他第一個提出了多重宇宙理論，但卻選擇了一個糟糕的人生

休·埃弗雷特三世是一位傑出的數學家，一位打破傳統的量子理論學家，後來又成為一名成功的國防承包商，掌握了美國最敏感的軍事機密。他為物理學引入了一種新的現實概念，並在核末日逼近的時候影響了世界歷史的進程。

休·埃弗雷特三世

對於科幻迷來說，他是一個民間英雄：他是多重宇宙之父；對他的孩子們來說，他又變成了另一個人：一個情感上難以親近的父親。
至少，在我們這個宇宙中，這就是埃弗雷特的角色。
多重宇宙的誕生

在20年後，埃弗雷特回憶說，他的科學之旅始於1954年的一個晚上。“喝了一兩杯雪利酒之後”，他和他在普林斯頓大學的同學查爾斯·米斯納，還有一位名叫阿格·彼得森的訪客（當時是尼爾斯·玻爾的助手），正在思考“關於量子力學的一些荒謬的東西”。就在這次聚會上，埃弗雷特有了多重宇宙理論的基本想法，在接下來的幾個星期裡，他開始把它發展成一篇論文。

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埃弗雷特在普林的好友，左一是查爾斯·米斯納

這個想法的核心是通過理論本身的數學來解釋量子力學方程在現實世界中所代表的東西。就這樣，這位年輕人挑戰了當時的物理學權威，他的理論將要求他們重新考慮是什麼構成了現實的物理世界。
為了實現這一目標，埃弗雷特大膽地解決了量子力學中的測量問題。
量子力學中的測量問題

自20世紀20年代以來，量子範疇中的“測量”一直困擾著物理學家。簡而言之，這個問題產生於一個矛盾，即基本粒子（比如電子和光子）在微觀、量子層面上的糾纏與宏觀、經典層面上的測量之間的矛盾。

在量子世界中，一個基本粒子或這些粒子的集合，可以以兩種或兩種以上的可能狀態疊加形式存在。例如，一個電子可以同時有在不同的位置、速度和方向的疊加。然而，每當科學家精確地測量這些特性之一時，他們都會看到一個明確的結果，只是眾多疊加形式中的一個，而不是它們的組合。
測量問題可以歸結為這樣一個問題：我們經歷的獨特世界是如何從多重疊加的量子世界中作出選擇的？為什麼這樣選擇?
量子力學的波函數

物理學家使用波函數這個數學概念來表示量子態。一個波函數可以被認為是疊加量子系統的所有可能狀態的列表，並可以給出每種狀態發生的概率，這些狀態看起來是隨機發生的。如果我們去測量，就能檢測到某個狀態。

薛定諤方程描述了一個量子系統的波函數如何隨時間變化，它預測的演化將是平滑而確定的，也就是說，沒有隨機性。但是，當人們用科學儀器觀察一個量子系統（比如電子）時，這種優雅的數學似乎與所發生的事情相矛盾。因為在測量時，波函數的平穩演化被打破了，出現了不連續性。
在測量時產生會選擇哪種狀態似乎是隨機的，它的選擇在邏輯上不是由測量前電子的波函數演化而來的。量子力學的許多奠基人，尤其是尼爾斯·玻爾、維爾納·海森堡和約翰·馮·諾伊曼，都同意用量子力學的一種解釋——哥本哈根解釋——來解決測量問題。

玻爾與海森堡

這個解釋假定，量子世界的力學被歸結為一個經典的可觀察的現象。在這個模型中，外部測量者擁有特權，他們與被觀察的對象處於不同的領域。雖然它不能解釋量子和經典之間的邊界的性質，但哥本哈根解釋在量子力學中取得了巨大的技術成功。一代代的物理學家相信量子力學方程只在現實的一個部分——微觀部分起作用，而不再與另一個部分——宏觀部分相關。
埃弗雷特的理論

然而埃弗雷特將微觀世界和宏觀世界結合起來，解決了測量問題。他使觀測者也成為被觀測系統的一個組成部分，引入了一個通用波函數，將觀測者和物體作為單個量子系統的一部分連接起來。他用量子力學描述了宏觀世界，並認為大型物體也存在量子疊加。與玻爾和海森堡的理論不同，他解決了波函數的不連續性。

玻爾（中）、埃弗雷特（右二）

埃弗雷特激進的新想法來自於幾個有趣的問題：如果波函數的連續演化不受測量行為的干擾會怎樣？如果薛定諤方程總是適用於任何事物，無論是微觀粒子還是宏觀觀察者會怎樣？如果所有疊加的元素都在現實中出現，這樣的世界在我們看來會是什麼樣子?
埃弗雷特發現，在這些假設下，觀察者的波函數實際上會在觀察者與疊加物體的每次相互作用時分叉。而萬能波函數將包含構成物體疊加的每一個分支選項，其中每個分支都有觀察者自身。根據薛定諤方程的一個基本數學性質，分支一旦形成，就不會相互影響。因此，每個分支都獨立於其他分支走向不同的未來。

舉個例子：假設一個觀測者要測量一個電子位置A和位置B的疊加態。在一個分支，觀測者看到這個電子在位置A；而在另一個分支，這個觀測者的副本則看到電子的位置是B。每個觀測者都認為自己是獨一無二的，而所測量的結果是眾多可能性中的一種。但如果考慮到平行世界，實際上每一種可能性都發生了。
要解釋我們是如何感知這樣的一個宇宙，就需要把一個觀測者放到整個畫面中。但無論是否有人在場，分支過程都會發生。一般來說，在物理系統之間的每次相互作用中，組合系統的全局波函數會傾向於以某種方式分叉。今天對分支如何變得獨立，以及每個分支如何看起來像我們習慣的經典現實的解釋，被稱為“退相干理論”。它現在已經成為標準現代量子理論中公認的一部分，儘管不是每個人都同意埃弗雷特的想法。
與哥本哈根的較量

埃弗雷特並不是第一個批評哥本哈根假設不充分的物理學家。但他從量子力學本身的方程式中推導出一個數學上一致的通用波函數理論，從而開創了新的領域，而平行宇宙的存在則是他的理論的一個結果。在他的論文的腳註中，埃弗雷特寫道：“從理論的觀點來看，一個疊加中的所有元素（即所有的‘分支’）都是‘真實的’，沒有一個比其他的更‘真實’。”

約翰·阿奇博爾德·惠勒

然而所有這些想法卻引發了一場引人注目的幕後鬥爭。1956年春天，埃弗雷特在普林斯頓的導師約翰·阿奇博爾德·惠勒把論文草稿帶到了哥本哈根，去說服丹麥皇家科學院發表這篇論文。他寫信給埃弗雷特，說他與波爾和彼得森“就這個問題進行了三次長而激烈的討論”。惠勒還與波爾理論物理研究所的其他幾位物理學家分享了他學生的研究成果，其中包括亞歷山大·W·斯特恩。
惠勒在給埃弗雷特的信中寫道：這封信實際上傳達了哥本哈根成員對埃弗雷特理論的不滿，斯特恩將埃弗雷特的理論斥為“神學”，而惠勒自己也不願挑戰玻爾。在一封寫給斯特恩的長信中，他對埃弗雷特的理論進行瞭解釋，並為其辯解，稱其只是對量子力學主流解釋的延伸，而不是反駁：然而埃弗雷特完全不同意惠勒對哥本哈根解釋的看法。例如，一年後，在回應《現代物理學評論》雜誌編輯布萊斯·S·德威特的批評時，他寫道：最終的妥協

當惠勒去歐洲為自己辯護時，埃弗雷特面臨著失去“學生免除兵役”的危險。為了避免去新兵訓練營，他決定在五角大樓做一份研究工作。他搬到了華盛頓特區，再也沒有回到理論物理學的領域。
然而，在接下來的一年裡，由於惠勒不情願地將論文縮減到原來長度的四分之一，他與惠勒進行了交流。1957年4月，埃弗雷特的論文委員會接受了論文的刪節版。三個月後，《現代物理學評論》發表了該論文的縮略版，標題為《量子力學的‘相對狀態’公式》。在同一期雜誌上，惠勒的一篇論文稱讚了他的學生的發現。

量子力學的‘相對狀態’公式

這份刊物一出版，就立刻銷聲匿跡了。惠勒逐漸與埃弗雷特的理論撇清了關係，但他仍與這位天才保持聯繫，鼓勵他在量子力學方面做更多的工作。然而這一切都是徒勞的。在2007年的一次採訪中，95歲的惠勒評論道：“（埃弗雷特）對人們對他的理論的無動於衷感到失望，也許是酸楚。我多希望當初我能和埃弗雷特一起繼續研究。他提出的問題很重要。”
核軍事戰略

在埃弗雷特開始他在五角大樓的第一個項目（計算核戰爭中放射性沈降物的潛在死亡率）將近一年後，普林斯頓大學授予了他博士學位。
很快，他開始領導五角大樓幾乎不可見但極具影響力的武器系統評估小組（WSEG）的數學部門。埃弗雷特建議艾森豪威爾和肯尼迪政府的高級官員，選擇氫彈作為目標，構造由轟炸機、潛艇和導彈組成的核三合一體系，以達到核打擊的最佳打擊效果。

1960年，他幫助編寫了第50號WSEG，這份報告至今仍屬機密。根據埃弗雷特的朋友和WSEG的同事喬治·E·普以及歷史學家的說法，WSEG第50號合理化並推廣了實施了幾十年的軍事戰略，包括相互保證毀滅的概念。WSEG向核戰爭的決策者們提供了足夠多關於放射性沈降物對全球影響的可怕信息，許多人開始相信進行長期的僵持是有益的，而不是像一些有權有勢的人主張的那樣，對蘇聯、中國和其他共產主義國家發動先發制人的打擊。
創業

1959年春天，波爾在哥本哈根接受了埃弗雷特的訪問。在六週的時間裡，他們見了幾次面，但收效甚微：玻爾沒有改變他的觀點，埃弗雷特也沒有重新從事量子物理研究。不過，這次訪問並不是一次徹底的失敗。
一天下午，在酒店喝啤酒時，埃弗雷特在酒店信紙上寫下了一個重要的數學改進：廣義拉格朗日乘子法，也被稱為埃弗雷特算法。這種方法簡化了對複雜問題的最佳解決方案的搜索，從部署核武器到工業生產計畫，再到尋找最大限度地消除學區種族隔離的公交路線都可以使用這種方法。

廣義拉格朗日乘子法就誕生在這張紙上

1964年，埃弗雷特和其他幾個WSEG的同事成立了一傢俬人國防公司，Lambda公司。它設計了彈道導彈系統和計算機化的核戰爭遊戲的數學模型，據說這個模型被軍方使用了很多年。
埃弗雷特還癡迷於貝葉斯定理，這是一個將未來事件的概率與過去經驗聯繫起來的數學定理。1971年，埃弗雷特設計了一種貝葉斯算法，這是一個從經驗中學習並通過推斷可能的結果來簡化決策的計算機程序，很像人類的認知能力。根據五角大樓的合同，Lambda使用貝葉斯算法開發了跟蹤來襲彈道導彈軌跡的技術。

1973年，埃弗雷特離開了Lambda公司，與其他人創立了一家數據處理公司DBS。DBS研究武器的應用，特別是專門分析政府平權行動計畫對社會經濟的影響。
合夥人唐納德·雷斯勒回憶說，當他們第一次見面時，埃弗雷特“不好意思地”問他是否讀過他1957年的那篇論文。“我想了一會兒，回答說，‘哦，天哪，你就是那個埃弗雷特，那個寫了那篇瘋狂論文的瘋子’，”雷斯勒說。兩人後來成為了親密的朋友，但同意不再談論多重宇宙。
糟糕的個人生活

儘管取得了這些成功，但埃弗雷特的生活在許多方面都不盡如人意。酗酒這個問題似乎只會隨著時間的推移而變得越來越嚴重。據雷斯勒說，埃弗雷特通常會享用三杯馬提尼的午餐，然後在他的辦公室裡睡一覺，但他還是能高效的工作。

然而，埃弗雷特的享樂主義並沒有反映出一種輕鬆、頑皮的生活態度。“他不是一個富有同情心的人，”雷斯勒說，“他把一種冷酷無情的邏輯帶入到對事物的研究中。公民權利對他來說毫無意義。”
埃弗雷特在WSEG的前同事約翰·Y·巴裡也質疑他的道德操守。20世紀70年代中期，巴裡說服他在摩根大通的老闆僱用埃弗雷特，讓他開發一種預測股市走勢的貝葉斯方法。據幾個人說，埃弗雷特成功了，但他拒絕把產品交給摩根大通。“他利用了我們，”巴裡回憶道。“(他)是個才華橫溢、有創新精神、狡猾、不可靠、可能還酗酒的人。”

埃弗雷特一家

埃弗雷特以自我為中心，他的個人生活就像他的事業一樣反覆無常。他幾乎不認識他的孩子伊麗莎白和馬克，而且還虐待妻子。“他的目標功能不包括情感價值，”一位朋友這樣評價他。“他把生活看成一場遊戲，他的目標就是最大化樂趣。他認為物理很有趣。”
埃弗雷特理論被接受

隨著埃弗雷特繼續他的創業生涯，物理學界開始認真審視他的那個一度被忽視的理論，德維特成了這個理論的最忠實的擁護者。1967年，他寫了一篇文章提出了Wheeler-DeWitt方程：一個量子引力理論應該滿足的普適波函數方程。

他稱讚埃弗雷特的理論證明了這個方程存在的必要性。德威特和他的研究生尼爾·格雷厄姆還編輯了一本物理學論文集：《量子力學的多世界解釋》，其中收錄了埃弗雷特論文的未刪節版本。“多重世界”這個詞很快在1976年的科幻雜誌中流行開來。
然而，並非所有人都同意這個理論。康奈爾大學物理學家N·大衛·梅爾曼堅持認為，他僅僅將埃弗雷特的波函數視為一種數學工具，而不是客觀現實世界的一部分。

N·大衛·梅爾曼

“波函數是人類創造的，”梅爾曼說，“它的目的是使我們能夠理解我們的宏觀觀察。我的觀點與多重世界的解釋完全相反。量子力學讓我們的觀察變得連貫，但如果說我們在量子力學中，以及量子力學必須應用於我們的感知，這是不對的。”
但許多在職的物理學家認為，人們應該認真對待埃弗雷特的理論。
“當我在20世紀70年代末聽到埃弗雷特的解釋時，我認為這有點瘋狂。”斯坦福大學的理論物理學家斯蒂芬·申克說，“我認識的大多數人在思考弦理論和量子宇宙學的時候都是在思考一些類似埃弗雷特的解釋。由於量子計算的最新發展，這些問題不再是學術性的了。”

沃切克·H·楚雷克

消相干理論的先驅之一，洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究員沃切克·H·楚雷克評論說：“埃弗雷特的成就是堅持認為量子理論應該是普適的，不應將宇宙劃分為一個先驗經典和某種先驗量。他給了我們一張使用量子理論的車票，就像我們現在使用它來描述宏觀測量一樣。”
新澤西州普林斯頓高等研究院的弦理論家胡安·馬爾達西納反映了他同事們的一種普遍態度：“當我想到埃弗雷特量子力學理論時，它是最值得相信的東西。但在日常生活中，我不相信它。”
最後的演講

1977年，德威特和惠勒邀請討厭公開演講的埃弗雷特到德克薩斯大學奧斯汀分校做演講，介紹他的理論。他穿著一套皺巴巴的黑色西裝，在整個研討會上不停地抽菸。戴維·多伊奇當時在場，他現在在牛津大學工作，是量子計算領域的創始人之一（量子計算本身是受埃弗雷特理論的啟發）。

“埃弗雷特走在他的時代之前，”多伊奇在總結埃弗雷特的貢獻時說。“他代表了拒絕放棄客觀的解釋。為瞭解釋世界而放棄某些領域，這對物理學和哲學的發展造成了極大的傷害。我們陷入了形式主義的不可挽回的泥潭，而且一些只是發展原有的理論而不是解釋性的。神秘主義，宗教和各種垃圾填補了真空。埃弗雷特很重要，因為他與眾不同。”
德克薩斯州的訪問結束後，惠勒試圖讓加州聖巴巴拉的理論物理研究所僱傭埃弗雷特。據說埃弗雷特對此也很感興趣，但這個計畫最終沒有實現。
生命的盡頭

在埃弗雷特一生的最後階段，瀕臨破產的他正在為一個軟件程序編寫代碼，以計算各種情況下的抵押貸款的還款方法。1982年7月19日，他酒後死於心臟病發作，年僅51歲。當醫護人員把屍體抬走的時候，他的兒子馬克意識到，他不記得自己曾經碰過父親。“我父親剛剛去世，我不知道該作何感想，我和他真的沒有任何關係。”
遵照埃弗雷特的遺願，他的遺孀將他火化後的骨灰扔進了垃圾堆。

埃弗雷特的兒子馬克

不久之後，馬克搬到了洛杉磯。他成為了一名成功的詞曲作家和流行搖滾樂隊Eels的主唱。他的許多歌曲都表達了他作為一個抑鬱、酗酒、情感超然男人的兒子所經歷的悲傷。直到父親去世數年後，馬克才知道埃弗雷特的事業和成就。
埃弗雷特還有一個女兒伊麗莎白，但她患有精神分裂症。1982年6月，就在埃弗雷特去世前一個月，伊麗莎白第一次自殺。馬克發現妹妹昏迷不醒地躺在浴室的地板上，立即將她送到了醫院。他回憶說，那天晚上他很晚回到家時，父親“從報紙上抬起頭說，‘我不知道她這麼傷心。’”