チャプター10 第 9 章 測定の問題
一
クオモ会議で馮に会いました。現代のコンピューターの創始者の 1 人であるジョン フォン ノイマンは、20 世紀で最も優れた数学者です。彼についてのあらゆる種類の伝説は、科学の世界で長く続く伝説のようであり、ますます広く広がり、ますます神秘的になっています.6歳のときに頭の中で8桁の数字を乗算することができたと言われています. 8歳で微積分、12歳で微積分. 彼は19歳で機能分析に堪能であり、写真記憶があり、歴史に堪能であると言う人もいました. 想像を絶するあらゆる種類の例を挙げた.彼の暗算能力がいかに素晴らしいかを説明するために。10歳までに5つの言語を知っていて、それぞれに陽気なドッゲレルを書くことができたという人もいますが、他の言語では7つになることが判明しました.いずれにせよ、この男が百年に一度の天才であることは誰もが認めている。
集合論から数学の基礎の研究まで、作用素環からエルゴード理論まで、ゲーム理論から数値解析まで、彼の傑出した業績を列挙すると、かなりの時間がかかるでしょう。しかし、ここでは彼の量子論への貢献だけに焦点を当てており、それだけで私たちの歴史の中で彼に場所を与えるのに十分です.
前述したように、ディラックは 1930 年に有名な「量子力学の原理」という教科書を出版し、量子力学の普遍的な統合を完成させました。しかし、純粋に数学的な観点から見ると、量子論にはまだ共通の厳密な基礎が欠けており、この欠陥はフォン・ノイマンによって補われました。1926年、彼はゲッティンゲンに来て、有名なヒルベルトの助手を務めた. 二人はノルトハイムと共に、ヒルベルトの演算子理論を量子論に取り入れた論文「量子力学の基礎」を共同で発表した. 、これにより、この物理システムは数学的に厳密になります。1932 年、フォン ノイマンはこの研究を再び発展させ、有名な本「量子力学の数学的基礎」を出版しました。この本は 1955 年にプリンストン社から英語で出版され、今でも古典的な教科書です。数学に深く入り込むつもりはありませんが、フォン ノイマンはいくつかの興味深い結果を証明しました。特に、私たちの測定動作については興味深い結果でした。この結果は、物理学者の世代が波動関数の崩壊について考える方法に大きな影響を与えました。
前の章で私たちを悩ませた測定の問題を今でも覚えています: 観測するたびに系の波動関数が崩壊し、実際の結果が確率に従って飛び出します. 観測しなければ、厳密に式。この2つは全く異なるプロセスで、後者は連続的で数学的に可逆的で完全に決定論的であり、前者はランダムで不可逆的な崩壊であり、内部メカニズムがどのようなものかはまだ不明です。これら 2 つのプロセスはどのように変換されますか?この波動関数の劇的な変化の引き金は何ですか?観察ですか？しかし、私たちがこのように話すとき、私たちが使用する言語は日常的で、あいまいで、あいまいです。私たちは観察という言葉を、正確な定義をせずに当然のこととして使用してきました。どのような行動が観察としてカウントされますか?目を開けて見ることが観察だとしたら、目を閉じて手で触るのはどうですか？棒でつついてはどうですか？楽器を使ったレコーディングは？人を観察者と見なすことができるとしたら、猫はどうでしょうか。コンピューターはどうですか？ガイガーカウンターはどうですか？
鳳。ノイマンは、物体を測定するために使用する機器自体が、独自の波動関数を持つ不定粒子で構成されていることを鋭く指摘しました。観察するために機器を使用する場合、これは機器自体がこのあいまいな重ね合わせ状態に関与するだけです。電子が左のスリットを通過したか右のスリットを通過したかを測定したい場合は、計測器を使用してそれを測定し、この結果をインジケータが揺れる方向に報告します。しかし、人を笑わせたり泣かせたりするのは、この楽器自体にも独自の波動関数があるため、楽器自体を観察しないと、その波動関数もあいまいな重ね合わせ状態に陥ってしまうことです。ノイマンの数学的モデルは、機器が電子を測定すると、電子の波動関数が崩壊することを示していますが、左/右の重ね合わせは機器に転送されるだけです。今、私たちの楽器は左または右を指しているインジケーターの重ね合わせ状態にあります!楽器 B を使ってその楽器 A をもう一度測定すると、今度は A の波動関数が再び崩壊し、その状態が明確になりますが、B は再びあいまいな状態に陥ります。 chain の最後の手段は常に不確定な状態にあり、これは無限回帰と呼ばれます。別の見方をすれば、システム全体に測定器を追加すると、この大きなシステムの波動関数が完全に崩壊することはありません!
ただし、計測器によって報告された結果を見ると、プロセスが終了したことはほぼ確実です。私たち自身は、ばかげた重ね合わせ状態にはなりません。私たちの脳が測定された情報を受け取ると、ゲームは終了し、波動関数はもはや混乱しません。
人間の意識の関与が波動関数の崩壊の原因ではないでしょうか?電子の無作為な選択の結果が実現されて初めて、それが真に現実となり、波動関数から世界に現れます。そして、意識しない限り、波動関数は不定のままで、ある場所から最後の測定器に移動するだけです。ノイマンの見解では、波動関数はヒルベルト空間のベクトルと見なすことができ、崩壊は特定の方向へのその投影です。しかし、この投影の原因は何ですか?それは私たちの自由の感覚ですか？
言い換えれば、楽器はそのポインターが左を指しているか右を指しているかを認識できないため、左/右の混合に巻き込まれなければなりません。猫は生きているか死んでいるかを認識できないため、死んだ/生きているハイブリッド状態で立ち往生する可能性があります。しかし、あなたと私は、電子が右か左か、私たちが生きているか死んでいるかを認識することができるので、私たちの意識を混乱させないように、波動関数はここで最終的に完全に崩壊し、世界は最終的に現実になります。
クレイジー？不合理？ナンセンス？信じられない？このショックは誰しもが持っているのではないでしょうか。自然科学、最も誇り高い貴族、宇宙の立法者、自然の究極の謎のたゆまぬ探求者、常に最も客観的で、最も厳格で、最も細心の注意を払い、主観的な意識に対して最も寛容でないと主張する裁判官.人間の意識、つまり魂を宇宙の中心に！コペルニクスは人間を宇宙の中心から追放し、今、彼らは別の形で戻ってきますか?これは、すべての科学者を震え上がらせるのに十分です。
いいえ、これはナンセンスに違いありません。それを言った人は頭がおかしいか、物理学の馬鹿に違いありません。物理学には意識が必要ですか？これは今世紀最大のジョークです！でもちょっと待って、これを言った人はあなたよりずっと頭がいいかもしれないし、もしかしたら物理学のノーベル賞受賞者かもしれない？
ユージーン。Eugene Wigner は、1902 年 11 月 17 日にハンガリーのブダペストで生まれました。彼はルター派の中等学校に通っていたときに、彼の後輩であるフォン・ノイマンに会いました。2人のうちの1人は数学が得意で、もう1人は物理学が得意で、長い間、かなり補完的な組み合わせでした。ウィグナーは 20 世紀で最も重要な物理学者の 1 人であり、群論を量子力学に応用し、原子核モデルの確立に重要な役割を果たしました。彼はディラックやジョーダンらとともに場の量子論の創始者となりました.ちなみに彼の妹はディラックと結婚し、ディラックの義理の兄弟になりました.彼はマンハッタン計画に参加し、核反応の理論に顕著な貢献をしました。1963 年、彼はノーベル物理学賞を受賞しました。
量子論における観測問題に関して、ウィグナーの意見は次のとおりです。人々がまだシュレーディンガーの不運な猫について議論している間に、ウィグナーが出てきて、ウィグナーのいわゆる友人であるより大きなスズメバチの巣を突いた。
ウィグナーの友人は架空の知人であり (モデルはディラックかフォン・ノイマンのどちらかだと思います!)、ガスプルーフのマスクを着用している人物も、猫を観察するために箱の中にいました。ウィグナー自身が部屋から出て、箱の中で何が起こっているのかを観察しました。さて、部屋の中の状況について何も知らないウィグナーは、箱が (生きている猫の幸せな友達) と (死んだ猫の悲しい友達) の混合状態にあると仮定できますか?しかし、後でその友人に尋ねると、後者は間違いなくこの重ね合わせ状態を否定するでしょう。ウィグナーは、友人の意識がシステム全体に含まれている場合、重ね合わせは適用されないと結論付けています。彼自身はドアの外にいますが、箱の中の波動関数は常に友人の観察によって影響を受けているため、生きている猫と死んだ猫の 2 つの純粋な状態しかありません。
ウィグナーは、意識が外界に作用し、波動関数が崩壊することは驚くべきことではないと主張した.外界の変化は私たちの意識の変化を引き起こす可能性があるため、作用と反作用の原則であるニュートンの第 3 法則によれば、意識は逆に外界に作用することもできるはずです。彼はその論文を「Remarks on the mind-body question」（心身の質問に関する発言）と題し、1967年のエッセイ集にまとめました。
量子論は行き過ぎた？意識、このエーテルのような概念は、本当に物理学の神聖な領域を占有し、私たちの理論の核になるのでしょうか?人々は常にこの恐ろしい考えを心の奥底で拒絶しています. ピーター・コヴェニーとロジャー・ハイフィールドは、ディメンション・ガーナーの主張について語っている「The Arrow of Time」(時間の矢) という本を書きました.しかし、この本の中国語版では、翻訳者は特別に読者のメモを追加し、この意識に基づく説明はとてつもないものであり、観測は一連の測定器によって行うことができるため、完全に客観的であると主張しています。しかし、この議論は明らかに支持できない.なぜならこの装置はフォン・ノイマンの無限後退連鎖へのリンクを追加するだけだからである.装置を観察しなければ,それは重ね合わされた波動関数のままである.
しかし問題は、意識とは正確には何なのかということです。これは、波動関数自体よりもはるかに多くの問題を引き起こし、報われない戦略です。意識は物質から独立していますか？それは物理法則に従っていますか？下等動物に意識は存在できるか？機械の中に存在できますか？私たちを無力に飲み込む問題の洪水は、波動関数がどのように崩壊するかを心配するよりもはるかに良いことではありません.
実際、この種の問題について話すのは怠惰な哲学者だけであり、実際の脳科学者や神経科学者はしばしばそれを軽視したり無関心です.意識の問題が量子論の説明に引き込まれたとき、物理学を紹介する多くの本は脳の断面図を提示し、皮質のさまざまな部分、神経結節の接続、および海馬を説明しました.これは確かに面白い光景です！次に、この意識の問題についていくつか簡単な議論をしたほうがいいかもしれませんが、私たちの歴史は前進し続け、まだいくつかの新しいことが私たちを待っているので、あまり時間をかけたくありません。 .
このセクションの最後に、外界に対する意識の影響は可能な記述にすぎないことを特に述べておく必要があります。これは、あらゆる種類のいわゆる超自然的な力、テレパシー、テレキネシス、遠くでスプーンを曲げるなどに理論的根拠があることを意味するものではありません。これらのことについては、特に風変わりな主張は特に強力な証拠に裏打ちされている必要があるという原則に固執するのが最善であり、個々のケースごとに厳密で再現性のある二重盲検実験が必要です.私の知る限り、同様のテストに合格した精神機能の例はありません。
夕食後のゴシップ: ハイゼンベルクとドイツの原爆計画 (6)
臨界質量のサイズを計算することは、本質的に統計的な問題です。あまりにも多くの中性子が逃げて連鎖反応を止める前に、十分な量のウラン 235 分子が分裂することを保証するために、少なくとも 2^80 分子 (約 1 モル) が反応することを保証できる必要があります。この範囲はどれくらいですか？これは、ランダムに 80 回前後に移動した後、人 (分子) がどのくらいの半径にとどまるかを尋ねることに相当します。これは非常に有名な酔っ払い問題で、Gamow の古い人気科学書「From One to Infinity」を読めば、まだ少し印象に残っているかもしれません。ハイゼンベルグは距離を計算しました: 54 センチメートル、これは 13 トンのウラン 235 に相当します。
ただし、54cmという数字は上限であり、最悪の場合、半径54cmのウラン235しか必要ありません。実際、中性子の吸収などの多くの特定のケース、またははるかに少ないケースでは、計算で連鎖反応を無視できます。また、ハイゼンベルグが巧妙すぎて無視できないさまざまな重要な制約があります。ハイゼンベルクはかなり複雑な問題を単純化しすぎたこと、および彼の計算からわかるように高速中性子反応を完全に理解していなかったことから、彼は数トンのウラン 235 を下限、つまり最小値として扱うようになりました。品質を必要とし、広島の原爆投下後までこの見解を持ち続けました（彼には知られていませんでしたが、パールズは1939年にすでに正しい結果を出していました！）.
ハイゼンベルグのような第一級の物理学者はもちろん、普通の物理学の学生であっても、そのような間違いを犯すべきではありません。そして誰も彼の結果に反論したことはありません!これは必然的に、ハイゼンベルクが上司を欺いて原子爆弾の製造を防ぐために、そのような間違いを特別にでっち上げたと考える人もいます。残念ながら、すべての状況から判断すると、ハイゼンベルク自身はこれを確信していました。
1945 年 8 月 6 日、ファーム ホールに投獄されていたドイツの科学者たちは、ヒロシマのニュースにショックを受けました。ハイゼンベルクは冒頭で次のように述べています。私は原爆のニュースをまったく信じていません。彼ら（同盟国）は10トンの濃縮ウランを持っているかもしれないと思っていましたが、10トンの純粋なウラン235を持っているとは思っていませんでした！ハイゼンベルグは、核爆弾には数トンのウラン 235 が必要であるとまだ信じていました。ハーンは、爆弾を作るのに非常に少量のウランしか必要としないと考えていたため、このコメントにショックを受けました (これはハイゼンベルクが以前に言ったことですが、原子炉が不安定になり爆発する原子炉爆弾について言及していました。ハーンは明らかに間違っていました)。 .ハイゼンベルグはこの見解を修正し、連合国が同位体を効率的に分離する方法を見つけたのではないかと推測した (ハイゼンベルグは、連合国がそれだけ多くのウラン 235 を分離したと考えていたが、彼自身の推定が間違っていたわけではない!)。
9 時きっかりに、全員が BBC のニュースに耳を傾け、活発な議論が行われました。ハイゼンベルクはいくつかの正しい分析を行いましたが、54cm という推定値に達しました。翌日、全員が覚書の起草を始めた。3日目、ハイゼンベルクとウォズはウラン爆弾の可能性について話し合った.ハイゼンベルクはウランは想像以上に分裂しやすいかもしれないと感じていた.ウランを生産します。この時までハイゼンベルグは、ウラン爆弾の品質は数トンである必要があると考えていました。 (このトピックはあと 1 つのセクションで終了します、笑)
二
意識が波動関数を崩壊させる？しかし、意識とは何ですか？これは哲学者によって最も議論されている問題の 1 つですが、科学界の反応は比較的生ぬるいものです。心理学の分野では、ジョン・B・ワトソンやBF・スキナーに代表される行動主義者の学派は、通常、実験で確認できない意識そのものを無視して、心的出来事を刺激と反応に分解して研究することを厭わない。実際、意識を正確に定義することすら難しく、意識がどこで発生し、どこで働き、どのように私たちの体に作用するのかは、いまだに謎のままです。一般に、脳のすべての活動が意識的であるとは限らないというコンセンサスに達することができます. 実際、脳の多くの活動は私たちにとって無意識です.「交響曲第九」が耳元で鳴り響いたとき、突然中学生の頃の自分が目の前に現れたのですが、脳がどのようにこのプロセスを段階的に完了しているかは知りませんでした。時々私は疑問に思うことさえあります：なぜ私はそう思うのですか？さらに、意識は私たちの注意と密接に関係しているようであり、一貫した行動を完了するには一定の記憶能力も必要であることを多くの人が認めています。
確かに、意識は具体的な物理的現実ではありません。脳手術中に頭蓋骨の中に有形の意識を見つけた人は誰もいません。それは脳の一部の機能ですか？と思われるかもしれませんが、どの部分が意識を担っているかは議論の余地があります。脳はさまざまな複雑な通信機能を持っており、体を制御する小脳は自動機械のように見えるため、脳だと言う人もいます。泳いだり自転車に乗ったりすることを学ぶとき、最初は常に注意を払い、体のすべての姿勢の制御に注意を払い、すべての動きの前に注意深く考える必要があります.しかし、いったん熟練すると、小脳が体の動きを引き継いで、本能的な行動に変えます。たとえば、自転車に慣れている人は、自分のすべての動きを常に意識している必要はありません。実際、私たちの意識の反応は非常に遅いです（実験によると、0.5 秒の遅延があると報告されています）. ピアニストが上手に演奏するとき、彼はしばしば考えずに一気に演奏します. 完全意識とは言えません.私たちがよく言うように、それはあまりにも馴染み深いので、あなたはそれについて考えさえしません。そして、そのように獲得した身体的スキルは、長い間忘れられないことが多いことに注意してください。
脳は意識を持っておらず、体の動きを指示しているだけだと言われています。ある実験では、被験者の右手を動かすために脳の特定の領域を刺激しましたが、被験者はそれを動かしたくありませんでした!そして、意識的に右手を動かそうとすると、どこかで意識によってその欲求が生まれ、それが電気信号によって特定の皮質に伝わり、最終的には動きそのものに至る。実験者は、中脳と視床がこの自由意識の座であると信じています。しかし、網状体や海馬だと考える人もいます。多くの人は、脳の左半球は意識的であると考えていますが、右半球はオートマトンです。
これらの特定の議論は脇に置いて、より高いレベルからの質問を見てみましょう:本質的に意識とは何ですか?それは私たちの体と脳の外に完全に存在し、私たちに憑依されたときにのみこの意識を得る、何らかの神秘的な非物質的な幽霊ですか?明らかに, ほとんどの科学者はこの声明に同意しません. 暗黙の見解は, 意識は物質的な基盤 (私たちの脳) に完全に基づいて存在する構造モデルであるが, それを理解するにはより高いレベルの法則を必要とする. それを説明する.これがいわゆるホリズムの説明です。
意識とは？これは、「情報とは何ですか?」と尋ねるようなものです。メッセージは一種の情報ですが、そのキャリア自体は情報ではなく、含まれるコンテンツです。教えてください: レイカーズは今日負けました. これらの 8 文字はそれ自体は情報ではありませんが、本当の情報はレイカーズが負けたという事実です.同じ情報を別のキャリアで表現することもできます。たとえば、セリフを書いて伝えたり、電子メールを送信したり、ジェスチャーをしたりします。したがって、研究キャリア自体は、関連する情報について有用な結論を導き出すことはできません.これらの8つの文字をストロークに分解して徹底的に研究したとしても、レイカーズの損失の意味を理解するのに役立ちません.情報は文字ごとに存在するのではなく、この8文字の組み合わせであり、その記述には1文字よりも高度な言語とルールが必要です。
ベートーベンの交響曲第9番とは？それは一連の音符にすぎません。しかし、音自体は交響曲ではありません。この素晴らしい作品を説明したいのであれば、音のパターンを扱っているのです!ヘミングウェイの「老人と海」とは？それは文字列にすぎません。しかし、文字自体はフィクションではなく、パターンです。文字は小説ではなく、組み合わせパターンが小説の概念であることをよりよく理解するために、作品「老人と海」の暗号化、つまり各文字を対応するシンボル。たとえば、A は円に置き換えられ、B は正方形に置き換えられ、C は三角形に置き換えられます。奇妙なシンボルでいっぱいの本を手にした今、私はあなたに尋ねます：これはまだ老人と海ですか？ほとんどの人は認めるはずです。元の本の情報が失われていないため、その結合モードはそのままですが、基本レベルで別の表現に変更されているだけで、逆コンパイルして戻すことができます。この「老人と海」の暗号化版は、オリジナルの「老人と海」と完全に同等です。
私たちの質問に戻ります: 意識とは何ですか?意識は、脳を構成する原子群の構成パターンです!私たちの脳の物質的な基盤は、炭素、水素、酸素の同じ原子で構成されている岩石と何ら変わりはありません。私たちの脳を構成する電子は、岩を構成する電子とまったく同じで、入れ替わっても頭が岩になることはありません。私たちの意識は、完全に脳の構造パターンに基づいています。原子の束が特定の方法で配置されている限り、文字の束が特定の方法で配置されて「老人と海」を形成できるように、それは私たちの意識を形成できます。ヘミングウェイの精神が手紙の山にくっついたときだけ、それは老人と海になることができます.脳細胞単体では当然何も意識できないのですが、多くの脳細胞が特定のパターンで組み合わさり、その組み合わせの中で意識が生じるのです。
さて、この時点で、ほとんどの人はこのかなり唯物論的な声明に満足するはずです.しかし、もう少し合理的に降りるだけで、多くの人は背中に冷や汗をかくかもしれません。意識が原子の組み立て方に完全に依存している場合、最初の帰結はそれが複製できるということです。出版社は『老人と海』を何千部も印刷しているのに、なぜ原子はコピーできないのでしょうか?私たちの技術がある程度まで発達し、体内のすべての原子の位置と状態をスキャンし、それらを別の場所で再結合できるようになったら、この新しい人はあなたですか?彼はあなたと同じ意識を持っていますか？それとも単純に、彼はあなたと同一人物ですか？意識が完全に原子配列パターンに基づいていることを認めれば、私たちの答えは間違いなくイエスです!これは人間のクローンとは異なる 2 つの概念です. 人間のクローンはあなたの遺伝子のみを継承しますが、このレプリカントはあなたの意識、記憶、感情、あなたに関するすべてを持っています. 彼はあなた自身です!
近年、私たちは量子通信において大きな進歩を遂げました。未知の量子状態を別の量子状態にそのまま転送することはすでに可能であり、実際に多くの具体的なプロトコルが提案されています。心強いことですが、量子状態を伝達しながらもとのオリジナルを破壊しなければならないというノークローニング定理 (1982 年に Wootters、Zurek、Dieks によって提案された) と呼ばれる原則があります。つまり、量子状態はカット アンド ペーストのみ可能であり、コピー ペーストは不可能であり、2 つのユーの出現を防ぎます。しかし問題は、あなたが破壊されて別の場所で再建された場合、これが元のあなただと思いますか?
もう 1 つの推論は、組み合わせモード自体が特定の材料ベースを表示する必要がないということです。「老人と海」を別の一連の記号で完全に書き直すことができることがわかりましたが、これは実質的な違いはありません。映画の場合は、フィルム、ビデオテープ、VCD、LD、または DVD に記録できます。もちろん, 一部の人々は、圧縮が実際に情報の損失を引き起こしたと言って異議を唱えます. VCDバージョンのMatrixはもはや映画バージョンのMatrixではありません. CMY、HSI、YUV、YIQなどの他の表現システムを使用してください.特急。別の例として、任意のシーケンスをハフマン コーディングなどの可逆圧縮技術を使用して圧縮したり、文字をモールス符号に置き換えたり、曲を番号付き表記や譜表で録音したりできます。違います 同じです！興味のある方は、囲碁の白石を0、黒石を1に使ってください。 天安門広場全体を囲う囲碁チェスのVCDを間違いなくコピーできますが、これは完全に同等です。
そして、私たちの意識モードの主要な情報を含むことができる、またはそれに相当するある種の複雑なシステムがある限り、明らかに、意識は存在するために私たちの生物有機体の肉体に依存する必要はないと考えるべきです!私たちの脳のすべての情報がスキャンされ、コンピューターに保存されていると仮定すると、このコンピューターは、物理法則に従って厳密にさまざまな刺激に対するこれらの分子の反応を計算し、最終的に対応する結果を得て応答します。私たちとまったく同じです！このコンピューターは実際に私たちの意識を持っていると言えますか?
多くの実証主義者にとって、意識や思考を判断する基準は、このモデル構造理論の方法に厳密に従います。意識は、複雑なパターン構造、または入力と出力の間の複雑なアルゴリズムにすぎません。このアルゴリズムをエミュレートできるシステムは、合理的に意識があると見なすことができます。そして馮。アラン・ニューマンは現代のコンピューターの創始者でもあります。1950年、アラン・トリノは、コンピュータが実際に人間のように考えることができるかどうかを判断するための基準、有名なチューリングテストを提案しました。彼は、スーパーコンピューターと人間が舞台裏に隠れて尋問者からの質問に答え、尋問者がどちらが人間でどちらがコンピューターであるかを見分けようとしていると想像しています。チューリングは、もしコンピュータがあまりに巧妙に偽装されていて、実際の人間と見分けがつかないなら、コンピュータは人間のように考えたり、意識したりすることができると主張することができる. (彼の元の言葉は知恵だった.) .現代のコンピューターはすでにチェスのグランドマスターを打ち負かすことができます (可哀想なカスパロフ!) が、テスターを本当にだます日が来るまで、どれくらいかかるかはわかりません. 自分で推測してみましょう.
コンピューターが十分に複雑になると、実際に意識を持つことができるという見解を持っている人は、しばしば強力な人工知能と呼ばれます。彼らの見解では、人間の脳は本質的に非常に複雑なコンピューターですが、トランジスタや集積回路ではなく、生体細胞で構成されています。しかし、細胞は微弱な電流でも機能します。その仕組みが完全に理解されていなくても、それについて超自然的な何かがあると考える理由はありません。有名なパンフレット「生命とは何か」でのシュレディンガーの例えのように、電気モーターを初めて見た蒸気技術者は、この機械が自分の知っている熱力学的機械とは大きく異なることに驚くだろう。彼が理解していないある原則に取り組んでいて、すべてを動かしている幽霊について大騒ぎすることはありませんでした.
意識として認定するためのアルゴリズムはどれくらい複雑ですか?これは、波動関数がいつ崩壊するかを理解する上で実際的な利点があります!しかし、これは別の問題である可能性が高く、有名なパラドックスのように、1粒の砂が着陸しても砂の山ではなく、2粒の砂が着陸しても砂の山ではありませんが、10万粒の砂は間違いなく砂の山になります。では、地面に落ちたときに砂の山を形成するのはどの砂粒ですか?科学者は通常、この種のあいまいさにわざわざ答えようとはしません.猫や大腸菌に意識があるかどうかを議論するのと同じように、私たちはまだ波動関数について途方に暮れています!
もちろん、ある種のアルゴリズムを実行するシステムは、ある程度の意識を持っていると見なすことができるという極端な見方もあります。たとえば、羅針盤を例にとると、南を指すのが好きで、調子が狂うと、嫌悪感からこの状態を避けようとし、好きな状態に戻ります。このかなり汎神論的な見方では、程度の差はあれ、すべてが意識的です。意識とは、簡単に言えば、確率の高いアウトプットを好み、確率の低いアウトプットを嫌う体系的なアルゴリズムです。走光性を持つアメーバも意識がありますが、その意識の複雑さは私たちの何倍も低いです。
あなたはこの声明を信じないかもしれませんが、意識が物質に基づく配置パターンにすぎないことを認めると、私たちが言及した奇妙な特性のいくつかを否定することは困難です.死後も意識が持続する可能性があるかどうかという恐ろしい質問に対してさえ、私たちの答えは、原則としてイエスです!それは、交響曲第9番はコンサートの後も生き続けるのか、と尋ねるようなものです。もちろん、配列情報を保持している限り、いつでもさまざまな方法で具体的に再現できます（いつでも炭素原子や水素原子が不足することはありません）。もちろん、私たちの技術的能力がまだすべての情報を組み合わせて取得し、それらを保持することができるようになる前に (おそらく、この技術は決してないでしょう)、人々はコンサートの後にすべての楽譜を燃やすのと同じように、死後自然に意識を失います。曲は自然に失われます。
あなたは唖然としたかもしれませんが、私たちの声明は完全に客観的で唯物論的な基礎に基づいた意識に基づいており、実際には最も目立たない神秘的なものです!意識不是一個獨立的存在，而是系統複雜到了一定程度後表現出來的客觀性質。它雖然是一種組合機制，但脫離了具體的物質（暫時肉體是唯一可能）它也無法表現出來。就像軟體脫離了硬體無法具體運行一樣，意識的體現不可能脫離物質而進行。假如我們被迫去尋找一種獨立於物質的意識的話，那未免走得太遠了。
當然，對於習慣了二元論的公眾來說，試圖使他們相信靈魂或者意識只是大量神經原的排列和集體行為是教他們吃驚的。對於徹底的唯物論者，試圖使他們相信意識作為一種特定的排列資訊可能長期保存並在不同平臺上重現也是艱難的任務。心理學家和神經科學家克里克（Francis Crick）不得不把這一論斷稱為驚人的假說（見《驚人的假說：靈魂的科學探索》）。但對於大多數科學家來說，這也許是一種理所當然的推論。當然也有某些人認為意識或者靈魂並非複雜性造就的一個客觀的副產品，它並不一定能夠用演算法來類比，並的確具有某種主動效應！這裡面包括牛津大學的羅傑．彭羅斯（Roger Penrose），諸位如果有興趣瞭解他的觀點，可以閱讀其著作《皇帝新腦》（The Emperor's New Mind）。
三つ
我們在意識問題那裡頭暈眼花地轉了一圈回來之後，究竟得到了什麼收穫呢？我們弄清楚貓的量子態在何時產生坍縮了嗎？我們弄清意識究竟是如何作用於波函數了嗎？似乎都沒有，反倒是疑問更多了：如果說意識只不過是大腦複雜性的一種表現，那麼這個精巧結構是如何具體作用到波函數上的呢？我們是不是已經可以假設，一台足夠複雜的電腦也具有坍縮波函數的能力了呢？反而讓我們感到困惑的是，似乎這是一條走不通的死路。電子的波函數是自然界在一個最基本層次上的物理規律，而正如我們已經討論過的那樣，意識
所遵循的規則，是一個大量原子的組合才可能體現出來的整體效果，它很可能處在一個很高的層次上面。就像你不能用處理單詞和句子的語法規則去處理小說情節一樣，用波函數和意識去互相聯繫，看起來似乎是一種層面的錯亂，好比有人試圖用牛頓定律去闡述經濟學規則一樣。
如果說意識使得一切從量子疊加態中脫離，成為真正的現實的話，那麼我們不禁要問一個自然的問題：當智慧生物尚未演化出來，這個宇宙中還沒有意識的時候，它的狀態是怎樣的呢？難道說，第一個有意識的生物的出現才使得從創生起至那一剎那的宇宙歷史在一瞬間成為現實？難道說智慧的參與可以在那一刻改變過去，而這個過去甚至包含了它自身的演化歷史？
一九七九年是愛因斯坦誕辰一百周年，在他生前工作的普林斯頓召開了一次紀念他的討論會。在會上，愛因斯坦的同事，也是玻爾的密切合作者之一約翰．惠勒（John Wheeler）提出了一個相當令人吃驚的構想，也就是所謂的延遲實驗（delayed choice experiment）。在前面的章節裡，我們已經對電子的雙縫干涉非常熟悉了，根據哥本哈根解釋，當我們不去探究電子到底通過了哪條縫，它就同時通過雙縫而產生干涉，反之，它就確實地通過一條縫而順便消滅干涉圖紋。惠勒通過一個戲劇化的思維實驗指出，我們可以延遲電子的這一決定，使得它在已經實際通過了雙縫螢幕之後，再來選擇究竟是通過了一條縫還是兩條！
這個實驗的基本思路是，用塗著半鍍銀的反射鏡來代替雙縫。一個光子有一半可能通過反射鏡，一半可能被反射，這是一個量子隨機過程，跟它選擇雙縫還是單縫本質上是一樣的。把反射鏡和光子入射途徑擺成四十五度角，那麼它一半可能直飛，另一半可能被反射成九十度角。但是，我們可以通過另外的全反射鏡，把這兩條分開的岔路再交匯到一起。在終點觀察光子飛來的方向，我們可以確定它究竟是沿著哪一條道路飛來的。
但是，我們也可以在終點處再插入一塊呈四十五度角的半鍍銀反射鏡，這又會造成光子的自我干涉。如果我們仔細安排位相，我們完全可以使得在一個方向上的光子呈反相而相互抵消，而在一個確定的方向輸出。這樣的話我們每次都得到一個確定的結果（就像每次都得到一個特定的干涉條紋一樣），根據量子派的說法，此時光子必定同時沿著兩條途徑而來！
總而言之，如果我們不在終點處插入半反射鏡，光子就沿著某一條道路而來，反之它就同時經過兩條道路。現在的問題是，是不是要在終點處插入反射鏡，這可以在光子實際通過了第一塊反射鏡，已經快要到達終點時才決定。我們可以在事情發生後再來決定它應該怎樣發生！如果說我們是這齣好戲的導演的話，那麼我們的光子在其中究竟扮演了什麼角色，這可以等電影拍完以後再由我們決定！
雖然聽上去古怪，但這卻是哥本哈根派的一個正統推論！惠勒後來引玻爾的話說，任何一種基本量子現象只在其被記錄之後才是一種現象，我們是在光子上路之前還是途中來做出決定，這在量子實驗中是沒有區別的。歷史不是確定和實在的除非它已經被記錄下來。更精確地說，光子在通過第一塊透鏡到我們插入第二塊透鏡這之間到底在哪裡，是個什麼，是一個無意義的問題，我們沒有權利去談論它，它不是一個客觀真實！惠勒用那幅著名的龍圖來說明這一點，龍的頭和尾巴（輸入輸出）都是確定的清晰的，但它的身體（路徑）卻是一團迷霧，沒有人可以說清。
在惠勒的構想提出五年後，馬里蘭大學的卡洛爾．阿雷（Carroll O Alley）和其同事當真做了一個延遲實驗，其結果真的證明，我們何時選擇光子的模式，這對於實驗結果是無影響的（和玻爾預言的一樣，和愛因斯坦的相反！），與此同時慕尼克大學的一個小組也作出了類似的結果。
這樣稀奇古怪的事情說明了什麼呢？
這說明，宇宙的歷史，可以在它實際發生後才被決定究竟是怎樣發生的！在薛定諤的貓實驗裡，如果我們也能設計某種延遲實驗，我們就能在實驗結束後再來決定貓是死是活！比如說，原子在一點鐘要麼衰變毒死貓，要麼就斷開裝置使貓存活。但如果有某個延遲裝置能夠讓我們在二點鐘來延遲決定原子衰變與否，我們就可以在二點鐘這個未來去實際決定貓在一點鐘的死活！
這樣一來，宇宙本身由一個有意識的觀測者創造出來也不是什麼不可能的事情。雖然宇宙的行為在道理上講已經演化了幾百億年，但某種延遲使得它直到被一個高級生物所觀察才成為確定。我們的觀測行為本身參與了宇宙的創造過程！這就是所謂的參與性宇宙模型（The Prticipatory Universe）。宇宙本身沒有一個確定的答案，而其中的生物參與了這個謎題答案的構建本身！
這實際上是某種增強版的人擇原理（anthropic principle）。人擇原理是說，我們存在這個事實本身，決定了宇宙的某些性質為什麼是這樣的而不是那樣的。也就是說，我們討論所有問題的前提是：事實上已經存在了一些像我們這樣的智慧生物來討論這些問題。我們回憶一下笛卡兒的第一原理：不管我懷疑什麼也好，有一點我是不能懷疑的，那就是我在懷疑本身。我思故我在！類似的原則也適用於人擇原理：不管這個宇宙有什麼樣的性質也好，它必須要使得智慧生物可能存在於其中，不然就沒有人來問宇宙為什麼是這樣的？這個問題了。隨便什麼問題也好，你首先得保證有一個人來問問題，不然就沒有意義了。
舉個例子，目前宇宙似乎是在以一個恰到好處的速度在膨脹。只要它膨脹得稍稍快一點，當初的物質就會四散飛開，而無法凝聚成星系和行星。反過來，如果稍微慢一點點，引力就會把所有的物質都吸到一起，變成一團具有驚人的密度和溫度的大雜燴。而我們正好處在一個臨界速度上，這才使得宇宙中的各種複雜結構和生命的誕生成為可能。這個速度要準確到什麼程度呢？大約是10^55分之一，這是什麼概念？你從宇宙的一端瞄準並打中在另一端的一隻蒼蠅（相隔三百億光年），所需準確性也不過10^30分之一。類似的驚人準確的宇宙常數，我們還可以舉出幾十個。
我們問：為什麼宇宙以這樣一個速度膨脹？人擇原理的回答是：宇宙必須以這樣一個速度膨脹，不然就沒有你來問這個問題了。因為只有以這樣一個速度膨脹，生命和智慧才可能誕生，從而使問題的提出成為可能！顯然不會有人問：為什麼宇宙以一米／秒的速度膨脹？因為以這個速度膨脹的宇宙是一團火球，不會有人在那裡存在。
參與性宇宙是增強的人擇原理，它不僅表明我們的存在影響了宇宙的性質，更甚，我們的存在創造了宇宙和它的歷史本身！可以想像這樣一種情形：各種宇宙常數首先是一個不確定的疊加，只有被觀測者觀察後才變成確定。但這樣一來它們又必須保持在某些精確的範圍內，以便創造一個好的環境，令觀測者有可能在宇宙中存在並觀察它們！這似乎是一個邏輯迴圈：我們選擇了宇宙，宇宙又創造了我們。這件怪事叫做自指或者自啟動（self-exciting），意識的存在反過來又創造了它自身的過去！
請各位讀者確信，我寫到這裡已經和你們一樣頭大如鬥，嗡嗡作響不已。這個理論的古怪差不多已經超出了我們可以承受的心理極限，我們在意識這裡已經筋疲力盡，無力繼續前進了。對此感到不可接受的也絕不僅僅是我們這些門外漢，當時已經大大有名的約翰．貝爾（John Bell，我們很快就要講到他）就嘟囔道：難道億萬年來，宇宙波函數一直在等一個單細胞生物的出現，然後才坍縮？還是它還得多等一會兒，直到出現了一個有資格的，有博士學位的觀測者？要是愛因斯坦在天有靈，看到有人在他的誕辰紀念上發表這樣古怪的，違反因果律的模型，不知作何感想？
就算從哥本哈根解釋本身而言，意識似乎也走得太遠了。大多數主流的物理學家仍然小心謹慎地對待這一問題，持有一種更為正統的哥本哈根觀點。然而所謂正統觀念其實是一種鴕鳥政策，它實際上就是把這個問題拋在一邊，簡單地假設波函數一觀測就坍縮，而對它如何坍縮，何時坍縮，為什麼會坍縮不聞不問。量子論只要在實際中管用就行了，我們更為關心的是一些實際問題，而不是這種玄之又玄的闡述！
但是，無論如何，當新物理學觸及到這樣一個困擾了人類千百年的本體問題核心後，這無疑也激起了許多物理學家們的熱情和好奇心。的確有科學家沿著維格納的方向繼續探索，並論證意識在量子論解釋中所扮演的地位。這裡面的代表人物是伯克利勞倫斯國家物理實驗室的美國物理學家亨利．斯塔普（Henry Stapp），他自一九九三年出版了著作《精神，物質和量子力學》（Mind, Matter, and Quantum Mechanics）之後，便一直與別的物理學家為此辯論至今（大家如果有興趣，可以去他的網頁http:／／www-physics.lbl.gov／~stapp／stappfiles.html看看他的文章）。這種說法也獲得了某些人的支持，去年，也就是二○○三年，還有人（阿姆斯特丹大學的Dick J. Bierman）宣稱用實驗證明了人類意識的確使波函數坍縮。不過這一派的支持者也始終無法就意識建立起有說服力的模型來，對於他們的宣稱，我們在心懷懼意的情況下最好還是採取略為審慎的保守態度，看看將來的發展如何再說。
我們沿著哥本哈根派開拓的道路走來，但或許是走得過頭了，誤入歧途，結果發現在盡頭藏著一隻叫做意識的怪獸讓我們驚恐不已。這已經不是玻爾和哥本哈根派的本意，我們還是退回到大多數人站著的地方，看看還有沒有別的道路可以前進。嗯，我們發現的確還有幾條小路通向未知的盡頭，讓我們試著換幾條道路走走，看看它是不是會把我們引向光明的康莊大道。不過讓我們先在原來的那條路上做好記號，醒目地寫下意識怪獸的字樣並打上驚嘆號以警醒後人。好，現在我們出發去另一條道路探險，這條小道看上去籠罩在一片濃霧繚繞中，並且好像在遠處分裂成無限條岔路。我似乎已經有不太美妙的預感，不過還是讓我們擦擦汗，壯著膽子前去看看吧。
飯後閒話：海森堡和德國原子彈計畫（七）
海森堡不久便從報上得知了炸彈的實際重量：二百千克，核心爆炸物只有幾千克。他顯得煩躁不已，對自己的估計錯在何處感到非常納悶。他對哈特克說：他們是怎麼做到的？如果我們這些曾經幹過同樣工作的教授們連他們（理論上）是怎麼做到的都搞不懂，我感到很丟臉。德國人討論了多種可能性，但一直到十四號，事情才起了決定性的轉變。
到了八月十四號，海森堡終於意識到了正確的計算方法（也不是全部的），他在別的科學家面前進行了一次講授，並且大體上得到了相對正確的結果。他的結論是六.二釐米半徑十六千克！而在他授課時，別的科學家對此表現出一無所知，他們的提問往往幼稚可笑。德國人為他們的驕傲自大付出了最終的代價。
對此事的進一步分析可以在一九九八年出版的《海森堡與納粹原子彈計畫》（Paul Rose）和二○○○年出版的《希特勒的鈾俱樂部》（Jeremy Bernstein）二書中找到非常詳盡的資料。大體上說，近幾年來已經比較少有認真的歷史學家對此事表示異議，至少在英語世界是如此。
關於一九四一年海森堡和玻爾在哥本哈根的會面，也就是《哥本哈根》一劇中所探尋的那個場景，我們也已經有了突破性的進展。關於這場會面的討論是如此之多之熱烈，以致玻爾的家屬提前十年（原定保密五十年）公佈了他的一些未寄出的信件，其中談到了一九四一年的會面（我們知道，玻爾生前幾乎從不談起這些），為的是不讓人們再誤解它們的內容。這些信件於二○○二年二月六日在玻爾的官方網站（http:／／www.nbi.dk ）上公佈，引起一陣熱潮，使這個網站的日點擊率從五十左右猛漲至一萬五千。
在這些首次被披露的信件中，我們可以看到玻爾對海森堡來訪的態度。這些信件中主要的一封是在玻爾拿到Robert Jungk的新書《比一千個太陽更明亮》之後準備寄給海森堡的，我們在前面已經說到，這本書讚揚了德國人在原子彈問題上表現出的科學道德（基於對海森堡本人的採訪！）。玻爾明確地說，他清楚地記得當年的每一句談話，他和妻子瑪格麗特都留下了強烈的印象：海森堡和魏紮克努力地試圖說服玻爾他們，德國的最終勝利不可避免，因此採取不合作態度是不明智的。玻爾說，海森堡談到原子彈計畫時，給他留下的唯一感覺就是在海森堡的領導下，德國正在按部就班地完成一切。他強調說，他保持沉默，不是海森堡後來宣稱的因為對原子彈的可行性感到震驚，而是因為德國在致力於製造原子彈！玻爾顯然對海森堡的以及Jungk的書造成的誤導感到不滿。在別的信件中，他也提到，海森堡等人對別的丹麥科學家解釋說，他們對德國的態度是不明智的，因為德國的勝利十分明顯。玻爾似乎曾經多次想和海森堡私下談一次，以澄清關於這段歷史的誤解，但最終他的信件都沒有發出，想必是思量再三，還是覺得恩恩怨怨就這樣讓它去吧。
這些檔可以在http:／／www.nbi.dk／NBA／papers／docs／cover.html 找到。
容易理解，為什麼多年後玻爾夫人再次看到海森堡和魏紮克時，憤怒地對旁人說：不管別人怎麼說，那不是一次友好的訪問！
這些檔也部分支援了海森堡的傳記作者Cassidy在二○○○年的Physics Today雜誌上的文章（這篇文章是針對《哥本哈根》一劇而寫的）。Cassidy認為海森堡當年去哥本哈根是為了說服玻爾德國佔領歐洲並不是最壞的事（至少比蘇聯佔領歐洲好），並希望玻爾運用他的影響來說服盟國的科學家不要製造原子彈。
當然仍然有為海森堡辯護的人，主要代表是他的一個學生Klaus Gottstein，當年一起同行的魏紮克也仍然認定，是玻爾犯了一個可怕的記憶錯誤。
不管事實怎樣也好，海森堡的真實形象也許也就是一個普通人毫無準備地被捲入戰爭歲月裡去的普通德國人。他不是英雄，也不是惡棍，他對於納粹的不認同態度有目共睹，他或許也只是身不由己地做著一切戰爭年代無奈的事情。儘管歷史學家的意見逐漸在達成一致，但科學界的態度反而更趨於對他的同情。Rice大學的Duck和Texas大學的Sudarshan說：再偉大的人也只有十％的時候是偉大的重要的只是他們曾經做出過原創的，很重要，很重要的貢獻所以海森堡在他的後半生是不是一個完人對我們來說不重要，重要的是他創立了量子力學。
在科學史上，海森堡的形象也許一直還將是那個在赫爾格蘭島日出時分為物理學帶來了黎明的大男孩吧？（終）
四
吃一塹，長一智，我們總結一下教訓。之所以前頭會碰到意識這樣的可怕東西，關鍵在於我們無法準確地定義一個觀測者！一個人和一台照相機之間有什麼分別，大家都說不清道不明，於是給意識乘隙而入。而把我們逼到不得不去定義什麼是觀測者這一步的，則是那該死的坍縮。一個觀測者使得波函數坍縮？這似乎就賦予了所謂的觀測者一種在宇宙中至高無上的地位，他們享有某種超越基本物理定律的特權，可以創造一些真正奇妙的事情出來。
真的，追本朔源，罪魁禍首就在曖昧的波函數坍縮那裡了。這似乎像是哥本哈根派的一個魔咒，至今仍然把我們陷在其中不得動彈，而物理學的未來也在它的詛咒下顯得一片黯淡。拿康奈爾大學的物理學家科特．戈特弗雷德（Kurt Gottfried）的話來說，這個坍縮就像是一個美麗理論上的一道醜陋疤痕，它雲遮霧繞，似是而非，模糊不清，每個人都各持己見，為此吵嚷不休。怎樣在觀測者和非觀測者之間劃定界限？薛定諤貓的波函數是在我們打開箱子的那一剎那坍縮？還是它要等到光子進入我們的眼睛並在視網膜上激起電脈衝信號？或者它還要再等一會兒，一直到這信號傳輸到大腦皮層的某處並最終成為一種精神活動時才真正坍縮？如果我們在這上面大鑽牛角尖的話，前途似乎不太美妙。
那麼，有沒有辦法繞過這所謂的坍縮和觀測者，把智慧生物的介入從物理學中一腳踢開，使它重新回到我們所熟悉和熱愛的軌道上來呢？讓我們重溫那個經典的雙縫困境：電子是穿過左邊的狹縫呢，還是右邊的？按照哥本哈根解釋，當我們未觀測時，它的波函數呈現兩種可能的線性疊加。而一旦觀測，則在一邊出現峰值，波函數坍縮了，隨機地選擇通過了左邊或者右邊的一條縫。量子世界的隨機性在坍縮中得到了最好的體現。
要擺脫這一困境，不承認坍縮，那麼只有承認波函數從未選擇左還是右，它始終保持在一個線性疊加的狀態，不管是不是進行了觀測。可是這又明顯與我們的實際經驗不符，因為從未有人在現實中觀察到同時穿過左和右兩條縫的電子，也沒有人看見過同時又死又活的貓（半死不活，奄奄一息的倒有不少）。事到如今，我們已經是騎虎難下，進退維谷，哥本哈根的魔咒已經纏住了我們，如果我們不鼓起勇氣，作出最驚世駭俗的假設，我們將註定困頓不前。
如果波函數沒有坍縮，則它必定保持線性疊加。電子必定是左／右的疊加，但在現實世界中從未觀測到這種現象。
有一個狂想可以解除這個可憎的詛咒，雖然它聽上去真的很瘋狂，但慌不擇路，我們已經是nothing to lose。失去的只是桎梏，但說不定贏得的是整個世界呢？
是的！電子即使在觀測後仍然處在左／右的疊加，但是，我們的世界也只不過是疊加的一部分！當電子穿過雙縫後，處於疊加態的不僅僅是電子，還包括我們整個的世界！也就是說，當電子經過雙縫後，出現了兩個疊加在一起的世界，在其中的一個世界裡電子穿過了左邊的狹縫，而在另一個裡，電子則通過了右邊！
波函數無需坍縮，去隨機選擇左還是右，事實上兩種可能都發生了！只不過它表現為整個世界的疊加：生活在一個世界中的人們發現在他們那裡電子通過了左邊的狹縫，而在另一個世界中，人們觀察到的電子則在右邊！量子過程造成了兩個世界！這就是量子論的多世界解釋（Many Worlds Interpretation，簡稱MWI）。
要更好地瞭解MWI，不得不從它的創始人，一生頗有傳奇色彩的休．埃弗萊特（Hugh Everett III，他的祖父和父親也都叫Hugh Everett，因此他其實是埃弗萊特三世）講起。一九三○年十一月九日，愛因斯坦在《紐約時報雜誌》上發表了他著名的文章《論科學與宗教》，他的那句名言至今仍然在我們耳邊迴響：沒有宗教的科學是跛足的，沒有科學的宗教是盲目的。兩天后，小埃弗萊特就在華盛頓出生了。
埃弗萊特對愛因斯坦懷有深深的崇敬，在他只有十二歲的時候，他就寫信問在普林斯頓的愛因斯坦一些關於宇宙的問題，而愛因斯坦還真的覆信回答了他。當他拿到化學工程的本科學位之後，他也進入了普林斯頓攻讀。一開始他進的是數學系，但他很快想方設法轉投物理。五十年代正是量子論方興未艾，而哥本哈根解釋如日中天，一統天下的時候。埃弗萊特認識了許多在這方面的物理學生，其中包括玻爾的助手Aage Peterson，後者和他討論了量子論中的觀測難題，這激起了埃弗萊特極大的興趣。他很快接觸了約翰．惠勒，惠勒鼓勵了他在這方面的思考，到了一九五四年，埃弗萊特向惠勒提交了兩篇論文，多世界理論（有時也被稱作埃弗萊特主義-Everettism）第一次亮相了。
按照埃弗萊特的看法，波函數從未坍縮，而只是世界和觀測者本身進入了疊加狀態。當電子穿過雙縫後，整個世界，包括我們本身成為了兩個獨立的疊加，在每一個世界裡，電子以一種可能出現。但不幸的是，埃弗萊特用了一個容易誤導和引起歧義的詞分裂（splitting），他打了一個比方，說宇宙像一個阿米巴變形蟲，當電子通過雙縫後，這個蟲子自我裂變，繁殖成為兩個幾乎一模一樣的變形蟲。唯一的不同是，一個蟲子記得電子從左而過，另一個蟲子記得電子從右而過。
惠勒也許意識到了這個用詞的不妥，他在論文的空白裡寫道：分裂？最好換個詞。但大多數物理學家並不知道他的意見。也許，惠勒應該搞得戲劇化一點，比如寫上我想到了一個絕妙的用詞，可惜空白太小，寫不下。在很長的一段時間裡，埃弗萊特的理論被人們理解成：當電子通過雙縫的時候，宇宙神奇地分裂成了兩個獨立的宇宙，在一個裡面電子通過左縫，另一個相反。這樣一來，宇宙的歷史就像一條岔路，每進行一次觀測，它就分岔成若干小路，每條路對應於一個可能的結果。而每一條岔路又隨著繼續觀察而進一步分裂，直至無窮。但每一條路都是實在的，只不過它們之間無法相互溝通而已。
假設我們觀測雙縫實驗，發現電子通過了左縫。其實當我們觀測的一瞬間，宇宙已經不知不覺地分裂了，變成了幾乎相同的兩個。我們現在處於的這個叫做左宇宙，另外還有一個右宇宙，在那裡我們將發現電子通過了右縫，但除此之外一切都和我們這個宇宙完全一樣。你也許要問：為什麼我在左宇宙裡，而不是在右宇宙裡？這種問題顯然沒什麼意義，因為在另一個宇宙中，另一個你或許也在問：為什麼我在右宇宙，而不是左宇宙裡？觀測者的地位不再重要，因為無論如何宇宙都會分裂，實際上所有的結果都會出現，量子過程所產生的一切可能都對應於相應的一個宇宙，只不過在大多數蠻荒宇宙中，沒有智慧生物來提出問題罷了。
這樣一來，薛定諤的貓也不必再為死活問題困擾。只不過是宇宙分裂成了兩個，一個有活貓，一個有死貓罷了。對於那個活貓的宇宙，貓是一直活著的，不存在死活疊加的問題。對於死貓的宇宙，貓在分裂的那一刻就實實在在地死了，不要等人們打開箱子才坍縮，從而蓋棺定論。
從宇宙誕生以來，已經進行過無數次這樣的分裂，它的數量以幾何級數增長，很快趨於無窮。我們現在處於的這個宇宙只不過是其中的一個，在它之外，還有非常多的其他的宇宙。有些和我們很接近，那是在家譜樹上最近剛剛分離出來的，而那些從遙遠的古代就同我們分道揚鑣的宇宙則可能非常不同。也許在某個宇宙中，小行星並未撞擊地球，恐龍仍是世界主宰。在某個宇宙中，埃及豔后克婁派特拉的鼻子稍短了一點，沒有教愷撒和安東尼怦然心動。那些反對歷史決定論的鼻子派歷史學家一定會對後來的發展大感興趣，看看是不是真的存在歷史蝴蝶效應。在某個宇宙中，格魯希沒有在滑鐵盧遲到，而希特勒沒有在敦克爾克前下達停止進攻的命令。而在更多的宇宙裡，因為物理常數的不適合，根本就沒有生命和行星的