传统意义上，加州理工学院有一位名叫肖恩·卡罗尔的物理学家，他正忙于钻研量子世界的本质。然而，从理论意义上讲，他可能是众多人中的一员，每个人都存在于自己的世界里。卡罗尔认为，他本人并没有什么独特之处：宇宙中的每个人、每块石头、每个粒子都参与到一个无休止的分支现实中，每当一个具有多种可能结果的事件发生时，它就会分裂成不同的版本。
他清楚地知道，这个想法听起来像是科幻电影里的情节（而且他曾是《复仇者联盟4：终局之战》的顾问，这并没有帮助）。但如今，越来越多的同行开始认真对待多世界理论。在他的新书《深藏之物》中，卡罗尔提出，“多世界诠释”不仅是一种理解量子力学的合理方式，而且是*最*合理的方式。
“多世界诠释”的著名支持者包括牛津大学的物理学家大卫·杜奇（David Deutsch）和麻省理工学院的马克斯·泰格马克（Max Tegmark）。如果他们是对的，我们直观的现实观将是完全错误的。然而，也有一些其他研究者认为，看待量子力学的“多世界”方式是错误的、徒劳的，甚至完全荒谬的。
为了理解“多世界诠释”是如何运作的，以及它对我们理解宇宙意味着什么，我与肖恩·卡罗尔进行了一次漫长而令人费解的对话。下面是对话的精简版本。在我的下一篇博文中，我将分享一种截然不同的量子力学观点。这场辩论的利害关系很大：这里争论的正是现实的本质！
问：让我们从头开始。什么是“多世界诠释”？
卡罗尔：它始于量子力学，这是我们研究基本粒子和微观世界的最优理论。量子力学中有这样一个概念，即在你观察一个物体之前，它并不处于任何确定的位置。它处于一种波的状态，你可以将其视为所有可能存在位置的叠加（重叠）。因此，它可能在你观察到的某个地方出现的概率更大，但直到你观察它，它实际上并不处于任何特定位置。
想到一个物体的行为会根据你是否观察它而改变，这真的很奇怪。这就是量子力学最根本的奇怪之处：物体在你没有观察它们时表现出一种方式，在你观察它们时表现出另一种方式。
问：同意，量子物理学很奇怪。那么，“多世界诠释”如何帮助你理解它呢？
答：“多世界”理论认为，当你观察电子时，实际发生的事情不是突然发生了一种转变，“砰”的一声，它就出现在你看到它的那个位置。相反，是世界分裂成多个副本——一个版本是你在这里看到了电子在这里，另一个版本是你看到了那里的电子在那里，以此类推。这并非空穴来风，这正是量子力学基本方程——薛定谔方程——的预测。
所有人都同意，当你不观察它们时，量子系统服从薛定谔方程。“多世界”理论只是说，当你观察它们时，它们也服从薛定谔方程。量子力学的其他所有方法都必须使事情变得更复杂，说不，当你观察它们时会发生一些特别的事情。也许那是可能的，但如果不需要这样做——如果这样做没有经验上的好处，也没有形而上的好处——那么为什么要这么说呢？
“多世界诠释”的表述是量子力学中最简单的版本。你付出的代价是存在很多世界。但这就像说，数轴上有无数个数字。这并没有阻止我们使用数轴的概念。同样，在量子力学中，有一个概念，即波函数服从薛定谔方程。你不可能比这更简单了。
问：假设我接受“多世界”理论适用于电子和原子。那它如何适用于人呢？我们会不断产生新的自己吗？
答：一切都是一样的。“多世界”理论说，看，如果一个电子可以处于叠加态，你也可以。你是由电子、原子以及类似的东西组成的，所以你也可以处于叠加态。
问：那是否意味着存在着无限多样的“你”，做出无限多样的不同决定？这是个有效的解释吗？
答：这个说法基本正确，但有几点需要补充。首先，至关重要的一点是，世界的分裂*不是*因为你做出了一个决定。多世界诠释最棒的地方在于，它对世界何时分裂绝对毫不含糊，那就是当一个处于叠加态的小量子系统与更广阔的世界纠缠在一起时。这同样是由薛定谔方程描述的。你不需要在基本层面上使用“测量”或“观察”这样的词来定义它。你可以推导出来。
著名的“薛定谔的猫”思想实验可以看作是宇宙分裂的一个例子。活猫和死猫可能都存在，但存在于不同的现实中。（图片来源：Christian Schirm）
Christian Schirm
问：我想回到“纠缠”这个词。“纠缠”到底是什么意思？你怎么知道某物是否与周围世界纠缠在一起？
答：这是一个好问题，这也是难点。从数学上讲，我可以在两秒钟内定义它；非常简单。如果你想让我用语言来定义它，那么我就必须使用诸如“如果你观察它……”之类的词。这是一个关键点。从来就没有一个单一的电子。它有一个波函数，这意味着它散布在各处，这意味着它处于不同位置的叠加态。宇宙中的每个电子都是如此。整个宇宙只有一个状态。
我们巧妙地称之为“宇宙的波函数”。休·埃弗雷特（Hugh Everett），“多世界诠释”的发明者，是最早指出这一点的人之一。如果你将这个波函数解释为告诉你可能的观测结果是什么，它们是可以关联的。你可能不知道一个电子在哪里，也不知道另一个电子在哪里，但你知道它们在同一个地方。然后，如果你观察一个，你就知道另一个在哪里。这就是纠缠。
问：这是一个很难理解的概念，至少用语言表达出来是这样。既然有大量的粒子一直在纠缠，那么宇宙是否存在无数个版本？
答：我们不知道世界的数量是有限的还是无限的。以我们目前的知识水平，无法回答这个问题。我认为物理学家应该感到有些尴尬，他们没有更深入地思考这个问题。这绝对是一个非常庞大的数字，我们这样说吧。绝不可能是……五个。肯定比这大。
问：我们应该如何理解所有这些不同的世界？它们都同样真实吗？
答：它们都具有同等的有效性，但“有效性”在这里可能不是最恰当的词。波函数的某些分支——某些世界——比其他世界更重要。这就是为什么当我们观察一个量子系统时，我们可以说，好吧，看到*这个*的概率是三分之二，而看到*那个*的概率只有三分之一。其中一种可能性比另一种可能性更占优势。
“多世界”理论最大的担忧是它无法回答概率从何而来的问题。但这一切在数学上都是完美定义的。
问：我忍不住注意到，我们只体验一个现实，一个世界。为什么会这样？所有其他世界都去哪里了？
答：你的意思是，为什么你会发现自己身处一个世界而不是其他任何世界？好吧，你会发现自己身处哪个其他世界呢？这就好比问，考虑到过去存在的所有时间和未来将要存在的所有时间，为什么我们生活在*现在*？每个人在每个时刻都认为自己生活在“现在”。每个世界中的每个人都认为自己生活在唯一的世界里。我不知道还能怎样。
问：知道那些其他现实存在，自然让我好奇，是否有可能像科幻电影里那样，跨越过去访问其中一个世界？能做到吗？
答：你可以想象你想要这样做，但这是不可能的。这就像超光速旅行：这不是你真正能做到的事情。这正是量子波函数的不同部分为什么会被视为独立世界的原因。一旦它们产生，它们就会走自己的路。它们不相互作用，不相互通信，不以任何方式相互影响。
问：你如何调和“多世界”理论与能量守恒？你不是一直在创造新的世界吗？
答：看起来你似乎在创造宇宙的额外副本，但实际上在“多世界”理论中，能量是100%守恒的。你并没有真正创造新的宇宙。最好将其视为将一个又大又厚的宇宙切开，将其区分成多个副本，每个副本都比原来的薄。这是一个粗略、直观的比喻，但它得到了数学的支持。
就像你将一个世界分成两个。这正是休·埃弗雷特谈论这个问题时使用的词——他谈论的是“分裂”宇宙。它不像复印机，你现在拥有了两份你曾经拥有的东西。它不像其他世界*存在于某处*。
问：但仍然，在“多世界”理论中，那些其他世界是真实的替代可能性，包含着真实的替代版本的你。那些其他版本的你本可以过着不同的生活，做出不同的决定，对吗？
答：是的。我想强调的是，不是你的决定让宇宙分裂。但完全有可能发生在你大脑中的某件事会分裂成两种不同的量子可能性，而我们在宏观世界中将这些差异解释为不同的决定。所以，完全有可能存在多个你做出不同决定的世界。
你可以在iPhone上下载一个应用程序，它可以将你困难的决定交给一个量子测量设备。如果你有两个选择，你只需将其发送给这个应用程序，它巧妙地命名为“宇宙分裂器”，它会告诉你你处于哪个波函数分支。这很有趣，但如果你能体验到其他版本的自己，那它们就不会真正是其他世界。
