Everett 多世界詮釋:總態沒有塌縮,觀測者只記得一個結果
在Everett的闡述中,總態保留所有項,但觀測者仍舊只會記得一個確定結果
測量後得到總態如下:
$$
|\Psi\rangle
=c_0|0\rangle|O_0\rangle+c_1|1\rangle|O_1\rangle
$$
用「相對狀態」來解釋:
- 相對於記憶態 $|O_0\rangle$,系統是 $|0\rangle$。
- 相對於記憶態 $|O_1\rangle$,系統是 $|1\rangle$。
因為式中沒有錯配項:
$$
|0\rangle|O_1\rangle
\quad\text{或}\quad
|1\rangle|O_0\rangle
$$
因此:
- 看完整總態:0、1 兩項都存在,沒有塌縮。
- 相對於特定記憶態:該觀測者副本只對應一個確定結果。
Everett 並不是說「同一個觀測者在腦中同時感覺自己看到 0 和 1」,而是總態中有不同的觀測者記憶態,每個記憶態都只記著一個確定結果。
如果立即再測相同的量:
$$
|0\rangle|O[0]\rangle
\longrightarrow
|0\rangle|O[0,0]\rangle
$$
另一項則是:
$$
|1\rangle|O[1]\rangle
\longrightarrow
|1\rangle|O[1,1]\rangle
$$
所以每條記憶序列內部都保持一致。
在描述「觀測者子系統 $O$ 記下了 0」,不是整個複合系統。
完整的 0 分支成分如下:
$$
c_0|0\rangle_S|O_0\rangle_O
$$
其中:
-
$|0\rangle_S$:被測系統 $S$
-
$|O_0\rangle_O$:觀測者 $O$
-
兩者合起來則是該聯合成分
而「相對於 $|O_0\rangle$ 的系統狀態」中的「系統」是指被測系統 $S$,答案是:$|0\rangle_S $ 不是 $|O_0\rangle$。
但對於系統觀測者來説,假若沒有塌縮為什麼只感覺得到一個結果?
其中完整總態仍然是:
$$
c_0|0\rangle|O_0\rangle+c_1|1\rangle|O_1\rangle
$$
但:
- $|O_0\rangle$ 只具有「我看見 0」的記憶。
- $|O_1\rangle$ 只具有「我看見 1」的記憶。
- 沒有一個記憶態寫著「我同時看見 0 和 1」。
所以每個觀測者副本主觀上都只經驗一個確定結果。這在觀測者的角度看來像塌縮,但完整總態並未刪除任何項。
關鍵是:$|O_0\rangle$ 這個物理狀態本身,只包含「我記得 0」這份紀錄。
完整總態是:
$$
|\Psi\rangle
=c_0|0\rangle|O_0\rangle+c_1|1\rangle|O_1\rangle
$$
它包含兩組配對:
$$
0\longleftrightarrow O\text{ 記得 }0
$$
$$
1\longleftrightarrow O\text{ 記得 }1
$$
當我們問「處於 $|O_0\rangle$ 的觀測者記得什麼」,只能從 $|O_0\rangle$ 的物理記憶內容回答:它記得 0;與它配對的系統相對態也只有 $|0\rangle$。
它不會同時記得 1,因為總態中沒有這樣的錯配項:
$$
|1\rangle|O_0\rangle
$$
「記得 1」屬於另一個物理記憶態 $|O_1\rangle$,不是藏在 $|O_0\rangle$ 裡的第二份記憶。
可以把它想成:一本書同時具有第 10 頁和第 20 頁,不代表第 10 頁上同時印著第 20 頁的內容。同樣,總態包含兩個觀測者記憶態,不代表每個記憶態同時具有兩份互斥紀錄。
$|O_0\rangle$ 覺得「我只看到 0」,不是因為包含 1 的項消失了,而是因為自己的記憶狀態只與 $|0\rangle$ 配對。
前面説到的觀測者只知道一個結果大致上可以這麽説
-
完整總態仍然是 $c_0|0\rangle|O_0\rangle+c_1|1\rangle|O_1\rangle$,所以包含 1 的那一項並未消失。
-
相對於 $|O_0\rangle$,只有第一項與它配對,因此系統的正規化相對態是 $|0\rangle$。
-
總態中不存在 $|1\rangle|O_0\rangle$ 這種錯配項,所以 $|O_0\rangle$ 不會具有「我看見了 1」的記憶。
因此:
$$
\boxed{\text{單一的分支內經驗}\ne\text{單一的完整總態}}
$$「我只看到 0」描述的是分支內的記憶內容,不是「總態只剩下 0」。