第176章:原理可推未來器
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更普遍而言,跨宇宙通信的益處實質上將是,它允許信息處理的新形式出現。在我描繪過的虛構情形下,直到最近兩個宇宙還是相同的,與一個人在另一個宇宙中的副本進行通信,效果相當於對人在某段時期的自身生活的替代版本進行計算機模擬,在模擬時無須明確知道所有相關的物理變量。
采用任何其他方式,這種計算都是不可行的,它可以幫助檢驗不同因素怎樣影響事件結果的解釋性理論,但不能代替事先對於這些理論的思考。
因此,如果此類通信是一種稀缺資源,更有效地使用該資源的一種方式可能是交換理論本身如果你的分身解決了一個問題並把解決方案告訴你,就算你完全不知道分身是怎麽想到這個方案的,你自己也可以看出這是一個好解釋。
跨宇宙通信的另一種高效利用方式,可能是分享一項漫長的計算工作。比如故事裏可能有一些船員中了毒,除非使用解毒劑,否則他們在幾小時內就會死去。
為了找到解毒劑,需要對一種藥物的許多變種的效果進行計算機模擬。於是飛船計算機的兩個實例可以各自搜索一半的變種列表,從而可以隻用一半時間完成對整個列表的搜索。
當一個宇宙找到療法時,該藥劑在列表中的編號可以傳送給另一個宇宙,進行結果確認,於是兩個宇宙中的船員都得救了。
可借助傳送器通過這種方式使用的計算機運算能力,其存在的證據表明,確實存在一台計算機,它執行著與人們自己的計算機不同的計算。
思考細節(分身們怎樣呼吸等),可以使一個宇宙的居民們知道,另一個宇宙總體上是一個實在的地方,與他們自己的宇宙有著相同的結構和複雜性。因此,他們的世界是可解釋的。
由於真正的量子物理學裏並沒有跨宇宙通信,我們也不應該允許自己的故事裏出現這種東西,於是通往可解釋性的這條特定路徑走不通。
我們的船員結婚了的那個曆史,與他們互相還不怎麽認識的那個曆史,不能互相通信或觀察。然而如同我們將要看到的那樣,有某些情形下,曆史仍然可以通過不進行通信的方式互相影響,解釋這種效果需要一個主要論點我們的多重宇宙是真實的。
我們故事裏的兩個宇宙開始在一條星際飛船內部產生差異之後,世界上其他事物仍然作為一對對彼此相同的實例存在著。我們必須繼續想象,每一對裏的實例是可互換的。
之所以必定如此,是因為宇宙並非“容器”——它們就是它們所包含的對象。如果宇宙確實是一個獨立現實,那麽每對實例裏的每個對象都有一個屬性,就是處於一個宇宙中但不處於另一個宇宙中,這會使對象不可互換。
通常情況下,宇宙之間有差異的區域會擴大。例如,當這對情侶決定結婚時,他們向故鄉行星發出消息,宣告這件事。消息到達目的地時,每顆行星的兩個實例也變得不一樣。
此前隻有飛船的兩個實例不同,但很快,甚至在有人有意把消息散播出去之前,就已經有一部分信息泄露了。例如,受到決定結婚的影響,兩個宇宙中飛船裏的人進行著不同的運動,他們反射的光會有不同,其中一部分光通過舷窗射出飛船外,隨後不管到達哪裏,都會使那裏的宇宙有所不同。
熱輻射(紅外線)也是一樣,它會從船體上的所有地方透射出去。於是,從一個宇宙中發生的一個電湧開始,宇宙間的一個分化波在空間中沿所有方向傳播開來。由於每個宇宙裏信息傳播的速度都不能超過光速,分化波也不能超過光速,而且,由於分化波前端的大部分傳播速度等於或接近光速。
開始傳播時不同方向上的先後差異占總體傳播距離的比例會越來越小,波傳播得越遠,整體形狀就越接近球形,因此我將其稱為“分化球”。
即使在分化球內部,宇宙間的差異相對來說也很小恒星依然閃耀,行星上仍然有同樣的大陸。
就算是那些因聽到婚禮消息而采取不同行為的人們,其腦子和信息存儲設備裏的大部分數據也仍然相同,他們還呼吸著相同類型的空氣,吃著相同類型的食品,等等。
不過,盡管結婚的新聞對多數事物沒有造成改變這一事實在直覺上合理,但還有一種常識直覺似乎能證明這個消息會改變一切,隻是改變幅度很小。
考慮一下,當這則新聞傳到一顆行星時會發生什麽,假定它是以通信激光光子脈衝的形式到來的。在引發任何人為影響之前,就存在著這些光子的物理衝擊,它可能對暴露於激光束的每個原子產生撞擊動量,也就是行星朝向激光束的那一半表麵上的每一個原子。
這些原子的振動方式會稍微改變,通過原子間作用力影響下層的原子。很快,整顆行星的原子都受到影響,盡管絕大多數原子所受影響都小得難以想象。但是,不管影響有多麽輕微,也足以打破每個原子與它在另一宇宙中的分身的可互換性。所以,分化波所到之處似乎就再沒有什麽東西可互換了。
這兩種相反的直覺,反映了離散與連續之間古老的二元對立。上麵的討論(分化球內部的一切都必定變得不同)取決於極微小物理變化的現實存在,這種變化比能夠測量到的程度小許多數量級。
從經典物理學解釋出發,將不容阻擋地推導出這類變化的存在,因為經典物理學的大多數基本物理量(例如能量)都是連續變量。
與其相反的那種直覺,源自用信息處理的方式思考世界,也就是用離散變量(例如人的記憶內容)來思考世界。對於這兩種直覺的衝突,量子理論做出了有利於離散的裁定。對於一個經典物理量,它在給定條件下能夠發生的變化存在著可能的最小值。
例如,能夠通過輻射傳遞給任何特定原子的能量,有一個最小能量值,原子不能吸收比這更小的能量,這樣一份能量稱為能量的一個“量子”。由於這是人類發現的第一種獨特的量子物理特性,整個學科因此得名。且讓我們把它也融入我們的虛構物理學。
因此,並不是行星表麵的所有原子都會因消息的到來而改變。在現實中,一個大型物理對象對微小影響的典型反應是,該對象的大部分原子保持嚴格不變,與此同時,為服從能量守恒定律,少數原子會表現出離散的、相對較大的變化,即一個量子的變化。
變量的離散性提出了有關運動和變化的問題。它是否意味著變化是瞬時發生的?答案是不——而這就引發另一個問題在變化發生的中途,世界是什麽樣子?
而且,如果某種因素對幾個原子產生強烈影響,對剩下的原子沒有影響,那誰來決定哪些原子受影響?正如讀者可能猜到的,答案與可互換性有關,我將在下麵解釋。
一束分化波的效應通常隨距離增大而迅速減小——因為物理效應通常就是這樣的。就算隻從百分之一光年外的地方看太陽,它看上去也是天空中一個冰冷明亮的光點,幾乎不會造成什麽影響。
在一千光年的距離上,連超新星也不會產生什麽影響。就算是最劇烈的類星體噴流,如果從鄰近星係看,也隻是天空中的抽象畫而已。已知現象中隻有一種能夠在出現之後產生不隨距離而衰減的效應,那就是特定類型知識的創造,也就是無窮的開始。
事實上,知識可以自行對準一個目標,在穿越廣闊距離的過程中幾乎不造成任何影響,然後徹底改造目標。
在我們的故事裏也是這樣,如果我們想讓傳送器故障在天文尺度上產生重大物理效應,必須通過知識進行。
所有這些來自飛船的光子激流,都有意或無意地攜帶著與婚禮有關的信息,會對那顆遙遠行星造成顯著影響,但前提是有人非常關心這些信息的可能性,並設置了可以檢測到它的科學儀器。
現在正如我解釋過的,隻有宇宙之間可互換,我們想象的物理規律才能是確定性的,該規律導致電湧發生“在一個宇宙中而不在另一個宇宙中”。
那麽,當宇宙變得不可互換之後,傳送器再次運轉時會發生什麽事?想象第二艘飛船,它與第一艘類型相同,但相距很遠。如果在第一艘飛船啟動傳送器之後第二艘馬上也啟動,會發生什麽事?
邏輯上可能的一個答案是,什麽也不會發生——換句話說,物理定律會導致,一旦兩個宇宙變得不同,所有的傳送器都將正常運作,不再產生電湧。
但是,這樣就提供了一種超光速通信的辦法,雖然不太可靠而且隻能用一次。你在傳送室裏裝上一個電壓表,啟動傳送器,如果電湧出現,你就知道另一艘飛船還沒有啟動傳送器,不管它有多遠,因為如果它已經啟動了傳送器,就會使此類電湧在任何地方都永遠不再發生。
支配現實中多重宇宙的物理規律不允許信息這樣流動。如果我們希望虛構的物理規律在虛構宇宙的居民看來也是通用的,第二台傳送器就必須完全像第一台傳送器一樣產生一個電湧,它發生“在一個宇宙中而不在另一個宇宙中”。
但這樣的話,必須有什麽東西來決定第二個電湧發生在哪個宇宙中。
在一個宇宙中而不在另一個宇宙中”不再是一種確定性的表述。而且,如果傳送器隻在另一個宇宙中運行,就必定不會產生電湧,否則就會導致跨宇宙通信。
傳送器的兩個實例必須同時運行,才會產生電湧。就算是這樣,也會容許某種跨宇宙通信,如下所述。在已經發生過一次電湧的宇宙裏,在預定時間啟動傳送器,觀察電壓表。如果沒有電湧發生,那麽另一個宇宙裏的傳送器就是關閉的。
於是我們陷入了僵局。“相同”與“不同”之間(或“受影響”與“不受影響”之間)表麵上十分明確、非此即彼的差異,事實上可以多麽微妙,這實在太不同尋常了。在真正的量子理論中也是一樣,禁止跨宇宙通信與禁止超光速通信之間緊密相關。
有一種方法——我認為這是唯一的出路——可以既讓我們虛構的物理規律具有通用性和確定性,又禁止超光速和跨宇宙通信更多的宇宙。
試想一下,有不可數無窮多個宇宙,它們最初都是可互換的。照例,傳送器故障使從前可互換的宇宙變得不同。但現在相關物理規律規定“在運行傳送器的宇宙中,有一半發生電湧。
”於是,如果兩艘飛船同時啟動傳送器,待兩個分化球重疊之後,就會出現4種不同類型的宇宙隻有第一艘飛船上發生電湧,隻有第二艘飛船上發生電湧,兩艘都不發生,兩艘都發生。換句話說,在重疊區域裏有4個不同的曆史,每個在1/4的宇宙裏發生。
我們的虛構理論沒有給它的多重宇宙提供充足的結構,因而不足以使“一半的宇宙”有意義,但真正的量子理論做到了。
正如我在第8章所解釋的,一個理論所提供的,使無窮集的比例和平均值具有意義的方法,稱為量度。一個熟悉的例子是,經典物理學對一條線上的點的無窮集賦予長度。讓我們假定,我們的理論也為宇宙提供了一種量度。
現在我們的故事情節可以像下麵這樣發展。在那對夫婦結了婚的宇宙中,他們在飛船訪問的一顆人類開拓行星上度蜜月。
他們傳送回飛船時,在一半宇宙中發生的電湧使某人的電子記事本播放一條語音信息,顯示新婚夫婦中的某一位已經發生了不忠行為。
這引發了一連串事件,最終導致離婚。所以,現在我們原來的那個可互換宇宙集合包含了三個不同的曆史第一個發生在原始宇宙集合的一半之中,那裏麵這兩個人仍然是單身;第二個發生在原始宇宙集合的1/4之中,裏麵的這兩個人結婚了;第三個發生在另外1/4之中,裏麵的這兩個人離婚了。
因此,這三個曆史在多重宇宙裏所占的比例不相等。這兩人從未結婚的宇宙數量是他們已離婚的宇宙數量的兩倍。
現在假設飛船上的科學家知道多重宇宙,而且理解傳送器的物理學。(不過請注意,我們還沒有給他們發現這些東西的方法。)於是他們知道,當他們啟動傳送器時,他們自身的、全都擁有相同曆史的無窮多個可互換副本,都在同一時刻做著同樣的事情。
他們知道,這個曆史中的宇宙會有一半產生一個電湧,從而使曆史分裂成具有相同量度的兩個曆史。於是他們知道,如果他們用一個能檢測到該電湧的電壓表,他們的實例有一半會發現電壓表記錄到了一個電湧,而另一半沒有發現。
但他們還知道,問他們將會經曆哪一個事件是沒有意義的(不僅僅是不可能知道)。結果是,他們做出了兩個密切相關的預測。其一是,盡管所有正在發生的事情都具有完美的確定性,卻沒有什麽東西能為他們可靠地預測電壓表是否會檢測到電湧。
另外一個預測就是,電壓表將會記錄到電湧的概率是一半。因此,這類實驗的結果是主觀上隨機的(從任何觀察者的角度而言),盡管正在發生的一切完全是客觀確定的。這也是真實物理學中量子力學隨機性和概率的起源全都來自理論為多重宇宙提供的量度,而量度取決於理論允許和禁止什麽樣的物理過程。
請注意,當一個(這種意義上的)隨機結果即將產生時,它是一種可互換性內部的多樣性的情形,多樣性存在於“他們將要看到什麽結果”這個變量中。
這種情形的邏輯與我在前麵討論過的銀行賬戶的情形相同,隻不過這一次可互換的實例是人。他們是可互換的,但有一半的人將會看到電湧,另一半將看不到電湧。
在實踐中,他們可以把這個實驗做很多次來檢驗這種預測。每一種聲稱能預測結果序列的方法都將失敗實驗檢驗了不可預測性。在絕大多數宇宙(和曆史)中,電湧發生的時間大概占一半實驗檢驗了預測的概率值。隻有占微小比例的觀察員實例會看到不同的東西。
我們的故事還在繼續。在其中一個曆史中,宇航員故鄉行星的報紙刊登了他們訂婚的新聞。這篇報道占據了很大的版麵,講述了讓這兩位宇航員走到一起的那個偶然事件,以及種種其他內容。
在另一個曆史中,報紙上沒有宇航員的婚約消息,版麵上同樣的地方刊登了一則短篇,講的正好是一艘星際飛船上的戀愛故事。這篇裏的某些句子,與另一個曆史裏的那篇新聞報道裏的句子一模一樣。
印在同一份報紙同一欄目中的相同詞句,在兩個曆史之間是可互換的,但它們在一個曆史中是虛構的,而在另一個曆史中是事實。因此,這種事實/虛構屬性有著可互換性內部的多樣性。
不同曆史的數量將迅速增加。每次使用傳送器,分化球隻需要幾微秒就能吞沒整艘飛船。因此,如果通常每天運轉十次,整艘飛船內部不同曆史的數量將每天發生十次翻倍。
一個月後,不同曆史的數量將比我們的可見宇宙裏的原子數量還要多。它們絕大多數彼此極為相似,因為隻在極少數情況下,電湧發生的精確時間和強度會剛好能夠引發《雙麵情人》式的顯著變化。
然而,曆史的數量繼續呈指數增長,很快,事件的變種就多到使飛船的多重宇宙多樣性的某些地方產生了一些顯著變化。因此,有著顯著變化的曆史數量也呈指數增長,盡管它們在所存在的所有曆史中仍隻占一小部分。
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