新華社倫敦12月22日電 科普丨量子科學帶來的“腦洞”：我們能否前往“平行宇宙”？

　　新華社記者 郭爽

　　2025年是量子力學誕生100周年，也是聯合國確定的“國際量子科學與技術年”。一個世紀以來，量子科學不僅顛覆了人類對客觀世界的根本認知，更成為科幻作品取之不盡的靈感富礦。

　　一些科幻作品推出了“平行宇宙”的設定。事實上，這並非天馬行空的杜撰概念，而是一個在量子物理學界長期激辯的嚴肅話題。

　　是優雅的理論，還是奇幻的假設？儘管量子力學“多世界詮釋”理論尚無定論，但也許當我們開始思考“另一個我”時，就已經邁出了探索量子世界哲學內涵的第一步。

　　從“測量問題”到“多重世界”

　　上世紀50年代，美國物理學家休·埃弗裏特提出了這一顛覆性的理論，試圖解決一個長期困擾量子物理學家的概念——“測量問題”。

　　在微觀層面，電子等量子系統可以同時處於兩種狀態（疊加態），直到被觀測的一瞬間才會“坍縮”成一種確定狀態。這一現象的傳統解釋是“哥本哈根詮釋”，即未被觀測到的電子處於一種模糊的量子態，這種狀態僅由概率描述；直到測量發生時，電子的狀態才最終確定為其中一種。

　　但埃弗裏特提出了一個更大膽的假設：電子實際上同時存在於兩種狀態中，觀察者只能看到其中一種狀態——宇宙在觀測的那一刻“分叉”了。宇宙中所有粒子的無數量子態創造了無限多個宇宙，因此存在着“多重世界”。

　　最“優雅”的解釋？

　　雖然聽起來像天方夜譚，但“多世界詮釋”在學術界擁有一批堅定的擁躉。曾擔任科幻電影科學顧問的理論物理學家、美國約翰斯·霍普金斯大學教授肖恩·卡羅爾認為，這是目前對量子力學“最優雅、最簡單”的解釋，因為它不需要引入額外的“坍縮”規則，且完美契合數學公式。

　　一些研究者認為不同“世界”（量子分支）之間可能發生相互作用。英國牛津大學物理學家戴維·多伊奇甚至認為，量子計算機之所以擁有超越經典計算機的算力，正是因為它們能夠有效地在多個宇宙中並行執行常規計算。

　　然而質疑聲從未停止。諾貝爾物理學獎得主、英國科學家羅傑·彭羅斯就曾明確&&“我們應該放棄多世界理論”。美國路易斯安那州立大學巴吞魯日分校的理論物理學家若熱·普林認為，這一理論面臨一個致命的邏輯硬傷：如果這些“多世界”之間無法相互作用，那意味着該理論既無法被證實，也無法被證偽。

　　為了紀念量子力學誕生百年，英國《自然》雜誌今年早些時候開展的一項大規模調查顯示，“多世界詮釋”目前是第三受歡迎的理論，而“哥本哈根詮釋”則排行第一。

　　“而這些理論之所以被稱為‘詮釋’，是因為它們目前仍停留在哲學層面，本身並不提出對實驗現象的不同的預測。我認為，21世紀物理學的最大課題之一，就在於發現能夠超出現有的量子測量理論框架的新物理現象。”美國加州理工學院物理學家陳雁北教授對新華社記者説。

　　怎樣抵達“平行宇宙”？

　　如果平行宇宙真的存在，又會是怎樣的？

　　“現實中的平行宇宙可能相當無聊。”卡羅爾在接受《自然》採訪時解釋説，因為每個宇宙的差異僅僅在於一些亞原子粒子，它們擁有相同的物理定律和相同的人類，彼此之間並沒有那麼巨大的差異。

　　也就是説，平行世界多半看起來會與我們的世界驚人相似——也許在那個世界裏，你吃的早餐是油條而不是花卷，但物理定律和人類社會依然照舊。

　　在科幻影視中，現實世界的人物可以通過“傳送門”進入平行宇宙，而且大多數能幾乎毫發無損地回來。但科學界普遍認為，物理定律會阻止我們宇宙中的任何人前往“平行宇宙”，不同宇宙之間的“物理隔離”是絕對的。

　　卡羅爾認為，就“多世界詮釋”而言，一個世界發生的事情幾乎不可能對另一個世界産生任何影響——更何況是一個人來回“串門”。

　　儘管不少科幻作品為劇情而“魔改”了物理定律，但科學家們普遍對此持寬容態度。專家指出，這些作品雖然不是教科書，但它們成功地將深奧的量子力學概念植入大眾文化，激發着人們對科學探索的熱情。在某種意義上，這也許是我們前往“另一個世界”的途徑。