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文檔簡介

1、平行世界的基本理論簡介平行世界的基本理論是:任何可能發(fā)生在以前的事情都在其他某個世界發(fā)生了,所有你所做的選擇和決定,沒選的方案仍在其他世界繼續(xù)發(fā)展。 平行宇宙(Multiverse、Parallel universe ,或者叫多重宇宙論,指的是一種在物理學里尚未被證實的理論,根據(jù)這種理論,在我們的宇宙之外,很可能還存在著其他的宇宙,而這些宇宙是宇宙的可能狀態(tài)的一種反應,這些宇宙可能其基本物理常數(shù)和我們所認知的宇宙相同,也可能不同。平行宇宙經(jīng)常被用以說明:一個事件不同的過程或一個不同的決定的后續(xù)發(fā)展是存在于不同的平行宇宙中的;這個理論也常被用于解釋其他的一些詭論,像關于時間旅行的一些詭論,像 一

2、顆球落入時光隧道,回到了過去撞上了自己因而使得自己無法進入時光隧道解決此詭論除了假設時間旅行是不可能的以外,另外也可以以平行宇宙做解釋,根據(jù)平行宇宙理論的解釋:這顆球撞上自己和沒有撞上自己是兩個不同的平行宇宙,如此云云等。是否有另一個你正在閱讀和本文完全一樣的一篇文章?那個家伙并非你自己,卻生活在一個有著云霧繚繞的高山、 一望無際的原野、 喧囂嘈雜的城市,和其它7 顆行星一同圍繞一顆恒星旋轉,并且也叫做“地球 ”的行星上?他(她)一生的經(jīng)歷和你每秒鐘都相同。 然而也許她此刻正準備放下這篇文章而你卻打算看下去。這種 “分身 ”的想法聽起來奇怪而又難以置信,但似乎我們不得不接受它,因為它已為各種天

3、文觀測的結果所支持。 如今最流行同時也最簡單的宇宙模型指出,離我們大約10A(10A28)米外之處存在一個和我們的銀河一模一樣的星系,而那其中正有個一模一樣的你 。 雖然這距離大得超乎人們的想象,卻毫不影響你的“分身 ”存在的真實性。 該想法最初起源于很簡單的“自然可能性”而非現(xiàn)代物理所假設:宇宙在尺寸上無限大(或者至少足夠大),并且象天文觀測指出的那樣均勻的分布著物質(zhì)。 既然如此,按照統(tǒng)計學規(guī)律便可以斷定,所有的事件(無論多么相似或者相同)都會發(fā)生無數(shù)次:會有無數(shù)個孕育人類的星球,它們之中會有和你一模一樣的人一模一樣的長相、 名字 、 記憶甚至和你一模一樣的動作、 選擇這樣的人還不止一個,確

4、切的說,是無窮多個最新的宇宙學觀測表明,平行宇宙的概念并非一種比喻。 空間似乎是無限的。 如果真是這樣,一切可能會發(fā)生的事情必然會發(fā)生,不管這些事有多荒唐。 在比我們天文觀測能企及范圍遠得多的地方,有和我們一模一樣的宇宙。 天文學家甚至計算出它們距地球的平均距離 。你很可能永遠見不到你的“影子 ”們 。 你能觀測到的最遠距離也就是自大爆炸以來光所行進的最遠距離:大約140億光年,即4X10A26米定義了我們可觀測視界的大小,或者簡單地說,宇宙的大小,又叫做哈勃體積。 同樣的,另一個你所在的宇宙也是個同樣大小的球體。 以上便是對“平行宇宙 ”最直觀的解釋。 每個宇宙都是更大的“多重宇宙 ”的一小

5、部分 。第三層次:量子平行世界第一層和第二層多重宇宙預示的平行世界相隔如此之遙遠,超出了天文學家企及的范圍。 但下一層多重宇宙卻就在你我身邊。 它直接源于著名的、 備受爭議的量子力學解釋任何隨機量子過程都導致宇宙分裂成多個,每種可能性一個。量子平行宇宙。 當你擲骰子,它看起會隨機得到一個特定的結果。 然而量子力學指出,那一瞬間你實際上擲出了每一個狀態(tài),骰子在不同的宇宙中停在不同的點數(shù)。 其中一個宇宙里,你擲出了 1,另一個宇宙里你擲出了 26然而我們僅能看到全部真實的一小部分其中一個宇宙。20 世紀早些年,量子力學理論在解釋原子層面現(xiàn)象方面的成功掀起了物理學革命。在原子領域下,物質(zhì)運動不再遵守

6、經(jīng)典的牛頓力學規(guī)律。 在量子理論解釋它們?nèi)〉貌毮砍晒Φ耐瑫r卻引發(fā)了爆炸性激烈的爭論。 它到底意味著什么?量子理論指出宇宙并不像經(jīng)典理論描述的那樣,決定宇宙狀態(tài)的是所有粒子的位置和速度,而是一種叫作波函數(shù)的數(shù)學對象 。 根據(jù)薛定鄂方程,該狀態(tài)按照數(shù)學家稱之為“統(tǒng)一性 ”的方式隨時間演化,意味著波函數(shù)在一個被稱為“希爾伯特空間”的無窮維度空間中演化。 盡管多數(shù)時候量子力學被描述成隨機和不確定,波函數(shù)本身的演化方式卻是完全確定,沒有絲毫隨機性可言的。關鍵問題是如何將波函數(shù)與我們觀測到的東西聯(lián)系起來。 許多合理的波函數(shù)都導致看似荒謬不合邏輯的狀態(tài),比如那只在所謂的量子疊加下同時處于死和活兩種狀態(tài)的貓。

7、 為了解釋這種怪異情形,在20 實際 20 年代,物理學家們做了一種假設:當有人試圖觀察時,波函數(shù)立即“坍塌 ”成經(jīng)典理論中的某種確定狀態(tài)。 這個附加假設能夠解決觀測發(fā)現(xiàn)的問題,然而卻把原本優(yōu)雅和諧統(tǒng)一的理論變得七拼八湊,失去統(tǒng)一性。 隨機性的本質(zhì)通常歸咎于量子力學本身就是這些不順眼假設的結果。許多年過去了,物理學家們逐漸拋棄了這種假設,轉而開始接受普林斯頓大學畢業(yè)生Hugh Everett在1957年提出的一種觀點。他指出 波函數(shù)坍塌”的假設完全是多余的。純粹的量子理論實際上并不產(chǎn)生任何矛盾。 它預示著這樣一種情形:一個現(xiàn)實狀態(tài)會逐漸分裂成許多重疊的現(xiàn)實狀態(tài),觀測者在分裂過程中的主觀體驗僅僅

8、是經(jīng)歷完成了一個可能性恰好等于以前“波函數(shù)坍塌假設結果”的輕微的隨機事件。 這種重疊的傳統(tǒng)世界就是第三層多重宇宙 。四十多年來,物理界為是否接受Everett 的平行世界猶豫不決,數(shù)度反復。 但如果我們將之區(qū)分成不同視點分別來看待,就會更容易理解。 研究它數(shù)學方程的物理學家們站在外部的視點,好像飛在空中的鳥審視地面;而生活在方程所描述世界里的觀測者則站在內(nèi)部的視點,就好比被鳥俯瞰的一只青蛙。在鳥看來,整個第三層多重宇宙非常簡單只用一個平滑演化的、 確定的波函數(shù)就能就能描繪它而不引發(fā)任何分裂或平行。 被這個演化的波函數(shù)描繪的抽象量子世界內(nèi)部卻包含了大量平行的經(jīng)典世界。 它們一刻不停的分裂、 合并

9、,如同經(jīng)典理論無法描述的一堆量子現(xiàn)象 。 在青蛙看來,觀察者感知的只有全部真相的一小部分。 它們能觀測到自己所在那個第一層宇宙,但是一種模仿波函數(shù)坍塌效果而又保留統(tǒng)一性、 被稱為 “去相干 ”的作用卻阻礙他們觀測到與之平行的其他宇宙。每當觀測者被問及一個問題、 做一個決定或是回答一個問題,他大腦里的量子作用就導致復合的結果,諸如“繼續(xù)讀這篇文章”和 “放棄閱讀本文”。 在鳥看來,“作出決定”這個行為導致該人分裂成兩個,一個繼續(xù)讀文章而另一個做別的去了。 而在青蛙看來,該人的兩個分身都沒有意識到彼此的存在,它們對剛才分裂的感知僅僅是經(jīng)歷了個輕微的隨機事件 。 他們只知道“自己 ”做了什么決定,而

10、不知道同時還有一個“他 ”做了不同的決定。盡管聽起來很奇怪,這種事情同樣發(fā)生在前面講過的第一層多重宇宙中。 顯然,你剛作出了 “繼續(xù)閱讀本文”的決定,然而在很遠很遠的另一個銀河系中的另一個你在讀過第一段之后就放下了雜志。 第一層宇宙和第三層宇宙唯一的區(qū)別就是“另一個你 ”身處何處 。 第一層宇宙中,他位于距你很遠之處通常維度空間概念上的“遠 ”。 第三層宇宙中,你的分身住在另一個量子分支中,被一個維度無限的希爾伯特空間分隔開來。第三層多重宇宙的存在基于一個至關重要的假設:波函數(shù)隨時間演化的統(tǒng)一。 所幸迄今為止的實驗都不曾與統(tǒng)一性假設背離。 在過去幾十年里我們在各種更大的系統(tǒng)中證實了統(tǒng)一性的存在

11、:包括碳-60 布基球和長達數(shù)公里的光纖中。 理論反面,統(tǒng)一性也被“去相干 ”作用的發(fā)現(xiàn)所支持。【 see 100 Years of Quantum Mysteries, by Max Tegmark and JohnArchibald Wheeler;Scientific American, February 2001】 只有一些量子引力方面的理論物理學家對統(tǒng)一性提出置疑,其中一個觀點是蒸發(fā)中的黑洞有可能破壞統(tǒng)一性,應該是個非統(tǒng)一性過程。但最近一項被叫做“AdS/CF干致”的弦理論方面的研究成果暗示:量子引力領域也具有統(tǒng)一性,黑洞并不抹消信息,而是把它們傳送到了別處。如果物理學是統(tǒng)一的,那么

12、大爆炸早期量子波動是如何運作的那幅標準圖畫將不得不改寫 。 它們并非隨機產(chǎn)生某個初始條件,而是產(chǎn)生重疊在一起的所有可能的初始條件,同時存在 。 然后, “去相干 ”作用保證它們在各自的量子分支里像傳統(tǒng)理論那樣演化下去。 這就是關鍵之處:一個哈勃體積內(nèi)不同量子分支(即第三層多重宇宙)演化出的分布結果與不同哈勃體積內(nèi)同一個量子分支(即第一層多重宇宙)演化出的分布結果是毫無區(qū)別的。量子波動的該性質(zhì)在統(tǒng)計力學中被稱為“遍歷性 ”。同樣的原理也可以適用在第二層多重宇宙。 破壞對稱性的過程并不只產(chǎn)生一個獨一無二的結果,而是所有可能結果的疊加。 這些結果之后按自己的方向發(fā)展。 因此如果在第三層多重宇宙的量子

13、分支中物理常數(shù)、 時空維度等各不相同的話,那些第二層平行宇宙同樣也將各不相同。換句話說,第三層多重宇宙并沒有在第一層和第二層上增加任何新東西,只是它們更加難以區(qū)分的復制品罷了同樣的老故事在不同量子分支的平行宇宙間一遍遍上演。 對Everett理論一度激烈的懷疑便在大家發(fā)現(xiàn)它和其他爭議較少的理論實質(zhì)相同之后銷聲匿 跡了 。毫無疑問,這種聯(lián)系是相當深層次的,物理學家們的研究也才處于剛剛起步階段。 例如,考察那個長久以來的問題:隨著時間流逝,宇宙的數(shù)目會以指數(shù)方式暴漲嗎?答案是令人驚訝的“不 ”。 在鳥看來,全部世界就是由單個波函數(shù)描述的東西;在青蛙看來,宇宙?zhèn)€數(shù)不會超過特定時刻所有可區(qū)別狀態(tài)的總數(shù)

14、也即是包含不同狀態(tài)的哈勃體積的總數(shù)諸如行星運動到新位置、和某人結蠟或是別的什么,這些都是新狀態(tài)。在10A8開溫度以 下,這些量子狀態(tài)的總數(shù)大約是10人(10A118)個,即最多這么多個平行宇宙。這是個龐大 的數(shù)目,卻很有限。從青蛙的視點看,波函數(shù)的演化相當于從這10A(10A118)個宇宙中的一個跳到另一個現(xiàn)在你正處在宇宙A-此時此刻你正在讀這句話的宇宙里。現(xiàn)在你跳到宇宙B-你正 在閱讀另一句話那個宇宙里。宇宙B存在一個與宇宙A一摸一樣的觀測者,僅多了幾秒 中額外記憶。 全部可能狀態(tài)存在于每一個瞬間。 因此 “時間流逝 ”很可能就是這些狀態(tài)之間的轉換過程最初在 Greg Egan在1994所著

15、的科幻小說Permutation City中提出的想法,而后被牛津大學的物理學家 David Deutsch和自由物理學家Julian Barbour等人發(fā)展開來。 實例解說 時間機器與平行世界什么是平行宇宙?假設你手里拿著一片樹葉,全世界獨一無二的一片樹葉,當然啦,世界上沒有兩片完全相同的葉子么。 能不能換種看法呢:你手里拿著無數(shù)片樹葉,只不過它們?nèi)家荒R粯樱跁r間空間上疊合在一起了,所以你只能看見一片樹葉,呵呵,有點詭辯,但也沒錯吧。 甚至連你自己都有無限多個,只不過疊在一起了,在某種特定條件下沒準會分一個出來呢。 雙面維若尼卡?不是啦,分出來的不止你一個人,整個世界那會跟著分出去了,于

16、是有兩個互不相干的世界,其中各有一個一模一樣的你,只是你們倆永遠都不會碰到一起,也就無從知道對方的存在,這就是所謂平行宇宙了。往高深里說,這牽涉到量子物理學,往淺顯里說,估計大家小時候閑來沒事也想到過這個。官方說法都不盡統(tǒng)一,平行宇宙(parallel universe),平行世界(parallel world), 多重宇宙(multiverse),反正你知道是什么意思就行啦。比如邁克福克斯回到過去撮合老爸老媽的婚姻,嘩,電光一閃,世界分裂,邁克回去的并不是自己原先的那個世界,而是另外一個一模一樣的平行世界,這兩個平行世界在邁克回來之前是完全一模一樣,重合在一起的,邁克一出現(xiàn),就橋歸橋路歸路了

17、。 在分出來的這個平行世界里邁克其實愛干嘛就干嘛吧,就算娶了本該當自己老媽的那個女人,也不會造成自己消失的。這么一說時間旅行就講得通了,回到過去并不能改變現(xiàn)在,而是創(chuàng)造出另外一個新的世界來 。 就算殺你祖母,殺的也是另一個世界里的祖母。 不過這樣一來阿諾回去殺琳達就沒有道理了,因為就算他得手,也不干現(xiàn)在什么事,只是改變了另一個世界的發(fā)展走向。而且這樣一來,很多英雄行為就缺乏動機了,難怪好萊塢不喜歡這樣的理論。不過有了理論,總會用得著,李連杰不就在 宇宙追緝令 的平行宇宙中來來回回趕了一通么 。 李連杰的平行宇宙稱作"先置平行宇宙",就是說不管你玩不玩時空挪移,無限多個宇宙原

18、本就存在,有本事你就可以在里面竄來竄去。 相對來說還有一種理論就是"后置平行宇宙",只有你時空旅行,改變了歷史,才會有新的平行世界分化出來。 說到底也就是個先有雞還是先有蛋的問題,沒什么可多爭論的。1、 人不可能回到過去,因為發(fā)生過的事情怎么可能再出現(xiàn)一次呢?(M 支持此看法)有一個叫“祖母悖論 ”的理論很好的證明了人不可能回到過去。 理論是這樣講的:假如一個人回到過去把他的祖母給殺了(在這個人的母親還沒有出生前),就是說他祖母死了,因此來講這個人的母親也就沒出生,這個人也就不可能再出生。 而歷史的發(fā)展到現(xiàn)在,按理來說這個人是不存在的。 而現(xiàn)實中這個人的確是存在的。 這兩個情況就出現(xiàn)了相互矛盾的情況 。 從而證明了人是不能回到過去的。 (不知道啰嗦了半天,有人明白沒)2、 人可以回到過去,同時又提出了另一個概念“平行宇宙論”。 就是說一個人回到她第一種情況,祖母的時代,從那一時刻開始,宇宙的發(fā)展及演化就分成了兩個平行的宇宙他把他的祖母Kill 了,在第一個

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