20世纪20年代的德国波恩,可以算得上是全世界理论物理的中心。在以尼尔斯·玻尔为领导的哥本哈根理论物理研究所里,众星云集,玻尔、海森堡、玻恩、狄拉克等是其中的主要代表人物。这个理论物理研究所以对量子力学的创造性研究和哲学解释而举世闻名,由此形成了有着巨大影响力的“哥本哈根学派”。该学派坚持以实验结果检验自己的理论,不惧打破经典力学的禁锢,尤其重视量子微观世界同宏观世界的联系。
1930年,玻尔和海森堡在《量子论的物理学基础》一书中提出:粒子不会处于一种确定的状态,而是在某一时刻处于各种可能的状态(即量子叠加态),只有在我们观测它时,它才会选择自己应该具有确定的位置还是具有确定的动量。这就是著名的不确定性原理的“哥本哈根诠释”。直至目前,它仍是量子理论中的标准诠释之一,在整个自然科学以及哲学的发展和研究中都起着非常重要的作用。
但是,“哥本哈根诠释”也带来了很多科学和哲学方面的问题和争论。它的中心思想认为“观察决定状态”,我们之所以能感知到我们身边真实的世界,是因为我们在观测它,所以万事万物才表现出了这种确定的状态。但是,作为物理学家中的保守派,爱因斯坦和薛定谔都认为“哥本哈根诠释”得出的结论是荒谬的,因此有了爱因斯坦的名言“上帝不会掷骰子”和薛定谔的思想实验“薛定谔的猫”。爱因斯坦和薛定谔当初绝不会想到,他们的观点在今天恰恰成为了展现量子力学有多么奇特的绝佳例子。
然而,在同样反对“哥本哈根诠释”的物理学家阵营中,还存在一种不同于爱因斯坦和薛定谔的另一种观点,后来也发展成为一个全新的理论,它就是由美国物理学家休·埃弗雷特提出的关于不确定性原理的“多世界诠释”。“多世界诠释”不同意“哥本哈根诠释”中“观测之前存在无数种可能性,观测后波函数坍缩成唯一确定的结果”的观点,而是认为“观测使无数种可能性分别在其他世界都变得真实存在”。
埃弗雷特的理论所要表达的意思是:我们的世界并非唯一真实的世界,量子不确定性中的每一种可能的情形,都通过不同的路径对应着与我们的世界不同的其他平行世界。这样一来,“薛定谔的猫”就有了另一种不可思议的解释:如果在我们的世界里,猫死了,那么在另一个世界里,猫还活着。如果不确定性原理代表着存在无限多种可能性,那么就必定存在无限多种可能的平行世界。应该说,“多世界诠释”尽管绕开了由“哥本哈根诠释”所带来的“随机性”问题,但它的怪异程度并不亚于“哥本哈根诠释”。
其实说到底,“多世界诠释”也仅是代表了一种存在“其他可能世界”的可能,作为人类个体,我们并不能感知到“其他可能的世界”的存在。但我们可以确定的是,量子力学的发展为20世纪和21世纪的科学技术的进步作出了巨大的贡献,在核能、电子电器、激光和计算机芯片等领域,都起了决定性的作用。但不可否认的是,量子理论至今仍然让人困惑,如果承认“哥本哈根诠释”,那么,宇宙之所以存在以及宇宙的运转,似乎都是由概率和运气决定的,世界是随机的。这合理吗?所以,我们不得不思考这个问题:“哥本哈根诠释”和“多世界诠释”,到底哪一个更接近我们所观察到的真实世界?
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