本哈根解釋”當人們未觀測時,電子在兩條縫位置都有存在的概率;但是,一旦被測量了,比如說測得該電子在左縫位置,電子有了準確的位置,它在該點的概率為1,其他點的概率為0。也就是說,該電子的波函數在被測量的瞬間“塌縮”到了該點。
玻爾把觀察者及其意識引入了量子力學,使其與微觀粒子的運動狀態發生聯系。但觀察者和“塌縮”的解釋并不十分清晰和令人信服,也受到了很多科學家的質疑。例如,塌縮是如何發生的,是在一瞬間就發生,還是要等到光子進入人們的眼睛并在視網膜上激起電脈沖信號后才開始。
多世界解釋
那么,有沒有辦法繞過這所謂的“塌縮”和“觀測者”,從本應研究客觀規律的物理學中剔除觀察者的主觀成分呢。
埃弗雷特由此提出了一個大膽的想法如果波函數沒有“塌縮”,則它必定保持線性增加。也就是說,上述實驗中電子即使再觀測后仍然處在左右狹縫的疊加狀態。
埃弗雷特由此進一步提出人們的世界也是疊加的,當電子穿過雙縫后,處于疊加態的不僅僅是電子,還包括整個的世界。也就是說,當電子經過雙縫后,出現了兩個疊加在一起的世界,在其中的一個世界里電子穿過了左邊的狹縫,而在另一個世界里,電子則通過了右邊的狹縫。
這樣,波函數就無需“塌縮”,去隨機選擇左還是右,因為它表現為兩個世界的疊加生活在一個世界中的人們發現在他們那里電子通過了左邊的狹縫,而在另一個世界中,人們觀察到的電子則在右邊。
以“薛定諤的貓”來說,埃弗雷特指出兩只貓都是真實的。有一只活貓,有一只死貓,但它們位于不同的世界中。問題并不在于盒子中的發射性原子是否衰變,而在于它既衰變又不衰變。當觀測者向盒子里看時,整個世界分裂成它自己的兩個版本。這兩個版本在其余的各個方面是完相同的。唯一的區別在于其中一個版本中,原子衰變了,貓死了;而在另一個版本中,原子沒有衰變,貓還活著。
前述所說的“原子衰變了,貓死了;原子沒有衰變,貓還活著”這兩個世界將完相互獨立平行地演變下去,就像兩個平行的世界一樣。量子過程造成了“兩個世界”,這就是埃弗雷特前衛的“多世界解釋”。
這個解釋的優點是薛定諤方程始終成立,波函數從不塌縮,由此它簡化了基本理論。它的問題是設想過于離奇,付出的代價是這些平行的世界都是同樣真實的。這就難怪有人說“在科學史上,多世界解釋無疑是目前所提出的最大膽、最野心勃勃的理論。”
歷史發展中的思想雛形
公元前5世紀,德謨克利特就提出“無數世界”的概念,認為“無數世界”是原子通過自身運動形成的。他說“原子在虛空中任意移動著,而由于它們那種急劇、凌亂的運動,就彼此碰撞了,并且,在彼此碰在一起時,因為有各種各樣的形狀,就彼此勾結起來,這樣就形成了世界及其中的事物,或毋寧說形成了無數世界。”
公元前1世紀,盧克萊修指出,在我們這個“可見的世界”之外還存在著“其他的世界”,居住著“其他的人類和野獸的種族。”
公元前4世紀,伊壁鳩魯表述了世界多元性的思想“存在著無限多個世界,它們有的像我們的世界,有的不像我們的世界。”“在一切世界里,都有我們這個世界里所見到的動物、植物以及其他事物。”
1714年,萊布尼茨提出了他的“可能世界”的概念,設想在必然世界(可觀測的宇宙)范圍之外還存在著無窮多個“可能世界”。
他認為世界由無限的單子組合而成,單子之間沒有因果關系,而是某種前定的和諧關系,單子雖然各自獨立,但它們之間有品極高低的差異。萊布尼茲把某個現實事件的出現,例如,具體的人,闡釋