你有沒有與死亡擦肩而過的經曆?也許你正準備過馬路,一隻腳已經邁出人行道,這時一輛汽車從你麵前疾馳而過;或許有東西從高樓墜下差點砸中你,掉在幾英尺外的地麵上;或許你身患重病生命垂危,卻奇跡般地痊愈了。與死亡擦肩的種種情形多到不可勝數……

這裏有個令人不安的想法:也許你已經死了。或者說,你在一個版本的真實世界中死過,而在另一個版本(你的此時此地)中,你仍然活著。物理學中最奇怪的理論之一—休·埃弗裏特的多世界理論提出了這種可能性。該理論認為:一切可能發生的事都會發生,因為宇宙在持續不斷地分裂成平行宇宙,在平行宇宙中,一切可能性都已實現。因此,所有瀕死體驗都既能引發你活下來的結果,也引發你沒存活下來的結果—這些結果會同時並存。

或許比起科學理論,埃弗裏特的理論倒更像是科幻故事。可即便如此,它的確為物理學和宇宙學中數個令人困惑的問題提供了簡明的解釋。這為該理論贏得了許多傑出科學家的認可。若不是它會得出以下這個極為古怪的推論,它或許還能贏得更多的支持者—如果一切可能發生的都會發生,那麽顯然,在至少幾個可能存在的平行宇宙中,我們會找到一種辦法,不斷地死裏逃生,永遠地活下去。

埃弗裏特的理論是從量子力學的學科領域出現的,該學科是20世紀初研究者們開始對亞原子世界之謎有所了解時形成的。在物理學家探索這一領域時,他們極為驚訝地意識到,支配亞原子對象行為的法則,與支配我們周圍一般物體的法則差異極大,特別是人們發現電子等亞原子粒子可以同一時間出現在不止一處。事實上,它們可以同時處於多個位置。這一現象被稱為“疊加”,如果你對量子力學不是很熟悉,這可能聽起來很奇怪,但物理學家對它並無懷疑。他們相信這件事完全是真的。如今,它甚至在真實場景中派上了用場,諸如量子計算機,它運用這一原理同時執行多次計算,這使它擁有了前所未有的速度。然而,疊加與它聽起來一樣的奇怪。

物理學家竭力嚐試預測和理解亞原子粒子的運動,在這個過程中接受了疊加的真實性。在經典力學中,如果你用手槍射出一顆子彈,你可以確切地預測它會打中哪裏。它的彈道遵循非常合理的法則。然而在亞原子世界,卻不存在這種確定性。研究者們意識到,當他們用槍發射一顆光子(光的粒子)或者電子,你是沒有辦法預測它會循著什麽樣的軌道以及會射中哪裏的。你就是做不到這件事。

他們可以做的是,繪製出這些粒子可能射中區域的概率圖,但這又讓人們多了一層困惑,因為這張圖並未形成任何與他們的預想相似的模式。相反,它表明亞原子粒子以非常沒有章法的方式運動。例如:他們以每秒一個光子的速率,向一塊有兩道縫的金屬板射出一束光子時,他們的預想是,在雙縫後方的牆麵上會形成兩道直線的圖案。這正是子彈被射向有雙縫的金屬板後會發生的情況。但是相反,光子生成了一個波的幹涉圖樣,就像池塘中兩波漣漪相遇會形成的圖案。

根據經典力學原理,這應該不可能發生。研究者們對到底發生了什麽毫無頭緒,直到他們考慮到每個單獨的光子都同時穿過兩個縫隙的可能性。雖然這聽起來非常有違直覺,但波的幹涉圖樣肯定是每個光子與其自身幹涉的結果。

為了更形象地理解,可以想象成一個光子同時依循每一條可能的軌跡運動,所有的這些軌跡向外輻射如同一股浪,同時抵達兩條縫隙。在這股“浪”穿過兩條縫隙時,它在另一邊形成了幹涉圖樣。其所有可能的軌跡以疊加態共存,像不可見的力線一樣相互作用。

1925年,這一概念由奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤[25]以數學形式表示了出來。他寫了一個公式,通過亞原子粒子的“波函數”,生成一個粒子可能依循的所有軌跡的地圖,預測了量子係統的行為。從那以後,物理學家一直用薛定諤的公式來為量子力學係統的行為建立高度精確的模型。

但還有一個問題。疊加的概念雖然出色地解釋了亞原子粒子看似古怪的運動方式,但它並沒有解釋,當一個粒子最終打到雙縫板背後的牆上時,為什麽隻打到了一個位置。這違背了所謂粒子同時循多條軌道運動的主張。那麽,粒子是如何從疊加態回到僅處於單個位置的呢?

這就是物理學家接受了疊加態的概念之後,困擾他們的問題。即粒子如何從同時存在於多處的概率性對象,轉變為在空間中具有固定位置的確定性對象的謎題。這在後來被稱為“測量問題”,因為這種轉變似乎發生在測量或探測的時刻。

20世紀20年代,物理學家尼爾斯·玻爾[26]和沃納·海森堡[27]為測量問題提供了一種解答。他們提出:是觀察這個行為,以未知的方式,造成薛定諤的波函數描述的無限種可能的軌跡坍縮成一條軌跡的。他們主張,僅僅通過觀察一個處於疊加態的粒子,觀察者就能讓它選擇單個位置。因為玻爾是丹麥人,生活在哥本哈根,所以這種解讀後來就以“量子力學的哥本哈根詮釋”之名為人們所熟知。

哥本哈根詮釋具有一些奇怪的哲學引申意義。它暗示真實世界不經觀察就不存在—我們作為觀察者,正持續不斷地從圍繞我們的可能性中,創造出我們自己的真實世界。盡管有這種奇特之處,科學界多數人仍迅速地將哥本哈根詮釋作為測量問題的解答接受了下來。這有可能是因為玻爾是極受人尊敬的。沒人敢於反對他。另外,似乎也沒有什麽其他解答使人信服。

然而,並不是所有的科學家都對玻爾和海森堡的詮釋感到滿意。對一些人來說,觀察的行為有可能塑造物理現實這件事未免荒唐。據報道,愛因斯坦本人就抱怨過他無法相信一隻老鼠可以僅僅通過“看”這個行為就給宇宙帶來急劇的變化。

20世紀50年代初,身為普林斯頓大學物理學研究生的休·埃弗裏特就是這些懷疑論者中的一個。在他看來,整個哥本哈根詮釋的前提都不合理。他無法理解一顆亞原子粒子怎麽會“知道”它正在被觀察的。隨後的一個晚上,當他在和一些朋友分享一瓶雪莉酒時,解釋測量問題的另一種方法在他腦海中浮現了。他想到,也許疊加態這種奇怪的現象,被觀察時從未真的消失。也許波函數從未坍縮,也許所有可能的粒子軌跡曾存在,且繼續同時存在於平行世界。在我們觀察者看來,波函數坍縮了,僅僅是因為我們無法一次感知到一個以上這種世界。

埃弗裏特很快就迷上了這個想法,並決定將它當作自己博士論文的主題。論文於1957年完成。文中,他是這樣闡述的,薛定諤的公式並不僅僅是一個數學公式。它是一個對現實的直觀描述。波函數描述的每一條可能的軌跡都同樣真實,正如我們觀察者一樣—處於疊加態。因此,當一位研究者測量一個粒子,他本人的多個副本正在觀察那個粒子的每條可能的軌跡,他的每一個副本都認為自己正在看到唯一的一條軌跡。

埃弗裏特在論述的最後推演出了符合其邏輯的結論,他假設宇宙最根本的性質與我們的理解相差甚遠。我們的感覺欺騙我們自己相信,隻有一個版本的現實,但真相是:存在許多版本的現實—大量可能的世界—以疊加態同時存在。

這意味著物理上任何可能發生的都必然發生,因為宇宙中每個波函數每種可能的軌跡都同時展開。這不容許超自然現象,如魔法或者超感知覺的存在,因為它們從物理上都是不可能的。但它確實暗示存在不同版本的宇宙,在其中每一種物理上可能的情形都會發生。在宇宙的某處,我們的意識穿行於廣闊的量子混沌中,那裏必定有某個版本的宇宙,其中地球從未形成,生命從未誕生,恐龍從未滅絕,我們每一個人都贏得了彩票大獎。每種可能的事件鏈條,不管有多不像真的,肯定都實現了。

一開始,科學界無視了埃弗裏特的論文。它默默無聞地沉寂了十三年。作為對這種無聲拒絕的回應,埃弗裏特拋棄了學術生活,在五角大樓找了份工作,分析核武器戰略。他再也沒有就“量子力學”這個主題發表任何文章。但埃弗裏特的理論最終得到了宇宙學家布賴斯·德威特(Bryce DeWitt)的注意,他成了該理論的第一個粉絲。他以書籍形式重新出版了埃弗裏特的論文,並且創造了“多世界理論”這個名詞,得益於他的這些宣傳,該理論獲得了更廣泛的受眾。

而且,物理學家了解到該理論之後,並沒有對埃弗裏特的想法置之不理。不出所料,許多人對所謂的“我們持續分裂成平行副本”的說法大為惱火。畢竟,我們周圍的世界看起來單一和穩定,令人愉悅。但該理論確實成功地獲得了一批支持者,他們提出:作為測量問題的一種解答,它是有效的,而且它並不像哥本哈根詮釋那樣,在解答時給觀察的行為賦予魔力。

還有些宇宙學家對此很感興趣。他們指出,它可以解答他們最近注意到的一些“微調”問題。這一問題是說,為了使生命可能存在,宇宙的設計中有數百個方麵都必須在大爆炸中被微調到恰好的程度。例如:質子和中子必須要有幾乎相等的質量,這樣電磁力和引力的相對強度才能恰如我們觀測到的樣子,宇宙膨脹的速度才能恰如它現有的速度。如果這些數值裏的任何一個有所不同,哪怕隻是有略微差異,生命就不可能存在,除此之外,還有許多這類常數和比率必須要完美地協調。然而,所有這些數值,看起來卻好像是隨機形成的。你很容易想象它們會有所不同的情形,那麽為什麽它們都恰巧表現為生命誕生所需的那個數值呢?

如果隻存在一個宇宙,那麽生命竟然存在的概率已經超出了不可思議的程度。這就如同擲骰子連續擲出100萬次雙六點一樣地罕見。但如果存在許多平行宇宙,在這些宇宙中所有物理上的可能性都會發生,那麽其中一些宇宙必然會被微調到適合生命的誕生。

然而,有一個技術問題仍然令許多物理學家不願接受埃弗裏特的理論。他們無法理解為何一個粒子的所有軌跡都會各自獨立?為什麽我們會認為自己被困在一個現實世界之中呢?為什麽所有這些宇宙沒有作為一個整體混合在一起呢?

在20世紀80年代,海德堡大學的物理學家迪特·澤赫提出了“消相幹理論”,提供了一種可能的答案。該理論假設一個粒子的波函數與其周圍粒子的波函數相互作用,在這個過程中,會發生“消相幹”。粒子的軌跡會彼此纏結、捆綁,就像繩結一樣,而這造成多個平行宇宙彼此獨立。

消相幹是一個極為精密複雜的數學理論,而且當它與埃弗裏特的多宇宙理論放在一起看時,兩者為我們置身的亞原子世界提供了令人信服的完整模型。其結果是,人們的支持開始從哥本哈根詮釋轉向多宇宙理論,而這一風潮一直延續至今。不過,多宇宙理論仍被大多數科學家排斥的一個原因是它會引出特別古怪的推論。尤其是它能推論出永生的這個特點。

對多宇宙理論存在這種永生的推論,出版物中首度提及是在1971年。物理學家門德爾·薩赫斯寫信給《今日物理學》期刊,提出如果埃弗裏特的理論是對的,它能讓一架行將墜毀的飛機上的乘客情緒高漲起來,因為他可以想到在宇宙別的什麽分支裏,飛機必將安然無恙地降落。

到了20世紀80年代,科學家們已了然於胸,多宇宙理論保證的不僅是臨時逃避死亡,而是徹底永生。畢竟,如果可能發生的都會發生,那麽每次我們麵對可能死亡的情形時,至少一個版本的我們肯定會找到活下去的辦法,因為總是會有某種事件組合能拯救我們。我們生存的概率會隨著時間的推移變得越來越渺茫,但渺茫不等於不可能。在量子宇宙鮮為人知的分支裏,我們會永遠活下去。

1998年,埃弗裏特最堅定的支持者之一,物理學家馬克斯·泰格馬克指出了永生這個特點一個有趣的方麵:它給予了我們一種測試多宇宙理論的途徑,這樣我們就能確切地知道它是正確的還是錯誤的了。

泰格馬克的想法是設計一把手槍,可以隨機射出一顆子彈,或者僅在每次有人扣動扳機時發出響亮的哢嗒聲。兩種結果的概率各為50%。實驗者隨後將自己的頭抵在槍筒上,並讓一名助理開槍。泰格馬克認為:如果槍連續十次都隻是哢嗒響,而沒有射出子彈,就能充分證明多宇宙理論的正確性。

這一“量子自殺”的實驗用到的技術完全在可實現範圍內。問題當然是,沒有一個腦子清醒的人會願意做這隻小白鼠,而且就算有實驗者活了下來,也沒人會真的相信他。

哲學家也受到了量子永生概念的吸引。現在哲學文獻已經有一個小類別致力於探索其實用及倫理方麵的影響。其中有一個正在進行的辯論,探討一個相信多宇宙理論的人去玩俄羅斯輪盤賭[28]是否符合理性,假設有很大一筆獎金在等著他。畢竟,如果該理論是正確的,此人至少有一個副本一定會每次都贏得賭局。而其他副本則會死亡,因此不在考慮之列。

關於這個問題的哲學結論是混雜的。一些人承認,的確你可能讓未來的一些你更富有,但大多數人指出有很多負麵的地方需要考慮。就算你不介意殺死其中一些未來的你,但你的那些親人朋友需要忍受悲痛這件事該怎麽辦?而且,同時肯定還有一些未來的你會活下來但身陷殘疾,要麽腦損傷,或者半邊臉被炸傷。這對於某個平行宇宙中的你變得更富有這一點來說,付出的代價似乎太高了些。

埃弗裏特本人從未就量子永生寫任何東西,但他顯然知道這種可能性。他的一個同事基思·林奇稱他曾與埃弗裏特討論過這個想法,埃弗裏特宣稱自己堅信這個概念。他可能相信量子永生,但在我們的世界裏埃弗裏特於1982年死於心髒病,死時年僅五十一歲—是常年飲食不調和缺乏鍛煉的受害者。

說件更陰鬱的事,他的女兒麗茲大半生藥物成癮,於1996年三十九歲時自殺身亡。她生前留下了一張字條,在字條中她要求家人把她的骨灰丟進垃圾桶,正如她的父親,一位畢生的無神論者,為自己提出的要求一樣。她還寫下了這樣的話:“我會最終來到正確的平行宇宙與爸爸相見。”

批評者們將量子永生看成是一個不言自明的荒唐概念,它使整個多宇宙理論都遭到人們的懷疑,你也很難反駁這一點。我們從未遭遇永生。每個人看起來都早晚會死。然而,多宇宙理論的確很好地解釋了疊加態的謎題。還有什麽是比這更好的解釋嗎?這引導該理論的一些支持者尋求從理論中去掉量子永生的辦法。要是去掉量子永生,他們思忖:埃弗裏特的理論會變得可信得多。

泰格馬克曾主張,永生隻能在生死存亡事件總能簡化為一係列二元可能性時被保證。比如說,一輛高速駛過的汽車要麽會撞上你,要麽不會。這是隻有兩種結果的情形。而老去的過程並非二元,它包含億萬個相互累積的事件,這可能最終令概率爆表,使死亡即使在多宇宙中也無可避免。

如果泰格馬克對多宇宙理論的這種解釋是正確的,一些平行宇宙中的我們或許會活得很久,但他們早晚都會死,經曆各種不同的死法。但如果他是錯的呢?如果我們真的會永遠活下去呢?

這就是多宇宙理論對永生的預測有趣的地方。你不需要開展量子自殺的實驗來確定它是否正確。事實上,你什麽也不用做。如果埃弗裏特是對的,在適當的時候,你保準會知道。