第175章：因何有故穿时空

世界是全部的物理现实。在经典（量子物理学之前的）物理学中，人们认为世界只包含一个宇宙。

整个三维空间和所有的时间，以及其中的全部内容。

根据量子力学，正如我将要解释的那样，世界是一个比这大得多也复杂得多的对象，它是一个多重宇宙，其中包括许多这样的宇宙（还有其他东西）。

历史是发生在对象（可能还包括与它们相同的副本）上的事件序列。

因此，到目前为止，我的故事里的世界是一个多重宇宙，由两个宇宙构成，但只有一个历史。

所以我们的两个宇宙不能一直相同下去，必须要有传送器故障之类的因素，使它们变得不一样，这也就是惊门存在的原因，这个神秘的装置就起到了这样的作用。

不过就像我说过的那样，对信息流动的限制似乎排除了这种可能性。

在这个虚构的多重宇宙中，物理规律是确定性的、对称的。

那么传送器要做什么才能使两个宇宙不一样呢？看起来似乎是不管传送器的一个实例对一个宇宙做了什么，它的分身也必定对另一个宇宙做了同样的事，因此两个宇宙只能继续保持相同。

令人惊讶的是，事实并非如此。

两个相同的实例在确定性和对称的规律下变得不一样，这是一致的。

但为了做到这一点，它们起初必须不仅仅是彼此的精确映像，还必须是可互换的，我用这个词指字面意义上在其他所有方面都可互换，只除了它们是两个宇宙之外。

可互换性的概念将在我的故事中反复出现，这个词是从法律术语那里借用来的，它在法律中是指，对于还债之类的目标，将特定实例视作等同。

例如美元钞票是可互换的，这意味着借用一美元并不需要还回所借的那张特定的钞票，除非另有约定。

给定级别的桶装石油也是可互换的。马是不可互换的，向一个人借一匹马必须还回那匹特定的马，就算是还回那匹马的同卵双胞胎也不行。

但我在这里所说的物理可互换性并不是指视作等同，而是指本身相同，这是一个非常不同而且反直觉的属性。

莱布尼茨在他“不可区分的同一性”学说中走得非常远，以至于从原则上把物理可互换性排除掉了，但他错了。

就算不考虑多重宇宙的物理学，我们现在也知道，光子是可互换的，甚至原子在某些条件下也是可互换的，两者分别通过激光和称为“原子激光”的装置实现了。

后者可以爆射出超低温、可互换的原子。目前这可以在不引起嬗变和爆炸等的情形下实现。

在许多量子理论教科书和研究论文中，甚至是少数支持多重宇宙诠释的论文中，你都找不到对可互换性概念的讨论，它们甚至根本不会提到这个概念。

然而在概念的表面之下，它无处不在。我相信把这个概念理清楚，有助于解释量子现象而不含糊其辞。

就像接下来会清楚显示的那样，这是比莱布尼茨所猜测的还要离奇的一种属性——例如比多重宇宙更加离奇，后者终究不过是重复的常识。

可互换性允许全新的运动和信息流动方式，与量子物理学出现之前人们想象过的任何东西都不同，因此有着与物理世界完全不同的结构。

碰巧在某些情况下，钱不仅在法律上可互换，在物理上也可互换。

由于这种情形非常熟悉，它为可互换性提供了一个很好的模型。

例如如果你的（电子）银行账号里存有一美元，银行存入第二个一美元作为忠诚红利，随后又因收费而取出一美元，这时候追究他们取走的一美元到底是你原来的那个一美元还是他们添加的那个一美元，是毫无意义的。

这不仅仅是因为我们无从知道它是不是同一个一美元，或者决定不关心它是不是同一个一美元，而是因为在这一情形里的物理学中，并不存在拿走原来的一美元或者拿走后来添加的一美元之类的事。

银行账户里的美元大概可以称为“配置”实体，它们是对象的状态或配置，不是我们通常想的物理对象本身。

你的银行账户余额存在于一台特定信息存储设备的状态中。在某种意义上这个状态归你所有，任何人未经你同意修改这一状态都是非法的，但你并不拥有这台设备，也不是设备的一部分。

在这个意义上，一美元是一个抽象事物。事实上，它是一段抽象知识。

知识一旦在合适的环境中以物理形式具象化，就会使它保持这一状态。

因此，当物理的一美元磨损严重被送回造币厂销毁时，抽象的一美元使造币厂把它转换成电子形式，或者转换成一个纸张形式的新实例。它是一个抽象复制因子——虽然作为一个复制因子来说很不寻常的是，它会使自己不

增殖，而是把自己复制到账目中，以及计算机存储设备的备份中。

对于经典物理学可互换的配置实体，另一个例子是能量的数量：如果你踩踏自行车直到蓄积了10千焦的动能，然后刹车直到其中一半的能量以热的形式耗散，追究耗散的能量到底是你开始蓄积的5千焦，还是后来蓄积的5千焦，或者任何其他组合，都没有意义。

但是一半的能量耗散了，这一点是有意义的。

事实证明，在量子物理学中，基本粒子也是配置实体。我们日常尺度上认为的真空，甚至原子尺度的真空，都不是真的空无一物，而是充满了称为“量子场”的结构实体。

基本粒子是这种实体的高能级配置：“真空激发态”。因此，举例来说，一束激光里的光子是其“空穴”内真空的配置。

当空穴内存在两个或以上拥有相同属性（诸如能级和自旋）的这种激发态时，就不存在哪一个是先离开、哪一个随后离开之类的事。

所存在的只有其中任意一个的属性，以及它们的总数有多少个。

如果我们虚构的多重宇宙中的两个宇宙最初是可互换的，传送器故障可以使它们获得不同的属性，方式就像是银行的计算机对一个有两美元的账户，从两个可互换的一美元中取出一个而不取出另一个。

例如传送器发生故障时，物理规律可能导致其中一个宇宙而不是另一个宇宙里被传送的物体产生一个微小的电涌。

由于物理规律是对称的，它无法指定电涌会发生在哪一个宇宙里，不过鉴于两个宇宙起初是可互换的，也就不需要指定。

如果对象仅仅是相同（在互为精确副本的意义上），并服从确定性的、不会在两者之间造成区别的规律，那它们就永远也不会变得不同。

而表现上看起来更加相同的可互换对象，却能够变得不同，这是一个相当反直觉的事实。这是莱布尼茨从未想到的可互换性的古怪属性中的第一种，我认为它是量子物理学现象的核心。

另一个可互换性的例子是这样的：假设你的账户里有100美元，你已指令你的银行在未来的某个指定日期转一美元到税务机关的账户上。

于是现在银行的计算机包含了一句这样的确性定规则，假设你这样做是因为这一美元已经属于税务机关（比方说它错误地给了你一笔退税，要求你限期返还）。

由于账户里的美元是可互换的，就不存在哪一个美元属于税务机关、哪一个美元属于你之类的情况。

于是我们有了这样一种情形：一个对象集合，虽然对象是可互换的，却并非所有对象都属于同一个主人！

日常语言很难描述这种情形：账户里的每一个美元都确实与其他美元的属性全都相同，但并不是所有的美元都属于同一个主人。那么我们能说这种情形里它们没有主人吗？

这将是误导的，显然税务机关拥有其中的一个，而你拥有其他的。能说它们都有两个主人吗？

也许可以，但这种说法非常模糊。理所当然，说每个美元都有一美分属于税务机关也毫无意义，因为这只会遇到账户里的美分也全都可互换的问题。

但是不管怎样，请注意，由这种“可互换性内部的多样性”引发的问题，只是一个语言问题，在于怎样用语言描述这一情形的某些方面。

谁也不会认为这个情形本身是矛盾的：计算机收到指令去执行确定的规则，即将产生的结果不存在任何含糊不清的地方。

可互换性内部的多样性是多重宇宙里广泛存在的现象，下面我会解释。

可互换金钱的事例中最大的区别是，在后一种情况下，我们从来不必疑惑或预测，作为一美元存在会是什么样子。

也就是说，作为可互换的、然后又变得有差别的对象，这样存在是什么样子。量子理论的许多应用都需要我们进行这样的预测。

但首先要做的是，我前面建议暂时把我们的两个宇宙视作在空间里相互靠在一起，就像某些科幻里的分身宇宙处在“其他维度”，而现在我们必须放弃这种图景，使两个宇宙重合：不管那个“额外的维度”代表什么，它都会使两个宇宙不可互换。

并不是说两个宇宙在什么东西（例如外部空间）里面重合，它们不在空间里。空间的一个实例，是每个宇宙的一部分。它们“重合”意味着不能以任何方式把它们分开。

很难想象完全一致的东西重合是什么样子。例如，只要你仅仅想象出其中的一个，你的想象力就已经违背了它们的可互换性。但是，虽然想象力可能止步不前，理性却不会。

现在我们的故事可以开始有不平凡的情节了。例如，传送器发生故障时其中一个宇宙中产生的电涌，可能使这个宇宙中某位乘客大脑里的某些神经元未能激发。

结果

是在这个宇宙中，这位乘客把一杯咖啡洒在另一位乘客身上。这样他们就共同拥有了在另一个宇宙中没有的一段经历。

电涌不一定要由传送器故障导致，它们可能是传送器运转方式的一种规律影响。在进行其他方式的旅行（如飞行或骑野马）时，我们能接受比这大得多的不可预测的颠簸。

让我们想象，每次传送器在两个宇宙中运转时，都会在其中一个宇宙里产生一个微小电涌，但它小到无法觉察，除非用灵敏度极高的电压表测量，或者推动了某个刚好处在变化边缘的东西，后者如果没有受到推动就会从边缘退回来。

原则上存在三个原因，其中的一个或多个会使一个现象对观察者来说是不可预测的。

第一个原因是，该现象受到一些根本上随机的（非确定性的）变量影响。我已将这种可能性从我的故事中排除，因为真实的物理学中不存在这样的变量。

第二个原因至少要对日常生活中的大多数可预测性部分负责任，那就是影响现象的因素虽然是确定性的，但要么不为人知，要么过于复杂，无法予以考虑。

第三个原因在量子理论出现之前从未有人想象过，那就是观察者的两个或多个起初可互换的实例变得不一样。

这就是传送器导致的电涌带来的结果，它使结果变得完全难以预测，尽管是用确定性的物理规律来描述的。

这些关于不可预测现象的评论，可以在根本不涉及可解释性或可互换性的情况下进行表达。多重宇宙研究者通常也确实就是这样做的。

然而如我所说，我相信可互换性对于解释量子随机性和大多数其他量子现象至关重要。

导致不可预测性的这三种截然不同的原因，原则上可以给观察者带来完全相同的感觉。但是，在一个可解释的世界里，对于自然界中任何明显的随机性，都必定有办法找出到底三个原因中的哪一个（或哪种组合）才是其真正原因。

人怎么才能发现可互换性和平行宇宙才是某个特定现象的根源？

作者写时总会受到一种诱惑，促使他们为达到上述目的而引入跨宇宙通信，导致宇宙间不再“平行”。

正如我说过的，这会使故事实际上成为一个单宇宙故事，为了掩盖这个事实，我们可能会说这类通信很困难。

例如通信方式有可能是，每个宇宙中都有一种办法，可以调节传送器使其在另一个宇宙中产生一个电涌，这就可以用来向另一个宇宙传递信息。

但我们可以想象这样做非常昂贵而且危险，所以飞船上的规定限制其使用，尤其是禁止与一个人自己的分身进行“个人通信”。

然而有一位船员在值夜班时违背禁令，结果震惊地收到一条信息“同索纳克结婚了”。我们知道，但人物并不知道，这桩婚姻是咖啡泼洒事件带来的连锁反应，而咖啡泼洒事件又是另一个宇宙中的电涌带来的连锁反应。

我们还知道（但人物也不知道），由于在另一个宇宙中，这次违规使用设备的行为被发现了，因此飞船上执行了更严格的安保措施。

船员们对这桩令人吃惊的婚姻做出反应时会发生什么事，故事可以就此进行展开。

一个人得知自己的分身已经结婚时，应该做出什么反应呢？是不是应该在自己的宇宙里寻找那位配偶的分身？

而此人先前从未见过那位配偶分身，更不用说与其发展浪漫关系。或者是，按照爱情故事的传统惯例，此人很讨厌那位配偶分身。这样设定不会有什么坏处，或者可能会有坏处。

源于其他宇宙的思想观念，至少与我们宇宙中的一样容易出错。如果这些观念得来不易，纠错就会更难。

知识创造取决于纠错。因此，有可能接下来还会有消息传来：“已经后悔了。”或者可能是索纳克刚好出现在另一个宇宙的传送室里，使这条警告信息无法发出。

或者是这对夫妇眼下很幸福，但关系很快就会严重破裂，导致离婚。所有情况下，跨宇宙通信根本起不到什么好作用，而可能使这位船员的两个实例都做出有着灾难性后果的婚姻决策。

普遍而言，另一个宇宙里你的分身因为做了某个特定的决定而看上去很幸福，这一新闻并不意味着你做出“对应”的决定也会幸福。

宇宙间一旦产生差异（如果没有这些差异，来自另一个宇宙的新闻也就不成为新闻了），就没有道理再指望决策结果能不受影响。在一个宇宙里，你们因为意外地共有一段经历而相识。

在另一个宇宙里，碰面的原因是你违规使用了飞船的设备。这会不会影响婚姻的幸福程度？也许不会，但你只有在对于哪些因素会影响婚姻的结果而哪些因素不会影响有了一个好的解释性理论之后才能弄明白。而如果你有这么一个理论，也许你就不需要躲在传送室里了。