超次元‧聖戰‧多重宇宙——科幻作品中的科學視野與人文思考

名人推薦：「《超次元‧聖戰‧多重宇宙》是一道清泉，可引發思考。」
——朱明中/香港中文大學物理系教授

「能夠將科學概念融入文學之中，實屬難得一見之佳作。」
——余海峯/德國馬普地外物理研究所博士，香港大學理學院講師


＊夢幻推薦＊
朱明中（香港中文大學物理系教授）
余海峯（德國馬普地外物理研究所博士，香港大學理學院講師）
高涌泉（臺灣大學物理系教授）
膝關節（知名專業影評人）
（按姓氏筆劃序）

〈媽的「瘋狂」宇宙——量子力學與多重人生〉
人生的一個基本智慧，是我們必須珍惜生命以及身邊的人及事，因為人生沒有「take two」（再來一次）。推而廣之，是歷史沒有「如果」。無論我們覺得如何遺憾，發生了的事情已然發生，與其不斷追悔，不如積極地向前看，全情投入至令「明天會更好」。
從無法逆轉的抉擇，到平行時空
但人總喜愛想像，現實世界中無法「重頭來過」，但小說和電影的虛擬世界當然可以。在好萊塢電影《今天暫時停止》（Groundhog Day, 1993；港譯：《偷天情緣》）之中，男主角最先猶如惡夢般不斷在同一天的清晨醒來，後來卻利用這個機會不斷改善他的追求技倆（不但 take two，更 take three、take four⋯⋯），最後贏得美人歸。
電影為觀眾帶來了美滿的結局。但筆者最早領略「如果」作為小說創作中的奇思妙想，卻令我傷感不已。話說筆者自初中已經愛上科幻小說。大概是中三、四那年，我在公共圖書館借了一本英文的短篇科幻小說集，其中一個以「如果」為題的故事（名稱早已忘記）令我畢生難忘。
故事中，一對恩愛的小夫妻駕車外出，丈夫有點兒不適所以改由太太開車。不幸途中遇上車禍，坐在司機位的太太重傷身亡。丈夫悲痛不已終日借酒澆愁，揮之不去的自責是「如果我那天沒有跟她對調位置⋯⋯」。
一天，他在拾理太太的遺物時，竟然發現她的日記簿 中有新的記事！讀將下來，原來在另一時空裡，兩人當天的確沒有對調位置，所以因車禍去世的是他而不是愛妻！這兩個「平行時空」原本不會重疊，卻不知怎的透過這本日記簿接通了。結果，「陰陽相隔」的倆人藉著日記互訴衷情。
這本已是十分淒美的情節，但後來日記中的字樣變得愈來愈模糊，最後完全消失，表示兩個「平行宇宙」最終分離而回到互不相通的狀態。筆者當年雖然只有十五、六歲，被觸動的哀愁卻是久久不能平復⋯⋯。
年少的我已經深深感受到，人生中充滿了無數偶然的變數，而一個簡單的決定，足以改變一生。
多年後，我看到另一部電影《雙面情人》（Sliding Doors, 1998；港譯：《緣分兩面睇》），發覺也是用上了同一意念：女主角每天搭地鐵上班，但某天因事遲了一點而趕不上平日搭的那班車。電影基於「趕得及」和「趕不及」兩種情況，描述了女主角往後出現的兩種截然不同的人生。（我後來才知道，這乃改編自一部一九八一年的波蘭電影。）
歷年來，運用這類意念創作的小說和電影可謂不少， 近年流行的好萊塢「超級英雄」電影中，《奇異博士》（Doctor Strange, 2016）和它的續集《奇異博士 2：失控多重宇宙》（Doctor Strange in the Multiverse of Madness, 2022）更將「平行時空」的意念延伸為「多重宇宙」（Multiverse）。陣容更為龐大的《復仇者聯盟3：無限之戰》（Avengers 3: the Infinity War, 2018）和《復仇者聯盟4：終 局之戰》（Avengers 4: Endgame, 2019）皆以同樣的意念作為故事主軸。當然，這些電影都由漫畫改編，亦即這些意念的出現時間比電影還要早得多。
但將這個意念發揮至極的，毫無疑問是二〇二三年橫掃奧斯卡最佳電影、最佳導演、最佳編劇多項大獎的「怪雞」電影《媽的多重宇宙》（Everything, Everywhere All At Once，縮寫是 EEAAO；港譯：《神奇女俠玩救宇宙》）。 華裔演員楊紫瓊（1962-）更因此而封后（最佳女演員）；同樣是華裔的關繼威（1971-）以及潔美．李．寇蒂斯（Jamie Lee Curtis, 1958-）則分別獲得最佳男、女配角的殊榮。電影由兩位導演掌舵，雖然兩個都叫 Daniel，但一個是香港人關家永（Daniel M. Kwan, 1988-），一個是美國人丹尼爾．舒奈特（Daniel Scheinert, 1987-）。囊括了這麼多大獎，電影的風頭可謂一時無兩。由於有這麼多華人參與其間，全球絕大部分華人皆感到與有榮焉。
外國的評論幾乎一面倒地對這部電影讚譽有加，包括其中所包含的深刻人生哲理、愛情與理想之間的抉擇、亞裔移民在美國所遇到的生活困難、世代之間的價值矛盾、 同性戀（非主流性取向）的社會認同問題，以及貫穿電影的、最重要的母女之情。不少網友更留言說看至結局時感動流涕。反倒在華人世界，包括不少筆者所認識的朋友，皆對電影甚有保留，認為它寫情的部分毫無新意，而「科幻」的主題和情節則過於胡鬧不知云。（一些更認為電影被大肆吹捧，是近年席捲西方的「政治正確主義」的結果。他們更為另一位最佳女主角競逐者凱特．布蘭琪（Cate Blanchett, 1969-）不值。但那是另一篇文章的主題，暫且按下不表。）
量子力學、哥本哈根詮釋、薛丁格的貓
我是屬於喜愛這部電影的那些人，雖然覺得西方傳媒 實有過譽成分，但也著實覺得這是一部創意非凡的難得佳作。由於我是一個「科學發燒友」，對故事中採用的「多重宇宙」概念更是感到趣味盎然。由於大部分觀眾對有關的概念不大了了，讓我嘗試在此解說一下。
電影其實採用了現代物理學中的不是一個，而是兩個的「多重宇宙」（multiple universes）概念，其中一個來自研究超微觀世界的「量子力學理論」（theory of quantum mechanics）；另一個則來自研究超宏觀世界的「宇宙學理論」（cosmology）。但歸根究底，兩者皆來自量子力學。
首先讓我們看看第一個，也就是我們方才說的「每一個決定」、「每一個如果」都會衍生出一個「平行宇宙」這個觀點。表面看來，這只不過是人類面對種種遺憾而產生的胡思亂想，有誰又會想到，一個類似的理論會是由嚴肅的科學家所提出來的呢？
話說上世紀二〇年代以來，人類為了探究超微觀世界的奧祕而逐步建立起「量子力學理論」。其中的核心部分， 是薛丁格（Erwin Schrodinger, 1887-1961；另有譯名：薛定諤）所建立的「波動力學」（wave mechanics）。按照這一理論，組成世界的基本粒子如電子等的狀態，可以透過算解一條有關的「波動方程式」（wave equation）而獲知。具體而言，「方程解」中的「波函數」（wavefunction）的 「波幅」（amplitude），給出了粒子處於某一狀態（位置、速度、自旋狀況等）的或然率（嚴格來說是「波幅的平方值」等於「狀態出現的或然率」）。
在對「波動力學」作出深入透徹的研究之後，一群以尼爾斯．波耳（Niels Bohr, 1885-1962）為首的科學家宣稱，波動方程實已包含了關於這顆粒子（也可延伸至某一物理 系統）的所有信息，而「波幅平方」所顯示的「或然率」，已經是我們對任何物理系統（亦可延伸至整個宇宙）的終極了解。也就是說，在最深刻的層次，「或然性」是「現實」的本質（Reality is fundamentally probabilistic.）。這種觀點，被稱為量子力學的「哥本哈根詮釋」（Copenhagen Interpretation）。
愛因斯坦雖然是波耳的好朋友，卻對這種觀點大不以為然。他不能接受「宇宙的本質只能是或然性的」這個結論。在他的眼中，我們不能排除這些「不確定性」，只是因為我們未有考慮一些我們現時無法察覺的「變量」。他這個觀點，被稱為「隱變量理論」（Theory of Hidden Variable）。
「哥本哈根詮釋」中的一個核心概念是「狀態疊加原則 」（Principle of Super position of States）。 為了凸顯這一原則是如何地有違我們的常識和直觀，薛丁格於一九三五年提出了著名的「薛丁格的貓」（Schrodinger’s Cat）這個擬想實驗。在實驗裡，一隻貓被放到一個閉封的鋼箱之中。箱內還放了一點兒放射性物質和相關的裝置。 假如在一小時內，放射性物質中的一顆原子有百分之五十 的機會發生衰變（radioactive decay），而衰變一旦出現，即會觸發箱內的一個輻射探測儀，並會通過預先設計的線路和機械裝置放下一個錘子。錘子會打破一個裝有毒氣的玻璃瓶，貓兒便會因而中毒死亡。按照「哥本哈根詮釋」，上述這個百分之五十的衰變或然率，是我們對放射性原子所能擁有的最終極認識。也就是說，一小時後，箱內的「波函數」有一半代表著已經衰變了的原子，一半則代表著一顆未衰變的原子，而總的波函數，則是這兩個波函數的疊加（super position of two wave functions）。然而，按照箱內的設計，這表示代表著貓的波函數有一半是一隻死貓，另一半則是隻活貓。
當然，只要我們打開箱子一看，所看到的不是死貓便是活貓。但按照「哥本哈根詮釋」，這是因為「一看」這 項觀測行為導致了「波函數的塌縮」（collapse of the wave function）：一是塌縮到只有死貓的波函數，一是塌縮至只有活貓的波函數，僅此而已。
結論是甚麼？結論是，在我們未打開箱子之前，貓兒必然存在於一種既死又不死，既不死又死的狀態！
量子力學的不可思議之處還不止此，因為按照物理學 家理查．費曼（Richard Feynman, 1918-1988）提出的「路徑積分」（path integral）概念，在未進行觀測之前，這隻貓的波函數（姑且稱為「貓函數」）乃充斥於整個宇宙，問題只是在於或然率的高或低。一旦我們進行觀測，宇宙中其餘地方的「貓函數」或然率會立即跌至零，而箱內的「死貓」或「生貓」的或然率則會變成百分之一百。
正正由於無法接受這種荒謬的結論，愛因斯坦始終認為量子力學是不完整的。然而，大半個世紀以來，無數的實驗皆支持哥本哈根詮釋下的量子力學架構，而並不支持愛氏的主張。
然而，「觀測行為導致波函數塌縮」是極其令人費解的一回事。首先，如果箱內裝有攝錄機並把情況記錄，這種儀器的「觀測」是否也會導致波函數塌縮而令「現實定形」？哥本哈根詮釋的回答是：在我們未察看這些錄像時，錄像其實也處於「錄到活貓」和「錄到死貓」的「疊加」狀態。只有當我們觀看錄像的一刻，錄像的波函數才會塌縮至一個特定的狀態。
如此看來，「觀測」似乎必須由具有意識的人作出，而意識（consciousness）這個難有嚴謹定義的現象，竟然在嚴謹的物理學中擔當著關鍵的角色。不用說，這令不少物理學家感到難以接受。
這還不止。假如打開箱子觀看錄像的科學家乃身處一個密封的房間，那麼按照正統的量子力學詮釋，相對於身處房間之外的人來說，一日他未打開房門找出結果，一日房中的那個科學家都處於「看到了活貓錄像」和「看到了死貓錄像」的疊加狀態！
事實上，這種推論還可以繼續下去。於是，我們出現 了「誰來觀測觀測者？」（Who observes the observer？）這個玄之又玄的問題。也是在中學時代，筆者看了一本由英國科幻作家阿爾迪斯所寫的「超靜態」小說《有關或然率A的報告》（Report on Probability A, 1968），其中正採用了這個奇詭的意念，而出乎意料的結局更令人拍案叫絕。大家有興趣看的話要有心理準備，因為必須頗有耐性才能忍受到它的「超靜態」情節。（我也佩服我當年能把書看完！）
為了克服上述的「唯意識論」和「觀測鏈」的「無窮遞歸」（infinite regress）等難題，一位年輕的科學家休．埃弗勒（Hugh Everett, 1930-1982）在一九五七年提出了一個全新的理論。按照這個理論，觀測者和被觀測者之間根本無從分割，因此不存在前者把後者的波函數「塌縮」這 回事。事實上，宇宙萬物的波函數皆混然一體，而且從不塌縮！量子力學中的「或然」之所以會轉變為「必然」（亦即萬事萬物的變化），並非透過如哥本哈根詮釋所描述的「塌縮」，而是宇宙波函數不斷「分岔」的結果。
讓我們回到那隻可憐的貓兒之上。在我們未打開箱子之前，量子力學告訴我們：貓兒的波函數有一半代表著死貓，而另一半則代表著活貓，而且這是我們有關貓兒狀況的終極認識。到這兒為止，哥本哈根詮釋和「埃氏詮釋」是一致的。不同之處在於，假設我們打開鋼箱並發現死貓，按照哥本哈根詮釋，這是我們的「觀測行為」導致貓兒的 波函數「塌縮」的一個結果。但按照埃氏的詮釋，我們之看見死貓，是因為代表死貓的那一半波函數，已在我們這個宇宙中變成為「貓函數」的全部！留意上述「在我們這個宇宙中」這幾個字。因為按照埃氏的詮釋，代表「活貓」的那一半波函數，亦在別個宇宙中成為了「貓函數」的全部。
換句話說，觀測行為不是令波函數塌縮，而是令波函數「分岔」（bifurcate）——不但是貓的波函數，而是整個 宇宙的波函數。結果是宇宙一分為二。只是作為其中一個宇宙的居民，我們永遠無法探知另外那個宇宙罷了。
宇宙的分岔當然不單因為「薛丁格的貓」而發生。事實上，任何一顆粒子的任何狀態的任何變化，都足以令宇宙一分為二。而在人類世界，我們的任何決定和選擇（例如文首故事中夫妻互調了位置開車），都會導致分岔發生。也就是說，宇宙每一刻都在分岔成無數多的宇宙，而這些宇宙也每一刻分岔成更多更多的宇宙，以至無窮無盡⋯⋯。
這種「分岔宇宙」（bifurcating universes）的觀點，便是著名的量子力學的「多元世界詮釋」（The Many Worlds Interpretation of Quantum Mechanics），今天又稱為「多重宇宙理論」（Theory of Multiverse）。
而這，正是《媽的多重宇宙》的大前提。女主角 Evelyn 以無數不同的身份出現在不同的「平行宇宙」，正是她一生中所作的不同抉擇（以及其他人的抉擇和無數偶然的因素）所締造的不同「現實」。
扼要地說，世事的每一種可能性都是會「實現」的，只不過是實現於不同的宇宙之中罷了。因此，你這次買彩票輸了不用傷心，因為會有一個宇宙，其內的你贏出了（如果你認為這樣可堪為慰的話⋯⋯）。
必須指出的是，「平行宇宙」之稱為「平行」，是因為它們一旦出現，便會分道揚鑣互不相干，便正如幾何學中「兩條平行線永不相遇」的道理一樣。既不相干當然無法彼此觀察因此也無法被驗證。正因如此，埃弗勒的這個「多元世界/多重宇宙論」在原則上永遠無法被證明（當然也永遠無法被推翻）。
既然「多重宇宙」之間是「因果互離」（causally- disjoint）而永不重疊，「穿梭於不同宇宙」屬永不可能的事情。但如此一來便任何戲劇性的情節也不可能發生，而一切有關的小說和戲劇皆可以休矣。不用說，一眾作家和編劇都會無視於這個根本限制，而天馬行空（《媽的多重宇宙》製作團隊最初起的中文名字）地假設「穿梭」的可能。
有趣的是，即使不用「穿梭」的假設，一些科幻作家也可透過「多重宇宙」意念寫出精彩的作品。在不少關於時間旅行的科幻作品中，旅行者以時光機返回過去並干擾歷史，照理這會令歷史發展偏離原有的軌跡而導致悖論。（例如我回到一九三〇年成功暗殺了希特拉，那麼歷史上便不會有納粹德國的崛起和第二次世界大戰，而我出發的世界便根本不需要派我進行這項任務⋯⋯）但假如我們採用 「多重宇宙」的觀點，那麼暗殺的結果是創造了一個納粹德國沒有崛起的宇宙，與我原來出發的宇宙並無牴觸。
筆者第一次讀到利用這個意念寫成的時間旅行（嚴格來說只是「時間通訊」）科幻，是班福德所寫的長篇小說《時域》。這本小說不獨意念精彩，可讀性也非常高，與《有關或然率A的報告》有著天淵之別，我全力推薦。

〈媽的「瘋狂」宇宙——量子力學與多重人生〉
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