遇事不决,量子力学;解释不通,穿越时空;脑洞不够,平行宇宙。
很多网友估计都在网上看到过类似这样的略带调侃的话,也许大家都以为平行宇宙都是科幻作家虚构出来的一种玩意,事实上我最早看到的平行宇宙就是在李连杰主演的好莱坞科幻片《宇宙追缉令》里的。在故事中平行宇宙的李连杰*死了其它所有平行宇宙的自己,以此获取被*者的能量来提升自己的实力,最后来的主角的世界来要*死他,脑洞是挺大的……
但其实跟很多科幻作品里的科幻元素一样,平行宇宙最早也是作为科学假说被提出来的。而到了现在,科学家所提出的平行宇宙远不止一种,而是有好多种……那么是不是每一种平行宇宙理论下都有平行宇宙里的另一个你呢?下面我们来简单了解一些常见的平行宇宙和它们提出的背景。
科学里的非科学——多世界诠释里的平行宇宙我首次在正经的科普作品里看到关于平行宇宙的描述是在曹天元的科普书《上帝掷骰子吗?——量子物理史话》里。这也许也是平行宇宙在科学上首次出现的地方吧。
故事要从一百年前的一个实验开始说起,当时科学家在研究一个著名光学实验——杨氏双缝实验时发现,当光经过两道狭缝以后,会在缝后的屏幕上投出明暗相间的条纹,这个实验人们已经进行了上百年了,按道理这没什么奇怪的,这是波的特性,麦克斯韦已经证明光是一种电磁波,因此它会产生干涉就不足为奇。
(下面这段背景知识如果觉得乏味可以直接跳过,从下一段黑体字开始继续往下看)
然而问题在于爱因斯坦在1905年的一篇诺贝尔物理学奖论文里提出了光量子假说,把光作为一种粒子用以解释此前物理学家发现的光电效应现象。于是奇怪的事情发生了——光既是波又是粒子?由于两种特性都有明确的实验证明,光既是波又是粒子似乎是无可辩驳的:杨氏双缝干涉实验证明光是波,不同频率光产生的光电效应和康普顿散射实验证明光是粒子。后来埃尔温·薛定谔和沃纳·卡尔·海森堡分别通过波动力学和矩阵力学描述了波和粒子的行为。再后来,路易·维克多·德布罗意提出了物质波的假说,认为所有的物质粒子都具有波的特性,并最终在克林顿·戴维森和雷斯特·革末在实验中发现电子产生的衍射,并且衍射规律与X射线一致。至此物质粒子的波粒二象性被确立。而根据新生的量子力学解释,光的“波”是一种概率幅,用人话说就是各种可能的组合。
实验背景交代完,下面我们继续说前面的双缝实验:人们在双缝实验中使用一种特殊的方法企图让光子一个个通过双缝,以此观察屏幕上出现的图案,方法是把光源弱化到每一刻只有一个光子通过缝,缝后面用感光胶片成像。当曝光时间比较短的时候,人们在照片上看到的是一些零星的光点,这表明光子确实是一个个打在胶片上的。但当把胶片的曝光时间延迟到足够长以后,神奇是事情出现了:胶片上再次出现了光束双缝干涉一样的干涉图案!这意味着一个光子也能产生干涉?因为干涉图案表明,一个光子是同时经过两道缝的,因为只有这样才能产生干涉并形成干涉图案……