量子物理学的奠基性研究，对于任何关心世界终极结构问题的人来说，都具有深刻的吸引力。量子力学（QM）现在正值其百年纪念（取决于你是否以普朗克、爱因斯坦或玻尔的工作来标志其真正的诞生）。与其他理论不同，量子力学在确定真正、绝对、毋庸置疑地实际存在的事物方面，一直异常难以捉摸。有了经典物理学，一切都很简单——只不过是台球。量子物理学则不然。正如费曼名言所说：“我想我可以肯定地说，没有人真正理解量子力学。” 诠释层出不穷，但一致性却缺乏。鉴于 QM 在理解世界构成方面所扮演的核心角色，这种情况给物理学家带来了很多困扰。问题归结为现实，以及其中包含什么，我们又如何能够接触到它。在罗切斯特大学，我们一直在举办物理学和哲学研讨会。上周五，来自迈阿密大学的哲学家彼得·刘易斯来访，并就现已著名的 QM “多重世界诠释” 进行了精彩演讲。他的论点围绕多重世界诠释中的概率展开。与其在此详述他的论证过程，我倒觉得值得单独记录一下这种诠释本身，因为它如此响亮地揭示了科学家认为我们最终追求的目标这一核心问题。量子力学的问题在于，其数学机制的基本实体——所谓的波函数——并不能对实验结果做出单一预测。相反，它提供了对多种结果的描述，并伴有相应的概率，这些结果似乎同时存在。直到进行测量时，波函数才被中止（称为坍缩）以产生单一答案。或者，至少QM 的标准诠释是这样讲述的。这让许多认真对待数学描述现实的物理学家感到不安。为什么一个描述世界演化（波函数）的完美方程，仅仅因为有人进行了测量就会消失？为了应对这种奇怪的状况，休·埃弗雷特在 20 世纪 50 年代末提出了后来成为多重世界诠释的观点（布莱斯·德威特也对这一想法进行了大量发展）。从某种意义上说，多重世界解决方案是一种柏拉图式的解决方案。数学物理保持不变，但我们对现实构成的看法发生了改变。嗯，这是一种轻描淡写——它真的、真的改变了。根据多重世界诠释，波函数从未被中止。每一次测量发生时，世界就会分裂成与波函数中每个项（term）一样多的副本。如果你是进行测量的实验室技术员，你就会分裂成多个副本，整个宇宙也随你一同分裂。在每个副本中，都会记录下不同的测量值。测量之后，每个副本世界都会随着更多量子事件的发生继续演化和分裂。听起来很疯狂，对吧？为什么会有人相信一个无休止地分裂成（据我们所知）不可观测的、略有不同的版本的宇宙呢？在这一点上，作为物理学家或哲学家，你的偏见很可能会显露出来。人们之所以支持多重世界诠释，是因为它的自洽性。它的优势在于它保持了数学的完整性。没有关于意识干扰测量的特殊说辞。没有迹象表明我们对世界的接触是有限的。你有一个漂亮的方程。它描述了物理现实的演化，仅此而已。偏爱多重世界诠释的人，在他们的科学灵魂深处，往往是柏拉图主义者。回想一下，柏拉图认为，在我们所见的世界背后，存在一个由纯粹数学形式构成的理想世界。这一想法与许多理论物理学家的世界观不谋而合。永恒的、不变的数学定律支配着世界。正是这使得物理学如此难以言喻的美丽。有些人，比如马克斯·泰格马克，则将他们的柏拉图主义推向更远——世界不仅仅由数学支配；它就是数学（你可以在我 2008 年 7 月的 DISCOVER 杂志对他的采访中阅读更多关于马克斯的观点）。对许多人来说，无论是否是物理学家，多重世界诠释都显得疯狂。就我个人而言，作为一个天体物理学理论家，我看到了它的吸引力，但仍然对其提出的巨大承诺持怀疑态度。然而，最有趣的地方可能在于，它如何通过将事物推向极端，提出了两个我们能问的最古老、最深刻的问题：什么才是真正存在的，以及我们如何接触到它？
亚当·弗兰克是罗切斯特大学的天体物理学教授，他使用超级计算机研究恒星的形成和死亡。他的新书《永恒之火，超越科学与宗教的辩论》刚刚出版。他将加入 Reality Base，就科学与宗教进行持续的讨论——你可以在此阅读他之前的帖子，并在 Constant Fire 博客 上找到他更多关于科学和人类前景的思考。
