宇宙上是否有第10大的行星?
太阳系惊现第10大行星?
“它是另一个世界……但是它是我们的第十颗大行星吗?”北京时间3月15日,澳大利亚的消息源以此为标题发布了一条新闻。这是人们在不到两年的时间里第三次提出这样的疑问。一个以美国加州理工学院的迈克•布朗为领导的天文学家小组在一天后正式发布了他们的新发现:一颗已知最为遥远的太阳系天体,它的个头直逼冥王星。
该天体是继汤博于1930年发现冥王星之后,天文学家发现的最大的太阳系天体,其体积达到了冥王星的四分之三。
但是由于它非常遥远——它到太阳的距离是日地距离的90倍——光线从太阳传播到那里也需要花12个小时的时间,使得望远镜显得力不从心,以致它的诸多性质到目前为止都还是未解的谜团。甚至于到底应该怎么称呼它,天文学家心里都没有底。
阵风般的新发现
“我简直不敢相信。我知道那里不应该有什么天体,没有天体会那么远。”布朗在美国东部时间3月15日美国宇航局的新闻发布会后描述最初发现该天体的情况时说。去年的11月15日早晨,当他开始检查前一天晚上拍摄的巡天照片时,意外地发现了这个天体。
与其他的天文学家一样,布朗巡天时每隔半小时拍摄一张照片,对同一天区连续拍摄三次后,通过对比照片来寻找那些移动了的天体。相对遥远的恒星和星系移动了的天体就有可能是未知的新天体。
在布朗的照片上,新天体移动非常缓慢,这表明它距离遥远,位于极端寒冷的太阳系边缘。这也就是为什么布朗小组把该天体称为“塞德娜”(Sedna)——因纽特人的海神,居住在冰冷的北极海底。
除了塞德娜之外,布朗的小组还曾于2002年发现夸欧尔(Quaoar),今年2月17日发现2004 DW。前者直径达到了1250千米,体积与冥王星的卫星体积相当;后者的直径有可能达到1600千米,仅仅比塞德娜稍小一点。这两个天体被发现时都曾引起人们对它们“大行星”地位的讨论。
这些巨大的天体在近几年被集中发现,要归功于观测技术的发展。在汤博发现冥王星时,天文学家拍照时使用的是传统的胶片;今天,性能强大的CCD相机以及运算速度日新月异的计算机,成为了天文学家巡天的利器。布朗小组的CCD相机是世界上分辨率最高的“数码相机”之一,像素高达172亿。他们使用的望远镜是位于帕洛玛山天文台的奥欣望远镜,口径126米。
它究竟是什么?
布朗经过了数周的认证才最终说服自己:塞德娜的确在那里。但是,布朗至今没有弄明白的是,它到底是什么?
通过使用不同的滤光镜拍摄,以及光谱仪的分析,布朗的小组发现,塞德娜表现出明显的红色。“太阳系中只有火星比它稍微红一点。”布朗说。而且奇怪的是,塞德娜在大型望远镜中看起来非常明亮,这说明它的表面反照率很高。
问题在于,“我们不知道有什么物质,颜色是红的,而且表面反照率高。”布朗说,“现在,我们真的被难住了。”
那么,抛开塞德娜的成分不论,它在地位上是否属于“大行星”呢?
“对于我来说,一个天体被称为大行星,就意味着它非常特别,质量比周围的天体大得多。”布朗说。他进一步解释道,地球比月球大得多,月球比冥王星大,塞德娜还不如冥王星大,所以与大行星相比,它太小了。布朗不准备把塞德娜称为大行星。
不但如此,布朗也不把冥王星称为大行星。“按照我的定义,太阳系有八颗大行星。”布朗说。布朗认为假如冥王星在今天被发现,那它一定不会被归入大行星之列。
当然不是所有的天文学家都与布朗观点一致。比如按照美国加利福尼亚大学伯克利分校的天文学教授基博•巴斯瑞多年来所倡导的分类法,加上塞德娜和2004 DW,太阳系一共有17颗大行星,因为巴斯瑞把大行星的界线定在了直径500千米。(详见本刊2003年第12期《修订太阳系家谱》一文)
塞德娜的发现迅速引起了新一轮关于冥王星的大行星资格的大讨论,天文学家们各执己见。而这种争论可能在2006年首次得到“官方”的裁决。国际天文学联合会的一个工作组目前正在推进这方面的工作,他们将在2006年的年会上讨论该议题。国际天文学联合会是天文学界的权威机构,目前它没有对“大行星”这个名词做明确的界定,这是引起争端的主要原因。
塞德娜带来的谜团
布朗的小组把塞德娜归为“planetoid”。按照中国天文学名词审定委员会公布的译名,“planetoid”对应的中文名词是“小行星”。但很显然,此“小行星”指的并不是通常所说的那些位于火星和木星轨道之间的“小行星”。
实际上,塞德娜处在一个非常奇怪的位置。
天文学家认为,海王星轨道之外有一片带状区域,其中游弋着大量的冰冻天体。这个带状区域被称为“柯伊伯带”,其中的天体是“柯伊伯带天体”。冥王星是目前所知最大的柯伊伯带天体。“塞德娜的体积与柯伊伯带天体相近,但位置不对。”布朗说。塞德娜远在柯伊伯带的区域之外。
在比柯伊伯带天体远得多的地方,是理论预言的“奥尔特云”,有更多的冰冻天体包裹着太阳系。我们看到的长周期彗星通常就被认为来源于那里。但是,塞德娜也不在奥尔特云中。
塞德娜实际上位于柯伊伯带和奥尔特云之间!那里一直被认为是不存在大天体的区域。布朗说,他们的新发现或许意味着奥尔特云比以前想象的要更大、更密集。塞德娜因此可能成为历史上天文学家发现的首颗奥尔特云天体,它以椭圆轨道围绕太阳公转,一周就要花去10500年的时间。
塞德娜也是已知最寒冷的太阳系天体。它所在的区域温度从不会高过零下240摄氏度。
研究柯伊伯带天体和奥尔特云天体,将有助于天文学家更好地理解太阳系早期的形成过程。因为这些天体被认为是早期太阳系遗留下来的“化石”。
更为有趣的是,一些间接的证据表明,塞德娜的身旁或许还存在一颗卫星。布朗的小组认为这颗卫星的公转周期是40天。天文学家接下来就打算用哈勃空间望远镜做进一步观测,以便确定它是否真的有卫星。
未来:超越冥王星
对于塞德娜自身,布朗说接下来需要做的事情除了确定它是否有卫星之外,还要研究它是由什么组成的。与此同时,布朗的小组还要将数码巡天继续下去。目前他们只考察了整个天空的15%,还有大片的区域等待着他们去探索。
“这与正在进行的火星探索是相似的,我们在探索太阳系的另一陌生区域。”布朗说。
“随着我们巡天的继续,我们可能会发现更多类似塞德娜的天体。”布朗在他的个人主页中写道,“但这仅仅只是开始。”
许多天文学家都相信,在遥远的太阳系边缘,或许存在数颗体积大于冥王星的天体。布朗的小组把这些天体叫做“超冥王星”。国际天文学联合会小行星中心的主任布里安•马斯登甚至推断,在距太阳400到1000倍日地距离的地方或许存在一颗大小与地球相当的天体!这颗天体由于离我们十分遥远,以至到现在还深藏在黑暗之中。塞德娜就是在它的引力作用下形成了一个极端怪异的轨道:塞德娜的近日点距太阳76倍日地距离,远日点则达到了日地距离的900倍!
假如有一天布朗的小组发现了那些“超冥王星”,甚至是另一个“地球”,恐怕教科书上太阳系大行星的数目就真的要改写了。
但是是否将它划为第10大行星 还在讨论 因为它太小了
新华社电24日,国际天文学联合会大会投票决定,不再将冥王星视为行星,而将其列入“矮行星”;放弃将冥王星之外的太阳系八大行星称为“经典行星”的说法,从而确认太阳系只有8颗行星。
在第26届大会闭幕式上,中国北京获得2012年第28届大会主办权,这将是中国首次举办该项大会。冥王星因何被“降级”?
位居九大行星末席70多年的冥王星,自发现之日起地位就备受争议。
虽然“九大行星”成为家喻户晓的说法,但新的天文发现不断使“九大行星”的传统观念受到质疑。天文学家先后发现冥王星与太阳系其他8颗行星的一些不同之处。冥王星所处的轨道在海王星之外,属于太阳系外围的柯伊伯带,这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方。20世纪90年代以来,天文学家发现柯伊伯带有更多围绕太阳运行的大天体。
国际天文学联合会大会通过的新行星定义,意在弥合传统的行星概念与新发现的差距。大会通过“行星”新定义
根据国际天文学联合会大会24日通过的新定义,“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交,不符合新的行星定义,因此被自动降级。太阳系行星将包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,它们都是在1900年以前被发现的。
根据新定义,同样具有足够质量、呈圆球形,但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星”。冥王星是一颗矮行星。其他围绕太阳运转但不符合上述条件的物体被统称为“太阳系小天体”。太阳系有了新“家谱”
由此,除太阳外,一个包括行星、矮行星和太阳系小天体在内的太阳系新“家谱”呈现在了我们面前。
行星:成员包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
矮行星:成员包括冥王星和谷神星等。
太阳系小天体:围绕太阳运转但不符合行星和矮行星条件的物体。
人是什么?这问题看起来很简单,答案却非三言两语所能道得明白。
化学家凭着他们在实验室化验的结果,他们可以说:人是一大堆不同化学原质的构成体,里面最多的是水,此外还有钙、铁、磷、钠、石灰、脂肪、糖、盐……。
生物学家说:人是动物的一类,他的祖先可能是猿猴,他的始祖可能是草鞋虫,可能是海底的植物--海藻。
哲学家说:人是一种有理性的动物,他们有思想、有意志,他们是万物中的至灵者。
由另一方面来看,人真像个大怪物,人懂得创作,也知道发明。人能驯服许多禽兽,人也会利用各样物质来满足自己的欲望和享受。人多起来了,在一块荒凉的地上,立刻能创建出一个美丽的城池,建筑起高耸云霄的巍峨殿宇。虽然是重洋远隔,关山险阻,人却会发明和使用海陆空的交通工具,把辽阔无垠的地球缩成渺小的掌珠。人们住在地上作王,已把整个的世界征服了。人们的伟大作为,人们的超然才智,不能不叫万物都惊叹拜服。可是,多少时候,你也会看到人的行为无知得可怜,真的愚不可及!你会看到他们同类相残,彼此陷害,煮豆燃萁,甚似蟋蟀。你也会看到他们放纵邪情私欲,任性妄为,卑鄙下流,寡廉鲜耻,与禽兽无异。由于人类种种极端矛盾的思想与行为,使你看不出“人”这个怪物到底是什么东西,是从何所出。从多方面观察,有许多事实证明了人与其他动物没有什么不同之处。难怪有人说:人是猴子变的,而猴子是从下等动物来的。换句话说:人,原本不过是一条虫。果真是吗?让我们从以下的两种论说来研究。
(一)各种的传说(臆断猜测)
人从何处来?这一问题,自古以来均流传着许多关于人的臆断猜测。就如古老的中国,臆猜天地万物及人类由盘古创始而来,或虫兽、或树木、或石头等变化而来;女娲搏黄土造人等等,多荒诞无稽,无足采信。其他如巴比伦、亚述、埃及、印度、希腊等古老国家亦多有种种荒唐传说。兹谨以现代仍流传的各种臆说,分述于下:
1.物理的或唯物主义的臆说:这种假设永久事物的创阅丬说,已由世界乃自然而有的臆说代替了神为创造万有之主的事实。因唯物主义哲学派对于创造理想的应用,乃有19世纪唯理主义派之抬头。这些臆说忽略了神是一位创造者,故显然为基督教神学所不容。
2.万有由神而出或万有皆神的臆说:他们的见解是世界既非创造出来的,亦非自原有的物质而形成的,乃是由神本体的发展而有的。万有自神而出,如同水之自泉源涌出,亦如同光线从太阳射出来一样。这种臆说的缺点,就是在于万有皆神论本身的弱点。因为否认了神的位格,以致无法承认人是自由与永存不朽的。他们的主张无所依据,非独未经证实,且是一种无法证实的臆说。
3.自然进化的臆说:自然进化的论据,是与宇宙乃自然而有的臆说同一性质。自然进化论是自上古时代一步一步的推演,以代替对创造问题的研究,故对于最初的原始问题仍无法解答。此臆说恒遭三种不能解决的困难:第一、不能架设一道通过有生命与无生命间之鸿沟的桥梁;第二、不能越过植物类蔓延的生命,进到动物界有意识的生命;第三、不能自肉体生命跨越到人类理智的、良心的及属灵的生命。惟有凭着神的作为,才能有原始的植物动物和人类的生命。
4.赓续创造的臆说:赓续创造的臆说,是向一次完成创造之说挑战,他们主张继续创造的程序。有神论的进化主义者多主张这种臆说。他们认为有机体生物的发展,并非唯物主义进化论的力量,乃是神在有机体生物内的工作力量。这种神圣的作为,有时与创造万有的程序是一致的,有时则受到严格的限制。
(二)圣经的见证(神的创造)
神在圣经里的启示确是人类起源的权威史实。人们唯一得知人类起源的权威考据,就是在创世记第1第2两章圣经。
1.创造人类的第一记载:我们知道关乎人类起源的圣经第一记载,乃出自神的创阅汊旨,“我们要照着我们的形像,按着我们的样式造人。”创造人类是表明神的一切创造工作达到极点。神并使之与其他创造工作发生连系,且以创造人类的工作,冠乎其他一切创造工作之上并有所区别,成为一种有生命的新纪元。创造人类为全部创造工作总结,神先为人预备了一切的食物和享用的东西,这皆是神按照他的旨意为着人类的发展所安排的。
2.创造人类的第二记载:自创世记第2章4至25节,所记人类起源的第二记载格外仔细。为的是要特别注意人类历史的开端。有双重的创造工作可以看出,“耶和华神用地上的尘土造人,将生气吹在他鼻孔里,他就成了有灵的活人。”(创2:7)第一种创造工作乃用尘土造成人的身体,成为一种化学的结构。原文“造”字,含着从原有的物质而造成的意思。在此绝无可推测人类乃从低等动物逐渐进化而成的任何依据,而在某一时间内,被用以造人类之尘土便不复为尘土,乃成为有骨有肉之人的身体。这个记载昭示我们人类是与自然界有关联的,就这人类较低的一方面而言已是动物界中最高者,且代表着创造工作结构的完善。创造人类的另一特点,是其结论所载:“将生气吹在他鼻孔里,他就成了有灵的活人。”这并不仅是一个组织,而是一个新的独特的创造。神创造了一个有灵的活人,使之成为有良知良能以自决的一个有位格的人,借着神所吹入的生气,便使人成为有永远灵魂生命的人。
3.女人的起源:创世记第2章21至22节所记载创造人类的过程,即从此便有了男女的性别。若干圣经注释家对此颇感困惑,并有许多臆测附会的解释。使徒保罗曾告诉我们说:“因为先造的是亚当,后造的是夏娃。”(提前2:13)。考其意是说明神先创造男人,然后乃自男人身上造出女人,亚当自己亦承认此事:“这是我骨中的骨,肉中的肉,可以称她为女人,因为她是从男人身上取出来的。”(创2:23)根据希伯来文,所译的“肋骨”,一词欠妥,那个字在旧约圣经中共用了42次,但无其他任何一处译作“肋骨”,一般都是译为“腰”或“肋旁”。圣经清楚的告诉我们,各族各人,包括第一代老母亲在内,都是第一代始祖的代表。创造人类之所以有这样性别的区分,并非只为肉体生理上的区别,更是成为以婚姻关系组织社会的基础。圣徒保罗根据创世记的记载,叙述基督与教会之间的关系是如何的美妙而有意义(弗5:23-32)。
4.人类的原始情形:进化论以为人类的原始情形,是从一种粗野之物逐渐的发展进化到文明的地步,但这在圣经里面是毫无依据的。圣经所昭示于我们的是人类在开始被创造的时候,已经美满而完整,但这并不妨碍人类的进步或发展。圣经明明的否认原始人类的身体是不成熟的,理智是低落的,慢慢的发展到了有语言及逐渐进步到有道德的宗教观念。这就是圣经对人类原始的情形之定论。
圣经的记载是对于进化论所谓古代人是由进化而成的观点挑战。进化论认为人类需要进化的机会,有千百万年之长久时期的进化过程。而圣经记载仅有数千年的历史。比较可靠的年考如,艾刹氏(Usshor)及赫阿氏(Ha1es)等年考,因为家谱学上之不完全一致,所以在年代考据方面微有出入。但论到人类的创造是大约在基督诞生前五六千年,这一时期已足够各族类语言的发展,一如人口发展到现代世界人口之密度一样。
多宇宙(或者称为多世界、平行宇宙)理论,来自于休•埃弗莱特(Hugh Everett III)对量子力学的解释。
首先我不清楚楼主您对量子力学了解的程度,因此我把我的回答扯得长一点。众所周知,量子力学哥本哈根解释认为观测者对微观世界是有影响的,特别值得一提的有趣实验是“电子究竟穿越了哪条缝”“量子自杀”“薛定谔的猫”等等。但是把人类意识牵扯到对微观世界的决定上面似乎存在重重哲学上的困难,以至于后来的许多科学家都提出了区别于此的其他解释,其中尤以埃弗莱特的多宇宙理论赢得了众多的支持。
为了你能更好的理解多宇宙解释,我不妨把电子双缝实验叙述的详尽一些。
经典理论看来,在电子双缝干涉的实验中单个电子只通过了一条狭缝,在一条狭缝中穿过的粒子却发生了干涉,我们若想在两道狭缝处都安装上某种仪器,为的是记录下来电子路径或者发出警报,那不就成了?这种仪器又不是复杂而不可制造的。而实际上我们的确可以装上这种仪器。但是,一旦我们试图测定电子究竟通过了哪条缝时,我们永远只会在其中的一处发现电子。两个仪器不会同时响电子是一个粒子,它每次只能通过一条狭缝,奇妙的是,一旦我们展开这种测量的时候,干涉条纹也就消失了。哥本哈根的解释认为人意识的参与导致了电子波函数的坍缩。
(以下内容选自参考资料《上帝掷骰子吗——量子物理史话》,)
我们无法准确地定义一个“观测者”!一个人和一台照相机之间有什么分别,大家都说不清道不明,于是给“意识”乘隙而入。而把我们逼到不得不去定义什么是“观测者”这一步的,则是那该死的“坍缩”。一个观测者使得波函数坍缩?这似乎就赋予了所谓的观测者一种在宇宙中至高无上的地位,他们享有某种超越基本物理定律的特权,可以创造一些真正奇妙的事情出来。
真的,追本朔源,罪魁祸首就在暧昧的“波函数坍缩”那里了。这似乎像是哥本哈根派的一个魔咒,至今仍然把我们陷在其中不得动弹,而物理学的未来也在它的诅咒下显得一片黯淡。拿康奈尔大学的物理学家科特•戈特弗雷德(Kurt Gottfried)的话来说,这个“坍缩”就像是“一个美丽理论上的一道丑陋疤痕”,它云遮雾绕,似是而非,模糊不清,每个人都各持己见,为此吵嚷不休。怎样在观测者和非观测者之间划定界限?薛定谔猫的波函数是在我们打开箱子的那一刹那坍缩?还是它要等到光子进入我们的眼睛并在视网膜上激起电脉冲信号?或者它还要再等一会儿,一直到这信号传输到大脑皮层的某处并最终成为一种“精神活动”时才真正坍缩?如果我们在这上面大钻牛角尖的话,前途似乎不太美妙。
那么,有没有办法绕过这所谓的“坍缩”和“观测者”,把智能生物的介入从物理学中一脚踢开,使它重新回到我们所熟悉和热爱的轨道上来呢?让我们重温那个经典的双缝困境:电子是穿过左边的狭缝呢,还是右边的?按照哥本哈根解释,当我们未观测时,它的波函数呈现两种可能的线性叠加。而一旦观测,则在一边出现峰值,波函数“坍缩”了,随机地选择通过了左边或者右边的一条缝。量子世界的随机性在坍缩中得到了最好的体现。
要摆脱这一困境,不承认坍缩,那么只有承认波函数从未“选择”左还是右,它始终保持在一个线性叠加的状态,不管是不是进行了观测。可是这又明显与我们的实际经验不符,因为从未有人在现实中观察到同时穿过左和右两条缝的电子,也没有人看见过同时又死又活的猫(半死不活,奄奄一息的倒有不少)。事到如今,我们已经是骑虎难下,进退维谷,哥本哈根的魔咒已经缠住了我们,如果我们不鼓起勇气,作出最惊世骇俗的假设,我们将注定困顿不前。
如果波函数没有坍缩,则它必定保持线性叠加。电子必定是左/右的叠加,但在现实世界中从未观测到这种现象。
有一个狂想可以解除这个可憎的诅咒,虽然它听上去真的很疯狂,但慌不择路,我们已经是nothing to lose。失去的只是桎梏,但说不定赢得的是整个世界呢?
是的!电子即使在观测后仍然处在左/右的叠加,但是,我们的世界也只不过是叠加的一部分!当电子穿过双缝后,处于叠加态的不仅仅是电子,还包括我们整个的世界!也就是说,当电子经过双缝后,出现了两个叠加在一起的世界,在其中的一个世界里电子穿过了左边的狭缝,而在另一个里,电子则通过了右边!
波函数无需“坍缩”,去随机选择左还是右,事实上两种可能都发生了!只不过它表现为整个世界的叠加:生活在一个世界中的人们发现在他们那里电子通过了左边的狭缝,而在另一个世界中,人们观察到的电子则在右边!量子过程造成了“两个世界”!这就是量子论的“多世界解释”(Many Worlds Interpretation,简称MWI)。
要更好地了解MWI,不得不从它的创始人,一生颇有传奇色彩的休•埃弗莱特(Hugh Everett III,他的祖父和父亲也都叫Hugh Everett,因此他其实是“埃弗莱特三世”)讲起。1930年11月9日,爱因斯坦在《纽约时报杂志》上发表了他著名的文章《论科学与宗教》,他的那句名言至今仍然在我们耳边回响:“没有宗教的科学是跛足的,没有科学的宗教是盲目的。”两天后,小埃弗莱特就在华盛顿出生了。
埃弗莱特对爱因斯坦怀有深深的崇敬,在他只有12岁的时候,他就写信问在普林斯顿的爱因斯坦一些关于宇宙的问题,而爱因斯坦还真的复信回答了他。当他拿到化学工程的本科学位之后,他也进入了普林斯顿攻读。一开始他进的是数学系,但他很快想方设法转投物理。50年代正是量子论方兴未艾,而哥本哈根解释如日中天,一统天下的时候。埃弗莱特认识了许多在这方面的物理学生,其中包括玻尔的助手Aage Peterson,后者和他讨论了量子论中的观测难题,这激起了埃弗莱特极大的兴趣。他很快接触了约翰•惠勒,惠勒鼓励了他在这方面的思考,到了1954年,埃弗莱特向惠勒提交了两篇论文,多世界理论(有时也被称作“埃弗莱特主义-Everettism”)第一次亮相了。
按照埃弗莱特的看法,波函数从未坍缩,而只是世界和观测者本身进入了叠加状态。当电子穿过双缝后,整个世界,包括我们本身成为了两个独立的叠加,在每一个世界里,电子以一种可能出现。但不幸的是,埃弗莱特用了一个容易误导和引起歧义的词“分裂”(splitting),他打了一个比方,说宇宙像一个阿米巴变形虫,当电子通过双缝后,这个虫子自我裂变,繁殖成为两个几乎一模一样的变形虫。唯一的不同是,一个虫子记得电子从左而过,另一个虫子记得电子从右而过。
惠勒也许意识到了这个用词的不妥,他在论文的空白里写道:“分裂?最好换个词。”但大多数物理学家并不知道他的意见。也许,惠勒应该搞得戏剧化一点,比如写上“我想到了一个绝妙的用词,可惜空白太小,写不下。”在很长的一段时间里,埃弗莱特的理论被人们理解成:当电子通过双缝的时候,宇宙神奇地“分裂”成了两个独立的宇宙,在一个里面电子通过左缝,另一个相反。这样一来,宇宙的历史就像一条岔路,每进行一次观测,它就分岔成若干小路,每条路对应于一个可能的结果。而每一条岔路又随着继续观察而进一步分裂,直至无穷。但每一条路都是实在的,只不过它们之间无法相互沟通而已。
假设我们观测双缝实验,发现电子通过了左缝。其实当我们观测的一瞬间,宇宙已经不知不觉地“分裂”了,变成了几乎相同的两个。我们现在处于的这个叫做“左宇宙”,另外还有一个“右宇宙”,在那里我们将发现电子通过了右缝,但除此之外一切都和我们这个宇宙完全一样。你也许要问:“为什么我在左宇宙里,而不是在右宇宙里?”这种问题显然没什么意义,因为在另一个宇宙中,另一个你或许也在问:“为什么我在右宇宙,而不是左宇宙里?”观测者的地位不再重要,因为无论如何宇宙都会分裂,实际上“所有的结果”都会出现,量子过程所产生的一切可能都对应于相应的一个宇宙,只不过在大多数“蛮荒宇宙”中,没有智能生物来提出问题罢了。
这样一来,薛定谔的猫也不必再为死活问题困扰。只不过是宇宙分裂成了两个,一个有活猫,一个有死猫罢了。对于那个活猫的宇宙,猫是一直活着的,不存在死活叠加的问题。对于死猫的宇宙,猫在分裂的那一刻就实实在在地死了,不要等人们打开箱子才“坍缩”,从而盖棺定论。
从宇宙诞生以来,已经进行过无数次这样的分裂,它的数量以几何级数增长,很快趋于无穷。我们现在处于的这个宇宙只不过是其中的一个,在它之外,还有非常多的其他的宇宙。有些和我们很接近,那是在家谱树上最近刚刚分离出来的,而那些从遥远的古代就同我们分道扬镳的宇宙则可能非常不同。也许在某个宇宙中,小行星并未撞击地球,恐龙仍是世界主宰。在某个宇宙中,埃及艳后克娄帕特拉的鼻子稍短了一点,没有教恺撒和安东尼怦然心动。那些反对历史决定论的“鼻子派历史学家”一定会对后来的发展大感兴趣,看看是不是真的存在历史蝴蝶效应。在某个宇宙中,格鲁希没有在滑铁卢迟到,而希特勒没有在敦刻尔克前下达停止进攻的命令。而在更多的宇宙里,因为物理常数的不适合,根本就没有生命和行星的存在。
严格地说,历史和将来一切可能发生的事情,都已经实际上发生了,或者将要发生。只不过它们在另外一些宇宙里,和我们所在的这个没有任何物理接触。这些宇宙和我们的世界互相平行,没有联系,根据奥卡姆剃刀原理,这些奇妙的宇宙对我们都是没有意义的。多世界理论有时也称为“平行宇宙”(Parallel Universes)理论,就是因为这个道理。
宇宙的“分裂”其实应该算是一种误解,不过直到现在,大多数人,包括许多物理学家仍然是这样理解埃弗莱特的!这样一来,这个理论就显得太大惊小怪了,为了一个小小的电子从左边还是右边通过的问题,我们竟然要兴师动众地牵涉整个宇宙的分裂!许多人对此的评论是“杀鸡用牛刀”。爱因斯坦曾经有一次说:“我不能相信,仅仅是因为看了它一眼,一只老鼠就使得宇宙发生剧烈的改变。”这话他本来是对着哥本哈根派说的,不过的确代表了许多人的想法:用牺牲宇宙的代价来迎合电子的随机选择,未免太不经济廉价,还产生了那么多不可观察的“平行宇宙”的废料。MWI后来最为积极的鼓吹者之一,德克萨斯大学的布莱斯•德威特(Bryce S DeWitt)在描述他第一次听说MWI的时候说:“我仍然清晰地记得,当我第一次遇到多世界概念时所受到的震动。100个略有缺陷的自我拷贝贝,都在不停地分裂成进一步的拷贝,而最后面目全非。这个想法是很难符合常识的。这是一种彻头彻尾的精神分裂症……”对于我们来说,也许接受“意识”,还要比相信“宇宙分裂”来得容易一些!
不难想象,埃弗莱特的MWI在1957年作为博士论文发表后,虽然有惠勒的推荐和修改,在物理界仍然反应冷淡。埃弗莱特曾经在1959年特地飞去哥本哈根见到玻尔,但玻尔根本就不想讨论任何对于量子论新的解释,也不想对此作什么评论,这使他心灰意冷。作为玻尔来说,他当然一生都坚定地维护着哥本哈根理论,对于50年代兴起的一些别的解释,比如玻姆的隐函数理论(我们后面要谈到),他的评论是“这就好比我们希望以后能证明2×2=5一样。”在玻尔临死前的最后的访谈中,他还在批评一些哲学家,声称:“他们不知道它(互补原理)是一种客观描述,而且是唯一可能的客观描述。”
受到冷落的埃弗莱特逐渐退出物理界,他先供职于国防部,后来又成为著名的Lambda公司的创建人之一和主席,这使他很快成为百万富翁。但他的见解——后来被人称为“20世纪隐藏得最深的秘密之一”的——却长期不为人们所重视。直到70年代,德威特重新发掘了他的多世界解释并在物理学家中大力宣传,MWI才开始为人所知,并迅速成为热门的话题之一。如今,这种解释已经拥有大量支持者,坐稳哥本哈根解释之后的第二把交椅,并大有后来居上之势。为此,埃弗莱特本人曾计划复出,重返物理界去做一些量子力学方面的研究工作,但他不幸在1982年因为心脏病去世了。
在惠勒和德威特所在的德州大学,埃弗莱特是最受尊崇的人之一。当他应邀去做量子论的演讲时,因为他的烟瘾很重,被特别允许吸烟。这是那个礼堂有史以来唯一的一次例外。
宇宙上是否有第10大的行星?
本文2023-10-03 21:58:10发表“资讯”栏目。
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