本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
如果没有人关注量子力学，它会很奇怪吗？现在很多人都在关注它，他们似乎都同意它很奇怪。几本新书探讨了这个话题，包括菲利普·鲍尔的《超越怪异》，亚当·贝克的《什么是真实？》（参见詹姆斯·格雷克的评论和大卫·阿尔伯特的评论）以及吉姆·霍尔特的《当爱因斯坦与哥德尔同行》（参见“爱因斯坦，‘幽灵般的超距作用’和空间的实在性”章节）。《大众科学》发表了几篇关于量子怪异现象的专栏文章，包括鲍尔的“量子物理学可能比你想象的更怪异”和伯纳多·卡斯特鲁普合著的“理解量子力学的含义”。在量子讨论中经常被引用的两位物理学家是约翰·惠勒和大卫·玻姆，我在 1990 年代初期采访过他们，并在《科学的终结》中写过他们。我认为我对这些物理学家的介绍可能有助于当前的量子辩论。以下是我（略经编辑）对惠勒的介绍，他于 2008 年去世。我很快会发布关于玻姆的文章。约翰·霍根
约翰·阿奇博尔德·惠勒，典型的面向诗人的物理学家，以他的类比和格言而闻名，这些类比和格言有的是他自己创造的，有的是他借用的。1991 年春日温暖的一天，我在普林斯顿采访他时，他赐予我的名言包括：“如果我无法想象它，我就无法理解它”（爱因斯坦）；“一神论[惠勒名义上的宗教]是用来接住坠落基督徒的羽绒床”（达尔文）；以及“如果你在一天中没有发现奇怪的事情，那么这一天就没什么意义”（惠勒）。
“我确实百分之百认真地对待世界是想象的产物这一想法。”约翰·惠勒（1911-2008）。图片来源：普林斯顿大学
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惠勒也以他的充沛精力而闻名。当我们离开他在三楼的办公室去吃午饭时，他拒绝了电梯——“电梯对你的健康有害”，他宣称——并冲下楼梯。他将一只手臂钩在栏杆内，在每个平台处旋转，让离心力带着他绕过急转弯并下到下一段楼梯。“我们有比赛看谁下楼梯最快，”他越过肩膀说。在外面，惠勒与其说是走路不如说是行军，他的拳头有节奏地有力地摆动着。只有当他走到门口时他才会停下来。他总是第一个到达那里，并为我猛地拉开门。穿过门口后，我出于本能的尊重停了下来——惠勒已经快 80 岁了——但片刻之后，他就超过了我，朝着下一个门口冲去。
这个隐喻太明显了，我几乎怀疑惠勒是故意的。他一生都在其他科学家之前奔跑，并为他们敞开大门。他帮助赢得了一些科学界最离奇的想法的认可——或者至少是关注——从黑洞到多重宇宙理论。如果惠勒没有如此无可辩驳的资历，他可能会被视为古怪。在他 20 多岁的时候，他前往丹麦在尼尔斯·玻尔手下学习（“因为他比任何人都看得更远”，惠勒在他的奖学金申请中写道）。1939 年，玻尔和惠勒发表了第一篇用量子术语解释核裂变的论文。玻尔还教导惠勒“要为惊喜做好准备，而且是一个非常大的惊喜。”
二战后，惠勒成为广义相对论的权威。他在 1960 年代后期创造了“黑洞”这个词，并帮助天文学家相信这些奇异的、无限密集的物体可能确实存在。他也越来越被量子物理学的哲学含义所吸引。最广为接受的对量子力学“意义”的解释是所谓的正统解释（尽管“正统”对于如此激进的世界观来说似乎是一个奇怪的描述）。也被称为哥本哈根解释，因为玻尔在 1920 年代后期在哥本哈根就此进行了讲座，它认为我们无法明确基本现实的本质。亚原子实体存在于许多可能的“叠加”状态的概率性边缘状态，直到它们被测量行为带入焦点。
惠勒是最早提出现实可能并非完全是物理的著名物理学家之一；在某种意义上，我们的宇宙必定是一种需要观察行为——因此也需要意识本身——的“参与性”现象。惠勒还引起了人们对物理学和信息论之间有趣的联系的关注，信息论是由数学家克劳德·香农于 1948 年发明的。正如物理学建立在基本实体——量子——之上，量子由观察行为定义，信息论也是如此。它的“量子”是二进制单位，或比特，它是一条消息，表示两个选择之一：正面或反面，是或否，零或一。
在构思了著名的双缝实验的修改版本后，惠勒更加深信信息的重要性，该实验证明了量子现象的精神分裂性质。当电子射向包含两条狭缝的屏障时，电子表现得像波；它们同时穿过两条狭缝，并在撞击屏障远侧的探测器时形成称为干涉图案的图案，该图案由波的重叠产生。然而，如果物理学家一次关闭一条狭缝，电子就会像简单的粒子一样穿过打开的狭缝，干涉图案就会消失。
在惠勒的版本中，称为延迟选择实验，实验者在电子已经穿过屏障之后决定是保持两条狭缝都打开还是关闭其中一条——结果相同。电子似乎提前知道物理学家将如何选择观察它。这项实验在 1990 年代初期进行，并证实了惠勒的预测。
惠勒用另一个类比来解释这个难题。他将物理学家的工作比作玩“惊喜”版 20 个问题游戏的人。在这个旧游戏的变体中，一个人离开房间，而其余的人——或者至少被排除在外的人认为是这样——就某个人、地点或事物达成一致。然后他重新进入房间，并尝试通过一系列只能用“是”或“否”回答的问题来猜测他们心里想的是什么。
但是，猜谜者不知道的是，小组已决定捉弄他。第一个被询问的人只会想到一个物体，并在提问者提出问题后回答问题。之后的每个人都会这样做，确保他的回答不仅与直接问题一致，而且与之前的所有问题也一致。
“当我进来时，这个词并不在房间里，即使我以为它在，”惠勒解释说。同样，在物理学家选择如何观察电子之前，电子既不是波也不是粒子。在某种意义上，它是虚幻的；它存在于不确定的边缘状态。“直到你开始提出问题，你才会得到一些东西，”惠勒说。“只有当你提出问题时，情况才能表明自身。但是提出一个问题会阻止和排除提出另一个问题。”
惠勒将这些想法浓缩成一个类似于禅宗公案的短语：“比特生万物”。在他的自由形式的文章之一中，惠勒对这个短语进行了如下解释：“……每一个‘物’——每一个粒子，每一个力场，甚至时空连续体本身——都完全地——即使在某些情况下是间接地——来源于对是或否问题、二元选择、比特的仪器引发的答案，从而获得其功能、意义和存在本身。”
受惠勒的启发，物理学家和其他研究人员在 1980 年代后期开始探索信息论和物理学之间的联系。弦理论家试图用弦将量子场论、黑洞和信息论结合在一起。惠勒承认，这些想法仍然很原始，尚未准备好进行严格的测试。他和他的探险家同伴仍然在“试图了解地形”和“学习如何用信息论的语言表达我们已经知道的东西”。惠勒说，这种努力可能会走向死胡同，也可能会带来对现实的强大新愿景，“整个表演”。
惠勒强调，科学还有许多谜团需要解释。“我们仍然生活在人类的童年时代，”他说。“所有这些地平线都开始在我们这个时代亮起来：分子生物学、DNA、宇宙学。我们只是寻找答案的孩子。”他端出了另一句格言：“随着我们知识岛屿的增长，我们无知的海岸线也在增长。”然而，他也深信，我们终有一天会找到“答案”。
惠勒突然跳起来，拉下一本他在 1980 年代后期与人合著的关于引力的厚重黑书。他翻到书的最后一页，念道：“总有一天，我们肯定会看到存在的潜在原理是如此简单、如此美丽、如此引人入胜，以至于我们都会对彼此说，‘我们怎么会如此愚蠢这么久。’”惠勒从书本上抬起头，表情庄严。“我不知道是一年还十年，但我认为我们能够而且将会理解。这是我想坚持的核心。我们能够而且将会理解。”
惠勒指出，许多现代科学家都和他一样相信人类终有一天会找到解开存在之谜的钥匙。库尔特·哥德尔，惠勒在普林斯顿的前邻居，认为钥匙可能已经被发现了。“他认为，也许在莱布尼茨的论文中，在他那个时代，这些论文仍然没有被完全发掘出来，我们会找到——这个词是什么——哲学家的钥匙，找到真理并解决任何难题的神奇方法。”哥德尔认为，这把钥匙“会给理解它的人带来如此强大的力量”，以至于只有“品德高尚的人”才应该拥有它。
然而，惠勒的导师玻尔显然怀疑科学或数学是否能实现这样的启示。玻尔去世后，他的儿子告诉惠勒，他的父亲认为，对物理学终极理论的探索可能永远无法得出令人满意的结论；随着物理学家试图进一步深入自然，他们将面临越来越复杂和困难的问题，这些问题最终会让他们不堪重负。“我想我比他更乐观，”惠勒说，“但也许我是在自欺欺人。”
具有讽刺意味的是，惠勒的“比特生万物”暗示最终理论将永远是一个海市蜃楼，真理是创造出来的，而不是客观地领悟到的。他的观点危险地接近后现代主义，或者更糟。在 1980 年代初期，美国科学促进会年会组织者将惠勒与三位通灵研究者安排在同一个项目中。惠勒勃然大怒。在会议上，他明确表示，他不认同他的共同演讲者对超自然现象的信仰。他散发了一份小册子，其中提到通灵研究，宣称：“哪里有烟，哪里就有烟。”
但惠勒自己也暗示，除了烟什么都没有。“我确实百分之百认真地对待世界是想象的产物这一想法，”他在 1985 年对物理学家/科学作家杰里米·伯恩斯坦说。惠勒一定知道这种观点违背常识：当宇宙诞生时，思想在哪里？在我们出现之前的数十亿年里，是什么维持了宇宙？尽管如此，他还是勇敢地为我们提供了一个可爱而令人不寒而栗的悖论：一切事物的核心是一个问题，而不是一个答案。当我们向下窥视物质的最深处或宇宙的最远边缘时，我们最终会看到我们自己困惑的面孔在回望着我们。
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另请参阅与物理学家马塞洛·格莱泽、大卫·多伊奇、史蒂文·温伯格、乔治·埃利斯、卡洛·罗韦利、爱德华·威滕、斯科特·阿伦森、萨宾娜·霍森菲尔德、普里亚姆瓦达·纳塔拉詹、加勒特·利西、保罗·斯坦哈特和李·斯莫林的问答。