寻找多重宇宙
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|埃弗莱特从无人问津到炙手可热|

布莱斯·德威特(Bryce DeWitt)使埃弗莱特的观点首先为专家所了解,进而间接地为大众所关注。德威特从一开始就关注到了埃弗莱特的观点,1957年,他和埃弗莱特不断进行书信往来。事实上,埃弗莱特在《现代物理学评论》上所发表的论文的脚注中提到的对比,即人们感觉不到这种分裂与人们感觉不到地球在运动之间的比较,都要归功于这些书信往来。德威特年长埃弗莱特近八岁(他出生于1923年1月8日),1943年毕业于哈佛大学。因为战争,直到1949年他才拿到博士学位(也在哈佛大学),并相继在印度和欧洲〔他的妻子是一位法国物理学家,名叫塞西尔·默莱特(Cecile Morette)〕待了较短的一段时间,之后他定居在教堂山上(Chapel Hill)的北卡罗来纳大学,在那里,他从事量子引力理论的研究。

1968年,他已经是该领域的资深人物了。当时,身为物理学家和科学哲学家的马克思·雅默(Max Jammer)拜访了德威特。马克思·雅默正打算写一本书,介绍量子物理学及其各种诠释。令德威特吃惊的是,马克思·雅默从未听说过埃弗莱特,而且他还突然间意识到,埃弗莱特1957年的论文几乎已经被人遗忘了。(在他以前所写的书中,马克思·雅默曾在脚注的目录里提到过埃弗莱特1957年的论文,但是,马克思·雅默根本没有读过这篇论文。这种情况在别人的著作中也是屡见不鲜的。)鉴于埃弗莱特不再从事物理学工作,德威特下定决心要尽力改变这种情况,后来他写了一篇关于多世界诠释的文章,1970年9月发表在《今日物理》上。正是这篇文章使许多物理学家(包括我自己)关注到了埃弗莱特的理论。该理论指出“宇宙在不断地分裂成许多宇宙,这些宇宙相互间是不可见的,但它们都同样是真实的世界”;该理论还探讨了薛定谔的猫,并阐明“量子跃迁会发生在每一个星球、每一个星系,宇宙中的每一个偏僻的角落。每次量子跃迁都会将我们地球上的世界分裂成无数个自我复制品”。

德威特在描述他第一次接触多世界概念的时候说:“我仍然清晰地记得,当我第一次遇到多世界概念时所受到的震动。10100+个略有缺陷的自我复制品,都在不停地分裂成进一步的复制品,到最后已经面目全非。这种想法是很难符合常识的。这是一种彻头彻尾的精神分裂症。” 他打了一个比喻,“(该)状态向量就像一棵有无数分支的树”。但他还指出,“一个有限宇宙的波函数本身一定只包含有限数量的分支”。根据相关记载〔参见尤金·史科夫特瑟夫(Eugene Shikhovtsev)的文章〕,埃弗莱特曾说,他“当然赞成德威特介绍他的(埃弗莱特的)理论的方式”。

德威特的学生尼尔·格雷厄姆(Neill Graham)在博士论文中,进一步详细阐述了埃弗莱特的许多观点。而且德威特和格雷厄姆于1973年共同编辑出版了《量子力学的多世界诠释》(The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics)文集,其中收录了埃弗莱特未经删改的博士论文,埃弗莱特以及惠勒在《现代物理学评论》上发表的论文,还收录了《今日物理》上的一篇文章。正是这本书使得“多世界诠释”这个术语为大众所熟悉。在此书序言的开头,两位编者指出“这种由多世界构成的现实……反映出宇宙在不断分裂”。1974年,马克思·雅默的书〔1〕问世了,书中着重介绍了多世界诠释。雅默写道,“多重宇宙理论无疑是迄今为止科学史上最大胆和最雄心勃勃的理论之一”。

德威特和格雷厄姆把埃弗莱特和多世界诠释介绍给了其他物理学家。1976年12月,一篇名为《量子物理学与现实》(Quantum Physics and Reality)的文章发表在科幻杂志《模拟》(Analog)的“科学事实”专栏中,该文章使得这一理论得到了更为广泛的传播。这篇文章的副标题写道:“可供选择的宇宙不只是科幻作家的噱头,它们还是量子物理学家的救命稻草!”这篇文章的作者迈克尔·泰博(Michael Talbot)和劳埃德·比格(Lloyd Biggle Jr.)在此文中清楚地阐明了这种观点。

与《量子力学的多世界诠释》文集比较,更多的人(尤其是学生)喜欢阅读《模拟》,这使得埃弗莱特的形象深入人心。此时,德威特和惠勒都任职于奥斯汀(Austin)的德克萨斯大学。1977年,他们在那里组织了一次会议,讨论意识以及计算机能否有意识的问题。埃弗莱特应邀出席了这次会议,并且成为此次会议的明星,他为众多的听众做了演讲,因为烟瘾很重,他在四个小时的演讲中被特别允许吸烟。这是那个礼堂有史以来唯一的一次例外。

这是埃弗莱特最后一次“公开露面”,也是他以著名科学家的身份唯一的一次露面。但在奥斯汀之旅中,发生在他身上的最重要的事件,也许是他与来自英格兰的戴维·多伊奇(David Deutsch)的会面。戴维·多伊奇是惠勒的学生,实际上,他也是德威特的学生。他对量子物理方程所描述的“宇宙”极感兴趣。一天午饭时,他们两个人认真地探讨了这个问题,多伊奇回忆说,埃弗莱特对“状态向量”这个更抽象的技术术语不是很感兴趣,却对“多宇宙”这个术语表现出了极大的热情。

多伊奇后来成为多世界观点的主要倡导者。他现在任职于牛津大学,最近,他揭示了多世界诠释中量子世界的概率规则是如何自然生成的——这种方式使我们对概率测量结果产生了错觉,从而取得了重大突破。

但如果说埃弗莱特的量子物理学解释有一个美好结局的话,他本人就不那么幸运了。约翰·巴里(John Barry)曾是埃弗莱特的一个同事,他把埃弗莱特描述成一个“卓越、狡猾、不可靠”的人。〔1〕他是一个冷酷的人,酷爱电脑,对家人来说他却是个陌生人,他烟瘾极重、酗酒成性(可能是个酒鬼),而且饮食也不健康——他与任何愿意听的人争论,他会大声疾呼,医疗科学认为胆固醇具有危害性是错误的。1982年7月19日,埃弗莱特因心脏病发作逝世,享年51岁,医疗科学取得了最后的胜利。从他在《现代物理学评论》上发表文章,到他去世的那一天,已经过去了25年。1996年,埃弗莱特的女儿利兹(Liz)自杀身亡。1998年,他的妻子南希死于肺癌——原因可能是由于长期呼吸埃弗莱特的二手烟。唯一幸存的家庭成员是休·埃弗莱特的儿子马克(Mark),他是摇滚乐队——鳗鱼乐队(Eels)的词作者和主唱。他忧郁的音乐风格使我们洞悉了在这样一位不正常父亲的教导下,他过着怎样的生活。我们只能希望在其他的宇宙中,他们能生活得好一些。

这使我想起一件事,这件事使得人们难以接受多世界诠释。就这么多的宇宙而言,多世界诠释真是太浪费了。从物理和数学领域看,多世界诠释非常有意义,而且它所提出的假设是特别精简的——埃弗莱特所做出的唯一假设是方程在告诉我们真相。但是,正如德威特所说,“10100+个略有缺陷的自我复制品,都在不停地分裂成进一步的复制品,而最后面目全非。这个想法是很难符合常识的”。

让我们直面这种理论吧——我们人类真正感兴趣的问题是:我们如何到达这里?我们自己的世界将到哪里去?要解释我们在这里这个事实,你真的只需要一个物理世界吗?以上是人们过去的想法。但是,在过去的20年里,人们越来越清楚地看到我们的宇宙有些古怪——怪就怪在它使我们能够在这里提出这样的问题。这就为我们认真思索多重宇宙提供了强大的动力,我们可以不考虑埃弗莱特在这一主题原型上的变化有哪些具体的优点。是量子物理学给我们提供了研究多重宇宙构想的一个坚实的科学基础,但却是宇宙中存在的一系列巧合让我们首先看到了研究多重宇宙构想的必要性。

〔1〕《量子力学的哲学》,威利(Wiley)文学出版公司,纽约。

〔1〕《科学美国人》(Scientific American),2007年12月,第78页。