2025年是量子力学诞生100周年,同时也是联合国确定的“国际量子科学与技术年”。一个世纪以来,量子科学不仅深刻改变了人类对客观世界的理解,也成为科幻创作的灵感源泉。
一些科幻作品提出了“平行宇宙”的设定。实际上,这一概念并非纯属虚构,而是在量子物理学界长期讨论的严肃话题。
上世纪50年代,美国物理学家休·埃弗里特提出“多世界诠释”,试图解决量子力学中的“测量问题”。在微观层面,电子等量子系统可同时处于多种状态(叠加态),直到观测时才“坍缩”成某一状态。传统“哥本哈根诠释”认为,未被观测的粒子状态由概率描述,而埃弗里特认为,每次观测会导致宇宙分叉,所有可能的量子态在不同的平行世界中同时存在。
“多世界诠释”在学术界有支持者,也存在质疑。美国约翰斯·霍普金斯大学教授肖恩·卡罗尔认为,该理论是目前最优雅的量子力学解释,符合数学公式且无需引入坍缩规则。英国牛津大学物理学家戴维·多伊奇指出,量子计算机的超强算力可能源于在多个宇宙中并行运算。
与此同时,诺贝尔物理学奖得主罗杰·彭罗斯和美国理论物理学家若热·普林对该理论持质疑态度,认为“多世界诠释”难以被证实或证伪。英国《自然》杂志近期调查显示,该理论在科学界受欢迎程度位列第三,而“哥本哈根诠释”仍为主流。
关于平行宇宙的实际存在与可能性,卡罗尔认为,如果存在,其差异可能仅体现在亚原子粒子层面,现实世界与平行世界差异有限。科学界普遍认为,物理定律阻止人类跨宇宙往返,现实中的“传送门”式穿越几乎不可能实现。
尽管如此,科幻作品通过对量子概念的创意演绎,激发了公众的科学兴趣和哲学思考,为量子科学的普及和科普教育提供了独特途径。