多世界理论MWI——平行宇宙？

但有另一种模型，它将“观察者”这个碍手碍脚的东西从物理中一脚踢开了，这就是量子论的“多世界解释”（Many Worlds Interpretation, MWI）如果说整个宇宙只是严格的按照波函数来演化，电子即使在观测后仍然处在左右叠加中，只不过我们的世界本身也是这叠加的一部分。也就是说当电子经过双缝以后，出现了两个叠加在一起的世界，在其中一个世界里，电子穿过了左边的狭缝，而在另一个世界里，它通过了右边狭缝。波无需坍缩去选择左或者右，事实上两种可能都发生了，生活在一个世界中的人们观察到的是左，而另一个则是右，量子过程造成了“两个世界”！这就是量子论的多世界解释（MWI）。

这样一来，就不再为薛定谔的猫困扰了，只不过是宇宙分裂成了两个，一个宇宙的猫死了，另一个的猫还活着。从宇宙诞生以来，已经经过无数次5这样的分裂，它的数量以几何数增长，很快趋于无穷。我们就是在这无穷宇宙中的一个。借着这个理论拍出了很多科幻悬疑的电影，比如《彗星来的那一夜》，看的人应该知道其中就是应用了这个相似的平行宇宙理论，很有意思。只不过有些宇宙离我们很近，那是在家谱树上刚刚分出来的，而那些从远古时代就和我们分道扬镳的则可能非常不同。有可能在某个宇宙中，恒星并没有撞地球，恐龙依旧是主宰。或者在更多宇宙里，因为物理常数的不适合，根本就没有生命。

不过讲道理，这种“平行宇宙”的理论在当时被认为是一种谬误，知道20世纪70年代，才再次重新重视。针对人们对MWI普遍存在的误解，近年来科学家也在试图为其正名，澄清宇宙本身实际并未在物理上真的“分裂”，只是一个比喻而已。

抛开哥本哈根“观测者”引发波函数坍缩这一过程，MWI认为，根本就没有所谓的坍缩，任何时刻，任何孤立系统的波函数都严格的按照薛定谔方程以U过程演化，如果系统处在状态叠加，它必定永远按照叠加状态演化。在现实状态中，很难找到一个不与外界进行能量交换的孤立系统，除非——除非是我们的宇宙！虽然宇宙只有一个波函数，但这个极为复杂的波函数却包含了许许多多互不干涉的“子世界”，宇宙整体态适量实际上事许许多多子矢量的叠加和，每一个子矢量都是在某个“子世界”中的投影，分别代表了薛定谔方程一个可能的解。

对于一个生活在一维上的一个“质点人”，它所生活的整个世界，就是一条特定的直线，对于这个质点人来说，它只能感知到这个直线上的东西，而对别的一无所知。而对于一个二维矢量上的东西，它是可以投影在X和Y轴上的，如果有两个质点人A和B，他们分别生活在X和Y轴两条直线上。对于A君来说，它门对矢量的感知只是它投影在X轴上的长度，而对B来说，他对该二维矢量的感知也只是它投影在Y轴上的长度（信息）。因为A和B生活在两个“世界”里，所以它们的感觉是不一样的。但事实上，“真实的”矢量只有一个，它是A和B所感觉到的“叠加”！

我们的宇宙也是如此，“真实的、完全的”宇宙态适量存在于一个非常高维（甚至是无限维）的希尔伯特空间钟，但这个高维空间却由许多低维“世界”所构成，正如我们的三维空间可以看成由许多二维平面构成一样，每个“子世界”都只能感受到那个真实世界矢量在其中的投影。因此在每个“世界”感觉到的宇宙事不同。

继续之前的假设，A活在X上，B活在Y上，这样一来我们将会发现，两个质点人对对方所生活的世界是一无所知的。原因很简单：因为X轴和Y轴相互垂直，X轴在Y轴上没有投影，反之亦然。这个时候我们说两个师姐师正交的orthogonal，不相干的。但实际上，除了这种垂直相交的很特殊的例子，你会发现如果随机取两条直线作为两个“子世界”，它门很可能一个在另一个上会有投影。那样的话，就给了A偷窥B世界的机会，虽然是扭曲的。对于这样的两个世界来说，态适量在它们上的投影在很大程度上仍然是彼此关联，或者说相干的。B和A在一定程度上仍能感知对方。

但为什么我们很少感知、甚至穿越到我们的平行世界中去呢？是因为在二维平面取两条直线，它门有很大程度是相干的，在三维空间中任取两个平面作为“世界”情况也好不到哪儿去。但是，如果我们放到高维空间中来考虑，随便取两个切片（或者即使是像现在我们世界的三维空间），其互相正交的程度很可能要比二维中的来得大，因为它有比二维多得多的维数，即自由度，彼此在任意方向上的干涉程度自然大大减少。如若在一个非常非常高的高维空间中，你随便取两条直线（平面）都是基本垂直的。

所以，当我们之谈论微观物体时，牵涉到的粒子数量是极少的，用以模拟它的希尔伯特空间维数相对便也较低。而一旦我们考虑宏观层面事件，例如用仪器去测量，或者我们亲自去观察，我们就引入了一个极为复杂的态适量和一个维数极高的希尔伯特空间。在这样一个高维空间中，两个“世界”之间的联系被自然的抹平了，它门互相正交，彼此失去了联系！

其实一句话来说就是：宏观和微观之间的关键区别，就在于其牵涉到维度（自由度）的不同。

这里所说的空间、维度，都是只构造量子态矢量所依存的希尔伯特空间，而非真实时空。世界上，所有的“世界”都处于同一维物理时空中，只不过它门量子态的映射因为相互正交而无法彼此感受到对方而已。MWI的一个副产品是，他又重新回归了经典的决定论：宇宙只有一个波函数，它按照薛定谔方程唯一确定地演化。