“美丽心灵”的另一个版本——数学家埃弗雷特

今天我们就为大家带来多世界理论的提出者休·埃弗雷特的故事——多世界理论是怎么提出的,以及埃弗雷特不太幸运的一生。
撰文 | Graeme Stemp-Morlock
“美丽心灵”的另一个版本——数学家埃弗雷特】翻译 | Nothing
审校 | zhenni
他也同样有着一颗“美丽心灵”,这位来自普林斯顿大学的才华横溢的数学家提出了很多深刻的见解。不不,我们所说的不是约翰·纳什(电影《美丽心灵》的故事原型,数学家,1994年诺贝尔经济学奖得主),我们今天要讲的故事里也没有诺贝尔奖、畅销传记和奥斯卡获奖影片的影子。我们要说的是关于同样引人入胜的休·埃弗雷特的故事,他是量子力学中多世界理论的提出者。
埃弗雷特的生平故事并不像罗素·克劳饰演的约翰·纳什那样传奇且广为人知。来自加州的新闻采访人员彼得·拜恩(Peter Byrne)在2000年听了他的朋友、斯坦福大学的物理学家斯蒂芬·申克(Stephen Shenker)关于“多世界理论”的介绍之后,对这个数学和物理学天才的故事产生了浓厚的兴趣。
这位经验丰富的采访人员于是开始了走访,随着调查的深入,埃弗雷特的故事和他的形象渐渐清晰了起来……
想法的诞生
埃弗雷特早年的家庭生活是非常不健全的。他参过军的父亲和艺术家母亲离婚的时候需要前往墨西哥办理离婚手续。埃弗雷特一直都没有真正和同样患有抑郁症的母亲和解,但他很崇拜自己的父亲。
不论怎样,埃弗雷特在学术上总是表现得非常杰出。在普林斯顿大学研究生院的第一年,他与许多颇具创造性的博弈论专家往来并撰写了一篇论文,这篇论文至今仍被认为是该学科的经典之作。
第二年,埃弗雷特引起了令人尊敬的约翰·惠勒(John Wheeler)的注意。惠勒是量子力学和广义相对论的重要奠基者之一,后来成了埃弗雷特的论文指导老师。埃弗雷特的博士论文包含了他革命性的多世界理论。
拜恩在会见埃弗雷特的独子马克(Mark)时发现了有关这一理论的新材料,马克是“鳗鱼(Eels)”乐队的领队。在他的地下室里,马克一箱一箱地存放着他父亲的物品和文件。
拜恩说:“地下室是传记作家的梦想之地,他们希望在这里可以找到一些之前从未被披露过的材料。我在那里找到了原始论文的手稿。我找到了三篇关于他理论中某些关键思想的小论文,这些小论文揭示了他当时的真实想法。事实上,这重新激起了很多关于埃弗雷特(的工作)真正内涵的讨论。”
 “美丽心灵”的另一个版本——数学家埃弗雷特
文章插图
1964年的休·埃弗雷特
埃弗雷特当时正在研究量子力学中关于测量的根本难题。20世纪20年代,量子理论的一些奠基人在哥本哈根会面,他们给出了量子力学的“标准解释”:在观测之前,量子物体并不处于某一个确定的状态,而是处于波函数所描述的多种状态混合在一起的叠加态。以薛定谔笔下的猫为例,这只猫在一个盒子里处于生和死的叠加态。然而,当进行测量时,波函数会发生“塌缩”,量子系统会进入一个特定状态。
但埃弗雷特对这一解释并不满意。本质上,他想知道为什么仅仅因为观察者与波函数发生相互作用,波函数就会发生塌缩。他认为,如果观察者与被观察的体系纠缠在一起,就不需要引入塌缩的概念。相反,由于观察者和被观察者之间的关联,观察者会分裂成多个副本。每一个量子力学所预言的可能性都是一直存在的——例如猫的生和死——只是它们存在于两个平行的世界中。
惠勒被这个想法深深震撼,并将这个想法介绍给量子力学的泰山北斗尼尔斯·玻尔,后者主要接受量子力学的哥本哈根解释。但玻尔对此不以为然。因此,这篇论文被删减了近四分之三然后重新编排,以尽量减少与玻尔的分歧。当它在1957年被发表时,并没有引起太多的关注。
命途多舛的多世界理论
玻尔的拒绝令埃弗雷特不悦,但他并不打算留在学术界。在他的论文发表之前,他已经开始为五角大楼的一个智囊团工作,研究该如何打核战争。在那里,他发现放射性沉降物造成的破坏比任何人想象的都要严重得多。他还致力于优化兼具进攻和防御系统的“成本效益”。他还为第一个单一的集成操作程序编写了许多原始软件,即“绝密氢弹目标清单”。