Wolf's Plateau

Ming Hua's Web Log

Saturday, May 12, 2007

 

狗与物理学

一晃就又快一个月没写 blog 了。最近好象也没什么感想。不过今天看到一位美国物理教授的 blog 上有篇讲量子力学的文章《Many Worlds, Many Treats》我很喜欢。既然没有自己的东西可写,又好久没有翻译东西了,就拿这一篇来练练手吧。

关于版权声明一句:因为原作的授权我还没有弄清楚,也还没联系原作者,所以未和我联系之前请勿转载。我已和英文原作者联系过,他同意我发布这篇翻译。

多重世界,多重奖励
英文原作:Chad Orzel

我正坐在计算机旁打字的时候,感觉到狗在撞我的腿。我往下一看,它正在仔细地闻着我脚边的地面。

“你在那下面干什么呢?”

“我在找牛排!”它满怀希望地摇着尾巴说。

“我敢肯定那底下没有牛排。”我说。“我从来不在计算机边上吃牛排,所以也绝对没有把牛排掉到那块地上过。”

“你在某个宇宙中掉过。”它说道,一边说一边不停地闻。

我叹了口气。“我得把书架上那些量子力学的书再往高处挪一些,那样你就够不着了。”

“无所谓。我有 Wikipedia。”

“好吧,你那个又笨又小的狗脑袋里面又想出什么奇怪理论来了?”

“你是有可能在计算机边上吃牛排的,对吧?”

“我确实吃牛排。我也确实有时在计算机旁吃东西,所以当然可以这么说。”

“如果你在计算机边上吃牛排的话,你就有可能掉一块在地上。”

“这我就不确定了……”

“哥们儿,我可是见过你吃东西的。”没错,这狗管我叫“哥们儿”。看来过些天要让它去上课学学怎么服从主人才行。

“好吧,我们姑且承认这种可能性。”

“所以说,你有可能会把牛排掉在地上。那么根据 Everett 对量子力学的多重世界诠释,这就意味着你肯定曾经把牛排掉到地上过。也就是说,我只需要找到你掉的牛排在哪儿。”

“呃,从技术上来讲,多重世界诠释说的是,在宇宙的整体演化波函数的某个分支里,我把牛排掉到地上过。”

“对,那我只要找到那个整体什么就行了。”

“可问题在于,我们只能感知这个波函数的一个分支。”

“也许你只能感知一个分支。我可是有个很灵的鼻子。我能闻到额外维度里的东西。”

“这大概是你为什么会有时候莫名其妙地大叫的原因,但额外维度是件完全不同的事情。在这里,一旦波函数的不同分支间出现足够的退相干,以致不同部分之间不可能发生干涉的话,它们其实就成为完全分离、互不沟通的宇宙了。”

“你说的那个退相干是什么意思?”

“这么说吧,假设我这儿有一块牛排——别摇尾巴,只不过是个比方——从量子力学上讲,如果我把它掉在地上,再捡起来的话,就可能会存在一种干涉,描述掉在地上的牛排的波函数和描述没掉在地上的牛排的波函数之间的干涉。当然了,这是因为我可能把牛排掉在地上,也可能没把它掉在地上,所以你两种情况都需要。”

“那又意味着什么呢?”

“意味着那块牛排可能会生成某种干涉图样。我并不清楚那干涉图样会是个什么样子。但不管怎么说,这些都不重要。因为那块牛排一直在和周围的环境相互作用——空气、书桌、地板——”

“还有狗!”

“什么都有。这些相互作用本质上都是随机的和未被测量的。这些相互作用会导致各种不同状态的牛排的波函数都发生转变,而这些转变就使得那些波函数无法再良好地互相干涉。这个过程就叫做‘退相干’,而且它发生得非常快。”

“有多快?”它问道,看上去充满希望。

“那取决于具体情形,但粗略估计一下,我看和奶酪兔子的存在时间差不多。10-30 秒或更短。”

“哦。”它看上去有点泄气。“那可真够快的。”它直到现在也没有抓到过奶酪兔子。

“没错。而退相干一旦发生,波函数的不同分支间就无法相互作用了。这其实就是说,不同分支变成了彼此之间不能沟通的互相分离的宇宙。在其它那些‘宇宙’里发生的事情对于我们这个宇宙里发生的事没有任何的影响。”

“那为什么我们只能看到一个那个什么什么的分支呢?”

“啊,这可是个大问题。没人知道为什么。很多人认为这意味着量子力学从基础上来讲是不完备的,也有一大群物理学家在做量子力学基础方面的研究,提出各种各样的解释。Matt Leifer 有个 blog,谈的全是这方面的东西。”

“我们不喜欢他。他说过我的坏话。”

“算不上什么坏话啦,只是不屑而已。但这些都不是重点。重点是,你是不可能在我的书桌底下找到牛排的,所以赶快出来吧。”

“哦,好。”它低着头,垂着尾巴,从书桌下蹭出来。

“嘿,看事情要乐观一点。”我说。“在另一个版本的我把牛排掉在地上的那个宇宙里,也有另一个版本的你啊。”

“真的?”它把头抬起来了。

“真的。而且你是条好猎狗,所以很可能在我把牛排捡起来之前,你就把它叼走了。”

“真的?”它开始摇起尾巴来。

“真的。所以说,在我把牛排掉到地上的那个宇宙里,你就吃到牛排了。”

“噢!”它尾巴摇得更欢。“我喜欢吃牛排!”

“我知道你喜欢。”我把手头的工作保存好。“我说,咱们俩出去散步怎么样?”

“噢!好主意!”它说完就跑掉了,丁零咣当地下楼梯跑到后门放狗链的地方去。

它可真是条笨狗啊。

2007.07.12 更新:已得到英文原作者的许可发布这篇翻译。

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