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摘要：“KdSPE”“KdSPs”量子物理学是核爆炸、智能手机和粒子碰撞背后的科学，它因其怪诞性而臭名昭著，例如薛定谔的猫处于半死半活的边缘。通过诉诸量子力学来证明物理学的美，似乎我们牺牲了宇宙的独特性。量子一元论和埃弗雷特的许多世界都是量子力学的预言受到重视。就其本身而言，量子一元论应该被考虑作为现代物理学中的一个关键概念：它解释了为什么“美”被理解为自然界中
“宇宙中最不可理解的东西就是它是可理解的，”阿尔伯特·爱因斯坦曾经说过。然而，如今，宇宙是可理解的，甚至宇宙是独一无二的，这远不是一个共识问题。基础物理学正面临着一个危机，与两个流行的概念有关，这些概念经常被流行词“多元宇宙”和“UnGrimult.”“KDSPE”“KDSPs”多宇宙支持者鼓吹，认为可能存在无数的其他宇宙，他们中的一些人有着完全不同的物理和空间维度的数量；而你、我和其他一切事物都可能以无数的副本存在。”南非宇宙学家乔治·埃利斯认为，多元宇宙可能是物理学中最危险的概念，自从科学早期以来，
就发现了一个不太可能的巧合，促使人们强烈地去解释，一种寻找其背后隐藏原因的动机。一个现代的例子：物理定律似乎被巧妙地调整，以允许存在能发现这些定律的智能生物——一种需要解释的巧合。“KdSPE”“KdSPS”随着多元宇宙的出现，已经改变了：在组成多元宇宙的无数宇宙中，可能不可能出现巧合，它将存在于某处。如果巧合似乎有利于复杂的结构、生命或意识的出现，我们甚至不应该惊讶于发现我们自己存在于一个允许我们存在的宇宙中。但这种“人类推理”反过来意味着我们无法预测任何事情。对于寻找新粒子的CERN物理学家来说，没有明显的指导原则。宇宙的偶然性质背后没有发现任何基本规律。
完全不同但同样危险的另一个挑战是“丑陋的宇宙”：理论物理学家萨宾·霍森费尔德（Sabine Hossenfelder）认为，现代物理学由于对“美”的偏见而误入歧途，导致数学上的优雅，没有任何实验联系的推测性幻想。她认为，物理学已经“迷失在数学中”。但是，物理学家称之为“美”的是结构和对称。如果我们不能再依赖这些概念，理解和仅仅适合实验数据之间的区别就会变得模糊。
这两个挑战都有一定的道理为什么自然法则会在意我发现的美丽？”霍森费尔德问得对，答案是：他们不应该。当然，如果自然是古典的，它可能是复杂的，混乱的和不可理解的。但自然不是。自然是量子力学。虽然经典物理学是我们日常生活中的科学，在那里物体是可分离的，个体的东西，量子力学是不同的。例如，你的汽车状况与你妻子的衣服颜色无关。然而，在量子力学中，曾经处于因果关系中的事物仍然是相互关联的，爱因斯坦把这种关联描述为“远处的幽灵行为”。这种关联构成了结构，而结构就是美。
相反，多元宇宙似乎难以否认。尤其是量子力学似乎对它着迷。用两个狭缝向屏幕发射单个电子会在屏幕后面的探测器上产生干扰图案。在每一种情况下，电子似乎每次都通过这两个狭缝。“KdSPE”“KdSPs”量子物理学是核爆炸、智能手机和粒子碰撞背后的科学，它因其怪诞性而臭名昭著，例如薛定谔的猫处于半死半活的边缘。在量子力学中，不同的现实（如“粒子在这里”和“粒子在那里”或“猫活着”和“猫死了”）可以叠加，如湖面上的波。粒子可以处于“一半在这里一半在那里”的状态。这被称为“叠加”，对于粒子或波，它会产生干涉图样。
最初是用来描述微观世界的，量子力学研究表明，如果大型物体与周围环境足够隔离，它们将在未来几年内统治越来越多的大型物体。然而，不知何故，我们的日常生活似乎受到保护，不会经历太多的量子怪诞：从来没有人见过不死猫，每当你测量一个粒子的位置，你就会得到一个明确的结果。
一个直截了当的解释假设所有可能的选择都实现了，尽管是不同的，平行现实或“埃弗雷特分支”-以休·埃弗雷特命名，他首先倡导了这种被称为量子力学“多世界解释”的观点。埃弗雷特的《多世界》实际上是四分之一多元宇宙的一个例子，如果你从2003年5月开始遵循麦克斯·泰马克的《科学美国人》的特点。另外两个并没有那么有趣，因为一个不是真正的多元宇宙，而是我们宇宙中不同的区域，另一个是基于高度推测性的观点，即物质只是数学。剩下的多元宇宙是“弦理论景观”，我们稍后会回到这里。
通过诉诸量子力学来证明物理学的美，似乎我们牺牲了宇宙的独特性。但这一结论是肤浅考虑的结果。在这幅图中通常被忽略的是，埃弗雷特的多元宇宙不是基本的。正如南加州大学的哲学家大卫·华莱士所坚持的，
要理解这一点，就需要理解量子测量和“远处的幽灵行为”背后的原理。这两种现象的工具是一个被称为“纠缠”的概念，1935年，爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基和纳撒尼尔·罗森指出：在量子力学中，一个由两个相互纠缠的自旋加起来为零的系统可以由两对相反方向的自旋叠加而成，而单个自旋指向哪个方向则是绝对不确定的。纠缠是自然将部分整合为一个整体的方式；成分的个体属性不存在于一个强关联的总系统中。“KdSPE”“KdSPs”每当量子系统被测量或耦合到它的环境时，纠缠起着至关重要的作用：量子系统，观察者和宇宙的其他部分相互交织在一起。从局部观察者的角度来看，信息被分散到未知的环境中，一个被称为“退相干”的过程开始于1970年由H.DieterZeh发现。退相干是经典性的动因：它描述了量子系统与其周围环境相互作用时量子特性的损失。退相干如果能在量子物理学的平行现实之间打开一条拉链，就会起作用。从观察者的角度来看，宇宙和她自己似乎“分裂”成了分离的埃弗雷特分支。观察者观察一只活猫或一只死猫，但两者之间没有任何差别。对她来说，这个世界看起来很经典，但从全球的角度来看，它仍然是量子力学。事实上，在这个观点中，整个宇宙是一个量子物体。
这就是罗格斯大学哲学家乔纳森·谢弗倡导的“量子一元论”进入的舞台。谢弗思考了宇宙是由什么构成的这个问题。根据量子一元论，现实的基本层不是由粒子或弦组成的，而是宇宙本身，宇宙本身不是由构成它的事物的总和，而是一个单一的、纠缠的量子态。
类似的思想在前面已经表达过，例如，物理学家、哲学家卡尔·弗里德里希·冯·魏茨萨克（Carl Friedrich von Weizsäcker）：认真对待量子力学，可以预测出多元宇宙背后一个独特的、单一的量子现实。宇宙微波背景的均匀性和微小的温度波动，表明我们可观测到的宇宙可以追溯到一个单一的量子态，通常与引发原始膨胀的量子场相一致，支持这一观点。
，这个结论延伸到其他多元宇宙的概念，例如在“弦理论景观”的不同山谷中的不同物理定律，或在永恒的宇宙学膨胀中出现的其他“婴儿宇宙”。既然纠缠是普遍存在的，它不会停在我们宇宙的边界上。无论你拥有什么样的多重宇宙，当你采用量子一元论时，它们都是一个整体的一部分：在多重宇宙中的许多宇宙之下，总是有一个更基本的现实层，而这一层是独一无二的。
量子一元论和埃弗雷特的许多世界都是量子力学的预言受到重视。区别这些观点的仅仅是视角：从一个本地观察者的角度来看，看起来像“多个世界”的东西，实际上是从全球的角度来看，一个单一的、独特的宇宙（比如能够从外部观察整个宇宙的人的宇宙）。
换句话说：许多世界是量子一元论的样子就像一个对宇宙只有有限信息的观察者。事实上，埃弗雷特最初的动机是用“宇宙波函数”来发展对整个宇宙的量子描述。这就好像你透过一扇窗向外看：自然界看起来被分成了不同的部分，但这是你的观点的产物。
一元论和许多世界都是可以避免的，但只有当一个人要么改变量子力学的 ... ，其方式通常与爱因斯坦的狭义相对论相冲突，要么如果一个人理解量子力学不是一个关于自然的理论，而是一个关于知识的理论：一个人文概念而不是科学。
就其本身而言，量子一元论应该被考虑作为现代物理学中的一个关键概念：它解释了为什么“美”被理解为自然界中明显独立的领域之间的结构、关联和对称，不是一个“构思不良的审美理想”，而是自然界从单一量子态下降的结果。此外，量子一元论也解除了多重宇宙的荆棘，因为它预言了不仅在一个特定的婴儿宇宙中，而且在多重宇宙的任何一个分支中实现的关联，例如爱因斯坦-波多尔斯基-罗森态中纠缠自旋的相反方向。
最后，量子一元论缓解了实验中的危机基础物理学依靠越来越大的对撞机来研究自然界越来越小的组成部分，仅仅因为最小的组成部分不是现实的基本层。研究量子力学的基础，量子场理论中的新领域或宇宙学中最大的结构可能是同样有用的。“KdSPE”“KdSPS”这并不意味着每一个观察到的巧合都指向物理学的基础，或者说任何美的概念都应该在自然界中实现，但它告诉我们，我们不应该停止寻求。因此，量子一元论有可能拯救科学的灵魂：相信有一个独特的、可理解的和基本的现实。
这篇文章第一次发表在《科学美国人》杂志上。科学美国人。保留在Twitter@SciAm和@SciamBlogs上的所有权利。访问ScientificAmerican获取最新的科学、健康和技术新闻
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