2009年5月10日

多重宇宙、測不準定律以及"趨吉避凶" (1)

多重宇宙、測不準定律以及"趨吉避凶" (1)



(本文最初原意, 是為了給故事裡面的《皇極經世》以及「趨吉避凶悖論」作說明。但寫著寫著發現應該分拆出來比較好; 畢竟把武俠寫著寫著變成科幻, 不是人人能接受的(2009 May)。)



以前, 有關求神問卜等等, 長期都存在著一個悖論 : 「假如占卜準確, 任何行為都理應無法改變結果; 假如有方法能夠"趨吉避凶", 那也就表示占卜的結果根本就不準確。」就連聰明如倪匡也沒有想通這個悖論。

但直到近十多年, 各類比較新的理論相繼發展並且開始被普遍認知以後, 上述悖論的答案才開始有了比較好的描述方式。(即使是傳統的單線時空模型裡面, 都有不同的理論模型, 例如比較為人熟悉的「決定論」和「改變論」兩種主要方向。)

其中最大的突破, 就是所謂的「平行宇宙 (Parallel Universe)」和「多重宇宙 (Multiverse)」的概念, 籍由大量娛樂作品的"教育", 使人們普遍有了認知。我寫下此文為2009年, 相信現在任何人聽到「平行宇宙」, 也都明白那是甚麼。對我本人來說, 最先接觸這個概念, 是在《Back to the Future II》(1989); 而且我得慚愧地承認 : 當時我是根本看不懂的。雖然博士在片中圖文並茂, 一字一句地向觀眾解譯那個「分支時空」, 但對於當時早已"習慣"了傳統的單線時空論的我來說, 一時是不理解的。

現在的孩子們(特指90's後), 自小就已接觸這類作品, 當然遠遠比我們這一代"老人家"更容易理解這些, 甚至對他們來說, 這些只是些很淺易的東西。

(這類Parallel Universe概念被開始大量地於通俗作品傳播, 是約在80年代中期以後。明顯的證據是《Back to the Future》第一集(1985), 仍然是採用"古典"的單線時空模型。到第二集才開始改用多線時空。《The Terminator (1)》(1984)以及《T2》也還是單線時空, 到近年《T3》才變成"新派"。 (題外一下 : 倪匡中期的作品《玩具》跟T1極度相似, 不過比T1早許多年。)

另外有個有趣的現像, 就是幾種本來並不直接相關的新理論 (指"相對"較新) 往往被互相牽扯、混合到一起, 令得許多人把它們當作了是同一回事。這些主要包括(排名不分先後) :

平行宇宙 Parallel Universe / Pre-set Parallel Universe
多重宇宙 Multiverse
混沌理論 Chaos Theory
蝴蝶效應 Butterfly Effect
量子理論 Quantum Theory
薛丁格之貓 Schrödinger's Cat
測不準定律 / 不確定性原理 Uncertainty Principle
觀察者效應 Observer Effect
超弦論 SuperString Theory



大部份字眼均"熟口熟面", 對嗎? 無論如何, 我認為任何喜歡看各類 小說、動漫、電影...作品 (並不止是科幻作品!) 的朋友, 都應該、甚至是必需對以上這些項目, 至少有個最基本的認識/理解 , 否則你的樂趣必定大打折扣。

其中, 最常被混淆的, 就是幾種不同性質的「平行宇宙」及「多重宇宙」, 以及「蝴蝶效應 」。


The "Lorenz Butterfly"


「蝴蝶效應 Butterfly Effect」, 本來是用作詮釋「混沌理論 Chaos Theory」, 但到後來, 它本身遠遠比混沌理論更為人熟知。最顯著的是被當作是量子理論的Sub-set, 並且經常被用作對多重宇宙/分支宇宙的詮釋, 而忘掉它本來是混沌理論的產物。Chaos theory非常簡淺地解釋的話, 就是「微小的變化, 將累積成極大的差異」。就我記憶, Chaos theory最早被引到通俗作品裡, 是《侏儸紀公園 Jurassic Park》(小說1990, 電影1993)。但後來電影《蝴蝶效應 Butterfly Effect》(2004) 直接令往後所有人, 都把"Butterfly Effect"歸入多重宇宙論之下。

(BTW, 電影《蝴蝶效應》真是非常難得的佳作, 本人S級推薦。強烈建議購買包含全部 4 個結局的版本。)

「超弦論」常被視為只是用來描述十次元宇宙的工具(或十一次元, 視乎把次元的"起點"訂在哪裡開始計算), 但其實「十次元宇宙」只是弦論裡的一小部份。說坦白, 我仍然不理解「弦論」跟「超弦論」之間的分界在哪。而 SuperString 往往被通俗作品, 以非常隱悔的型式來引入。明確記得的有 : 《EVA》的所謂「S2機關」, "S2"就是指Super String。電影版《IRONMAN》的"心臟"亦是幾近相同的東西, 只是表達手法不同。



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而幾種情質不同(但常見)的多線時空模型(被泛稱作「平行宇宙」), 主要是三類。

預設性(或叫"前置性")平行宇宙 Pre-set Parallel Universe

這種模型, 指無數近似又不完全相同的宇宙, 跟我們的宇宙同時存在, 同時進行。而所有這些宇宙, 跟我們 "有沒有接觸它們" 無關, 亦不會因為我們的行為而產生/毀滅。
這種是最先被大眾理解及普遍接受的一種。現時大家慣性地叫「平行宇宙」即來自這種模型, 它呈現著許多平行並排著的直線。(例子 : 《The One》, 2001)

多重宇宙 Multiverse

這種是目前(2009)最"流行"的一種, 亦是最接近量子理論原意的一種。即任何"選擇"即會產生一個在以後並不相同的新宇宙。這種宇宙模型呈極端的樹狀結構。必需注意的是 : 這種模型底下, 新宇宙的產生, 跟時空旅行無關; 即使在常態下, 新宇宙都在不斷地產生著。


多重宇宙(ver 2) Multiverse (ver 2)

這種跟上面的標準Multiverse差不多, 但加入了產生新宇宙的條件 : 即假設某項改變屬於某個波函數(wave function, 不要問我, 我也不懂如何計算), 假如這個數值並未超越某個臨界點, 則不會產生新宇宙(即並不會對未來產生巨大的影響); 假如超越了臨界點, 則會因為此項改變而產生一個新宇宙。因此其產生的新宇宙數量較少。

有趣的是這種版本的Multiverse, 卻是否定了蝴蝶效應 (指Chaos Theory裡面的蝴蝶效應, 不是電影) --- 不過可以解釋為 : 未超過臨界點的話, 表示其累積的變化總量不足以引致連鎖反應。
這種Multiverse由於更容易被理解, 因為它提供了一定的容錯度 Tolerance, 只要控制得宜, 對過去作出小規模的改變, 將不會引致不可預期的災變。因此事實上大部份通俗作品裡面的Multiverse都是這一種時空模型。Back to the Future II/III, T3(2003), Butterfly Effect(2004), Deja Vu(2006)... 等等全都屬於這類。(Butterfly Effect I還隱含了Tolerance的描述。)


我將採用這種 Multiverse(ver 2) 來作基調。在之後任何相關的地方, 假如沒有刻意指出的話, 均表示採用這種時空模型。



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「測不準定律」/「不確定性原理」, 及「觀察者效應」


「測不準定律」或稱「不確定性原理」, 但情感上我較喜歡寫「測不準定律」。這個定律本來是要在微觀情況下才有用, 例如觀察原子; 但我覺得這個定律所揭示以及所象徵的, 卻是非常巨大的一項"真理"。因為這個原理太重要了。它的出現, 解答了極多的問題。

就是 :「觀察者的存在, 以及觀察行為的本身, 必然對被觀察物做成影響。」即是, 你想觀察/看一個人、一件物件, 只要你看了, 就必定對他/它作出了影響。(嚴格來說, 這個現像叫「觀察者效應」。)

物體原本在你未作出觀察行為之前, 其狀態是[A]。但很可能正是因為你作出了觀察行為, 而令它的狀態變為[B]。而由於「蝴蝶效應」的存在, 因此"觀察行為"愈多, 對物體的累加影響, 將使它跟"原本"出現很大的差別。

這個除了體現在目前人盡皆識的「薛丁格之貓」(*) 外, 還可以解釋很多原本難以解答的問題, 例如一個老哲學(?)問題 :「月亮在沒有人看著的時候, 並不是這個樣子」

(* 薛丁格之貓 Schrödinger's Cat 本來跟測不準定律無關, 而是用在解釋量子學說的。不過由於非常適合說明"不確定性原理", 因此已經被人混到一塊去了, 情況跟Butterfly Effect很相似。)

我嘗試用我的語言來說明一下何謂「測不準定律」(或者說「觀察者效應」)。

這個效應的基礎是, 假設你要觀察, 被鎖在真空方塊裡面的一個原子, 你要不是需要把光投到裡面(以使你能夠"看"到它), 就是要向裡面發射電子束(使用電子顯微鏡)。而這個行為本身, 就會對裡面的原子作出影響。

而普通人經常不明白這個現像, 因此我改用以下例子來說明。

你的肺部是一個健康的肺部。但你突然開始擔心你的肺部, 因此你跑去照X光了。照片出來了, 醫生看到告訴你有一個非常健康的肺部。你的肺部本來是健康的, 但因為你的"觀察"行為, 你的肺已經因此而受過X光的照射。

假如你依然非常擔心你的肺部, 於是你每個月都跑去再照一次X光, 一年之後你的肺部就被照射了12次X光; 而本來你的肺部卻不需要照射這12次。(以上的"12次"只是一個比喻, 並不是說照12次X光就會弄壞身體。)

假如連這個舉例也不理解, 可以進一步設想 : 如果連X光也沒有, 你為了 "觀察" 自己的肺部是否例康, 而一年之內跑去找醫生開刀做了12次手術, 來確認肺部的健康。這樣明不明白?

"觀察行為"的本身就已經會影響被觀察者, 而你所"觀察"出來的結果, 必定已經跟 "未被觀察時" 的結果不同。而 "觀察行為" 愈多, 被觀察者相對其原始狀態的改變愈大。但你不作出觀察行為, 卻是無法得知被觀察者的狀態。而「不會作出任何影響」的觀察行為或方式, 卻是不存在的。


(Cont)