如何定义宇宙波函数 埃弗雷特多世界诠释

如何定义宇宙波函数

在寻求量子引力理论的过程中，米斯纳和惠勒很快就意识到，对可观测量比如位置，动量，能量等的选择，并不是显而易见的。爱因斯坦广义相对论的原始形式，把空间和时间置于相似的地位上，空间和时间可以轻易的相互转化，就像冰和水一样。然而，通过任意类型的实际观测，我们都会注意到，事物的空间变化发生在一定的时间间隔之内，比如宇宙随着时间的推移而不断膨胀。因此测量过程自然而然的把空间和时间分离开来，即把四维的时空块沿着时间切成三维切片……

一个更加哲学性的问题是把观测者和观测对象分开，如果我们要研究的是系统，是整个宇宙如何实现独立观测呢？一方面没有人能离开宇宙并测量它。另一方面，宇宙中的每个人都是该系统的一部分。如果不借助外部观测者，我们又如何知道波函数坍缩的概念是如何发挥作用呢？是要找出一种新方法让量子测量，无需借助这类坍缩来进行，同样令人生畏。
有一天，一直在苦思冥想除了哥本哈根诠释之外是否还有其他解释的埃弗雷特，把一个革命性的新假说摆在了惠勒面前，假设没有坍缩，假设每个量子系统的波函数按照薛定谔方程、狄拉克方程和其他描述量子系统的连续性方法一直演化下去，如果没有坍缩，也就无需引入独立观测量了，这样一来我们就可以清晰地定义宇宙的波函数了。

只有一个问题，而且非常明显，想象一个基本的量子系统，比如一个原子，科学家对它进行了观测。这类测量每时每刻都在发生，如果正确的操作通常会得到一个而非一组结果。在这种情况下，观测在其发生的一瞬间并没有引发坍缩，而是使宇宙本身分叉为多种可能性，每一个分支代表一个不同的结果，或者说一个替代现实。
米斯娜看到艾弗雷特发展这个假说的过程，虽然他对埃弗雷特的假说感兴趣，但也是半信半疑。米斯纳回忆道：我的第一和总体反应是，我不喜欢艾弗雷特的结论，但我敬重他的逻辑认证能力，当然我也不喜欢玻尔的假说。
然而惠勒可是由衷的兴奋，他一直推催促自己的研究生寻找能定义宇宙波函数的方法，现在埃弗雷特似乎有了一个可能的答案。至少，它值得仔细审视，毕竟具有逻辑一致性的备选项太少。两人讨论了一番后，艾弗雷特决定以此为题写作他的博士论文，并请惠勒作为他的导师。

以上这篇如何定义宇宙波函数是讲述埃弗雷特提出了量子力学的多世界诠释的假说，这篇文章来自《量子迷宫-理查德·费曼、约翰·惠勒和量子物理学史话》，今天是2022年5月1日国际劳动节，我是欧锋在广州为你朗诵，谢谢你的聆听，再会。