《終結者》，《哈利·波特》中都出現過的平行宇宙到底是怎麼回事？

多元宇宙是一個理論上的無限個或有限個可能的宇宙的集合，包括了一切存在和可能存在的事物：所有的空間、時間、物質、能量以及描述它們的物理定律和物理常數。多元宇宙所包含的各個宇宙被稱為平行宇宙（parallel universes）。

在20世紀50年代，有的物理學家在觀察量子的時候，發現每次觀察的量子狀態都不相同。而由於宇宙空間的所有物質都是由量子組成，所以這些科學家推測既然每個量子都有不同的狀態，那麼宇宙也有可能並不只是一個，而是由多個類似的宇宙組成。平行宇宙概念的提出，得益於現代量子力學的科學發現。有學者描述平行宇宙時用了這樣的比喻，它們可能處於同一空間體系，但時間體系不同，就好像同在一條鐵路線上疾馳的先後兩列火車；它們有可能處於同一時間體系，但空間體系不同，就好像同時行駛在立交橋上下兩層通道中的小汽車。

平行宇宙是指從某個宇宙中分離出來，與原宇宙平行存在著的既相似又不同的其他宇宙。

在這些宇宙中，也有和我們的宇宙以相同的條件誕生的宇宙，還有可能存在著和人類居住的星球相同的、或是具有相同歷史的行星，也可能存在著跟人類完全相同的人。

平行宇宙的概念，並不是因為時間旅行悖論提出來的，它是來自量子力學，因為量子力學有一個不確定性，就是量子的不確定性。平行宇宙概念的提出，得益於現代量子力學的科學發現。在20世紀50年代，有的物理學家在觀察量子的時候，發現每次觀察的量子狀態都不相同。而由於宇宙空間的所有物質都是由量子組成，所以這些科學家推測既然每個量子都有不同的狀態，那麼宇宙也有可能並不只是一個，而是由多個類似的宇宙組成。

哥本哈根解釋

從20世紀20年代起，許多物理學家都為量子量子力學中，微觀粒子的狀態用波函數（Wave function）來描述。當微觀粒子處於某一狀態時，它的力學量（如坐標、動量、角動量、能量等）一般不具有確定的數值，而具有一系列可能值，每個可能值以一定的概率出現（宏觀物體處於某一狀態時，它的力學量具有確定的數值）。也就是說，微觀粒子的運動具有不確定性和概率性。波函數就能描述微觀粒子在空間分布的概率。

物理學中著名的「單電子雙縫干涉」實驗正是微觀粒子運動不確定性和隨機性的體現。在這個實驗中，單電子通過雙縫後竟然發生了干涉。在經典力學看來，電子在同一時刻只能通過一條縫，它不可能同時通過兩條縫並發生干涉；而根據量子力學，電子的運動狀態是以波函數形式存在，電子有可能在同一時刻既通過這條狹縫，又通過那條狹縫，並發生干涉。但是，當科學家試圖通過儀器測定電子究竟通過了哪條縫時，永遠只會在其中的一處發現電子。兩個儀器也不會同時偵測到電子，電子每次只能通過一條狹縫。這看起來好像是測量者的觀測行為改變了電子的運動狀態，這種反常的現象又作何解釋呢，物理學家玻爾提出了著名的「哥本哈根解釋」：當人們未觀測時，電子在兩條縫位置都有存在的概率；但是，一旦被測量了，比如說測得該電子在左縫位置，電子有了準確的位置，它在該點的概率為1，其他點的概率為0。也就是說，該電子的波函數在被測量的瞬間「塌縮」到了該點。

玻爾把觀察者及其意識引入了量子力學，使其與微觀粒子的運動狀態發生關係。但觀察者和「塌縮」的解釋並不十分清晰和令人信服，也受到了很多科學家的質疑。例如，塌縮是如何發生的，是在一瞬間就發生，還是要等到光子進入人們的眼睛並在視網膜上激起電脈衝信號後才開始。

多世界解釋

那麼，有沒有辦法繞過這所謂的「塌縮」和「觀測者」，從本應研究客觀規律的物理學中剔除觀察者的主觀成分呢。

埃弗雷特提出了一個大膽的想法：如果波函數沒有「塌縮」，則它必定保持線性增加。也就是說，上述實驗中電子即使再觀測後仍然處在左/右狹縫的疊加狀態。埃弗雷特由此進一步提出：人們的世界也是疊加的，當電子穿過雙縫後，處於疊加態的不僅僅是電子，還包括整個的世界。也就是說，當電子經過雙縫後，出現了兩個疊加在一起的世界，在其中的一個世界裡電子穿過了左邊的狹縫，而在另一個世界裡，電子則通過了右邊的狹縫。這樣，波函數就無需「塌縮」，去隨機選擇左還是右，因為它表現為兩個世界的疊加：生活在一個世界中的人們發現在他們那裡電子通過了左邊的狹縫，而在另一個世界中，人們觀察到的電子則在右邊。以「薛定諤的貓」來說，埃弗雷特指出兩隻貓都是真實的。有一隻活貓，有一隻死貓，但它們位於不同的世界中。問題並不在於盒子中的發射性原子是否衰變，而在於它既衰變又不衰變。當觀測者向盒子里看時，整個世界分裂成它自己的兩個版本。這兩個版本在其餘的各個方面是完全相同的。唯一的區別在於其中一個版本中，原子衰變了，貓死了；而在另一個版本中，原子沒有衰變，貓還活著。前述所說的「原子衰變了，貓死了；原子沒有衰變，貓還活著」這兩個世界將完全相互獨立平行地演變下去，就像兩個平行的世界一樣。量子過程造成了「兩個世界」，這就是埃弗雷特前衛的「多世界解釋」。

這個解釋的優點是：薛定諤方程始終成立，波函數從不塌縮，由此它簡化了基本理論。它的問題是：設想過於離奇，付出的代價是這些平行的世界全都是同樣真實的。這就難怪有人說：「在科學史上，多世界解釋無疑是目前所提出的最大膽、最野心勃勃的理論。」

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