量子力學裡的平行世界理論能破解外祖父悖論嗎?

2020-12-06 講科學堂

量子糾纏

先說一下這個平行宇宙是怎麼回事?

量子力學剛發展起來的時候,為了解釋量子糾纏這種「鬼魅般的超距離作用」(愛因斯坦語),科學家分成了兩派:一派以愛因斯坦、薛丁格等為首的科學家認為量子力學是不完備的,量子糾纏中存在一個隱變量。另外一排就是以玻爾和海森堡為首的哥本哈根詮釋派,認為量子可以用波函數來描述,量子的行為是概率性的。測量會造成波函數坍縮,使量子處於一個確定的狀態。

圖:薛丁格

薛丁格有一天腦洞大開,想到了一個思想實驗來嘲諷哥本哈根詮釋,這就是薛丁格的貓。

薛丁格的貓

將一隻貓放入一個盒子中,盒子裡面還有一瓶毒氣,和一個與放射性粒子聯動的開關,只要放射性粒子衰變就打開這瓶毒氣。毒氣就會毒死這隻貓。

這個放射性粒子在一段時間,衰變的概率是50%,根據哥本哈根詮釋,只要不進行觀測(打開盒子),這個粒子就處於一種衰變和沒衰變的疊加狀態,那麼對應這隻貓就處於一種死和沒死的疊加狀態。

貓當然不可能處於這種死活疊加的狀態,薛丁格的腦洞將微觀世界和宏觀世界聯繫起來,一下子就把玻爾難住了。

多世界詮釋是眾多平行宇宙理論中的一種,它假定這個世界有無數多的平行宇宙,在進行觀測時,世界就分離成了兩個,對應薛丁格的貓這個思想實驗,在打開盒子的那一瞬間,世界分離成了兩個,一個世界裡的貓活著,另一個死了。

圖:平行世界

分開後的兩個世界就從此再無聯繫,且無法觀測。

外祖父悖論

外祖父悖論主要說的是,有一個人穿越回他外祖父年幼的時候,然後將他年幼的外祖父殺死。這樣,殺人者的母親就不會出生,也就不會有穿越時空的殺人者了。

題目想表達一個什麼意思呢?

殺人者不會穿越進殺人者所處的空間,而是進入了另一個平行宇宙,殺死了另一個空間的外祖父。這樣就不會形成悖論。

這樣的理論成立嗎?

先從薛丁格的貓解釋起,薛丁格的貓這個思想實驗實際上是不成立的,也無法在現實中呈現這個實驗。大量的微觀粒子在一起構成的宏觀世界裡,它們之間的行為會發生退相干,就成了經典世界的規律了。

盒子裡的開關實際上也隱藏著一個觀測行為,開關不進行探測怎麼知道粒子衰變的?這個探測行為和打開盒子觀測是一樣的。所以,這個思想實驗無法成立。

多世界詮釋也相當荒謬,你能相信每觀察一次粒子世界就分成兩個嗎?能量還要不要守恆?而且從多世界詮釋的定義來看,世界分裂後就再也不能發生聯繫了,所以,時空穿越者也不能進入其他分裂的平行宇宙。即使能夠進入,由於兩個世界的歷史走向也發生的巨大的改變(一隻貓死了,一隻活著),所以穿越者也只是進入了一個完全不同的世界。甚至這個世界都沒有他的外祖父。

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