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第五十八集
现在
当我们观测了一场比赛
所得到的结果就取决于所选择的历史足
对于同一场比赛
我们可能观测到胜
他要换一个角度
也可能观测到进了两个球
当然
他们之间并不矛盾
但如果我们仔细的考虑一下
在现实中真正发生了什么
这仍然叫我们困惑
当我们观测到胜的时候呢
我们假设啊
在其属下
所有的惊细历史都在发生
比如一比零
二比一
二比零
三比零
所有的历史都发生了
只不过我们观测不到具体的精细结果
也对他们并不感兴趣
可对于同样一场比赛
我们也可能观测到进了两个球
这时候
我们的假设即使是所有进了两个球的历史都发生了
比如二比零
二比一
二比二
二比三
现在
我们考虑某种特定的精细历史
比如啊
一比零这样一个历史
虽然我们从来不会实际观测到这样一个历史
但这并不妨碍我们去问
一比零的历史究竟发生了没有
啊
当观测结果是胜的时候
它显然发生了
而当观测结果是进了两个球的时候
他却显然没有发生
可是呢
我们描述的却是同一场比赛
多历史的本意呢
是推翻教科书上的哥本哈根解释
把观测者从理论中赶出去
还物理世界以一个客观实在的解释
也就是说啊
所有的物理属性都是超越于你我的观察之外
独立存在的
它不因为任何主观失物而改变
但现在呢
这个多历史解释呢
似乎啊
是哑巴吃黄连
有苦说不出
一比零的历史究竟是否为真
这样一个物理描述
看来的确要取决于历史族的选择
而不是客观存在的
这似乎和波尔他们是殊途同归
宇宙中没有纯粹的客观的物理属性
所有的属性都只能和具体的观察手段连起来讲
但多历史的支持者辩护说
啊
任何理性的逻辑推理
都只能用在同一个退香干家族中
而不能跨家族使用
比如
当我们在胜平负这样一组历史中呢
得到了一比零的精细历史
发生了这样一个结论后
我们绝不能把他带到另外一组历史
比如啊
没进球
进一球
进两球
进两球以上啊
这些中取
并与其相互比较
他们把这总结成为了所谓的同族原则
并宣称这是量子论中最重要的原则
这一点
咱们先放在一边不论
这个多历史的另外一个难题是什么呢
是在理论中啊
实际上存在着种类繁多的退香干族
而我们在现实中观察到的
却只有一个
还是拿我们的量子联赛来说啊
就单单一场比赛而言
我们在前面定义了一个退香干族啊
也就是盛平复这一族中呢
包含了三大种粗略历史
他们之间啊
都互相退香干
这看上去一点都不错
但问题是
并不只有盛平夫这样的分法是可能的
还有无穷种其他的分法呀
其中的大部分
甚至是千奇百怪不符合常识的
但理论并没有解释啊
我们为何观测到的不是这些另外的分类
比方说啊
我们从理论上的定义三种历史
又胜又平
又胜又负
又平又负
这三种历史
在数学上呢
同样构成一个合法并且完好的推向甘组
他们的概率可以经典相加
你没法观测到其中的哪一种
就无法再观测到另外的两种
但显然
在实际中啊
一场比赛不可能又胜又负
那么
多利史就欠了我们一个解释
他必须说明
为什么在现实中的比赛是分成胜平负的
而不是又胜又平之类
虽然啊
他们在数学上呢
并没有太大的不同
在这个问题上呢
多历史的辩护者呢
可能仍然会用实证主义来为自己申辩
可不管怎么说
他的处境始终是有些尴尬的
虽然近年来呢
多历史的体系颇能吸引一些人的目光
但大部分物理学家对其还是抱着静观其变的中立立场
表现出一种不置可否的无所谓态度来
推箱杆理论呢
虽然被广泛接受
不过它本身是建立在量子基本方程上的
也就是说
它无法真正解决量子论中的观测难题
虽然在多历史中呢
它被运用的炉火纯青
但它和别的解释却也并不矛盾
环顾四周
有关量子力学的大辩论呢
仍然在进行中
我们仍然无法确定
究竟谁的看法是正确的
量子魔术在困扰了我们超过一百年之后
仍然拒绝把它最深刻的秘密展示在世人面前
也许
这一秘密将终究成为永久的谜题
好了 各位啊
到此为止
我们在量子世界的旅途呢
已经接近尾声了
我们已经浏览了绝大多数重要的风景点
探索了大部分先人走过的道路
但是
正如我们已经强烈的感受到的那样
对于每一条道路来说
虽然一路上都是峰回路转
奇径迭出
但越到后来
却都变得那样的崎岖不平
难以前进
虽说入之愈深
其境愈难
而其剑愈奇
但精神和体力上的巨大疲惫
到底是打击了我们的信心
阻止了我们在任何一条道上顽强的冲向终点
当一次又一次的从不同的道路上徒劳而返之后
我们突然发现
自己已经处在了一个巨大的迷宫中央
在我们的身边呢
曲折的道路如同蛛网一般的辐射开来
每一条都通向了一个幽深的不可捉摸的未来
我们已经带领大家呢
去探讨了哥本哈根
多宇宙
隐变量
细宗
GRW
退香杆
历史啊等六条道路
但要告诉各位的是
仍然还有非常多的偏僻的小道我们并没有提及
比如啊
有人认为呢
当进行了一次观测之后
宇宙没有分裂
只有我们大脑的状态
或者说是精神分裂了
这称为多精神解释
他名副其实呢
算得上是一种精神分裂症
还有人认为啊
在量子层面上呢
我们必须放弃通常的逻辑
而改用一种量子逻辑来陈述
另外一些人呢
不那么激烈
他们觉得呀
不必放弃通常的逻辑
但是通常的概率概念则必须修改
我们必须引入负的概率
也就是说啊
概率并不是通常的零到一
而是必须描述为负数
华盛顿大学的物理学家克拉莫建立了一种非定域的交易模型
而他在牛津的同行彭罗斯则认为
波函数的缩减和引力有关
铜螺丝宣称啊
只要空间的曲率大于一个引力子的尺度
那么量子线性叠加规则呢
就将失效
这里面呢
还牵涉到了量子引力的复杂情况
诸如啊
这物质在跌入黑洞时
如何损失了信息等等诸如此类
即便是我们已经描述过的那些解释
我们的史话所做的
也只是挂衣漏腕
只能给各位提供一点最基本的概念
事实上呢
每一种解释都已经衍生出了无数个变种
他们打着各自的旗号
都在不遗余力的向世人推销自己
这已经把我们搞得是头晕脑胀
不知所措了
现在
我们就像是被困在克里特岛迷宫中的那位特修斯
还在茫然的不停的摸索
苦苦等待着阿里阿德涅
我们那位可爱的女郎啊
把那个指引方向
命运攸关的线团扔到我们手中
今天的饭后闲话呢
我们来聊聊啊
这个时间之史
我们生活在一个四维的世界中啊
其中呢
三维是空间
一维是时间
时间啊
这是一个很奇妙的东西
它似乎和另外三维空间呢
有着非常大的不同
最关键的一点呢
它似乎是有方向性的
拿空间来说啊
各个方向没什么区别
你可以往左走
也可以往右走
但在时间上呢
你只能从过去向未来移动
而无法反过来
虽然有太多的科幻故事讲述人们如何回到过去
但在现实中呢
也从来没有发生过
而且很可能永远不会发生
这样猜测的理由
还是基于某种类似人则原理的东西
假如理论上可以回到过去
那么虽然我们不行
未来的人却可以
但从未见到他们回到我们这个时代
所以
很有可能的是
未来任何时代的人们都无法做到
让时钟反方向转动
它是理论上无法做到的
这看起来很正常
无法逆着时间箭头运动
这似乎天经地义
但在物理上
这却是令人困惑的
因为在理论中呢
似乎没有什么特征可以显示出时间有一个特别的方向
不论是牛顿还是爱因斯坦的理论
他们都是时间对称的
中学老师告诉你啊
t零时刻的状态
你就可以向未来前进
推出TN时刻
但也可以反过来向过去前进
推出负TN时刻
理论没有告诉我们
为什么时间只能向TN移动
而不可以反过来向负TN移动
事实上
在基本层面上
不管时间是正着走还是倒着走
它都是符合物理定律的
但是一旦脱离基本层面
上升到一个比较高的层次
时间之始却神秘的出现了
假如我们不考虑单个粒子
而考虑许多粒子的组合
我们就发现一个强烈的方向
比如我们本身呢
只能逐渐变老
而无法越来越年轻
杯子呢
会打碎
但绝不会自动粘贴在一起
这些可以概括为一个非常强大的定律及著名的热力学第二定律
他说
一个孤立体系的混乱程度呢
总是不断增加的
它的亮度称为熵
换句话说呢
商
商总是在变大的
时间的箭头呢
指向商变大的那个方向
现在我们考察量子论呢
在本节
我们讨论了多历史解释
所有的历史啊
都是定义的很好的
不管你什么时候去测量这些历史呢
从过去到未来
都已经在那里存在
我们可以问
当观测了t零时刻后呢
历史们将会如何退香干
但同样合法的是
我们也可以观测TN时刻
看之前的那些时刻如何退香干
实际上
当我们用路径积分把时间加变的时候
我们仍然没有考虑过时间的方向问题
它在两个方向上都是没有区别的
再说了
如果考察量子论的基本数学形式
那么薛定谔方程本身也仍然是时间对称的
唯一引起不对称的是哥本哈根所谓的坍缩
难道时间的流逝岂实等价于波函数不停的坍缩
然而
多历史是不承认这种坍缩的
或许我们应当考虑的是历史数的裁剪
盖尔曼和哈特尔等人也试图从多历史中建立起一个自发的时间箭头来
并将它运用到量子宇宙学中去
我们先不去管这个多历史
如果仔细考虑坍缩
还会出现一个奇怪的现象
假如我们一直观察系统
那么它的波函数必然总是在坍缩
薛定谔波函数呢
从来就没有机会去发展和演化
这样呢
它必定一直停留在初始状态
看上去的效果呢
相当于时间停滞了
也就是说啊
只要我们不停的观察
波函数就不演化
时间就会不动
这个洋谬叫做量子支诺效应
我们在前面已经讨论过了
支诺的一个悖论
也就是阿卡琉斯追乌龟
他另外有一个悖论是说啊
一只在空中飞行的箭
其实是不动的
为什么呢
因为在每一个瞬间
我们拍一张快照
那么这支箭在那一刻必定是不动的
所以
一支飞行的箭
它等于千千万万个不动的组合
问题是
这每一个瞬间它都不动
连起来怎么可能就变成动呢
所以
飞行的键必定是不动的
在我们的实验里也是一样
每一刻
波函数因为观察都不发展
那么连在一起
它怎么可能发展呢
所以它必定永不发展
从哲学角度来说呢
我们可以对芝诺进行精彩的分析
比如啊
恩格斯漂亮的反驳说
每一刻的剑都处在不动与动的矛盾中
而真实的运动恰好就是这种矛盾本身
不过我们不在意哲学探讨
只在乎实验证据
已经有相当多的实验证实
当观测频繁到一定程度时
量子体系的确表现出了芝诺效应
这是不是说
如果我们一直盯着薛定谔的猫看
则他永远也不会死去呢
时间的方向啊
这是一个饶有趣味的话题
它很可能牵涉到深刻的物理定律
比如对称性破缺的问题
在极早期宇宙的研究中呢
为了彻底弄明白时间之始如何产生
我们也迫切需要一个好的量子引力理论
在后面
我们会更详细的讲到这一点
我们只能向着未来
而不是和过去前进
这的确是我们神奇的宇宙最不可思议的方面之一
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