平行宇宙中存在的自己（我們都是薛丁格的貓）

2023-05-23 02:20:21 1

來源：圖靈教育

有人不知道薛丁格的貓嗎？

恐怕沒有。這隻貓甚至比薛丁格本諤還要出名。

當你隨機地對一個人說起「薛丁格」的時候，他（她）首先想到的恐怕是一隻喵星人，而不是那個奔兒頭鋥亮的奧地利大叔。

這也不難理解，誰會不喜歡小萌物呢？巴普洛夫的狗名聲也比巴普洛夫本響亮。不過，狗子跟著巴老師就是聽鈴吃飯，但喵星人要配合薛老師完成一套高難度動作，叫做又死又活。

薛丁格的貓這個實驗完全不能用常理去理解，就如我們人類不能理解喵主子在想什麼。有趣的是，喵主子越讓我們無法理解，我們就越愛它們，而薛丁格的這個實驗越詭異，人們就越覺得它酷酷的。從這個角度講，用貓做這個實驗，真是天才的設計。

不過，在驚呼「不明覺厲」之後，在覺得自己「仿佛懂了」之後，你難道就沒有那麼一絲絲好奇嗎？貓怎麼可能又死又活呢？那是一種什麼樣的狀態？是一秒鐘死下一秒鐘活嗎？還是病怏怏的像死了又沒死？

薛丁格的貓是一個思想實驗。這意味著兩點：第一、薛老師不是虐貓狂魔；第二、這個實驗的比喻意義大於實際意義。你在語文課上也許造過這樣的句子——「今天風真大，好像有一隻嘴巴像地平線一樣寬的猴子對著地球打了個噴嚏」——這不意味著真的存在那麼大的一隻猴子。

薛老師只是想借這隻貓比喻一下量子力學裡的疊加態。

為了說清楚這個著名的比方，我們先來打個不著名的比方（當然這也只是個比方）。

如果你把一枚硬幣扔到空中，那麼你會知道，它有一半的可能正面朝上，有一半的可能反面朝上，但在它落地之前，你無法知道最終到底哪面朝上，你知道的只是兩種結果出現的概率。此時，硬幣的狀態就有點像疊加態。

假設硬幣正面朝上，盒子裡的毒氣會被釋放，盒子裡那隻薛丁格的貓會死，而硬幣反面朝上，盒子裡的毒氣不釋放，薛丁格的貓不死。那麼這隻貓到底會怎樣，我們當然要等硬幣靜止了才知道。如果它一直在半空中翻滾，我們就無法知道這隻貓的命運。

你可以把量子力學所描述的粒子理解為一種神奇的硬幣，你不看它的時候，它會一直在半空中翻滾，一旦你看它了，它就會迅速落地，在多種可能之間讓你看到一個明確的結果。

回到薛丁格的貓，這就意味著，你不看，硬幣就不落地，貓的生死就是個謎。硬幣在空中翻滾，時而正面朝上，時而反面朝上，於是貓不死不活，又死又活。一旦你去看了，硬幣就落地了，薛丁格的貓不是死了，就是活著。

詩人說，你愛或不愛，愛就在那裡，不增不減。到了量子力學這裡，你看，粒子就在那裡，你不看，它就不知道在哪裡。這樣一看，顯然還是愛比較大方。

如果你依然覺得這一切無法理解，那也沒什麼。薛老師也覺得這很扯。薛丁格之所以會提出這個關於貓的思想實驗，其實是為了說明量子力學不夠靠譜——一隻貓又死又活，還有什麼比這更荒謬呢？

量子力學確實很奇怪，很多很厲害的科學家都覺得無法理解。愛因斯坦就說過，上帝不扔骰子，而薛丁格說過，愛老師說得對（誤）。

在當年關於量子力學的學術論戰中，愛老師和薛老師同屬一個陣營。他們認為，粒子本身不存在什麼詭異的特點，那些詭異的結論只能說明人們還不夠了解它們。他們的對面是海森堡、玻爾等另一群大神。對於愛因斯坦的反對意見，海老師的回應是，不要告訴上帝怎麼做。言外之意就是，子非上帝，安知上帝不扔骰子？

哪邊贏了呢？簡單粗暴地說，愛老師和薛老師輸了。技術日新月異，人們不斷發現，玻爾和海森堡一派對微觀粒子的描述更加符合實驗觀察到的結果。

從某種角度來說，薛丁格的貓也成了一個梗。薛老師本來想用這個思想實驗說明粒子不可能這麼奇怪，但實際上它就是這麼奇怪。

那麼，微觀粒子到底為什麼這麼奇怪呢？科學家還在研究。人們圍繞著這種不確定性提出了若干種不同的解釋，其中最有名的一個解釋，大概是平行宇宙。

根據平行宇宙的理論，薛丁格的貓其實不止一隻。每一種隨機的結果都會出現，只不過不同的結果出現在不同的宇宙中，不同的宇宙之間是平行的，一個宇宙裡的居民無法直接感覺到另一個宇宙的存在。也就是說，把貓放入生死隨機的境地之後，人們再去觀察這隻貓時，宇宙就「分裂」成了兩個，一個出現死掉的貓，一個出現活著的貓。

如果這是真的，那麼我們每一個人都是薛丁格的貓。

你可以想一想，從小到大你遇到過多少隨機事件？也許你偶然學了現在的專業，也許你偶遇了現在的對象，也許連你能出生這件事也是偶然。如果平行宇宙真的存在，那麼在另一個宇宙裡，你也許是個藝術家，你的對象也許是個明星……當然，這是幸運的情況，在不幸運的宇宙中，你的父母也許沒有結婚，你也許壓根兒就不存在，也許在某些平行宇宙裡，人類全體都不存在。

宇宙中每時每刻都在發生很多概率性的事件，如果每個概率性的事件都會導致宇宙分裂，那麼平行宇宙的數量將趨近無窮。

這聽上去簡直比薛丁格的貓又死又活更加奇怪，但這確實是一種可能。

我們是否可以尋找甚至利用平行宇宙？這是一個有趣的問題。這就像在問，薛丁格的貓會不會自己跑出盒子，幹預實驗。

這當然不會是個容易的過程，不要說去找，就連我們能夠看到的世界都是有限的。光子進入我們的視野，我們才能看到發出光子的物體。宇宙138億歲，我們只能看到奔跑了138億光年的光子所呈現的圖像。但這又不能直接等同於138億光年的範圍，因為宇宙本身並不是靜止不動的，它在膨脹。

事實上，我們所熟悉的常規物質只佔全宇宙的5%左右。暗能量佔據了宇宙的68%左右，暗物質佔據了宇宙的27%左右。在這個我們本以為熟悉卻意外變得陌生的宇宙中，還有蟲洞、黑洞等等奇特的存在，還可能有我們無法感覺到的第N維。地球之外，是一個廣袤而詭異的怪誕世界。

但這不是人類止步的理由，而是讓我們燃起探索欲的起點。

薛丁格的貓是1935年提出的思想實驗，距今不到一百年。在此之後二三十年，平行宇宙學說出現。人們確信暗物質和暗能量存在，是20世紀80年代之後的事了。緊密相關的量子物理和現代宇宙學都是非常年輕的學科。對於它們來說，最精彩的旅程剛剛開始。

你難道不想和它們同行嗎？

量子、暗能量、暗物質、引力透鏡、弦理論、多維空間……你對這些不明覺厲的詞語有多好奇？也許你不能滿足於看看科幻電影，聊聊腦洞小說，你很想知道科學家此時此刻到底在做什麼。也許你想找的，不是花裡胡哨的噱頭，而是最紮實、最乾貨、最誠懇的科普。

也許你要找的，就是這兩本書——

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譯者：逸寧

定價：49.00元

本書從當前可觀測宇宙出發，通過追溯極早期宇宙，講解了宇宙的誕生與可能的結局，並結合天文觀測與物理學研究中的「暗物質」與「暗能量」問題，帶領讀者探索了宇宙中不可見的「額外維度」，以及奇妙的多重時空區域。本書語言通俗、線索清晰、節奏輕快、層層深入，不僅描繪出了宇宙的整體圖景，還探討了當前宇宙研究中待解決的關鍵問題，是宇宙學入門的科普佳作。

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書中以回答「宇宙由什麼構成」以及「我們為什麼存在」這兩個人類最原始、樸素的疑問為線索，通過結合最新的基本粒子物理和天體物理研究，用風趣幽默的語言和比喻，從全新的視角講述了「宇宙的本原結構」和「自然的本原法則」，清晰描繪出了當前人類研究體系下的宇宙整體圖景，並講解了宇宙中「暗物質」「暗能量」等概念，是了解自然和宇宙「黑暗秘密」的科普佳作。