《实在论视阈下的多世界理论》:
二 平行世界的实验依据
1.影子、光子实验
迈克尔·法拉第经常鼓励人们以观察蜡烛现象来认识世界,并断言研究自然哲学的最好方法是考察蜡烛燃烧的物理现象。同样,为了证实那些不可见的平行世界的实在性,多伊奇借助的就是物理学中经典的影子、光子实验①,实验过程如下:
第一步:假设在一个漆黑的房间里拧亮手电筒,光将会从灯泡的灯丝中发射出来,形成一个锥形。为了简化实验,我们假设房间的墙壁是完全吸收光的,或者可以想象房间非常大,以至于光线在实验结束前不可能射到墙壁上并被反射回来。在这个实验中我们所见的景象应该是漆黑的一团。因为我们知道不可见性是光的一个明显性质,因为只有光线进入眼睛,我们才能够看见它。所以在这个实验中,在光线外进行观察的我们看不见从眼前经过的光,因为在光束里没有反射光的物体,也没有尘埃和水珠。
在真实实验中,他采用光电倍增管,让光线通过黑色滤光器变暗。实验结果是:既不是漆黑一团,光线也没有表现出持续性的减弱,而是出现闪光。这表明光线均匀传播时,其亮度的选择有底线,即量子化(以不连续的颗粒出现的性质),而所有可测量的量都有这种性质。如果一切都是量子化的,那么物理量如何从一个值变到另一个值?在物体转移中,如何从一个地方到另一个地方?
第二步:让手电光相继穿过两块不透明屏幕上的两个小孔,让泄露的光落在第三块屏幕上。如果小孔越来越小,第一、第二屏幕的间距越来越远,重复实验能否使暗影,即全黑区域无限地靠近连接两个小孔中心的直线吗?在第二、第三屏幕之间的、被照亮的锥形区能够任意变狭窄吗?实际的结果是当小孔的直径大约为1毫米的时候,光线就开始“反叛”——不再以直线传播,而是发生了弯曲。在经过每个小孔后就扩散开。孔越小,扩散出的光线越多,出现光和影的复杂图样。在第三块屏幕上出现的不再只是明亮区域和黑暗区域、半影区,而是看到不同宽度和亮度的同心圆,以及彩色。
第三步:在原有两条裂缝的屏幕上再交错加两条裂缝,重复实验。
结果显示,四条裂缝产生的影子不是两个位置稍有不同的双裂缝产生的影子的结合,而是一个新的更为复杂的图样:当屏幕仅有两条裂缝时,那些本来是亮的X区域,在我们切开第二对裂缝时,X区域却变黑了。即,第二对裂缝使原先抵达X处的光线受到干涉。
实验至此,多伊奇开始思考是什么引起了干涉现象?经过严密分析,多伊奇判断它就是光。干涉每一条裂缝的影子的东西就是光子。这些无形(影子)光子不可见,只能通过它们在有形光子上的干涉效应间接检测到,有形光子和影子光子没有本质的差别:每一种光子在一个宇宙中是有形的,而在其他所有平行宇宙中都是无形的。由此,多伊奇的结论是,存在一个沸腾的、异常复杂的、隐秘的光子世界,但是我们永远也观察不到它,只能够间接地通过它对于其伴随的有形光子的干涉现象才能观察到它的存在,这也是它在宇宙中唯一的影响。而影子光子和有形光子的比例关系是一万亿比一,而包括中子等微观粒子在内的其他微观粒子的无形与有形粒子之间也存在这样的比例关系。所以,我们有理由认为真实世界远比现实世界广大,并且大部分是不可见的。
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