Chris Impey is a writer based in New York City. He's interested in all things tech, science, and photography related, and likes to yo-yo in his free time.


Follow him [on Twitter](https://twitter.com/chris-impey).

Chris Impey

Emma Hazel is a writer based in New York City. He's interested in all things tech, science, and photography related, and likes to yo-yo in his free time.


Follow him [on Twitter](https://twitter.com/emma-hazel).

Emma Hazel

Frank, 居住在香港, 從事 IT 行業，並為這個行業投身了大半生的精力。 沒事喜歡寫寫程式，看看書，玩 Instagram，玩貓。可他並不是一個『宅男』，他很喜歡旅行，遠的去過約旦，近的去過深水埗，每到一個地方，都讓他對這個世界有不同的認識。他也很喜歡寫網誌，認為寫作不僅能夠加深對知識的積累和認知，亦能夠讓人靜下心，坦誠面對自己。

Frank

Thomas Macaulay is a writer based in New York City. He's interested in all things tech, science, and photography related, and likes to yo-yo in his free time.


Follow him [on Twitter](https://twitter.com/thomas-macaulay).

Thomas Macaulay



讀這本書，全因被圖書市場上的推薦吸引，充滿視覺衝擊力的封面，以及眾多名人，媒體的好評，都讓我對這本書充滿了好奇和期望。

> 今年最絢爛繽紛，讓人想一路衝到底的小說，結尾合情入理到難以置信的地步。──衛報

> 一場峰迴路轉、在平行世界穿梭的尋家之旅，一本懸疑又毫不故弄玄虛的驚悚小說，掀起超暢快又超現實的閱讀高潮。──紐約郵報

其實類似上面這種令人驚艷的推薦還有很多，打開書的扉頁後就能看到。可是，說實話我第一次讀完之後並沒有感覺到被故事情節吸引到夜不能寐，特別是開始的部分。或許是我曾經讀過的衛斯理系列實在是太經典太天馬行空，我對再離奇的情節都能夠接受。我感覺本書作者的「編劇」水平和倪匡還是有一定的差距。

但不得不說的是這本書的一大看點便是「它讓量子物理變得浪漫了」。書中所述的故事的確是有一點燒腦，初初讀起來真的是有一點不適應。具體情節我這裏就不「劇透」了，有興趣了解的話可以買來一讀。書中的故事有一個關鍵的主線，或者說「類科學根基」，那就是平行時空理論，這也是讀完後引起了我好奇心的部分。

平行時空（又稱多重宇宙，平行宇宙，多元宇宙）這個詞相信你一定聽過，但具體的科學依據是什麼，可能你就未必了解。平行時空聽上去很科幻，但其實這個概念並非是小說家所創造，而真的是科學家們根據各種科學論證，推理，觀測後得到的結論。關於平行時空，其實有很多不同的分支理論，例如開放宇宙理論，泡沫宇宙理論，大反彈理論，量子力學理論等等，網路上關於他們的相關解釋有很多，這裏就不再贅述。因為「人生複本」中的情節，恰好就是和「量子力學理論」相關，那我也就順其自然的了解了一下量子力學理論對於平行宇宙的解釋，沒想到越了解發現越挑戰我的認知。

**燒腦的內容開始。**

## 光的楊氏雙縫實驗

要談量子力學理論對於平行宇宙的解釋，我先必須帶出幾個物理現象。首先是「光的楊氏雙縫實驗（又稱雙縫干涉實驗）」。這個實驗相信你讀書的時候一定親手做過。用一個點光源，照射一塊開有兩道平行狹縫的遮擋物，在後方的接收螢幕上，会接收到穿過狹縫後的光線。

![楊氏雙縫實驗 圖片源自互聯網](/image/blog/pobab.png)

試想一下。假如現在不是用光做這個實驗，而是用一把散彈槍，對著這個有兩道平行狹縫的遮擋物噴射，不難想象，後方的接收螢幕會出現兩條和狹縫類似的平行彈痕，因為通過狹縫的子彈直線傳播，抵達後方的接收螢幕。然而光的楊氏雙縫實驗結果卻不是這樣，最終我們看到的不是兩條和狹縫類似的平行豎線，而是出現許多明暗不同的條紋。

出現這個現象的原因，是因為光具有波的特徵。當光通過狹縫時，類似在狹縫出口處產生了兩個新的光波。這兩個光波，會彼此發生干涉 ( Wave Interference )，當光波抵達接收螢幕時，兩個波峰疊加在一起的地方強度疊加，光線更亮；波峰波谷疊加在一起的地方，強度抵消，光線最暗。類似的原理當今也用在了主動降噪耳機上，因為聲波也是一種波，也會發生干涉現象，因此耳機可以通過採樣，計算，發出一個和环境噪音振幅相近，相位完全相反的聲波，從而利用干涉現象抵消環境噪音。

![](/image/blog/2otbf.png)



## 單電子雙縫實驗

後來，隨著技術的進步，有了可以發射單獨電子的物理儀器，於是 Akira Tonomura 的團隊進行了新的實驗，他們使用單獨電子發射裝置，每次發射**一個電子**，確保每次最多只有一個電子通過雙狹縫（而不是類似激光那樣一次有一堆的電子穿過狹縫），再用裝置在後方接收電子，過程類似楊氏干涉實驗。

觀察發現，開始的時候每顆電子好像會隨機落在後方的接收螢幕上，但隨著不斷重複實驗，發現後方的接收螢幕上的新舊光點疊加起來慢慢出現了和楊氏干涉一模一樣的條紋。

![](/image/blog/9el7d.png)

看到這你可能覺得「不就是干涉嗎」？

**顛覆你認知事情即將發生。**

呵呵。

上面電子的這個實驗，和楊氏干涉實驗的不同之處在於， Akira Tonomura 實驗的電子，是**一個一個獨立打出去的**。換句話說，每次最多只有一個電子通過雙狹縫（而不是類似激光那樣一次有一堆的電子穿過狹縫）。因此實驗的結論，就有些詭異。即：用一個電子來實驗，依然會發生干涉現象。這裏邊可大有文章。

- 既然是「一個電子」，那麼它要麼從狹縫 A 通過，要麼從狹縫 B 通過，因此不會形成兩個波，干涉更無從說起，難道自己干涉自己？
- 再者，從電子的大小來看，這兩個狹縫的距離可能比地球和太陽的距離還遙遠，那一個電子，如何知道遙遠的地方還有另一個狹縫？
- 然後，我們知道最後產生的條紋形狀，是和兩條狹縫的距離直接相關，那一個電子，如何在一瞬間測量出了兩條狹縫的距離因而最終產生對應的干涉條紋？

沒錯，上面的這些疑問無法用經典物理學解釋，似乎唯一的可能性是「**電子同時通過了兩個狹縫**」。但說出這句話，似乎很可笑，一個電子，如何做到同時通過兩個狹縫？

為了搞清楚電子是否同時通過了兩個狹縫，有人提出可以在兩個狹縫安裝探測裝置，藉此「** 測量**」究竟哪個電子通過了哪個狹縫（量子擦除實驗 Quantum Eraser Experiment）。然而發現，一旦進行「** 測量**」，會發現電子只是通過了一個狹縫，但同時干涉現象也隨之神奇消失。


## 哥本哈根詮釋

上面說的「單電子雙縫實驗」的結果似乎超出了人們的認知。物理學者們不願接受這個結果，但也無法解釋原因。

上面說到，實驗結果似乎唯一的可能性是「**電子同時通過了兩個狹縫**」，於是有一些物理學家給出了某種意義上的解釋，即「[哥本哈根詮釋](https://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E5%93%A5%E6%9C%AC%E5%93%88%E6%A0%B9%E8%A9%AE%E9%87%8B)」。這些解釋看文字可能非常「燒腦」，經過消化，我自己的理解如下：
- 量子世界中，粒子不像我們宏觀世界中的物體有確定性，在量子世界中，粒子是**不確定的**，電子的運動沒有確定的軌跡，只要不進行「**測量**」，它就以概率波的形式存在，彌散在空間裏，「在又不在」，「有又沒有」，「既在這裏，又在那裏」，「色即是空，空即是色」，這種狀態稱之為「**疊加態**」；
- 「**測量**」是粒子改變狀態的關鍵；
- 一旦進行「**測量**」，粒子就會發生「波函數坍塌」，粒子的「**不確定性**」隨即消失，立即進入其本徵態；

哥本哈根詮釋套用到「單電子雙縫實驗」中，在電子被發射後，它以概率波的形式傳播，因為其無處不在，所以同時穿過兩個狹縫，發生干涉，直到接觸到接收裝置的測量，發生「波函數坍塌」，轉化為本徵態，出現在接收裝置的某一點。

上面的這些理論，聽上去是不是覺得挑戰你的認知？是的，當時的物理學界，很多人(包括愛因斯坦大神)也都不是很 buy 這個聽上去腦洞大開，荒謬無比的理論。因此，根據「哥本哈根詮釋」的理論，物理學者[埃爾溫·薛定諤](https://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E5%9F%83%E5%B0%94%E6%B8%A9%C2%B7%E8%96%9B%E5%AE%9A%E8%B0%94)提出了一個實驗構想，嘗試藉此反駁「哥本哈根詮釋」的荒謬性。那就是著名的「薛定諤的貓」(又稱薛丁格的貓) 實驗。

![](/image/blog/3j5hs.jpg)

為了避免本文篇幅過長，此文的<Link href="/blog/dark-matter-2">下半部分</Link>，將繼續說說這個怪異的實驗。












人生複本，的確是一本「燒腦」的書，印象中我似乎沒有試過讀完一本小說後花這麼多時間去了解其中的背景知識。這篇文章嘗試結合書中的內容，將我了解到的關於平行時空背後的科學探討進行簡單總結，包括楊氏雙縫實驗，單電子雙縫實驗，量子理論中的哥本哈根詮釋，薛定諤的貓實驗等等。這個過程中發現，了解的越多，反而意識到不懂的更多。這些之前想都沒有想過的知識，極大的衝擊了我的認知，不得不感嘆這個宇宙的奇妙，人類的渺小。

人生複本 - 讀後(1)




**此文是「人生複本」讀後感的第二篇，沒有看第一篇的可以先看看** <Link href="/blog/dark-matter-1">第一篇</Link>。

承接<Link href="/blog/dark-matter-1">上文</Link>，說到當時的物理學界，很多人(包括愛因斯坦大神)也都不是很 buy 這個聽上去腦洞大開，荒謬無比的理論。因此，根據「哥本哈根詮釋」的理論，物理學者[埃爾溫·薛定諤](https://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E5%9F%83%E5%B0%94%E6%B8%A9%C2%B7%E8%96%9B%E5%AE%9A%E8%B0%94)提出了一個實驗構想，嘗試藉此反駁「哥本哈根詮釋」的荒謬性。那就是著名的「薛定諤的貓」(又稱薛丁格的貓) 實驗。

## 薛定諤的貓

薛定諤（中文譯名又稱薛丁格）是奧地利理論物理學家，量子力學奠基人之一。他提出了著名的「薛定諤方程式」，以描述物理系統的量子態怎樣隨時間演化。其後更因此獲得諾貝爾獎。

![](/image/blog/xgze2.png)

而薛定諤的貓， 則是他提出的一個思想實驗。（所謂思想實驗是指用想象力進行，實際上不可能或暫時不可能做到的實驗）。

實驗的構想大致如下：
- 把一隻活貓、一個裝有劇毒氣體的玻璃瓶、一個放射性物質、一個監控放射性物質衰變的裝置放進一個封閉的盒子內；
- 這個放射性物質有 50% 的可能性會衰變，50% 的可能性不會衰變；
- 當監控器偵測到衰變粒子時，就會打破玻璃瓶，進而釋放毒氣，殺死這隻貓；

![](/image/blog/3fxto.jpg)

用經典物理學的角度來看，放射性物質有 50% 的可能性會衰變，50% 的可能性不會衰變，因此貓有50% 的可能性死，50% 的可能性活，只能發生這兩種情況之一。

而根據「哥本哈根詮釋」，在不觀察的情況下，放射性物質處於即有衰變又沒衰變的
「**疊加態**」，因此聯動貓兒便處於又活又死的「**疊加態**」。一旦我們打開盒子，或者以任何形式進行「**測量**」，則會導致「波函數坍塌」，會讓貓兒回到「本徵態」，進而看到一隻活貓或一隻死貓。

「薛定諤的貓」實驗構想聽上去荒謬，一隻貓怎麼可能處於又死又活的狀態？其實薛定諤提出這個構想也就是為了用一個生活中的例子去嘗試證明「哥本哈根詮釋」的問題。可是似乎這個實驗構想並沒有達到薛定諤的預期效果，反而成為了量子理論中家喻戶曉的一個生活化例子。

## 平行時空

講到這裡，終於可以回到「平行時空」了。上面說了好多「哥本哈根詮釋」的內容，但是有人覺得這裡面還是有很多說不清楚的東西。例如「波函數坍塌」究竟是什麼？怎樣才會坍塌？怎麼坍塌？因此，有人提出了新的見解，就是「**多世界詮釋**」，即所謂平行時空理論。

這個理論，和「哥本哈根詮釋」最大的不同在於「**測量**」所帶來的結果。「多世界詮釋」認為，「**測量**」帶來的不是「波函數坍塌」，而是「**分裂**」的宇宙。

在「單電子雙縫實驗」中，當電子穿過雙縫時，就出現了兩個平行宇宙，在一個宇宙中電子通過了A狹縫，另一個宇宙中電子通過了B狹縫。而作為觀察者的我們則隨機進入了一個宇宙，進而看到了該宇宙中的後續結果。而另外一個宇宙中，有另一群「我們」在做著同樣的觀察，而他們看到的則是電子通過了另一個狹縫。同樣的，「薛定諤的貓」實驗中，當我們打開箱子時，變產生了兩個平行宇宙，一個宇宙中的我們看到貓活著，另一個宇宙中的我們看到貓死了。

而「**測量**」正是讓宇宙產生平行時空的開關。

## 人生複本

探討了一大堆物理學的內容，終於回到這本書「人生複本」了。為了不劇透，關於書中具體情節的感想我就不寫了。這裡就簡單記錄一下當下我讀完後的一些凌亂的想法。

書中的主人公，遇到了平行時空的自己，但同一個人，竟然有著完全不同的行為。合上書本，似乎打開了很多靈魂拷問。此時我也在想，假如真的遇到了自己的副本，一個一模一樣的自己，會是怎樣的一種感覺，我會歡迎他闖入我的世界，還是像書中一樣充滿敵意？從自己的角度看另外一個自己，又是怎樣的感覺？如果不同的選擇真的可以產生新的平行時空，那麼在這千百萬的平行時空中不同的自己會有多大的差別？又或者，根本不會有太多的平行時空，因為面對同樣的選擇，同一個自己根本不會做出不同的選擇？

這本書的獨到之處，不僅是因為腦洞大開地刻畫了一個在平行時空中的世界，更是因為在這個世界中融入了很多感性的元素。儘管有千千萬萬個平行時空，千千萬萬個傑森，而且他們各自的性格行為非常不同，但他們對於丹妮樂的愛卻始終如一。而丹妮樂愛著的那個傑森，就是那個唯一的，無法替代的傑森，即便是另一個傑森的複本，也不可以。

讀完這本書後，好奇心驅使我又找了很多相關的量子物理的文章來看，確實是學到了不少腦洞大開的新知識。看的越多，反而發現不懂的更多。這些之前想都沒有想過的新知識，極大的衝擊了我的認知，不得不感嘆這個宇宙的奇妙，人類的渺小。我們有太多太多的東西尚未掌握，這個世界有太多太多的東西超出我們的認知。很多我們覺得離譜，荒謬的事情，其實只是因為我們的思想還沒有到達那個階段。人類實在是應該用一顆謙卑而開放的心，來面對這個世界，接受不同，迎接未知。

我覺得這本小說值得再讀一次，特別是在了解了相關的物理學知識後，對第一次閱讀時一些難以理解到腦洞環節，可能會有更深的共鳴。


人生複本，的確是一本「燒腦」的書，印象中我似乎沒有試過讀完一本小說後花這麼多時間去了解其中的背景知識。這篇文章承接上文，從著名的「薛定諤的貓」實驗，回到平行時空的主題，最後再談談我讀完整本書的感受。

人生複本 - 讀後(1)

人生複本 - 讀後(2)

免費訂閱網誌文章