第一百八十八章 量子疊加
總統車隊離開後，普羅米修斯基地並沒有立刻恢復到從前的樣子。
設備可以重新啟動，實驗排期可以重新排，NASA和能源部的觀察員也可以在會議室里坐下，拿起筆，把每一項恢復流程寫進記錄。但有些東西一旦被按停，再啟動時總會帶著一種短暫的遲滯，像一台機器被迫停轉太久，齒輪重新咬合時還殘留著微不可察的生澀。
馬斯克沒有給這種生澀太多時間。他幾乎在歐巴馬離開後的二十分鐘內，就把幾個科學負責人叫到一起，重新安排三條線的實驗準備。NASA的人還沒完全坐穩，他已經在白板上把下一輪測試窗口寫了出來。FBI的人撤到了更外層的位置，卡特留下的那種冷意卻並未真正消失，只是像陰影一樣被拉遠了些，暫時不再壓在所有人的桌面上。
葉飛沒有立刻加入他們。
傍晚時分，他獨自去了安德魯的實驗室。
那是一間位於基地側翼的小實驗室，和主廠房那些龐大的設備相比，它顯得安靜許多。牆邊放著低溫裝置的測試部件，幾台儀器還亮著幽藍色的指示燈，桌上散著幾份沒有整理完的計算紙。窗外的洛杉磯天色已經暗下來，遠處主廠房裡的光從半開的捲簾門裡透出來，像一處還沒有熄滅的爐膛。
安德魯正站在一台電腦前看數據，聽見門響，回過頭來。
「你找我？」
葉飛點點頭。
「有個問題。」
安德魯關掉一組曲線，摘下眼鏡揉了揉眉心。今天對他來說也很長。早上他還是一個隨時可能被項目暫停拖回邊緣的科學家，下午總統已經站在廠房裡，親口把普羅米修斯從那張暫停通知下重新拉出來。這種劇烈變化足以讓大多數人失眠。
可葉飛的神情卻不像是要談項目恢復。
他走到白板前，拿起馬克筆，沒有寒暄，也沒有鋪墊，只寫下兩個詞。
Quantum superposition.（量子疊加態）
Parallel universes.（平行宇宙）
寫完之後，他放下筆，轉頭看向安德魯。
「這兩個東西，到底是什麼關係？」
安德魯望著白板，眉頭慢慢皺了起來。
「你問得很大。」
「所以我來問你。」
安德魯沉默了幾秒，走到白板前，拿起另一支筆，在兩個詞中間畫了一條並不筆直的線。
「嚴格說，它們不是同一個概念。」他說，「量子疊加態是一個系統同時處在多種可能狀態里的數學描述。比如一個電子的自旋，在測量前可以處於上旋和下旋的疊加。平行宇宙則是更寬泛的說法，它可能指量子多世界，也可能指暴漲宇宙、泡泡宇宙，甚至其他更多僅限猜測的模型。」
葉飛看著那條線。
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「那量子多世界解釋呢？」
安德魯在白板上寫下四個詞。
superposition→ entanglement→ decoherence→ branches
「疊加、糾纏、退相干、分支。」他道，「在多世界解釋里，所謂測量不是哥本哈根學派認為的坍縮，而是被測系統、儀器、環境和觀察者發生糾纏。一個電子的不同結果，會和不同的儀器讀數、不同的環境狀態、不同的觀察者記憶糾纏在一起。退相干之後，這些分支之間幾乎不能再相互干涉。」
葉飛道：「所以，一個電子在這個分支里上旋，另一個分支里下旋，就會變成兩個世界？」
「可以這麼說，但要小心。」安德魯道，「不是電子自己變成了兩個宇宙，而是整個量子態被寫成了希爾伯特空間中的不同分支。對分支里的觀察者來說，他只看見其中一個結果。對外部的完整波函數來說，那些結果都還在，只是彼此之間不再能輕易交流。」
葉飛沉默片刻，問道：「這些分支在宏觀上一定不同嗎？」
安德魯看向他。
葉飛繼續道：「比如一個電子的上旋還是下旋，並不能改變一個星系，也不能改變一顆恆星的運行。它甚至可能不會改變一個人的一天。那是不是有很多平行宇宙，在宏觀上幾乎是一模一樣的？」
這一次，安德魯沒有立刻回答。
他像是第一次真正被這個問題牽住了注意力，轉身在白板上畫了兩個幾乎重合的圓。圓與圓之間只錯開了極微小的一點，如果不仔細看，幾乎像同一個圖形。
「是。」他緩緩道，「而且這比很多科幻小說里的說法更接近物理。大多數微觀差異不會被放大成宏觀歷史。一個電子的自旋，如果只是留在實驗記錄里，或者迅速被環境熱噪聲吞掉，它不會改變恆星軌道，不會改變一個人的命運，更不會改變文明史。」
葉飛望著那兩個幾乎重合的圓。
「也就是說，平行宇宙未必都是完全不同的世界。」
「當然不是。」安德魯道，「差異取決於分支發生在什麼時候，也取決於那個差異有沒有進入混沌放大鏈條。你可以想像，有些分支很快就會分離出完全不同的宏觀結果；也有些分支，在很長時間裡只是在微觀層面上不同。對生活在其中的人來說，城市還是那座城市，太陽還是那顆太陽，星系還是那個星系，歷史也幾乎沿著同一條軌道向前。」
葉飛道：「幾乎？」
安德魯看了他一眼。
「你很在意精確性。」
葉飛沒有否認。
安德魯繼續道：「嚴格說，完全一模一樣很難。只要量子態不同，它們就不是同一個世界。但如果你從宏觀的角度去看，比如恆星位置、城市道路、人的姓名、某一天某個人是否走進這間實驗室，它們可以高度相似。高到對人類經驗而言，幾乎就是同一個世界。」
實驗室里靜了一會兒。
遠處主廠房傳來一聲低低的金屬碰撞聲，像某個工程師正在重新固定設備外殼。那聲音很輕，卻讓白板上那兩個幾乎重合的圓顯得更加安靜。葉飛看著它們，忽然覺得自己像在看兩片隔著一層透明玻璃的水面。它們相似到令人心悸，卻又沒有任何一條路能讓人伸手穿過去。
他道：「分支發生的越早，分支宇宙會越不一樣嗎？」
安德魯點了點頭。
「差別很大。比如發生在暴漲時期的分支，一個微小量子漲落會被拉伸到宇宙尺度，成為後來的密度擾動，甚至成為星系和星系團結構的種子。那個階段的差異，會被宇宙本身放大。一個很小的擾動，經過暴漲和後續演化，可能決定一片星系是否存在，一片空洞是否形成，甚至決定宇宙大尺度結構的輪廓。」
他說著，在白板上畫了一條時間線，從極早期宇宙一直延伸到今天。
「但暴漲結束以後，宇宙的大尺度結構逐漸形成。恆星、星系、星系團、基本物理過程都穩定下來。越晚出現的分支，越不容易改變宏觀宇宙。今天一個實驗室里電子自旋的不同，通常不會改變銀河系，甚至不會改變洛杉磯明天的天氣。」
葉飛道：「所以越早分出來的平行宇宙，差異越大；越晚分出來的宇宙，相似度越高。」
「可以這麼理解。」安德魯道，「如果分支發生在暴漲時代，一個量子漲落可能改變一片星空；如果分支發生在今天，大多數微觀分支只是在已經形成的宇宙上多出極小的微觀差異。它們在完整量子態上不同，在宏觀經驗中卻可能幾乎重合。」
葉飛的目光落在時間線最右端。
「甚至一模一樣？」
安德魯停了停。
「宏觀上，可以近似這麼說。物理學家不太喜歡『一模一樣』這個詞，因為它太絕對。但如果你問的是人類尺度，是一座城市、一間房子、一個人的生活軌跡，那麼晚期分支之間確實可能相似到不可區分。區別也許只存在於某個光子的散射方向，某個原子的能級，某個無人記錄也無人關心的微觀細節里。」
葉飛沒有立刻接話。
安德魯看著他，像是想從他的沉默里讀出這個問題真正的形狀。
「你為什麼關心這個？」
葉飛移開目光。
「我只是想知道，平行宇宙是不是一定意味著完全不同的世界。」
「答案是否定的。」安德魯道，「有些平行宇宙可能像完全不同的書，有些則像同一個印刷機里出來的同一本書，同樣的標題，同樣的內容，同樣的版本號，只是印刷時間，相差幾秒。」
這句話說完，葉飛忽然輕輕笑了一下。
安德魯不知道他為什麼笑，也沒有問。
實驗室里的燈光很白，照在白板上，讓那條時間線顯得像一道被粉筆和油墨暫時固定住的命運。葉飛走近幾步，在「Parallel universes」下面輕輕劃了一條線。
「如果兩個平行宇宙分支在宏觀上高度相似，一個宏觀物體有沒有可能從一個分支進入另一個分支？」
設備可以重新啟動，實驗排期可以重新排，NASA和能源部的觀察員也可以在會議室里坐下，拿起筆，把每一項恢復流程寫進記錄。但有些東西一旦被按停，再啟動時總會帶著一種短暫的遲滯，像一台機器被迫停轉太久，齒輪重新咬合時還殘留著微不可察的生澀。
馬斯克沒有給這種生澀太多時間。他幾乎在歐巴馬離開後的二十分鐘內，就把幾個科學負責人叫到一起，重新安排三條線的實驗準備。NASA的人還沒完全坐穩，他已經在白板上把下一輪測試窗口寫了出來。FBI的人撤到了更外層的位置，卡特留下的那種冷意卻並未真正消失，只是像陰影一樣被拉遠了些，暫時不再壓在所有人的桌面上。
葉飛沒有立刻加入他們。
傍晚時分，他獨自去了安德魯的實驗室。
那是一間位於基地側翼的小實驗室，和主廠房那些龐大的設備相比，它顯得安靜許多。牆邊放著低溫裝置的測試部件，幾台儀器還亮著幽藍色的指示燈，桌上散著幾份沒有整理完的計算紙。窗外的洛杉磯天色已經暗下來，遠處主廠房裡的光從半開的捲簾門裡透出來，像一處還沒有熄滅的爐膛。
安德魯正站在一台電腦前看數據，聽見門響，回過頭來。
「你找我？」
葉飛點點頭。
「有個問題。」
安德魯關掉一組曲線，摘下眼鏡揉了揉眉心。今天對他來說也很長。早上他還是一個隨時可能被項目暫停拖回邊緣的科學家，下午總統已經站在廠房裡，親口把普羅米修斯從那張暫停通知下重新拉出來。這種劇烈變化足以讓大多數人失眠。
可葉飛的神情卻不像是要談項目恢復。
他走到白板前，拿起馬克筆，沒有寒暄，也沒有鋪墊，只寫下兩個詞。
Quantum superposition.（量子疊加態）
Parallel universes.（平行宇宙）
寫完之後，他放下筆，轉頭看向安德魯。
「這兩個東西，到底是什麼關係？」
安德魯望著白板，眉頭慢慢皺了起來。
「你問得很大。」
「所以我來問你。」
安德魯沉默了幾秒，走到白板前，拿起另一支筆，在兩個詞中間畫了一條並不筆直的線。
「嚴格說，它們不是同一個概念。」他說，「量子疊加態是一個系統同時處在多種可能狀態里的數學描述。比如一個電子的自旋，在測量前可以處於上旋和下旋的疊加。平行宇宙則是更寬泛的說法，它可能指量子多世界，也可能指暴漲宇宙、泡泡宇宙，甚至其他更多僅限猜測的模型。」
葉飛看著那條線。
（由於緩存原因，請用戶直接瀏覽器訪問 TW 看書網書庫多，sʜᴜ.ᴛᴡ任你選 網站，觀看最快的章節更新）
「那量子多世界解釋呢？」
安德魯在白板上寫下四個詞。
superposition→ entanglement→ decoherence→ branches
「疊加、糾纏、退相干、分支。」他道，「在多世界解釋里，所謂測量不是哥本哈根學派認為的坍縮，而是被測系統、儀器、環境和觀察者發生糾纏。一個電子的不同結果，會和不同的儀器讀數、不同的環境狀態、不同的觀察者記憶糾纏在一起。退相干之後，這些分支之間幾乎不能再相互干涉。」
葉飛道：「所以，一個電子在這個分支里上旋，另一個分支里下旋，就會變成兩個世界？」
「可以這麼說，但要小心。」安德魯道，「不是電子自己變成了兩個宇宙，而是整個量子態被寫成了希爾伯特空間中的不同分支。對分支里的觀察者來說，他只看見其中一個結果。對外部的完整波函數來說，那些結果都還在，只是彼此之間不再能輕易交流。」
葉飛沉默片刻，問道：「這些分支在宏觀上一定不同嗎？」
安德魯看向他。
葉飛繼續道：「比如一個電子的上旋還是下旋，並不能改變一個星系，也不能改變一顆恆星的運行。它甚至可能不會改變一個人的一天。那是不是有很多平行宇宙，在宏觀上幾乎是一模一樣的？」
這一次，安德魯沒有立刻回答。
他像是第一次真正被這個問題牽住了注意力，轉身在白板上畫了兩個幾乎重合的圓。圓與圓之間只錯開了極微小的一點，如果不仔細看，幾乎像同一個圖形。
「是。」他緩緩道，「而且這比很多科幻小說里的說法更接近物理。大多數微觀差異不會被放大成宏觀歷史。一個電子的自旋，如果只是留在實驗記錄里，或者迅速被環境熱噪聲吞掉，它不會改變恆星軌道，不會改變一個人的命運，更不會改變文明史。」
葉飛望著那兩個幾乎重合的圓。
「也就是說，平行宇宙未必都是完全不同的世界。」
「當然不是。」安德魯道，「差異取決於分支發生在什麼時候，也取決於那個差異有沒有進入混沌放大鏈條。你可以想像，有些分支很快就會分離出完全不同的宏觀結果；也有些分支，在很長時間裡只是在微觀層面上不同。對生活在其中的人來說，城市還是那座城市，太陽還是那顆太陽，星系還是那個星系，歷史也幾乎沿著同一條軌道向前。」
葉飛道：「幾乎？」
安德魯看了他一眼。
「你很在意精確性。」
葉飛沒有否認。
安德魯繼續道：「嚴格說，完全一模一樣很難。只要量子態不同，它們就不是同一個世界。但如果你從宏觀的角度去看，比如恆星位置、城市道路、人的姓名、某一天某個人是否走進這間實驗室，它們可以高度相似。高到對人類經驗而言，幾乎就是同一個世界。」
實驗室里靜了一會兒。
遠處主廠房傳來一聲低低的金屬碰撞聲，像某個工程師正在重新固定設備外殼。那聲音很輕，卻讓白板上那兩個幾乎重合的圓顯得更加安靜。葉飛看著它們，忽然覺得自己像在看兩片隔著一層透明玻璃的水面。它們相似到令人心悸，卻又沒有任何一條路能讓人伸手穿過去。
他道：「分支發生的越早，分支宇宙會越不一樣嗎？」
安德魯點了點頭。
「差別很大。比如發生在暴漲時期的分支，一個微小量子漲落會被拉伸到宇宙尺度，成為後來的密度擾動，甚至成為星系和星系團結構的種子。那個階段的差異，會被宇宙本身放大。一個很小的擾動，經過暴漲和後續演化，可能決定一片星系是否存在，一片空洞是否形成，甚至決定宇宙大尺度結構的輪廓。」
他說著，在白板上畫了一條時間線，從極早期宇宙一直延伸到今天。
「但暴漲結束以後，宇宙的大尺度結構逐漸形成。恆星、星系、星系團、基本物理過程都穩定下來。越晚出現的分支，越不容易改變宏觀宇宙。今天一個實驗室里電子自旋的不同，通常不會改變銀河系，甚至不會改變洛杉磯明天的天氣。」
葉飛道：「所以越早分出來的平行宇宙，差異越大；越晚分出來的宇宙，相似度越高。」
「可以這麼理解。」安德魯道，「如果分支發生在暴漲時代，一個量子漲落可能改變一片星空；如果分支發生在今天，大多數微觀分支只是在已經形成的宇宙上多出極小的微觀差異。它們在完整量子態上不同，在宏觀經驗中卻可能幾乎重合。」
葉飛的目光落在時間線最右端。
「甚至一模一樣？」
安德魯停了停。
「宏觀上，可以近似這麼說。物理學家不太喜歡『一模一樣』這個詞，因為它太絕對。但如果你問的是人類尺度，是一座城市、一間房子、一個人的生活軌跡，那麼晚期分支之間確實可能相似到不可區分。區別也許只存在於某個光子的散射方向，某個原子的能級，某個無人記錄也無人關心的微觀細節里。」
葉飛沒有立刻接話。
安德魯看著他，像是想從他的沉默里讀出這個問題真正的形狀。
「你為什麼關心這個？」
葉飛移開目光。
「我只是想知道，平行宇宙是不是一定意味著完全不同的世界。」
「答案是否定的。」安德魯道，「有些平行宇宙可能像完全不同的書，有些則像同一個印刷機里出來的同一本書，同樣的標題，同樣的內容，同樣的版本號，只是印刷時間，相差幾秒。」
這句話說完，葉飛忽然輕輕笑了一下。
安德魯不知道他為什麼笑，也沒有問。
實驗室里的燈光很白，照在白板上，讓那條時間線顯得像一道被粉筆和油墨暫時固定住的命運。葉飛走近幾步，在「Parallel universes」下面輕輕劃了一條線。
「如果兩個平行宇宙分支在宏觀上高度相似，一個宏觀物體有沒有可能從一個分支進入另一個分支？」