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也許我們可以接受那位著名而又飽受爭議的科學哲學家,卡爾?波普爾(karlpopper)
的意見,把科學和形而上學的分界線畫在“可證偽性”這裡。也就是說,一個科學的論斷必須是可能被證明錯誤的。比如我說:“世界上不存在白色的烏鴉。”這就是一個符合“科學方法”的論斷,因為只要你真的找到一隻白色的烏鴉,就可以證明我的錯誤,從而推翻我這個理論。但是,如前面我們舉過的那個例子,假如我聲稱“我的車庫裡有一條看不見的飛龍。”,這就不是一個科學的論斷,因為你無論如何也不能證明我是錯的。要是我們把這些不能證明錯誤的論斷都接受為科學,那“科學”裡滑稽的事情可就多了:除了飛龍以外,還會有三個頭的狗、八條腿的驢,講中文的猴子……無奇不有了。無論如何,你無法證明“不存在”三個頭的狗,是吧?
如果赫茲在1887年的實驗中沒有發現電磁波引發的火花,那麼麥克斯韋理論就被證偽了。如果愛丁頓在1919年日食中沒有發現那些恆星的位移,那麼愛因斯坦的相對論就被證偽了(雖然這個實驗在今天看來不是全無問題)。如果吳健雄等人在1956…1957年的那次實驗中沒有找到他們所預計的效應,那麼楊和李的弱作用下宇稱不守恆設想就被證偽了。不管是當時還是以後,你都可以設計一些實驗,假如它的結果是某某,就可以證明理論是不正確的,這就是科學的可證偽性。當然,有一些概念真的被證偽了,比如地平說、燃素、光以太,但不管如何,我們至少可以說它們所採取的表達方式是符合“科學”方法的。
另外一些,比如“上帝”,那可就難說了,沒有什麼實驗可能證明上帝“不存在”(不是一定要證明不存在,而是連這種可能都沒有)。所以我們最好還是把它踢出科學領域,留給宗教愛好者們去思考。
回到史話中來,為了使我們的兩種解釋符合波普爾的原則,我們能不能設計一種實驗,來鑑定究竟哪一種是可信,哪一種是虛假的呢?哥本哈根解釋說觀測者使得波函式坍縮,mwi說宇宙分裂,可是,對於現實中的我們來說,這沒有可觀測的區別啊!不管怎麼樣,事實一定是電子“看似”隨機地按照波函式機率出現在螢幕的某處,不是嗎?就算觀測100萬次,我們也沒法區分哥本哈根和多世界究竟哪個不對啊!
自70年代以來由澤(dieterzeh)、蘇雷克(wojciechhzurek)、蓋爾曼等人提出、發展、並走紅至今的退相干理論(decoherence)對於埃弗萊特的多宇宙解釋似乎有巨大的幫助。我們在前面已經略微討論過了,這個理論解釋了物體如何由微觀下的疊加態過渡到宏觀的確定態:它主要牽涉到類如探測器或者貓一類物體的宏觀性,也即比起電子來說多得多的自由度的數量,以及它們和環境的相互作用。這個理論在mwi裡可謂如魚得水,它解釋了為何世界沒有在大尺度下顯示疊加性,解釋了世界如何“分裂”,這些都是mwi以前所無法解釋的。籠統地說,當儀器觀測系統時,它同時還與環境發生了糾纏,結果導致儀器的疊加態迅速退化成經典的關聯。我們這樣講是非常粗略的,事實上可以從數學上證明這一點。假如我們採用系統所謂的“密度矩陣”(desitymatrix)來表示的話,那麼這個矩陣對角線上的元素代表了經典的機率態,其他地方則代表了這些態之間的相干關聯。我們會看到,當退相干產生時,儀器或者貓的密度矩陣迅速對角化,從而使得量子疊加性質一去不復返(參見附圖)。這個過程極快,我們根本就無法察覺到。
不過,儘管退相干理論是mwi的一個有力補充,它卻不能說明mwi就是唯一的解釋。退相干可以解答為什麼在一個充滿了量子疊加和不確定的宇宙中,我們在日常大尺度下看世界仍然似乎是經典和“客觀”的,但它不能解答波函式到底是一直正常發展下去,還是會時不時地躍遷。事實上,我們也可以把退相干用在哥本哈根解釋裡,用來確定“觀測者”
和“非觀測者”之間的界限——按照它們各自的size,或者自由度的數量!那些容易產生退相干的或許便更有資格作為觀測者出現,所謂的觀測或許也不過是種不可逆的放大過程。可是歸根到底,我們還是不能確定到底是哥本哈根,還是多宇宙!
波普爾晚年的時候(他1994年去世),我想他的心情會比較