平行宇宙理論是什么

平行宇宙的概念，并不是因?yàn)闀r(shí)間旅行悖論提出來的，它是來自量子力學(xué)，因?yàn)榱孔恿W(xué)有一個(gè)不確定性，就是量子的不確定性。平行宇宙概念的提出，得益于現(xiàn)代量子力學(xué)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。在20世紀(jì)50年代，有的物理學(xué)家在觀察量子的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)每次觀察的量子狀態(tài)都不相同。而由于宇宙空間的所有物質(zhì)都是由量子組成，所以這些科學(xué)家推測(cè)物啟升既然每個(gè)量子都有不同的狀態(tài)，那么宇宙也有可能并不只是一個(gè)，而是由多個(gè)類似的宇宙組成。
哥本哈根解釋
從20世紀(jì)20年代起，許多物理學(xué)家都為量子量子力學(xué)中，微觀粒子的狀態(tài)用波函數(shù)來描述。當(dāng)微觀粒子處于某一狀態(tài)時(shí)，它的力學(xué)量（如坐標(biāo)、動(dòng)量、角動(dòng)量、能量等）一般不具有確定的數(shù)值，而具有一系列可能值，每個(gè)可能值以一定的概率出現(xiàn)（宏觀物體處于某一狀態(tài)時(shí)，它的力學(xué)量具有確定的數(shù)值）。也就是說，微觀粒子的運(yùn)動(dòng)具有不確定性和概率性。波函數(shù)就能描述微觀粒子在空間分布的概率。
物理學(xué)中著名的“單電子雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)正是微觀粒子運(yùn)動(dòng)不確定性和隨機(jī)性的體現(xiàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，單電子通過雙縫后竟然發(fā)生了干涉。在經(jīng)典力學(xué)看來，電子在同一時(shí)刻只能通過一條縫，它不可能同時(shí)通過兩條縫并發(fā)生干涉；而根據(jù)量子力學(xué)，電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是以波函數(shù)形式存在，電子有可能在同一時(shí)刻既通過這條狹縫，又通過那條狹縫，并發(fā)生干涉。但是，當(dāng)科學(xué)家試圖通過儀器測(cè)定電子究竟通過了哪條縫時(shí)，永遠(yuǎn)只會(huì)在其中的一處發(fā)現(xiàn)電子。兩個(gè)儀器也不會(huì)同時(shí)偵測(cè)到電子，電子每次只能通過一條狹縫。這看起來好像是測(cè)量者的觀測(cè)行為改變了電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這種反常的現(xiàn)象又作何解釋呢，物理學(xué)家玻爾提出了著名的“哥本哈根解釋”：當(dāng)人們未觀測(cè)時(shí)，電子在兩條縫位置都有存在的概率；但是，一旦被測(cè)量了，比如說測(cè)得該電子在左縫位置，電子有了準(zhǔn)確的位置，它在該點(diǎn)的概率為1，其他點(diǎn)的概率為0。也就是說，該電子的波函數(shù)在被測(cè)量的瞬間“塌縮”到了該點(diǎn)。
玻爾把觀察者及其意識(shí)引入了量子力學(xué)，使其與微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生關(guān)系。但觀察者和“旁租塌縮”的解釋并不十分清晰和令人信服，也受到了很多科學(xué)家的質(zhì)疑。例如，塌縮是如何發(fā)生的，是在一瞬間就發(fā)生，還是要等到光子進(jìn)入人們的眼睛并在視網(wǎng)膜上激起電脈沖信號(hào)后才開始。
多世界解釋
那么，有沒有辦法繞過這所謂的“塌縮”和“觀測(cè)者”，從本應(yīng)研究客罩老觀規(guī)律的物理學(xué)中剔除觀察者的主觀成分呢。
埃弗雷特提出了一個(gè)大膽的想法：如果波函數(shù)沒有“塌縮”，則它必定保持線性增加。也就是說，上述實(shí)驗(yàn)中電子即使再觀測(cè)后仍然處在左/右狹縫的疊加狀態(tài)。埃弗雷特由此進(jìn)一步提出：人們的世界也是疊加的，當(dāng)電子穿過雙縫后，處于疊加態(tài)的不僅僅是電子，還包括整個(gè)的世界。也就是說，當(dāng)電子經(jīng)過雙縫后，出現(xiàn)了兩個(gè)疊加在一起的世界，在其中的一個(gè)世界里電子穿過了左邊的狹縫，而在另一個(gè)世界里，電子則通過了右邊的狹縫。這樣，波函數(shù)就無需“塌縮”，去隨機(jī)選擇左還是右，因?yàn)樗憩F(xiàn)為兩個(gè)世界的疊加：生活在一個(gè)世界中的人們發(fā)現(xiàn)在他們那里電子通過了左邊的狹縫，而在另一個(gè)世界中，人們觀察到的電子則在右邊。以“薛定諤的貓”來說，埃弗雷特指出兩只貓都是真實(shí)的。有一只活貓，有一只死貓，但它們位于不同的世界中。問題并不在于盒子中的發(fā)射性原子是否衰變，而在于它既衰變又不衰變。當(dāng)觀測(cè)者向盒子里看時(shí)，整個(gè)世界分裂成它自己的兩個(gè)版本。這兩個(gè)版本在其余的各個(gè)方面是完全相同的。唯一的區(qū)別在于其中一個(gè)版本中，原子衰變了，貓死了；而在另一個(gè)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(gè)世界將完全相互獨(dú)立平行地演變下去，就像兩個(gè)平行的世界一樣。量子過程造成了“兩個(gè)世界”，這就是埃弗雷特前衛(wèi)的“多世界解釋”。
這個(gè)解釋的優(yōu)點(diǎn)是：薛定諤方程始終成立，波函數(shù)從不塌縮，由此它簡(jiǎn)化了基本理論。它的問題是：設(shè)想過于離奇，付出的代價(jià)是這些平行的世界全都是同樣真實(shí)的。這就難怪有人說：“在科學(xué)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。”