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肖恩·卡罗尔:量子力学与多世界诠释

Sean Carroll: Quantum Mechanics and the Many-Worlds Interpretation

物理学家解释多世界诠释为何更简洁,以及它如何重塑我们对概率与现实的看法。

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牛顿发明了经典力学。你扔一块石头,他能算出石头会飞到哪里。三百年后,我们还在用他这套理论把探测器送上火星。

牛顿自己知道,他的理论里藏着一个解释不了的东西:地球怎么知道九千三百万英里外有个太阳在拉它?

他给出的回答堪称物理学史上最诚实的甩锅:这个问题,我留给后人去想,因为我不知道答案。

牛顿没说出口的那个漏洞

超距作用(action at a distance)让牛顿很不舒服。太阳远在天边,没有绳子,没有弹簧,凭什么隔空对地球施加引力?这在人的直觉层面说不通。

肖恩·卡罗尔(Sean Carroll)在这期访谈里讲了一段很少被提及的细节。牛顿不只是担心超距作用,他还几乎发明了混沌理论。当他用万有引力解释行星运动时,只要算地球绕太阳就够了。可他知道,一旦把木星和土星的引力也算进去,整个太阳系的轨道会乱掉。

牛顿的解决办法是:上帝会时不时出手,把跑偏的行星拨回正轨。这样太阳系才能稳定存在下去。

这听起来像宗教补丁,但它反映了一个真实的困境。当你手里只有一套理论,而这套理论在某些地方明显不够用时,人会本能地找一个外部力量来填坑。牛顿用的是上帝,今天我们用的是别的词。

后人怎么把漏洞补上

大约1800年,拉普拉斯给出了答案。他把牛顿的引力改写成场论。太阳不再隔空拽地球,两者之间弥漫着一个引力场,这个场按照一个方程(拉普拉斯方程)演化,一步步把影响传递过去。

奇妙的地方在于,同一套理论换一种数学语言,做出完全相同的预言。超距作用在牛顿引力里本来就不是必需品,你可以用场来表述它。

爱因斯坦往前走了一步。广义相对论里当然也有场,但多了一样东西:光速。场的变化不能瞬间传遍宇宙。你在这里晃一下,引力扰动以光速向外辐射,这就是引力波。2015年LIGO真的探测到了。

如果最后发现物理学里确实存在超距作用,而这是描述世界最好的方式,那我就按这个方式来。(肖恩·卡罗尔)

卡罗尔这句话可以停下来想一想。他是在说,不要因为直觉上不喜欢某个答案就否定它。牛顿不喜欢超距作用,但他没有因此拒绝自己的理论。这个态度在量子力学里会变得极其重要,因为那里有更多让人本能抗拒的结论。

人类的理解有没有天花板

乔姆斯基有个观点:人的认知能力是进化出来的,受生物学约束,所以存在硬性上限。

卡罗尔不完全同意这个悲观版本。他区分了两件事。

第一,我们有能力做形式化的符号操作。人类跨过了这道门槛,狗和猫没有。一旦你能在脑子里装下一套逻辑结构并操作它,理解就不再依赖“能不能在脑中画出来”。

爱德华·威滕证明的定理涉及上百维的数学空间。他当然没法在脑子里看见那个空间。他做的是数学。但这不妨碍他理解结果。

第二,计算能力有极限,理解能力未必有。没人能心算百万位数的立方根,这是计算限制,不是理解限制。

卡罗尔举了个反问:500年前去问当时最聪明的人“我们是否接近理解自然的极限”,他们会怎么回答?他们连经典力学都还没有,更别说量子力学。

“在所有让我睡不着觉的担忧里,人类理性无法理解世界这一条排名很靠后。”

物理学里最美的想法

卡罗尔选了动量守恒。

亚里士多德在《物理学》里写下一个日常观察:推一下瓶子,瓶子动;松手,瓶子停。这件事在你家客厅里重复无数次,看起来无可辩驳。

亚里士多德由此构建了一整套世界观:万物有各自的本性(nature),有它们想去的地方(目的论,teleology)。你推瓶子,是把它推离了它本该待的位置,所以它要停下来。

这套解释撑了一千五百年。直到有人提出:如果没有摩擦、没有空气阻力、没有耗散,物体的自然状态是以恒定速度一直直线运动下去。

动量守恒。就这么简单。

卡罗尔说,这个想法之所以深刻,跟它对不对是两码事。它换掉了整个提问方式。

在亚里士多德的框架里,你必须问“为什么”。这个东西为什么这样动?它的本性是什么?它的目的是什么?

有了动量守恒,你不需要问为什么。你给我今天世界的状态,我能算出它明天在哪、昨天在哪。它是非人格的,没有目标,不指向任何未来。它只是在按照模式运转。

“这比经典力学或者量子力学本身更深刻,是现代科学得以起步的那个洞见。你不需要本性,不需要目的,你只需要一些模式。”

这个转变花了很久。公元1000年左右,波斯黄金时代的伊本·西那(Ibn Sina)已经接近了这个想法。他设想真空中抛射物会匀速运动。可他并不喜欢这个结论,用法跟薛定谔后来用那只猫一样:你们不会真信这个吧?因为如果真有真空,东西就会永远动下去。

从伊本·西拿到牛顿,又过了六百年。

数学和物理到底是什么关系

卡罗尔给了一个很干净的定义:数学研究所有可能世界的逻辑结构,物理研究我们所在的这一个。

维格纳(Eugene Wigner)问过“数学在物理中为何如此有效”。卡罗尔觉得这个问题问偏了。任何可能的世界,你都能用数学描述。真正让人吃惊的地方在别处:数学简单到能写在一件T恤上。

巨大的信息压缩,而且压缩后的结果在真实世界里成立。

“我们这个世界有个奇怪的事实。你可以希望去解释它,也可以把它当作一个赤裸裸的事实接受下来。”

他倾向于后者。世界存在这件事本身,以及具体的物理定律为什么是这套而不是别的,可能没有更深层的解释。到了某个层面,你只能说:就是这样。

什么是基本的,什么是涌现的

卡罗尔用一张桌子讲清楚了这个问题。

你可以用桌子的语言描述它:高度、宽度、材质、重量、结实程度。这非常有用。

你也可以用原子的语言描述它:一大堆原子按某种方式排列。

区别在哪?把桌子砸碎。你还能用原子的语言描述这堆碎片,但你没法再叫它桌子了。

“理论越基本,它的有效范围就越广。原子的语言比桌子的语言更全面。”

判断哪个更基本,有个可操作的判据:把它拆掉,看哪个描述还能活下来。越基本的东西,能活下来的场景越多。

现在我们知道的层级大致是:细胞、器官比原子分子更涌现;原子分子比量子场更涌现。会不会有底?不知道。卡罗尔猜有,世界总得有个不能再往下问的地方。

回到最开始:量子力学是什么

经典力学里,物体有位置、有速度。你知道所有东西的位置和速度,就能算出一切。

量子力学表面上很像。有一个东西叫量子态或者波函数,有一个方程支配它怎么变。那个方程是薛定谔方程,不是牛顿定律。波函数是个波,严格说是高维向量空间里的一个向量。

麻烦出在第二套规则上。教科书版本的量子力学在薛定谔方程之外,还加了一堆关于“观察”“测量”的规则。

经典力学里没有观察规则。你看一眼,看到什么就是什么,不会改变系统。

量子力学里,测量被赋予了一种根本性的地位。电子在原子里的波函数是散开的云,但你看它的时候,你看到的是一个有确定位置的点。测量瞬间改变了它的状态,而且这个改变会影响它之后的行为。

“这里要小心,因为我们并不一致同意量子力学到底在说什么。所以我说的是教科书版本。”

原子、电子,还有那个愚蠢的名字

原子的概念是化学家先搞出来的。1800年代,他们发现氧化锡有两种,其中一种的氧含量正好是另一种的两倍。为什么是两倍,不是1.5倍?

道尔顿说:因为一种是一个锡原子配一个氧原子,另一种是一个锡原子配两个氧原子。

这是猜测,是假说。但基于这个假说,你能做出新预言。化学家很快相信原子是真的。物理学家慢得多。玻尔兹曼一生都在为原子辩护,因为他在德国工作,那里不流行原子论。

卢瑟福后来发现原子还能再分。原子中心是原子核,由质子和中子组成,质量差不多是电子的八百倍。电子很轻,但原子的化学性质、电、光,几乎全靠电子在工作。

然后问题来了。如果电子像小行星一样绕着原子核转圈,它就会辐射电磁波。你可以算它多久会螺旋坠入原子核:10的负11次方秒。一千亿分之一秒。

“所以这个图像肯定不对。”

另一边,人们已经知道光(公认的波)有粒子性质。那反过来,公认的粒子(电子)会不会有波的性质?

于是有人提出:别把电子想成绕圈的小点,把它想成弥散的波。他们给这个东西起名叫波函数。

卡罗尔的评价:宇宙中最深刻的东西之一,得了个世界上最蠢的名字。

波函数的意思是:空间每一点上有一个数,代表电子在那里的波函数值。

而且只有一个波函数。两个电子各自有一个波函数,这种说法是错的,它们共享一个联合波函数。再往外推,整个宇宙只有一个波函数。

纠缠:量子力学里最不像经典的地方

按教科书说法,波函数平方一下,得到的是在那个位置观察到系统的概率。

两个电子共享一个波函数,这个波函数告诉你同时观察两个电子会得到什么的概率。

可以设计出这样一种状态:你不知道任何一个电子会在哪被看到,但你知道它们一定会在同一个地方被看到。

这就是纠缠。它里面有一个条件句:如果我在某个位置看到其中一个,我就知道另一个在做什么。

经典力学里没有这种事。两个粒子就是分开的,你对一个的无知和对另一个的无知是独立的两件事。

有个常见的误解,以为纠缠和距离有关。并没有。两个电子可以完全纠缠,也可以完全不纠缠,跟它们相距多远没有关系。

但在量子场论的图像里,空间本身充满了振动的场。两个靠得很近的场会高度纠缠,离得远就不纠缠。这是场与场之间的纠缠,跟单对粒子的纠缠是两回事。

“空无一物的空间”其实不空。就在你现在坐的位置,有一个引力场,你扔个东西就能探测到它。你看不见它,但它在。

希尔伯特空间和熵,用日常语言说清楚

希尔伯特空间是所有可能波函数的空间。它是一个抽象空间,跟我们在里面生活的三维空间没有直接关系。

维度是什么意思?就是你需要给我多少个数字,才能完整指定系统的状态。

经典力学里,位置是三个数。加上速度,又是三个数。这叫相空间,六维。如果还有朝向,再加三个。

信息越多,抽象空间的维度越高。

熵是什么?一个粗略但好用的说法:它衡量我们对系统状态有多少不知道。

一瓶水,你知道总体积、温度、压强。但你绝对不知道每个水分子确切的位置和速度。这部分未知信息,就是熵在刻画的东西。

希尔伯特空间越大,系统可能拥有的熵上限越高。

无穷,只有三个简单的数

卡罗尔说了一句很有意思的话:简单的数只有三个。零、一、无穷。

三百一十八这个数很古怪,你需要很多比特才能说清它是多少。但零、一、无穷,一旦你有了三百个东西,你其实和有无穷个东西差不多,除非你能说出在哪停下来。

“所以从某种意义上说,无穷是一个非常自然的、东西存在的数量。”

很多人把无穷当成数学家的方便工具,一种为了让公式收敛而临时塞进去的东西。卡罗尔的意思是反过来的:只要你不给东西设上限,无穷就是默认结果。

你写五行代码,问它跑多久会停。答案是永远。你没打算引入无穷,无穷自己找上门来。

测量问题:教科书留了个洞

教科书量子力学把世界分成两半:被观察的系统,和观察者。系统按薛定谔方程演化,但一测量,波函数坍缩,你看到一个确定结果。

这个“坍缩”是什么?教科书没说。它只是把测量当作一个不加解释的原始概念塞进公理,然后所有的计算都围着它转。

卡罗尔的态度很明确:测量和观察者不会在最终物理定律里扮演基本角色。理由很朴素,到目前为止所有证据都指向这个方向。

“如果观测真的在实在的本质里扮演基本角色,那会酷到爆炸。但我没看到任何证据。”

那怎么办?换一个不需要测量假设的解释。

埃弗雷特只说两件事

1950年代,普林斯顿的研究生休·埃弗雷特三世(Hugh Everett III)提出一个极简方案。

第一,你,观察者,也是一个量子系统。你没什么特别的。你是一堆原子,你有波函数,你服从薛定谔方程,跟别的东西一样。

第二,当你以为自己在测量时,实际发生的是你与那个东西发生了纠缠。

电子波函数散在多个位置。你看它,只看到一个位置。真实发生的过程是这样的:电子仍然在所有位置,但它现在与你的波函数纠缠在一起。波函数的一部分说“电子在这里,你认为你在这看到了它”,另一部分说“电子在那里,你认为你在那看到了它”。

这些不同的部分一旦产生,就不再互相交流、不再互相影响。它们像是彼此分离的世界。

“埃弗雷特做的与其说是物理,不如说是心理治疗。他说:没事的,你不需要那些额外规则,你只需要相信薛定谔方程。代价是外面有一大堆额外的世界。”

整个理论就这么多。剩下的所有工作,都是如何把这个数学映射到我们观察到的现实上。

怎么切分世界?怎么区分系统和环境?环境就是你没在追踪的所有自由度。你测一瓶水,追踪体积和温度,不追踪每个分子、每个光子、房间里每个空气分子。那些就是环境。

世界什么时候分裂?当一个处于叠加态的量子系统与环境发生纠缠的时候。不需要有观察者在场。

分裂,不是复制

很多人担心能量守恒:凭空多出一个世界,能量从哪来?

卡罗尔说这个问题有确定答案,而且毫无争议:能量守恒,多世界不违反它。

问题出在“复制”这个词上。用“分裂”更准确。

画一个X轴和Y轴,画一个长度为一、角度45度的向量。你可以把它写成两个向量的和,一个沿X,一个沿Y,每个长度是根号二分之一。

一个箭头写成两个箭头,总长度没变。这只是换了一种描述方式。

宇宙的波函数是一个大向量。分裂的时候,向量被拆成几部分,总量守恒。宇宙被拆分成了两份更瘦的,总量没变。凭空多出一份的那种图像,在数学上找不到依据。

“在其他问题上我承认有合理的疑问,比如概率到底从哪来。但能量守恒这个问题,我们知道答案。”

为什么多世界让人不舒服

卡罗尔区分了两种简单性。

理论本身的简单性:这个理论按自己的规则描述世界有多简洁。多世界在这里赢了,它只有波函数和薛定谔方程。

映射的简单性:把这个数学形式对应到我们看到的世界上有多容易。牛顿力学在这项上得分很高,瓶子就在那,质心就在那。广义相对论难一点,时空曲率不太好想象。量子力学很难。多世界最难。

“所有研究多世界的工作,都花在如何把它映射到我们观察到的世界上。所以对它感到不爽是完全正当的。但如果没有替代方案,而这个理论一直管用,你最终应该克服这种不爽。”

问题是,现在有替代方案。

辩论台上的三个领跑者

把量子力学解释放到辩论台上,会有十几个候选人,但只有三个领跑者。

第一个是埃弗雷特的多世界。只有波函数,永远服从薛定谔方程。

第二个是隐变量理论。波函数是真的,可它不构成实在的全部。还有别的东西,最简单的版本里是粒子。量子系统看起来既像波又像粒子:多世界说它真的是波、在某些观测条件下看起来像粒子;隐变量说它真的是既有波又有粒子,粒子被波函数推着走。麻烦在于,加上量子场论和量子引力之后,这套理论变得极其难搞。

第三个是自发坍缩理论。每个粒子每秒钟都有一个小概率,波函数自发坍缩。对单个粒子来说这个概率小到几亿年才发生一次。但一张桌子里有远远超过一亿个粒子,而且它们互相纠缠。一个坍缩,会把周围全带下去。彭罗斯还有一个变种:当波函数两部分的引力差异大到一定程度,波函数自动坍缩。

还有第四个类别,认识论解释(epistemic interpretations)。它说波函数根本不是对实在的描述,只是预测实验结果的工具。两个人对同一个系统可以有不同的波函数,因为他们知道的东西不同。

麻烦在于:那它在预测什么?如果波函数不描述任何实在的东西,预测的对象是什么?认识论解释在这里选择不回答。

卡罗尔为什么站在多世界这边

两个理由。

第一,它最简单。最赤裸、最精简、最纯粹的量子力学。卡罗尔愿意在“把形式映射到现实”上花大力气,不愿意把形式本身搞复杂。

第二,也是更实用的理由:其他所有版本都带着经典力学的包袱。

隐变量理论需要预设粒子在空间里的位置。自发坍缩理论需要预设某种经典时空背景。当你研究量子引力、时空涌现、全息术的时候,这些预设会变成障碍。

“多世界是即插即用的。你给我一个理论,我就能给你它的多世界版本。其他解释每换一个系统,你都得从头搭一遍。”

所以在时空的经典描述明显失效的地方,应该从最量子的那个理论出发,往上搭时空的模型。

时空可能只是近似

爱因斯坦1915到1916年把广义相对论写成最终形式。引力是时空的弯曲,有一个场遍布宇宙,告诉我们时空弯了多少。这个场完全是经典的。

我们有一个算法,可以把经典理论量子化。量子电动力学就是这么来的。但这个过程会遇到无穷大,费曼、施温格、朝永振一郎拿了诺贝尔奖教我们怎么处理,威尔逊又拿了一个奖说这些无穷大本来就不该让你担心。

于是大家以为,量子引力也可以这么搞:从经典广义相对论出发,量子化它。

但引力的无穷大比电磁学的顽固得多,至今没能成功。而且有证据表明,量子引力根本不是场论。它带着某种我们还不理解的非局域特征。这个线索来自黑洞、霍金辐射和信息守恒。

如果基本理论连局域性都不是,那你根本不知道该从哪个经典前身出发去量子化。

“唯一合乎逻辑的做法是反过来:从内禀量子的东西开始,看能不能找到经典极限。”

黑洞把局域性逼到墙角

局域性是牛顿那个老问题的答案。场在这里的值,只直接取决于紧挨着它的那些点的值。那些点又取决于它们的邻居。影响可以跨越空间,但每一步都是局部的。

这个原则写进了每一个场论,包括广义相对论。

黑洞让它出了问题。霍金告诉我们黑洞会辐射,最终蒸发掉。如果你用某种东西造一个黑洞,然后让整个系统按薛定谔方程演化,理论上你能预言它最后变成什么。已经有很好的论证表明,这件事没法在保持局域性的同时完成。信息似乎以非局域的方式散布出去了。

全息原理说的就是这个。从外部观察者的角度看,落入黑洞的所有信息被抹在视界上,一个二维表面编码了整个三维内部。

还有一个配套的概念叫互补性。没有唯一正确的方式描述黑洞内部发生了什么。不同观察者会给出不同描述,都准确,但听起来互相矛盾。这个词是从玻尔那里借来的:你可以测位置,也可以测动量,不能同时测。

我感到解放。空间只是一个很好的近似。一旦你开始量子化引力,这件事迟早会成立。(肖恩·卡罗尔)

时间之箭是涌现的,时间不是

这里要分清两个东西。

时间和时间的箭头,是两件事。空间没有箭头,你不会觉得空间必须有个方向。时间可以有箭头,也可以没有。

如果宇宙处在一个热平衡态,没有时间箭头,但时间仍然存在,此刻和未来仍然有区别。

时间箭头是过去和未来的差别。它来自初始条件。

基本定律完全可逆。给我某一刻宇宙的状态,我既能往前算也能往后算。定律里没有箭头。

但140亿年前大爆炸附近的初始条件很特殊:熵极低。从那以后熵一直在增加,宇宙变得更无序、更混乱。这是热力学箭头。

在量子力学里,特殊初始条件表现为:波函数最初只有一个分支,然后宇宙一直在分支,分支越来越多。

“这是同一种箭头。物理定律可逆,特殊初始条件制造了方向。”

卡罗尔说时间之箭是涌现的,时间本身他没这么说。这两者常被混为一谈。

这些理论怎么检验

多世界的检验方式很间接。如果有实验发现波函数会自发坍缩,那么多世界就被排除了。这类实验正在进行。

隐变量理论呢?有一个定理似乎表明它的预言永远和多世界一样。卡罗尔对这个定理有点怀疑,他说自己还没把它内化成直觉的一部分,可能还有漏洞。

除此之外,就只剩“量子力学一路到底”。科学记者喜欢写那种标题惊悚的文章:“量子力学被证明比我们想的更神奇”。其实还是1926年那套量子力学。

时空涌现那边完全不同。理论还在极原始的阶段,甚至还没有一个能写下来、像样的、诚实的理论。所以完全可能存在我们还没想到的实验预言。

需要极大尺度,或者极快,或者极高能量。不知道。

有一种可能:不同波长的光速度不同。这跟超光速无关,是光速本身随波长变化。如果真的存在,那是对现有物理的剧烈违反。但它不是理论的必然预言,问题就在这里,理论还不够成熟,说不出确定的话。

量子力学和意识基本没关系

“量子”这个词被滥用到除了量子力学以外的所有地方。卡罗尔对此很直接。

心智是相当经典的东西。不敢百分百确定,但不认为纠缠这类现象对人类心智或意识是关键的。

他是彻底的物理主义者。没有独立的心智状态或心智属性,它们都是涌现的,就像时空一样。时空已经够难理解了,意识还没被理解,这丝毫不让人意外。

有人会问,如果观测在物理里是基本的,那意识会不会也是基本的?卡罗尔的回答是:完全可能,但我不为此花时间。他的判断依据始终是同一条,到目前为止证据都指向另一个方向。

做播客这件事

卡罗尔的播客叫 Mindscape。Lex 说这是他最喜欢的科学播客之一,因为卡罗尔不止讲物理,还会跑到自己专业之外去问真正的问题。

卡罗尔承认,做播客的初衷有点自私:家里堆了一摞没读的书,找不到时间读。采访作者能逼自己读。

“这个方法完全有效。现在我有点烦人们写那么长的书。”

他说自己在学习怎么当一个好采访者。问题问得好,但一来一回的节奏还在练。有的对话他几乎不说话,有的他说了一半时间,中间有个最佳点。

他学到最多的,恰恰是那些跟物理、哲学无关的话题。和温顿·马萨利斯聊爵士,和侍酒大师聊葡萄酒,和威尔·威尔金森聊党派极化与城乡分裂,和心理学家聊认知失调。

还有一次和斯科特·德里克森(《奇异博士》导演)聊了一整集大片制作流程。德里克森是福音派基督徒,他们也聊了实在的本质。卡罗尔说,他还想再请几位真正懂神学的有神论者来聊,只是还没安排上。

他零兴趣请那种专门来被羞辱的靶子。不请地平说的人来“打脸”,不请江湖骗子。

“我愿意请我不同意的人,但只请那些我认为听众能从中学到东西的人。”

Lex 问他,有没有一些对话他希望卡罗尔多反驳几句,听众会更爽。卡罗尔说这取决于嘉宾。和大卫·查尔默斯(David Chalmers)分歧很大,他会说清楚自己为什么不同意,但不会纠缠,因为“我每周都有一集,你只上一次”。和菲利普·戈夫(Philip Goff)那集就真的杠上了,因为对方想杠。

这里有个分寸问题。争论好看,前提是双方对彼此有基本的智力尊重。卡罗尔说他只想让双方都把话讲清楚,不想为了节目效果制造冲突。

Lex 还抛了一个更难的判断题:如果有人接受进化论的基本框架,但认为寒武纪大爆发这类现象现有理论解释不了,那他是跳出框架的思考者,还是披着科学外衣的怪人?

卡罗尔坦言这问题他没有满意答案。离自己专业越远,判断越难。他说自己得去问那些他尊重、又真的懂行的人。而且他提醒了一句:物理学家有时对异见过于轻蔑,生物学家也一样。

这本关于量子力学的书

新书叫《Something Deeply Hidden》。Lex 在开头说,听卡罗尔讲纠缠、互补性、时空涌现,让他想起鲍勃·罗斯(Bob Ross)教人画画的老电视节目。

卡罗尔是理论物理界的鲍勃·罗斯。这个比喻挺准,因为他的核心能力就是把极其抽象的东西讲到你能在脑子里搭出一个粗糙但有用的模型,然后告诉你哪里粗糙、为什么粗糙、哪些地方我们其实还不知道。

他没有假装量子力学已经被完全理解。他反复说“我们不知道”“这不是板上钉钉”“我可能是错的”。这种诚实比任何自信的断言都更有说服力。

访谈里他提到一个细节:如果有人问牛顿怎么看这本书,可能要花几个月补课。但也可能牛顿有心理障碍,根本没法用这种方式看世界。毕竟他写圣经和炼金术的篇幅远多于物理。

而伽利略,虽然比牛顿早,反而是更现代的思想者。把他带到今天,六个月就能跟上进度,然后跑到你办公室说你最新那篇论文哪里错了。

可以带走的东西

这期对话信息密度很高,散场之后能真正用上的,大概是下面这几条。

  • 遇到一个反直觉但极其成功的理论,先别用直觉去否它。牛顿不喜欢超距作用,但没因此扔掉自己的方程。后人花了两百年发现,超距作用本来就不是必需品。直觉该更新的时候要更新,但在那之前别让它挡住路。
  • 区分“理论本身简单”和“理论映射到现实简单”。多世界在第一条上赢了,第二条上输了。你做技术选型时也会碰到同一种取舍:架构优雅但落地痛苦,还是架构笨重但心智负担小。搞清楚自己在优化哪一项。
  • 判断一个描述是基本还是涌现,有个可操作的检验:把它拆掉,看这个描述还成不成立。桌子砸碎了就不是桌子,原子还是原子。越基本的东西,能活下来的场景越多。
  • 别把“测量”当成理所当然的原始概念。任何理论里出现一个不加解释的黑箱,都值得追问它背后是什么。教科书量子力学把测量放进公理,埃弗雷特把它拆掉了,换来一个更简洁但更反直觉的世界图景。
  • 无穷是你不设上限时的默认结果。问“这个系统会跑多久”,答案可能就是永远。接受这一点,比硬给它安一个上限更接近真相。
  • 时间箭头和时间的区别值得记住。定律可逆,方向来自初始条件。你在生活里看到的所有“不可逆”,多半也来自某个特殊的起点,定律本身没有在推你。
  • 如果要做内容,卡罗尔那条经验可以直接抄:请那些你不同意但有真本事的人,只请那些听众能学到东西的人。争论本身不是目的,让双方都把话讲清楚才是。
  • 判断自己是不是碰到了认知天花板,可以先问一句:我是在计算上做不到,还是在理解上做不到?这两件事完全不同。威滕看不见上百维空间,但他能理解它。

最后留一个卡罗尔式的态度。他说,在所有让他睡不着的担忧里,人类理性不够用这一条排名很靠后。500年前最聪明的人也以为自己快到头了,结果他们连经典力学都还没有。

我们大概率也还没到头。

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