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揭秘多世界理论

2011年7月，在奥地利宁静的特劳恩湖畔召开的一次会议中，

主办方进行了一次问卷调查，要求参会者就会议的主题进行表决。你

或许觉得这个问题应该早在会议之前就搞定，但是因为会议的大主题

是量子理论，所以多了一定程度的不确定性。会议名称为“量子物理

与现实的本质”。参与问卷表决的是33名与会的物理学家、数学家和

哲学家。此次表决引发了一系列关于二者之间关系的悬而未决的问题，

其中之一是：你最喜欢的量子力学解释是什么？

“最喜欢”这个词意味深长。科学不是只取决于实验和观察，而

与个人喜好无关的吗？但是，长久以来，量子物理实验就其本身的意

义顽固地沉默着，我们所能做的，就是不断发挥预感和直觉的力量。

当然，还要珍惜每个奇思妙想。问卷只提供了11个选项，包括“其

他”和“无”在内。

最受欢迎（占问卷的42%）的理论是尼尔斯·玻尔、维尔纳·海森

堡与他们的同事在量子理论早期提出的哥本哈根解释。其他的选项你

可能都没听说过，比如量子贝叶斯模型理论、坍缩理论等。或许，你

可能连哥本哈根解释也没有听说过。排名第三（占18%）的是多世界

理论解释（MWI），我希望你对此能有所耳闻，因为多世界理论是目

前最有魅力和最受欢迎的一种理论。该理论认为，每个人都有多重自

我，生活在不同的宇宙层面，很可能过着一种我们曾梦想但无法实现

（或不敢实现）的生活。谁能招架住这种想法的诱惑呢？

然而，我们需要抗拒这种诱惑，因为多世界很可能并不真实存在、

没有人能够对此进行证实，甚至这个观点可能根本不是真正的科学。

这些指责都是有理有据的，但我们抗拒的理由是，该理论无论在哲学

上还是逻辑上都是不连贯的。没有比沃尔夫冈·泡利的话更有力的反驳

了：它甚至连错误都配不上。

但是，还是有如此多的拥趸骄傲地追随着它。这是为什么呢？为

了理解这一点，我们首先需要明白，为什么在量子力学诞生100多年

后的今天，科学家还聚集在一起讨论它的意义。

尽管基础不牢，量子力学还是取得了巨大成功。事实上，你很难

找到一个比它更成功的理论了。它能以惊人的精确度预言各种现象，

包括穿过不同透明度的玻璃看到的草地和天空的颜色、酶的工作原理

以及太阳是如何发光的。

这是因为它在很大程度上是一种技术：用一系列程序计算在组成

物质的亚原子粒子的位置和能量不同的条件下，物质具有什么样的属

性。计算异常复杂。对任何比氢原子复杂的事物，我们都需要用到简

化和取近似值这两种方法。这种做法非常可靠。因此，今天绝大多数

运用量子理论的物理学家、化学家和工程师不用再舟车劳顿地去参加

会议讨论现实的本质了。就像物理学家戴维·默明所说，他们可以很好

地开展工作，需要做的就是“闭上嘴巴，开始计算”。

但是，方程式似乎在强调一些奇怪的东西。这些方程式指出，极

其微小的实体，比如原子和亚原子粒子，可以同时出现在不同的位置。

一个电子似乎可以同时穿过两个孔，并像波一样干扰自己的运动。而

且，我们也无法悉知一个粒子的方方面面：海森堡的不确定性原理不

允许出现这样完美的知识。而且，两个粒子可以穿越广袤无垠的宇宙

相互影响，似乎（实际上并非如此）有违爱因斯坦的狭义相对论。

在我们进行观察之前，一切都只是可能。而当我们打开盒子后，

所有的可能性都让位于单一的真实。

对此，大多数量子科学家只能接受，而不再继续争论。真正使意

见产生分歧的是这样一个事实，即这一理论似乎与我们可以“从外部

研究”的客观真实无关。这一观点从一开始就占据了科学的中心位置，

然而量子力学却坚持认为，我们没法在不影响测量物的前提下测量某

个物体。这并不是灵敏度的问题，还要比这基础得多，稍后我会对此

进行解释。

最广为应用的量子数学方程是由薛定谔在20世纪20年代提出

的。该方程引入了一个抽象的概念，即波函数。波函数能表现量子对

象——比如粒子——的所有信息。虽然无法表现对象的属性，但波函

数能统计出该对象所有可能的属性以及它们的相对概率。这些可能中，

哪个是真实的？这里的电子还是那里的电子？我们可以通过观察得出

答案。那么问题来了：量子力学似乎正在告诉我们，正是因为观察—

—以及测量——才迫使宇宙随机做出决定。在我们观察之前，存在

的只是随机性。当我们打开盒子（此处的“盒子”指薛定谔著名

的思想实验中装有一只猫、一个装有氢化氰气体的玻璃烧瓶和一个放

射性原子核的封闭盒子——译者注），这些随