量子力学中的多世界解释：平行宇宙真的存在吗？

量子力学中的多世界解释：平行宇宙真的存在吗？

引用

国家自然科学基金委员会

等

7

来源

1.

https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info93889.htm

2.

http://jandan.net/p/118962

3.

https://www.sohu.com/a/767108929_100164422

4.

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%E9%87%8D%E5%AE%87%E5%AE%99%E8%AB%96

5.

https://zh-cn.futuroprossimo.it/2024/03/viviamo-davvero-in-un-multiverso/

6.

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E5%AD%B8%E8%A9%AE%E9%87%8B

7.

https://www.editverse.com/zh-CN/%E5%B9%B3%E8%A1%8C%E5%AE%87%E5%AE%99/

量子力学中的多世界解释：平行宇宙真的存在吗？

1957年，美国物理学家休·埃弗雷特三世提出了一个令人震撼的理论：每当一个量子事件发生时，宇宙就会分裂成多个平行世界，每个世界都对应着不同的测量结果。这就是著名的“多世界解释”（Many-Worlds Interpretation，简称MWI），它为平行宇宙的存在提供了理论基础。

在量子力学中，粒子的状态可以用波函数来描述，而波函数可以同时存在于多个可能状态的叠加中。例如，在著名的双缝实验中，一个电子可以同时穿过两个缝隙，并在屏幕上产生干涉图案。但当我们试图测量电子究竟穿过哪个缝隙时，它似乎“选择”了一个确定的路径。

这种现象引发了著名的“测量问题”：为什么量子系统在未被观测时处于叠加态，而在观测后却坍缩到一个确定状态？埃弗雷特的多世界解释提供了一个独特的答案：实际上并没有所谓的“坍缩”，而是宇宙在每次测量时都会分裂成多个平行宇宙，每个可能的结果都在某个宇宙中实现。

尽管多世界解释在数学上是自洽的，但它在科学界一直存在巨大争议。主要的质疑点包括：

1. 缺乏实验证据：目前还没有直接证据证明平行宇宙的存在。虽然一些理论预测（如宇宙微波背景辐射中的异常）曾被解读为支持多世界解释，但这些证据并不充分。

2. 可检验性问题：平行宇宙之间没有信息交流，这意味着我们无法直接观测或验证它们的存在。这引发了一些哲学上的质疑：一个无法被实验证实的理论是否还能被称为科学？

3. 理论复杂性：多世界解释需要假设无数个平行宇宙的存在，这在哲学上被称为“实体增殖”。一些科学家认为，相比之下，其他解释（如哥本哈根解释）更为简洁。

尽管存在争议，多世界解释仍然对科学和哲学产生了深远影响：

1. 量子计算：多世界解释为量子计算提供了理论基础。在量子计算机中，量子比特可以同时处理多个计算路径，这可以被理解为在多个平行宇宙中同时进行计算。

2. 哲学思考：多世界解释引发了对现实本质、自由意志和决定论的深刻思考。如果每次选择都会导致宇宙分裂，那么我们所理解的“现实”可能只是无数可能性中的一种。

3. 科幻启发：多世界解释激发了大量科幻作品的创作，从电影《星际穿越》到小说《三体》，平行宇宙的概念已经深深植根于现代文化中。

虽然目前多世界解释仍属于理论探讨阶段，但随着量子力学和宇宙学的发展，我们可能会获得更多线索。例如，一些理论预测，如果平行宇宙存在，它们之间的相互作用可能在宇宙微波背景辐射中留下痕迹。

无论最终答案如何，多世界解释都为我们提供了一个独特的视角，让我们重新思考宇宙的本质和我们在其中的位置。正如物理学家理查德·费曼所说：“我们的想象力已经被发挥到了极致。不是像小说中那样想象不存在的事物，而是准确地理解那些确实存在的事物。”