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13.3 多重宇宙的几何解释

多重宇宙的几何解释

(The Geometric Explanation of Multiverse)

在科幻电影中,“多重宇宙“通常意味着平行世界:在那个世界里,你早餐吃了面包而不是麦片,或者是纳粹赢得了二战。这是一种令人兴奋的想象,但在物理学上,这往往导致了本体论的混乱。如果宇宙有无限多个,那么“真实“还存在吗?

在我们的几何重构中,多重宇宙不是平行存在的独立实体,而是同一本体在不同观察者视角下的切片

每个人都是一个坐标系

让我们回到希尔伯特空间。宇宙终对象 是唯一的、确定的。它就像一座巨大的、静止不动的雕塑。

但是,每一个观察者(你、我、外星人、甚至一个电子)都是这个空间里的一个局部坐标系

  • 你的“现在“是由你的内部时钟定义的。

  • 你的“空间“是由你的运动状态定义的(狭义相对论)。

  • 你的“事实“是由你的观测投影定义的(量子力学)。

因为我们在希尔伯特空间中的位置不同,我们的投影矩阵(Projectors)也略有不同。

  • 对于你:此时此刻,你正在读这句话。这是你的宇宙切片。

  • 对于我:我正在写这句话。这是我的宇宙切片。

严格来说,我们并不生活在同一个宇宙里。我们每个人都生活在一个以自己为原点的私有宇宙里。

这就是第一类多重宇宙的几何本质:多重宇宙即多重视角

客观性的涌现

如果每个人都有自己的私有宇宙,为什么我们还能坐在同一张桌子上喝咖啡?为什么我们能对“桌子是硬的“达成共识?

因为我们的坐标系虽然不同,但它们高度重叠

我们在希尔伯特空间中的位置非常接近。我们共享着相同的演化速率 ,我们受制于同样的物理定律(那些在所有投影下都不变的不变量),我们的大脑结构(解码算法)也高度相似。

这种重叠区域,就是我们所谓的客观现实

客观现实不是先验存在的,它是无数个主观私有宇宙的交集 (Intersection)。它是所有观察者都能达成的最大公约数

  • 对于人类:我们的交集很大。我们都同意太阳是圆的,火是热的。

  • 对于人类和蝙蝠:我们的交集就小了一些。蝙蝠的宇宙充满了超声波的回声,而那是我们宇宙中的盲区。

  • 对于人类和中微子:我们的交集几乎为零。中微子穿过地球就像穿过虚空,在它的宇宙里,地球几乎是不存在的。

所以,并没有一个绝对的、独立于观察者的“客观宇宙“。只有主体间性 (Inter-subjectivity)。所谓的“真理“,就是能够在最广泛的观察者群体中保持不变的投影结构。

量子多重宇宙的统一

这个模型甚至能包容量子力学中的“多世界诠释“ (Many-Worlds Interpretation)。

当量子测量发生时,宇宙似乎分裂成了两个分支:在一个分支里猫活了,在另一个分支里猫死了。在埃弗雷特(Everett)看来,这两个世界是真实分裂的。

但在我们的几何视角下,宇宙没有分裂,分裂的是观察者的轨迹

希尔伯特空间足够大,容得下猫活和猫死这两个正交的状态向量。当测量发生时,观察者的状态向量与猫的状态向量发生了纠缠

  • 一部分的你(投影分量 A)与“活猫“纠缠,沿着一条路径演化。

  • 另一部分的你(投影分量 B)与“死猫“纠缠,沿着另一条路径演化。

这两个分量在希尔伯特空间中变得正交了,意味着它们之间的 变成了最大值。它们互相看不见对方了。

这就解释了为什么我们感觉不到另一个世界:因为在几何上,它们已经垂直于我们的现实。它们依然存在于那个巨大的本体 中,只是跑出了我们的投影屏幕。

终极的包容

这带给我们一种极大的释然。

我们不需要在“唯物主义“(世界是客观的)和“唯心主义“(世界是主观的)之间选边站。几何学包容了两者。

  • 本体是唯物的:希尔伯特空间中的演化是客观的、数学的、不以人的意志为转移的。

  • 体验是唯心的:我们所感知的现实,完全取决于我们的观测投影。

这种统一性是治愈的。它告诉我们,虽然我们每个人都是孤独的观测者,被困在自己的私有切片里,但我们在最底层是连通的。我们都源自同一个本体,我们都在解码同一束光。

我们既是宇宙的碎片,也是宇宙的全部。

现在,旅程即将结束。我们从无时间的原初之光出发,穿过了相对论的博弈,解开了量子力学的死结,最终明白了观察者的使命。

剩下的,只有最后一声叹息。那个包含了过去、现在与未来的终极画面是什么?

让我们进入全书的终章——沉默的几何


(下一节,我们将进入全书的终章“沉默的几何“,为这段思想旅程画上一个安静的句号。)