量子力学|你相信多重宇宙假说吗?很遗憾,这个理论错了( 二 )


于是 , 对于每个由叠加态中的一个分支所描述的观察者来说 , 波函数的塌缩似乎已经在主观水平上发生 , 而他只感知到一个确定的结果 。 很显然埃弗雷特的观点是错误的 , 因为 , 如果只有一个世界 , 而这个世界中只有一个观察者 , 那么他的论证就是不成立的 , 观察者的感知状态同样是不确定的 。
美国物理学家迪威特注意到了这个问题 , 他与他的学生格拉汉姆给出了更清晰的表述 。 他们认为 , 在测量过程中 , 初始波函数描述的世界分裂为许多个相互不可观察但同样真实的世界分支 , 他们中的每一个都对应于整个系统叠加态中的一个确定的成员态 。 在每个单独的世界分支中 , 一次测量只产生一个确定的结果 , 但各个世界分支中的结果并不相同 。
这就是后来被世人所熟知的多世界解释 。
多世界解释是正确的吗?
事实上 , 多世界的解释存在严重的问题 , 不仅有哲学上的问题 , 也有物理和数学上的困难 。 其中最明显的问题就是概率解释问题 , 即关于确定性测量结果的概率解释如何来源于一个决定论的波函数演化 , 这个波函数包含了对应于所有可能测量结果的状态 。 如果所有可能的结果都是已经发生的 , 那么结果出现的概率有什么意义呢?
另一个严重问题是 , 多世界观点必须解释测量结果出现的概率为相应波函数分支幅度的平方 。 为此 , 它就必须要增加更多新的假设 , 这不符合科学研究的基本原则 , 同时也让多世界观点变得越来越复杂 。
目前 , 为了解决多世界观点所存在的问题 , 新的多世界变种不断出现 , 但没有一个令人完全满意 。 多世界观点的根本问题仍然在于它没有解释清楚什么是一次测量 。 这种认为发生一次测量 , 宇宙就分裂一次 , 但如果没有解释清楚测量过程 , 这种多世界解释没有任何意义 。
迈不过去的坎——测量
在多宇宙观点中 , 试图用分裂的宇宙来代替波函数塌缩 。 为了完善这个理论 , 物理学家们提出了各种方法 , 比如退相干法、一致历史法等等 , 但是这些努力的最终结果仍然是不能令人满意的 , 他们所完成的只是贝尔意义上FAPP 。
这是因为 , 物理上没有一个确定的退相干标准 。 究竟退相干到什么程度才算是分裂呢?所以 , 退相干理论并不能从根本上解决测量的难题 。 说到底 , 物理学家们仍然逃不过去描述测量过程 , 即描述从量子到经典的转变过程 。 这个困境从量子力学建立起来之后就一直存在 , 是所有研究量子力学的物理学家们的一道迈不过去的坎 。
多世界假说与实验结果相违背
多世界假说违背概率规则 , 与实验事实不符 , 是多世界假说的一个致命伤 。 例如 , 对波函数幅度不同的两个分支叠加态进行测量 , 按照多世界假说的预言 , 宇宙将分裂成两个拷贝 , 在每个拷贝中有一个测量结果 , 于是两个测量结果出现的概率将是相同的 , 而根据哥本哈根的概率规则 , 它们应当等于相应分支的波函数摸的平方 , 所以是不同的 。
1985年 , 英国物理学家得益奇为了解决多世界假说中的测量问题和概率解释之间的冲突 , 提出了另外一个变种——世界差别表述 。 在这个表述中 , 得益奇用无限多个数目不变的世界出现差别来取代宇宙分裂过程 。 尽管如此 , 仍然没有能从根本上解决概率解释问题
正因为如此 , 多世界假说其实是一个错误的理论 。
结束语
相信小伙伴们读到这里的时候 , 已经搞明白了 , 多世界假说其实是为了解释波函数塌缩所引入的另外一种假设 , 它非但并没有从根本上解决量子力学中的概率问题 , 同时也与实验事实相违背 , 是一个错误的理论 。
就是这样一个错误的理论 , 直到今天 , 仍然有大量的科普作者在宣传推广 , 这不得不说是这些科普作者的硬伤 。 这个错误的理论还带来了另外一种极端的变种——多心灵理论 。