平行宇宙有時候也叫做平行世界、多重宇宙、多世界等等，這些都是一個意思，今天聊一聊“平行宇宙”。
實際上，平行宇宙的型別有非常多種，有一位這方面研究的專家，也是著名的物理學家、科普作家布萊恩·格林就把平行宇宙模型分成了9種不同的型別，一種比一種腦洞開的大。但我們今天的節目先不展開，今天是帶大家回到平行宇宙概念誕生的最初源頭。
平行宇宙這一概念的誕生可以追溯到1954年，美國物理學家埃弗裡特是公認的概念創造者，他用於解釋量子力學的多世界理論，以及由此發展出來的退相干理論在物理學界無人不知，然而這位英年早逝的物理學家的生平故事卻鮮為人知。《科學美國人》的作者彼得·伯恩與俄羅斯歷史學家尤金·希霍夫採夫等人檢索了大量的文獻資料，還親自採訪了他的同事、朋友和兒子，終於為我們揭開了這位科學家充滿悲劇色彩的一生。
請聽我一邊為你講他的故事，一邊介紹平行宇宙的基礎概念。
休·埃弗裡特生於1930年，他爸爸和爺爺都叫這個名字，所以按照老外的習慣，這個埃弗裡特其實是埃弗裡特三世，據說他12歲的時候就給愛因斯坦寫過信，問一些關於宇宙學的問題，而愛因斯坦居然還給他回了信。他的大學本科成績非常好，畢業後獲得了獎學金進入到普林斯頓大學物理系深造，專攻量子力學，他的老闆就是大名鼎鼎的惠勒教授。
在埃弗裡特攻讀博士學位的年代，正是物理學的黃金時代，尤其是量子力學，正在以前所未有的方式不斷地重新整理著人類的觀念。當時佔據著量子力學最核心地位的是以玻爾為首的哥本哈根學派，他們對量子所表現出來的各種奇異現象的解釋統稱為哥本哈根詮釋。雖然名氣很大，但是不喜歡哥本哈根詮釋的人大有人在，頭一個就是愛因斯坦，他跟玻爾的論戰那是曠日持久，至死不休。20多歲的埃弗裡特在學習了哥本哈根詮釋後，也是不喜歡，在他看來，哥本哈根詮釋是“荒誕”的。他曾經在一封給《現代物理評論》雜誌的編輯德威特的信中寫道：
哥本哈根詮釋的不完整性無可救藥，因為它先驗地依賴於經典物理學還是一個將“真實”概念建立在宏觀世界、否認微觀世界真實性的哲學怪胎。
那這個哥本哈根詮釋到底是個什麼理論？它又是如何“荒誕”的呢？我們這就來講講玻爾的理論，您還別說，大多數人第一次聽到這個理論的時候，腦子裡面的第一反應一般都是“荒唐”，這哪裡像是一個物理學家作出的理論啊。
有一個經典的物理實驗，叫做光的雙縫干涉實驗。實驗方法很簡單，就是讓一束光透過硬紙板上的兩條平行的縫隙，我們就可以在紙板後面的幕布上看到明暗相間的條紋。這個實驗證明了光是一種波，因為光波在透過兩條平行的縫隙後發生了自我干涉，波峰與波峰相遇的地方亮度就會增強，波峰與波谷相遇，亮度就會減弱，於是就出現了明暗相間的條紋。這個實驗在19世紀初就被科學家們做過了，100多年來大家也沒覺得這個實驗有啥了不起的。
可是進入到20世紀後，這個實驗開始被物理學家們高度重視起來。為啥？因為愛因斯坦提出的光的波粒二象性被各種實驗所證實了，這樣一來，物理學家們不得不面臨一個棘手的問題，那就是：既然光在最微觀的結構上是一個個的粒子，那當單個光子透過左縫時，它是怎麼知道右縫的存在呢？剛開始，物理學家還能掩耳盜鈴，因為沒有人能在實驗室中讓光變成一個個的光子發射出去，所以物理學家們就想，或許讓光子一個個透過雙縫的話，就不會出現干涉條紋了。但是好景不長，沒過多久，物理學家們發現電子同樣具備波粒二象性，而電子要比光子容易控制多了，他們製造出了可以一個一個發射電子的電子槍。於是，電子一個一個地被射向雙縫，這個實驗一做就是一年多，當熒光屏上干涉條紋慢慢呈現出來時，物理學家們知道，一個潘多拉盒子被打開了，從此物理學的江湖大亂。一個電子它怎麼就能夠透過左縫的時候知道還有另外一條右縫的存在，從而改變自己的運動軌跡呢？這個問題還可以用更簡潔的方式問：一個電子到底是通過了左縫還是右縫？
以玻爾為首的哥本哈根學派是這麼解釋的：一個電子同時通過了左縫和右縫！這並不是說電子會分身術，一分為二，一半透過左縫，一半透過右縫。哥本哈根學派創造出一個前所未有的概念，叫做疊加態。一個或一團基本粒子可以處於某種疊加態中，多種不同的狀態相互疊加在一起。一個電子可以同時處在不同的位置、擁有不同的速度和自旋方向。正是因為在量子世界中，電子可以擁有如此神奇的本領，這才導致在雙縫實驗中，電子可以自己和自己發生干涉。這個概念當然會遭到很多物理學家的反對，他們繼續在實驗室中研究電子到底通過了哪條縫，可是非常奇怪的是，當他們在某條縫隙上安裝一個檢測裝置，一旦明確測定了電子透過哪條縫隙時，干涉條紋就消失了。哥本哈根學派繼續解釋說，電子以不同的概率同時處在所有可能的位置，在數學上，可以用一個波函式來描述電子在每一個位置上出現的機率。而薛定諤方程就是一個描述波函式如何隨著時間演化的方程，這種演化在沒有測量之前，是連續平滑的。但是，一旦對電子進行精確測量，就會得到一個明確的結果，在測量的瞬間，描述多種狀態的波函式坍縮成了疊加態中的某一種狀態，中斷了波函式平滑的演變過程。
可能很多人還是聽不明白哥本哈根學派嘰嘰歪歪地在說什麼，沒關係，我們總結一下，你只要知道幾個結論性的概念就好。第一，為了解釋電子的奇怪現象，哥本哈根學派創造出了一種叫做“疊加態”的概念，它完全超出了我們的日常生活經驗，沒有人能夠真正理解。這就好像讓一個天生的盲人去理解什麼是顏色一樣，他不可能真正理解，但盲人不能因此否定顏色的存在。第二，當人們繼續追問，測量是如何導致波函式突然坍縮的，電子又是怎樣從疊加態突然變成了確定態的，哥本哈根學派就回答說這些問題沒有意義，我們不予回答，反正知道結果就好了。也確實，按照這套沒人能理解的理論，我們就是可以對電子的行為做出精確的計算，從而發明電子計算機等等一系列電子產品。
但是，這樣一個理論，讓很多物理學家感到非常難受，他們孜孜不倦地尋找著一個更加合情合理的理論，就好像一個不弄清楚顏色是什麼就絕不罷休的盲人一樣。埃弗裡特就是他們中的一員。
1954年的某個夜晚，埃弗裡特和幾個好友喝了幾杯，正在暈暈乎乎的時候，一個絕妙的想法突然出現在他的腦子中，在隨後的幾個星期中，他把這個想法發展成了一篇論文的初稿，正是這篇論文，創造了今天被無數科幻作家們熱愛的平行宇宙。
埃弗裡特是這麼想的：如果波函式的連續演變沒有因測量行為而被打斷；如果薛定諤方程總是適用，並且適用於一切物體，包括被觀測物體和觀測者本身；如果疊加態中的所有狀態始終是真實的；那麼，這樣一個世界，在我們的眼中會是什麼樣子呢？
根據這些想法，埃弗裡特提出了一個貌似“瘋狂”的觀點，他認為，每當觀測者與處在疊加態中的物體發生相互作用時，觀測者的波函式就會分岔。相互疊加的每種狀態都會產生一個分支。這個觀測者在每個分支裡都有一個“分身”，每個“分身”觀察到疊加態中的一種狀態成為測量結果。根據薛定諤方程的基本數學性質，這些分支一旦形成就無法再相互影響。因此，每一個分支都會各自獨立地踏上一條不一樣的未來之路。
你可能有點兒聽暈，沒事，我再用人話解釋一遍：埃弗裡特認為，在雙縫實驗中，當一個人去測量電子到底通過了哪條縫隙時，在測量的那一瞬間，世界分裂成了兩個各自平行的世界，在其中一個世界，他會觀察到電子通過了左縫；而在另一個世界中，他的“分身”會看到同一個電子通過了右縫。每個“分身”都認為自己是獨一無二的，會觀察到符合物理規律的種種可能性中，有一種變為了“現實”。然而，從上帝視角來看的話，每種情況都在不同的平行世界中發生著。
怎麼樣，是不是非常的瘋狂？請大家務必把自己想象成是第一次聽到平行宇宙的理論，這樣你才能更好地體會當埃弗裡特的老闆惠勒看到論文時的那種感受了。想想看，當我們測量一個電子時，整個宇宙分裂成了無數個平行的宇宙，因為電子是無數個可能狀態的疊加，而每一個狀態都對應一個平行宇宙，我說的可是包含1400多億個已知星系的宇宙，可不是僅僅只有地球世界啊。確實夠瘋狂。可是，你再想想，雖然瘋狂，但它確實是一個可以被我們理解的理論，每一個詞我們都能聽懂。普林斯頓高等研究院的科學家馬爾達西那的看法，反映了物理學家們的普遍觀點。他說：“如果站在量子力學的角度來考慮埃弗裡特的理論，我相信這是最合理的解釋。但在日常生活中，我絕不相信這個理論。”
不過，我必須提醒我的聽眾，為了科普的需要，我把埃弗裡特論文中的所有數學和理論物理部分全都略去了，真實的論文可不是像上面那樣的科幻小說的寫法，而是有許多的數學推導和概念定義。而且，1954年他寫出論文初稿，直到1956年，才完成了正式的博士論文，埃弗裡特可不是一個隨意開腦洞的民科。惠勒非常重視這篇論文，他特地帶著論文前往哥本哈根，與玻爾在內的很多物理學家進行了三輪“漫長而激烈的討論”。我們在惠勒寫給埃弗裡特的信中可以看到這樣的評價：你的完美波函式公式自然無人撼動；但我們所有人都覺得，真正的問題出在這麼多公式後面所附的說明性文字上面。這些說明性文字中，埃弗裡特用人和炮彈發生“分裂”來描述公式所隱含的科學寓意，這讓惠勒感到十分頭痛，哥本哈根的科學家們將埃弗裡特的理論嗤之為“神學”。
到了1957年，埃弗裡特儘管萬分不情願，但為了畢業，只得將論文刪除去了四分之三的內容，裡面沒有再提到“分裂”兩個字了。這篇論文終於在著名的學術期刊《現代物理評論》中發表，他是量子力學發展史上極為重要的論文之一。然而，在該論文發表的20多年中，根本沒有人認識到這篇論文的價值，偶爾有人提到，也是以嘲笑的口吻。這讓埃弗裡特極為沮喪。他逐漸脫離了理論物理界，在國防部工作了幾年後，他開始開公司創業，但並不是很成功。
在生活中，埃弗裡特並不是一個成功的人，他抽菸、酗酒，家庭關係緊張。他有一個女兒，一個兒子，但女兒患了精神分裂症，最後自殺了。兒子後來成為了一個挺有名氣的搖滾歌星，但在兒子眼中，父親是個冷酷無情、意志消沉的酒鬼。
就在埃弗裡特投身創業的時候，物理學界又開始艱難地重新發現了他的多世界詮釋，我們之前提到的那位編輯德威特也開始支援這個理論，他找出了埃弗裡特未經刪減的原始論文，編輯成了一本名為《量子力學的多世界詮釋》出版。到了1976年，一位科幻小說家受到這理論的啟發，寫了一篇描寫多世界的科幻小說，結果一炮走紅，“多世界”這個詞在大眾中迅速流傳開來，後來由此衍生出了平行宇宙。
正當埃弗裡特的貢獻被世界逐漸重新發現時，1982年7月19日，51歲的埃弗裡特因心肌梗死在睡夢中死去，結束了他悲劇的一生。但是，由他創造出來的平行宇宙概念卻越來越火。我想，當我們在飯桌上大談某一部講平行宇宙的科幻電影時，也可以提一句這位落魄的平行宇宙之父。