APP下载

命运石之“门”:开向何方

2016-05-30豌豆皮

科学Fans 2016年5期
关键词:观察者猫咪盒子

豌豆皮

内容简介

故事的主角是一个超级中二的大学生冈部伦太郎,整天和好友猫在自家简陋的房间里鼓捣各种奇葩的发明,美其名曰“未来发明研究所”。这个研究所出产了一大堆令人哭笑不得的发明,其中最重要的有两个:一是能够向过去发送邮件(在日本,手机之间的短信是通过互发电邮实现的)的手机装置,二是能够让人进行“时间跳跃”的时间机器。每向过去发送一次邮件,都有可能移动整个时空的“世界线”,也就是改变一段已经发生过的历史。处在一条世界线上的人不会记得另一条世界线上发生过的事,除非像主角一样具有“探知之眼”的能力,才能保留上一条世界线的记忆。而故事中设定的“时间跳跃”也并不是把整个人送回过去,而是抽取某人的记忆送到过去的自己那里,让“过去的自己”变为“现在的自己”,以此试图规避一大堆常见的悖论和物理学限制。时间跳跃的目的当然同样是改变历史。所以这整个故事其实是一个不断试错和不断反悔,最后得到自己想要的结果的过程。都说这世上没有后悔药,但我们的主角就是有大把的后悔药可以随便吞,吞到不想后悔了为止。

世界线收束理论

怎么样?羡慕吧?

先别急着羡慕。我们来分析一下这枚后悔药的成分。首先需要弄明白世界线是什么。在物理学上,世界线指的是一个对象在四维时空中经历的所有事件之和。而在故事里,这个词指的是无数具有因果关系的连续事件所组成的一个序列,说白了就是这个故事的故事线,每当主角和他的朋友们向故事中的过去发送一封邮件,啪,大纲微调,故事变成另外的模样。两个“世界线”概念的最大不同在于,物理学中的世界线,观察者当然位于事件的世界线上;而故事里的这条“世界线”,观察者却常常不是事件的当事人,严格来说他并没有位于世界线上,而是稍微偏出,位于和它相近的,观察者自己的世界线上。当然这是叙事的需要,倘若观察者总是出现在严格符合物理学定义的位置上,那还讲啥故事,所以我们接受这个设定就好。

那么,这样一个不断改变世界线从而改变世界面貌的世界观,有没有一个对应的真正的科学理论作为基础呢?答案是有的,那就是量子多重宇宙理论。

薛定谔的猫

科幻作品里的时空穿梭,“回到过去”,不管是以什么样的形式来进行,要寻求一个比较合理的解释,最终都得归到多重宇宙理论上去。不过可能许多读者不知道的是,多重宇宙理论有很多种,在不同的理论中,多个宇宙共同存在的方式是不同的。量子多重宇宙理论,跟量子力学里的许多东西一样,都非常依赖观察者。这方面最简化的例子是“薛定谔的猫”,一只猫被关在盒子里,盒子里有一个向猫咪投毒的装置(这只是一个假想实验,我们并不打算虐待任何一只猫),连接在一个量子开关上。我们知道,根据量子理论,这个开关在我们不观察它的时候处于一种“既开又闭”的状态,我们不能用“开”或“闭”来描述它,只能知道开或闭的各自概率(这并不是因为我们的技术不足,而是它本就处于这种一部分概率是开、另一部分概率是闭的幽灵般的状态)。因此,盒子里这只猫也处于“既死又活”的奇妙状态。但当我们悄悄掀开盖子,想要看一眼这只猫是不是还活着的时候,啪嗒,摇动的骰子就揭盅了。我们看到的这只猫要么还活蹦乱跳,要么就已经被投毒杀死。用物理学家的行话来说,这就是“概率波函数坍塌了”。

不过有一部分物理学家并不满意波函数坍塌这个解释。因为在数学上找不到波函数坍塌的理由。他们提出了另一种解释:量子力学的每一种可能性,都对应着一个宇宙,而每一个宇宙中,都有一个观察者,可以看到这个宇宙中的种种可能性。也就是说,在我们的猫咪实验中,存在两个宇宙,第一个宇宙里的猫咪在盒子打开时还活着,另一个宇宙里的猫咪在盒子打开时已经死掉了。两个宇宙同样真实,在每一个宇宙里都有一个刚刚打开盖子的观察者,并且在每一个观察者看来,其他的宇宙都不存在,也就是“坍塌”了。

薛定谔的猫咪实验是量子多重宇宙体现的一种极简状态,它只有两种可能性。但在更普遍的情况下,一个事件的可能性是很多的,因此会有很多个多重宇宙同时存在。从每一个多重宇宙中的某一个其他事件,又会演化出更多的多重宇宙。用《命运石之门》里的话语来描述,“世界线”就是描述我们在这些多重宇宙间前进的轨迹。而我们的主角所做的是什么事儿呢?他打开薛定谔的盒子,失望地看到猫咪死掉了,于是啪一声重新把盒子合上,再次打开。欢呼,撒花,这一次猫咪活着!

严禁开挂

在《命运石之门》的故事里,猫咪换成了主角的朋友们。命运石之门通向的是另一个与我们所在的这个宇宙同等真实的宇宙,“变更世界线”就是从量子多重宇宙中的一个,变更到另一个。我们不去考虑主角在不同宇宙间穿梭的方式,单就这个世界线变更的设定来说,它确实很好地体现了量子多重宇宙的世界观。

不过,如果只是严格按照量子多重宇宙的世界观来讲故事,那是非常不好看的。我们这毕竟是文艺创作,不是实验报告(压根儿也没有可能做实验),所以故事里还是引入了两条凌驾于物理学原则之上的“超能力”:一是主角首先拥有、后来在其他角色身上也有觉醒的“探知之眼”,能够“保有”上一条世界线的记忆;二是向自己所在这条世界线的过去发送信息的能力,包括手机邮件和人脑记忆。这两者其实都是被物理学所禁止的。首先,我们刚才说过,在量子多重宇宙的理论中,固然每一个宇宙都是真实的,但在具体某一个宇宙的观察者来看,其他的宇宙都“坍塌”了,完全不存在。在一个宇宙的观察者不可能有另一个宇宙的记忆,故事里的描写只能说是情节的需要。其次,故事煞费苦心地把“时间跳跃”解释为抽取现在的自己脑中的记忆,将其送往过去,这样看起来好像就躲开了时间旅行的悖论,一是不会在同一个时空出现两个自己;二是简简单单一个“超光速旅行”就能解决时空跳跃的黄金时代已经过去了,现在的观众多半都知道了超光速旅行是不可能的,他们需要更酷炫的设定。但非常遗憾,不能进行超光速旅行的不光是物体,还包括信息。不管这些信息以什么方式被打包,都不可能传送到过去——不然我们早就能知道黑洞里面的模样了,对吧。

猜你喜欢

观察者猫咪盒子
冷静而又理性的观察者——德国华人作家刘瑛访谈
寻找神秘盒子
春之猫咪
最小的猫咪
酷猫咪
肉盒子
盒子
观察者模式在Java 事件处理中的应用研究*
委托与事件在观察者模式中的应用*
火车匀速进站时鸣笛音调不变化吗?