세상(그리고 대부분의 다른 세상)에서는 사람들이 사후에 부활할 수 없다는 것을 알 수 있습니다.따라서 적어도 대부분의 세계에서 가족과 친구들의 감정을 고려하여 독자들에게 과학적 열심으로 이것을 시도하지 말 것을 강력히 권고합니다. 우리는 충분히 오랫동안 많은 세계의 길을 걸어왔고 코펜하겐 학교에서 그랬던 것처럼 우리의 퀘스트는 결국 점점 더 이상해졌고 거칠고 잡초가 많고 지쳤습니다. 결국 다시 의식이 있을 것입니다. 불멸과 다른 형이상학적인 것들(이게 뭐야)!우리는 어려움에도 불구하고 여전히 후퇴하고, 도로의 원래 갈림길로 돌아가서 다른 다른 옵션이 있는지 확인합니다.그러나이 길을 떠나기 전에 언급 할 가치가있는 것이 하나 더 있는데 그것은 소위 양자 컴퓨터입니다.1977년 에버렛은 텍사스 대학에서 강의를 하자는 휠러와 드윗의 초대를 받아들였습니다. 점심 시간에 드윗은 특별히 휠러의 학생 중 한 명을 에버렛 옆에 앉게 했습니다. 힐버트 공간에 대해 물었습니다.이 학생은 David입니다.데이비드 도이치. 삼 컴퓨터의 발명은 20세기의 가장 중요한 사건 중 하나이며, 이 새로운 것의 출현은 인간 사회를 근본적으로 변화시켰고 우리의 능력은 한계를 뛰어넘어 상상할 수 없는 수준에 이르렀습니다.오늘날 컴퓨터는 우리 삶의 구석구석에 침투했으며 컴퓨터 없이는 거의 움직일 수 없습니다.무엇보다도 귀하가 읽고 있는 기록은 내 노트북에서 입력되고 편집되지만 최신 PC를 워드 프로세싱에 사용하거나 Ian을 사용하는 것은 과도할 수 있습니다.Stewart의 말에 따르면 그것은 롤스로이스를 운전하는 것과 같습니다.Royce는 우유를 배달했지만 시대의 진보 덕분에 결국 이 사치품은 수천 가구에 들어왔습니다.더군다나 오늘날의 정보화 사회에서는 교체가 너무 빨라서 2~3년에 한 번씩 노후 컴퓨터를 업그레이드해야 하는 번거로움이 있고, 자본가들에게 그 좋은 컴퓨터를 빼앗아 가는 것은 가슴 아픈 일이 아닐 수 없습니다. 축적하다. 컴퓨터 발전의 역사를 돌이켜보면 사람들은 흔히 과학기술의 급속한 발전을 한탄한다.보통 우리는 1946년 펜실베니아 대학의 에니악(ENIAC)을 세계 최초의 전자 컴퓨터라고 생각하지만, 물론 컴퓨터의 개념에 대한 정의가 다르기 때문에 사람들은 종종 독일의 Konrad Zuse를 참조합니다. 1941년에 만들어진 Z3, ABC(Atanasoff) -Berry Computer) 또는 제2차 세계 대전 중 아이오와 주립 대학에서 만든 Collosus 또는 튜링 팀이 독일 코드를 해독하기 위해 만든 Collosus입니다.어쨌든 이것들은 방 전체를 채울 수 있는 크고 다루기 힘든 것들이었고, 일부는 보기 흉한 튜브로 가득 차 있었고, 일부는 길게 늘어진 전선, 구멍 뚫린 종이나 테이프에 의한 입력 및 출력, 가볍고 섬세한 가정용 컴퓨터.그러나 겉보기에 매우 다른 이 두 가지를 수학적으로 이상화하면 미녀와 야수는 본질적으로 동일합니다!그것이 거대한 초기 컴퓨터이든 오늘날 우리가 사용하는 PC이든 상관없이 실제로 그러한 기계로 단순화될 수 있습니다. 매번 입력을 읽고 당시의 내부 상태에 따라 미리 컴파일된 규칙을 따릅니다. 해당 작업 출력: 이 작업은 출력을 쓰거나 내부 상태를 변경하거나 단순히 아무것도 하지 않거나 종료하는 것일 수 있습니다.여기서 핵심은 기계의 입력과 출력은 무한할 수 있지만 내부 상태와 규칙 테이블은 유한해야 한다는 것입니다.這個模型其實也就是一切電腦的原型，由現代電腦的奠基人之一阿蘭．圖靈（Alan Turing）提出，也稱作圖靈機（The Turing Machine）。在圖靈的原始論文中，它被描述成某種匣子樣的東西，有一根無限長的紙帶貫穿其中，一端是作為輸入，另一端則是輸出。磁帶上記錄了資訊，一般來說是0和1的序列。這台機器按照需要移動磁帶，從一端讀入資料，並且按照編好的規則表進行操作，最後在另一端輸出運算結果。 我們如今所使用的電腦，不管看上去有多精巧複雜，本質上也就是一種圖靈機。它讀入資料流程，按照特定的演算法來處理它，並在另一頭輸出結果。從這個意義上來講，奔騰4和286的區別只不過是前者更快更有效率而已，但它們同樣做為圖靈機來說，所能做到的事情其實是一樣多的！我的意思是，假如給予286以足夠的時間和輸出空間（可以記錄暫時的儲存資料），奔騰機所能做到的它同樣可以做到。286已經太高級了，即使退化成圖靈機最原始的形式，也就是只能向左或向右移動磁帶並做出相應行動的那台機器，它們所能解決的事情也是同樣多的，只不過是快慢和效率的問題罷了。 電腦所處理的資訊在最基本的層面上是二進制碼，換句話說，是和一的序列流。對電腦稍稍熟悉的朋友們都知道，我們把每一位元資訊稱作一個比特（bit，其實是binary digit的縮寫），例如資訊1010，就包含了四個bits。八個bits就等於一個byte，1024個bytes就是1K，1024K＝1M，1024M＝1G，各位想必都十分清楚了。 對於傳統的電腦來說，一個bit是資訊的最小單位。它要麼是，要麼是一，對應於電路的開或關。假如一台電腦讀入了十個bits的資訊，那相當於說它讀入了一個十位的二進制數（比方說1010101010），這個數的每一位都是一個確定的0或者1。這在人們看來，似乎是理所當然的。 但是，接下來就讓我們進入神奇的量子世界。一個bit是資訊流中的最小單位，這看起來正如一個量子！我們回憶一下走過的路上所見到的那些奇怪景象，量子論最叫人困惑的是什麼呢？是不確定性。我們無法肯定地指出一個電子究竟在哪裡，我們不知道它是通過了左縫還是右縫，我們不知道薛定諤的貓是死了還是活著。根據量子論的基本方程，所有的可能性都是線性疊加在一起的！電子同時通過了左和右兩條縫，薛定諤的貓同時活著和死了。只有當實際觀測它的時候，上帝才隨機地擲一下骰子，告訴我們一個確定的結果，或者他老人家不擲骰子，而是把我們投影到兩個不同的宇宙中去。 大家不要忘記，我們的電腦也是由微觀的原子組成的，它當然也服從量子定律（事實上所有的機器肯定都是服從量子論的，只不過對於傳統的機器來說，它們的工作原理並不主要建立在量子效應上）。假如我們的資訊由一個個電子來傳輸，我們規定，當一個電子是左旋的時候，它代表了0，當它是右旋的時候，則代表1（通常我們會以上和下來表示自旋方向，不過可能有讀者會對上旋感到困惑，我們換個稱呼，這無所謂）。現在問題來了，當我們的電子到達時，它是處於量子疊加態的。這豈不是說，它同時代表了0和1？ 這就對了，在我們的量子電腦裡，一個bit不僅只有0或者1的可能性，它更可以表示一個0和1的疊加！一個比特可以同時記錄0和1，我們把它稱作一個量子比特（qubit）。假如我們的量子電腦讀入了一個10bits的資訊，所得到的就不僅僅是一個十位的二進位數字了，事實上，因為每個bit都處在0和1的疊加態，我們的電腦所處理的是2^10個十位數的疊加！ 換句話說，同樣是讀入10bits的資訊，傳統的電腦只能處理一個十位的二進位數字，而如果是量子電腦，則可以同時處理2^10個這樣的數！ 利用量子演化來進行某種圖靈機式的計算早在七十年代和八十年代初便由Bennett，Benioff等人進行了初步的討論。到了一九八二年，那位極富傳奇色彩的美國物理學家理查．費因曼（Richard Feynman）注意到，當我們試圖使用電腦來類比某些物理過程，例如量子疊加的時候，計算量會隨著類比物件的增加而指數式地增長，以致使得傳統的模擬很快變得不可能。費因曼並未因此感到氣餒，相反，他敏銳地想到，也許我們的電腦可以使用實際的量子過程來類比物理現象！如果說類比一個疊加需要很大的計算量的話，為什麼不用疊加本身去模擬它呢？每一個疊加都是一個不同的計算，當所有這些計算都最終完成之後，我們再對它進行某種么正運算，把一個最終我們需要的答案投影到輸出中去。費因曼猜想，這在理論上是可行的，而他的確猜對了！ 一九八五年，我們那位在埃弗萊特的諄諄教導和多宇宙論的薰陶下成長起來的大衛．德義奇閃亮登場了。他仿照圖靈當年走的老路子，成功地證明了，一台普適的量子電腦是可能的。所謂普適機（universal machine）的概念可能對大家有點陌生以及令人困惑，它可以回到圖靈那裡，其基本思想是，存在某種圖靈機，把一段指令編成合適的編碼對其輸入，可以令這台機器模擬任何圖靈機的行為。我無意在這裡過於深入細節，因為那是相當費腦筋的事情，雖然其中的數學一點也不複雜。如果各位有興趣深入探索的話可以參閱一些介紹圖靈工作的文章（我個人還是比較推薦彭羅斯的《皇帝新腦》），在這裡各位所需要瞭解的無非是：我們聰明睿智的德義奇先生證明了一件事，那就是我們理論上可以建造一種機器，它可以類比任何特殊量子電腦的過程，從而使得一切形式的量子計算成為可能。傳統的電腦處理資訊流的時候用到的是所謂的布林邏輯門（Boolean Logic Gate），比如AND，OR，NOT，XOR等等。在量子電腦中只需把它們換成相應的量子邏輯門即可。 說了那麼多，一台量子電腦有什麼好處呢？ 德義奇證明，量子電腦無法實現超越演算法的任務，也就是說，它無法比普通的圖靈機做得更多。從某種確定的意義上來說，量子電腦也是一種圖靈機。但和傳統的機器不同，它的內態是不確定的，它同時可以執行多個指向下一階段的操作。如果把傳統的電腦稱為決定性的圖靈機（Deterministic Turing Machine,DTM），量子電腦則是非決定性的圖靈機（NDTM）。德義奇同時證明，它將具有比傳統的電腦大得多的效率。用術語來講，執行同一任務時它所要求的複雜性（complexity）要低得多。理由是顯而易見的，量子電腦執行的是一種平行計算，正如我們前面舉的例子，當一個10bits的資訊被處理時，量子電腦實際上操作了2^10個態！ 在如今這個資訊時代，網上交易和電子商務的浪潮正席捲全球，從政府至平民百姓，都越來越依賴於電腦和網路系統。與此同時，電子安全的問題也顯得越來越嚴峻，誰都不想駭客們大搖大擺地破解你的密碼，侵入你的系統篡改你的資料，然後把你銀行裡的存款提得精光，這就需要我們對私隱資料執行嚴格的加密保護。目前流行的加密演算法不少，很多都是依賴於這樣一個靠山，也即所謂的大數不可分解性。大家中學裡都苦練過因式分解，也做過質因數分解的練習，比如把15這個數字分解成它的質因數的乘積，我們就會得到15＝5×3這樣一個唯一的答案。 問題是，分解15看起來很簡單，但如果要分解一個很大很大的數，我們所遭遇到的困難就變得幾乎不可克服了。比如，把10949769651859分解成它的質因數的乘積，我們該怎麼做呢？糟糕的是，在解決這種問題上，我們還沒有發現一種有效的演算法。一種笨辦法就是用所有已知的質數去一個一個地試，最後我們會發現10949769651859＝4220851×2594209（數字取自德義奇的著作The Fabric of Reality），但這是異常低效的。更遺憾的是，隨著數字的加大，這種方法所費的時間呈現出幾何式的增長！每當它增加一位數，我們就要多費三倍多的時間來分解它，很快我們就會發現，就算計算時間超過宇宙的年齡，我們也無法完成這個任務。當然我們可以改進我們的演算法，但目前所知最好的演算法（我想應該是GNFS）所需的複雜性也只不過比指數性的增長稍好，仍未達到多項式的要求（所謂多項式，指的是當處理數位的位元數n增大時，演算法所費時間按照多項式的形式，也就是n^k的速度增長）。 所以，如果我們用一個大數來保護我們的秘密，只有當這個大數被成功分解時才會洩密，我們應當是可以感覺非常安全的。因為從上面的分析可以看出，想使用暴力方法，也就是窮舉法來破解這樣的密碼幾乎是不可能的。雖然我們的處理器速度每隔十八個月就翻倍，但也遠遠追不上安全性的增長：只要給我們的大數增加一兩位數，就可以保好幾十年的平安。目前最流行的一些加密術，比如公開金鑰的RSA演算法正是建築在這個基礎之上。 但量子電腦實現的可能使得所有的這些演算法在瞬間人人自危。量子電腦的並行機制使得它可以同時處理多個計算，這使得大數不再成為障礙！一九九四年，貝爾實驗室的彼得．肖（Peter Shor）創造了一種利用量子電腦的演算法，可以有效地分解大數（複雜性符合多項式！）。比如我們要分解一個二百五十位元的數位，如果用傳統電腦的話，就算我們利用最有效的演算法，把全世界所有的電腦都聯網到一起聯合工作，也要花上幾百萬年的漫長時間。但如果用量子電腦的話，只需幾分鐘！一台量子電腦在分解二百五十位元數的時候，同時處理了10^500個不同的計算！ 更糟的事情接踵而來。在肖發明了他的演算法之後，一九九六年貝爾實驗室的另一位科學家洛弗．格魯弗（Lov Grover）很快發現了另一種演算法，可以有效地搜索未排序的資料庫。如果我們想從一個有n個記錄但未排序的資料庫中找出一個特定的記錄的話，大概只好靠隨機地碰運氣，平均試n/2次才會得到結果，但如果用格魯弗的演算法，複雜性則下降到根號n次。這使得另一種著名的非公開金鑰系統加密演算法，DES面臨崩潰。現在幾乎所有的人都開始關注量子計算，更多的量子演算法肯定會接連不斷地被創造出來，如果真的能夠造出量子電腦，那麼對於現在所有的加密演算法，不管是RSA，DES，或者別的什麼橢圓曲線，都可以看成是末日的來臨。最可怕的是，因為量子並行運算內在的機制，即使我們不斷增加密碼的位元數，也只不過給破解者增加很小的代價罷了，這些加密術實際上都破產了！ 二○○一年，IBM的一個小組演示了肖的演算法，他們利用七個量子比特把15分解成了3和5的乘積。當然，這只是非常初步的進展，我們還不知道，是否真的可以造出有實際價值的量子電腦，量子態的糾纏非常容易退相干，這使得我們面臨著技術上的嚴重困難。雖然二○○二年，斯坦弗和日本的科學家聲稱，一台矽量子電腦是可以利用現在的技術實現的，二○○三年，馬里蘭大學的科學家們成功地實現了相距0.7毫米的兩個量子比特的互相糾纏，一切都在向好的方向發展，但也許量子電腦真正的運用還要過好幾十年才會實現。這個專案是目前最為熱門的話題之一，讓我們且拭目以待。 就算強大的量子電腦真的問世了，電子安全的前景也並非一片黯淡，俗話說得好，上帝在這裡關上了門，但又在別處開了一扇窗。量子論不但給我們提供了威力無比的計算破解能力，也讓我們看到了另一種可能性：一種永無可能破解的加密方法。這是另一個炙手可熱的話題：量子加密術（quantum cryptography）。如果篇幅允許，我們在史話的最後會簡單描述一下這方面的情況。這種加密術之所以能夠實現，是因為神奇的量子可以突破愛因斯坦的上帝所安排下的束縛那個宿命般神秘的不等式。而這，也就是我們馬上要去討論的內容。 但是，在本節的最後，我們還是回到多宇宙解釋上來。我們如何去解釋量子電腦那神奇的計算能力呢？德義奇聲稱，唯一的可能是它利用了多個宇宙，把計算放在多個平行宇宙中同時進行，最後匯總那個結果。拿肖的演算法來說，我們已經提到，當它分解一個二百五十位數的時候，同時進行著10^500個計算。德義奇憤憤不平地請求那些不相信MWI的人解釋這個事實：如果不是把計算同時放到10^500個宇宙中進行的話，它哪來的資源可以進行如此驚人的運算？他特別指出，整個宇宙也只不過包含大約10^80個粒子而已。但是，雖然把計算放在多個平行宇宙中進行是一種可能的說法（雖然聽上去仍然古怪），其實MWI並不是唯一的解釋。基本上，量子電腦所依賴的只是量子論的基本方程，而不是某個解釋。它的模型是從數學上建築起來的，和你如何去解釋它無干。你可以把它想像成10^500個宇宙中的每一台電腦在進行著計算，但也完全可以按照哥本哈根解釋，想像成未觀測（輸出結果）前，在這個宇宙中存在著10^500台疊加的電腦在同時幹活！至於這是如何實現的，我們是沒有權利去討論的，正如我們不知道電子如何同時穿過了雙縫，貓如何同時又死又活一樣。這聽起來不可思議，但在許多人看來，比起瞬間突然分裂出了10^500個宇宙，其古怪程度也半斤八兩。正如柯文尼在《時間之箭》中說的那樣，即使這樣一種電腦造出來，也未必能證明多世界一定就比其它解釋優越。關鍵是，我們還沒有得到實實在在可以去判斷的證據，也許我們還是應該去看看還有沒有別的道路，它們都通向哪些更為奇特的方向。 四 我們終於可以從多世界這條道路上抽身而退，再好好反思一下量子論的意義。前面我們留下的那塊意識怪獸的牌子還歷歷在目，而在多宇宙這裡我們的境遇也不見得好多少，也許可以用德威特的原話，立一塊精神分裂的牌子來警醒世人注意。在哥本哈根那裡，我們時刻擔心的是如何才能使波函數坍縮，而在多宇宙那裡，問題變成了我在宇宙中究竟算是個什麼東西。假如我們每時每刻都不停地被投影到無數的世界，那麼究竟哪一個才算是真正的我呢？或者，我這個概念乾脆就應該定義成由此刻開始，同時包含了將來那n條宇宙岔路裡的所有我的一個集合？如果是這樣的話，那麼量子永生聽起來就不那麼荒誕了：在這個集合中我總在某條分支上活著嘛。假如你不認同，認為我只不過是某時某刻的一個存在，隨著每一次量子測量而分裂成無數個新的不同的我，那麼難道我們的精神只不過是一種暫態的概念，它完全不具有連續性？生活在一個無時無刻不在分裂的宇宙中，無時無刻都有無窮個新的我的分身被製造出來，天知道我們為什麼還會覺得時間是平滑而且連續的，天知道為什麼我們的自我意識的連續性沒有遭到割裂。 不管是哥本哈根還是多宇宙，其實都是在努力地試圖解釋量子世界中的這樣一個奇妙性質：疊加性。正如我們已經在史話中反覆為大家所揭示的那樣，當沒有觀測前，古怪的量子精靈始終處在不確定的狀態，必須描述為所有的可能性的疊加。電子既在這裡又在那裡，在實際觀測之前並不像以前經典世界中我們不言而喻地假定的那樣，有一個唯一確定的位置。當一個光子從A點運動到B點，它並不具有經典力學所默認的一條確定的軌跡。相反，它的軌跡是一團模糊，是所有可能的軌跡的總和！而且不單單是所有可能的空間軌跡，事實上，它是全部空間以及全部時間的路徑的總和！換句話說，光子從A到B，是一個過去、現在、未來所有可能的路線的疊加。在此基礎之上費因曼建立了他的路徑積分（path integral）方法，用以計算量子體系在四維空間中的機率振幅。我們在史話的前面已經看到了海森堡的矩陣和薛定諤的波，費因曼的路徑積分是第三種描述量子體系的手段。但同樣可以證明，它和前兩者是完全等價的，只不過是又一種不同的數學表達形式罷了。配合費因曼圖，這種方法簡單實用，而且非常巧妙。把它運用到原子體系中，我們會驚奇地發現在絕大部分路徑上，作用量都互相抵消，只留下少數可能的軌道，而這正和觀測相符！ 我們必須承認，量子論在現實中是成功的，它能夠完美地解釋和說明觀測到的現象。可是要承認疊加，不管是哥本哈根式的疊加還是多宇宙式的疊加，這和我們對於現實世界的常識始終有著巨大的衝突。我們還是不由地懷念那流金的古典時代，那時候現實世界仍然保留著高貴的客觀性血統，它簡單明確，符合常識，一個電子始終有著確定的位置和動量，不以我們的意志或者觀測行為而轉移，也不會莫名其妙地分裂，而只是一絲不苟地在一個優美的宇宙規則的統治下按照嚴格的因果律而運行。哦，這樣的場景溫馨而暖人心扉，簡直就是物理學家們夢中的桃花源，難道我們真的無法再現這樣的理想，回到那個令人懷念的時代了嗎？ 且慢，這裡就有一條道路，打著一個大看板：回到經典。它甚至把愛因斯坦拉出來作為它的代言人：這條道路通向愛因斯坦的夢想。天哪，愛因斯坦的夢想，不就是那個古典客觀，簡潔明確，一切都由嚴格的因果性來主宰的世界嗎？那裡面既沒有擲骰子的上帝，也沒有多如牛毛的宇宙拷貝，這是多麼教人心動的情景。我們還猶豫什麼呢，趕快去看看吧！ 時空倒轉，我們先要回到一九二七年，回到布魯塞爾的第五屆索爾維會議，再回味一下那場決定了量子論興起的大辯論。我們在史話的第八章已經描寫了這次名留青史的會議的一些情景，我們還記得法國的那位貴族德布羅意在會上講述了他的導波理論，但遭到了泡利的質疑。在第五屆索爾維會議上，玻爾的互補原理還剛剛出臺，粒子和波動還正打得不亦樂乎，德布羅意的導波正是試圖解決這一矛盾的一個嘗試。我們都還記得，德布羅意發現，每當一個粒子前進時，都伴隨著一個波，這深刻地揭示了波粒二象性的難題。但德布羅意並不相信玻爾的互補原理，亦即電子同時又是粒子又是波的解釋。德布羅意想像，電子始終是一個實實在在的粒子，但它的確受到時時伴隨著它的那個波的影響，這個波就像盲人的導航犬，為它探測周圍的道路的情況，指引它如何運動，也就是我們為什麼把它稱作導波的原因。德布羅意的理論裡沒有波恩統計解釋的地位，它完全是確定和實在論的。量子效應表面上的隨機性完全是由一些我們不可知的變數所造成的，換句話說，量子論是一個不完全的理論，它沒有考慮到一些不可見的變數，所以才顯得不可預測。假如把那些額外的變數考慮進去，整個系統是確定和可預測的，符合嚴格因果關係的。這樣的理論稱為隱變數理論（Hidden Variable Theory）。 德布羅意理論生不逢時，正遇上偉大的互補原理出臺的那一刻，加上它本身的不成熟，於是遭到了眾多的批評，而最終判處它死刑的是一九三二年的馮諾伊曼。我們也許還記得，馮諾伊曼在那一年為量子論打下了嚴密的數學基礎，他證明了量子體系的一些奇特性質比如無限後退。然而在這些之外，他還順便證明了一件事，那就是：任何隱變數理論都不可能對測量行為給出確定的預測。換句話說，隱變數理論試圖把隨機性從量子論中趕走的努力是不可能實現的，任何隱變數理論不管它是什麼樣的註定都要失敗。 馮諾伊曼那華麗的天才傾倒每一個人，沒有人對這位二十世紀最偉大的數學家之一產生懷疑。隱變數理論那無助的努力似乎已經逃脫不了悲慘的下場，而愛因斯坦對於嚴格的因果性的信念似乎也註定要化為泡影。德布羅意接受這一現實，他在內心深處不像玻爾那樣頑強而充滿鬥志，而是以一種貴族式的風度放棄了他的觀點。整個三、四十年代，哥本哈根解釋一統天下，量子的不確定性精神深植在物理學的血液之中，眾多的電子和光子化身為波函數神秘地在宇宙中彌漫，眾星拱月般地烘托出那位偉大的智者尼爾斯．玻爾的魔力來。 一九六九年諾貝爾物理獎得主蓋爾曼後來調侃地說：玻爾給整整一代的物理學家洗了腦，使他們相信，事情已經最終解決了。 約翰．貝爾則氣忿忿地說：德布羅意在一九二七年就提出了他的理論。當時，以我現在看來是丟臉的一種方式，被物理學界一笑置之，因為他的論據沒有被駁倒，只是被簡單地踐踏了。 誰能想到，就連像馮諾伊曼這樣的天才，也有陰溝裡翻船的時候。他的證明不成立！馮諾伊曼關於隱函數理論無法對觀測給出唯一確定的解的證明建立在五個前提假設上，在這五個假設中，前四個都是沒有什麼問題的，關鍵就在第五個那裡。我們都知道，在量子力學裡，對一個確定的系統進行觀測，我們是無法得到一個確定的結果的，它按照隨機性輸出，每次的結果可能都不一樣。但是我們可以按照公式計算出它的期望（平均）值。假如對於一個確定的態向量Φ我們進行觀測X，那麼我們可以把它坍縮後的期望值寫成。正如我們一再強調的那樣，量子論是線性的，它可以疊加。如果我們進行了兩次觀測X，Y，它們的期望值也是線性的，即應該有關係： ＝＋ 但是在隱函數理論中，我們認為系統光由態向量Φ來描述是不完全的，它還具有不可見的隱藏函數，或者隱藏的態向量H。把H考慮進去後，每次觀測的結果就不再隨機，而是唯一確定的。現在，馮諾伊曼假設：對於確定的系統來說，即使包含了隱函數H之後，它們也是可以疊加的。即有： ＝＋ 這裡的問題大大地有。對於前一個式子來說，我們討論的是平均情況。也就是說，假如真的有隱函數H的話，那麼我們單單考慮Φ時，它其實包含了所有的H的可能分佈，得到的是關於H的平均值。但把具體的H考慮進去後，我們所說的就不是平均情況了！相反，考慮了H後，按照隱函數理論的精神，就無所謂期望值，而是每次都得到唯一的確定的結果。關鍵是，平均值可以相加，並不代表一個個單獨的情況都能夠相加！ 我們這樣打比方：假設我們扔骰子，骰子可以擲出1-6點，那麼我們每扔一個骰子，平均得到的點數是3.5。這是一個平均數，能夠按線性疊加，也就是說，假如我們同時扔兩粒骰子，得到的平均點數可以看成是兩次扔一粒骰子所得到的平均數的和，也就是3.5＋3.5＝7點。再通俗一點，假設ABC三個人同時扔骰子，A一次扔兩粒，B和C都一次扔一粒，那麼從長遠的平均情況來看，A得到的平均點數等於B和C之和。 但馮諾伊曼的假設就變味了。他其實是假定，任何一次我們同時扔兩粒骰子，它必定等於兩個人各扔一粒骰子的點數之和！也就是說只要三個人同時扔骰子，不管是哪一次，A得到的點數必定等於B加C。這可大大未必，當A擲出12點的時候，B和C很可能各只擲出一點。雖然從平均情況來看A的確等於B加C，但這並非意味著每回合都必須如此！ 馮諾伊曼的證明建立在這樣一個不牢靠的基礎上，自然最終轟然崩潰。終結他的人是大衛．玻姆（David Bohm），當代最著名的量子力學專家之一。玻姆出生於賓夕法尼亞，他曾在愛因斯坦和奧本海默的手下學習（事實上，他是奧本海默在伯克利所收的最後一個研究生），愛因斯坦的理想也深深打動著玻姆，使他決意去追尋一個回到嚴格的因果律，恢復宇宙原有秩序的理論。一九五二年，玻姆復活了德布羅意的導波，成功地創立了一個完整的隱函數體系。全世界的物理學家都吃驚得說不出話來：馮諾伊曼不是已經把這種可能性徹底排除掉了嗎？現在居然有人舉出了一個反例！ 奇怪的是，發現馮諾伊曼的錯誤並不需要太高的數學技巧和洞察能力，但它硬是在二十年的時間裡沒有引起值得一提的注意。David Mermin揶揄道，真不知道它自發表以來是否有過任何專家或者學生真正研究過它。貝爾在訪談裡毫不客氣地說：你可以這樣引用我的話：馮諾伊曼的證明不僅是錯誤的，更是愚蠢的！ 看來我們在前進的路上仍然需要保持十二分的小心。 飯後閒話：第五公設 馮諾伊曼栽在了他的第五個假設上，這似乎是冥冥中的天道迴圈，二○○○年前，偉大的歐幾里德也曾經在他的第五個公設上小小地絆過一下。 無論怎樣形容《幾何原本》的偉大也不會顯得過分誇張，它所奠定的公理化思想和演繹體系，直接孕育了現代科學，給它提供了最強大的力量。《幾何原本》把幾何學的所有命題推理都建築在一開頭給出的五個公理和五個公設上，用這些最基本的磚石建築起了一幢高不可攀的大廈。 對於歐氏所給出的那五個公理和前四個公設（適用於幾何學的他稱為公設），人們都可以接受。但對於第五個公設，人們覺得有一些不太滿意。這個假設原來的形式比較冗長，人們常把它改成一個等價的表述方式：過已知直線外的一個特定的點，能夠且只能夠作一條直線與已知直線平行。長期以來，人們對這個公設的正確性是不懷疑的，但覺得它似乎太複雜了，也許不應該把它當作一個公理，而能夠從別的公理中把它推導出來。但二○○○年過去了，竟然沒有一個數學家做到這一點（許多時候有人聲稱他證明了，但他們的證明都是錯的）！ 歐幾里德本人顯然也對這個公設感到不安，相比其他四個公設，第五公設簡直複雜到家了（其他四個公設是：一，可以在任意兩點間劃一直線。二，可以延長一線段做一直線。三，圓心和半徑決定一個圓。四，所有的直角都相等）。在《幾何原本》中，他小心翼翼地儘量避免使用這一公設，直到沒有辦法的時候才不得不用它，比如在要證明任意三角形的內角和為一百八十度的時候。 長期的失敗使得人們不由地想，難道第五公設是不可證明的？如果我們用反證法，假設它不成立，那麼假如我們匯出矛盾，自然就可以反過來證明第五公設本身的正確性。但如果假設第五公設不成立，結果卻導致不出矛盾呢？ 俄國數學家羅巴切夫斯基（N. Lobatchevsky）正是這樣做的。他假設第五公設不成立，也就是說，過直線外一點，可以作一條以上的直線與已知直線平行，並以此為基礎進行推演。結果他得到了一系列稀奇古怪的結果，可是它們卻是一個自成體系的系統，它們沒有矛盾，在邏輯上是自洽的！一種不同於歐幾里得的幾何非歐幾何誕生了！ 從不同於第五公設的其他假設出發，我們可以得到和歐幾里得原來的版本稍有不同的一些定理。比如三角形內角和等於一百八十度是從第五公設推出來的，假如過一點可以作一條以上的平行線，那麼三角形的內角和便小於一百八十度了。反之，要是過一點無法作已知直線的平行線，結果就是三角形的內角和大於一百八十度。對於後者來說容易想像的就是球面，任何看上去平行的直線最終必定交匯。比方說在地球的赤道