老同學的絮叨終日飄蕩在耳邊,以至於在雷利·羅恩離開那裡以後,還是會經常想起他的話。
能量丟失,就等同於引力子消失。
弦論認為我們生活的宇宙其實是一塊3維膜,而高維空間裡不止一塊3維膜,甚至可以說是很多很多,無窮無盡。
而引力子之所以會消失,是因為在弦理論裡,引力是閉弦,其他電磁力之類的是開弦。只有閉弦才能飛到膜外面,去往額外維。
雷利·羅恩突然想到,如果兩塊3維膜靠得足夠近,是否會發生引力作用,從而產生引力波呢?
這時候,記憶中那被遺忘的突然探測到的特殊引力波信號被翻撿到當前的思維中。不過如果兩塊3維膜近到產生引力作用,要麽是能形成某種持續的平衡,像地球被太陽的引力捕獲圍繞它轉動,這樣一來,引力波也應該是持續產生,能夠不斷被探測的;要麽是相撞,兩個宇宙相撞可不是開玩笑的。
而當初探測到的引力波信號,轉瞬即逝,更像是兩塊3維膜稍稍靠近了些,才產生點引力作用,又被另一種斥力推開,才避免兩個宇宙同歸於盡的宿命。
雷利·羅恩因為這些似乎不著邊際的想法陷入了對平行宇宙的狂熱中,太空探索又見不到未來,他便轉移重心瘋狂研究各種理論下的平行宇宙。最終他的目光長久地停留在量子力學的多世界解釋上。
量子力學中的平行宇宙和弦論的平行宇宙並不一樣。弦論中的平行宇宙姑且不論如何產生、但它們本身是就存在高維空間,與其他的平行宇宙在宇宙常數上並不相同,從而在物質表現上也有所不同,是獨立的宇宙(但如果平行宇宙足夠多,是可能出現和我們的宇宙一模一樣的平行宇宙的)。
量子力學中,針對概率波在微觀和宏觀上的區別,出現了很多解釋。用一個簡單的例子說明,比如薛定諤方程計算出一個粒子的概率波,這個粒子可能落到A點,也可能落在B點,還有小部分可能落在C點,這是不確定的,而一旦去測量後,它就會確定地落在一個點上。哥本哈根方法對此解釋為[當人們測量或觀察一個粒子時,粒子的概率波就會坍縮到一個點上,粒子可能散布的位置范圍轉變為一個明確的結果。]②
但由於薛定諤方程不允許概率波突然坍縮,歷史上的物理學家艾弗雷特提出另外的解釋,[任何量子力學認為可能發生的事情(也就是說,所有被量子力學都賦予非零概率的結果)],都在它們各自獨立的世界裡實際發生了。在一個宇宙中,粒子落在了A點;第二個宇宙中,粒子落在了B點;第二個宇宙中,粒子落在了C點。[這就是量子力學的多世界方法中的“眾多世界”。]③
雷利·羅恩便是從艾弗雷特的多世界方法中,再結合弦理論的3維膜,看到了對那股引力波的解釋。如果說,那時候正好有一個量子力學多世界中的平行宇宙以3維膜的形式分裂出去,在分裂最初,在高維空間中兩者很接近,從而產生引力波。隨後因為某些量子力學作用,兩者徹底獨立開來。
雷利·羅恩決定就這個設想探索下去,在理論上可以去發現那些平行宇宙,因為多世界方法[不要求波函數坍塌,付出的代價是現在需要將宇宙不斷地分成幾百萬個分支。(有些人覺得很難理解怎樣跟蹤所有這些增生擴散的宇宙。然而,薛定諤波動方程可以自動完成這件工作。只要簡單地跟蹤波動方程的演變,我們就能立刻發現波動的所有的大量的分支)]。④
於是雷利·羅恩苦心鑽研薛定諤方程,隨著時代不斷發展的可以計算相對多粒子狀態波函數的超級計算機給了他很大幫助,在研究過程中不斷完善了自己設想中的初步理論,當目前人類已有的設備無法再幫助他時,他不得不自己設計所需要的機器進行驗證。
正是在這個階段,他開始騙取科研經費,將本該用於太空探索的金錢全都改換名目用在了自己的研究上。他沒就實驗本身去申請資金,因為他自己也知道,他拿不出令人信服的證據來,一切都只是他有點異想天開的設想。
雷利·羅恩花了大量的資金和時間,在名聲逐漸衰落,又輾轉去了兩個國家後,他依舊沒有多大進展,但他還沒有氣餒。因為在對人類徹底失望,又對拯救人類徹底失望後,他就失去了積極向上的力量,他現在所求的就是在有生之年找到那股引力波的來源。
而且這期間,他倒是又從空間探測器那兒發現了三次那種特殊的引力波信號。一方面,這讓雷利·羅恩認定這股引力波絕對不是錯誤。但另一方面,發現它的次數太少了,不符合量子力學多世界的無窮。
不過雷利·羅恩還是決定從引力波呈現出來的信息著手,與薛定諤方程相互映照。這終於使得他的實驗取得了前所未有的突破,然而得到的反饋數據又與雷利·羅恩理論估計的有所差別。
雷利·羅恩的困惑,在另一個困惑上得到了啟示。還是量子力學,多世界方法伴隨的還有一個疑問:從高維空間看,所有的結果都會發生,那麽概率還有意義嗎?反正無論多低的概率都會在一個獨立宇宙中發生。
針對這個問題,[有人提議,多世界方法中概率波的高度不同意味著相比其他世界,某些世界的真實性更低,或者意義更不重要。]⑤
雷利·羅恩就是在這個有很多爭議、含義又不明確的物理學歷史上眾多紛紜中不起眼的一條議論得到了靈感,他隨之修改了部分參數再進行實驗,這一次實驗結果符合他的預期,他的理論在數學上已經完全說得通。