爱因斯坦错了，牛顿错了，伽利略错了

作为爱因斯坦的追随者，我同样相信量子力学背后还有更深层次的理论。所以，自学生时代开始，我便尝试发明隐变量理论。每隔几年，我就会把手头的研究放到一旁，开始尝试解决这一关键难题。多年以来，我致力于研究一条新的隐变量理论途径，它的基础是普林斯顿大学的数学家爱德华·尼尔森（Edward Nelson）的隐变量理论。我的这些尝试常常奏效，但得到的理论总包含一个不自然的元素：理论只能在精细平衡某些相互作用的情况下，重现量子力学的预测。2006年，我撰文解释了这个不自然元素背后的技术原因，^[8]随后便将这一方法放弃。

2010年初秋的一个下午，我来到咖啡馆，打开记事本，翻到了新的一页，回想了自己为了超越量子力学所作的种种失败尝试。一个名为“系综诠释”（ensemble interpretation）的新型量子理论开始在我的脑海中浮现。这个诠释没有描述单个实验的图景，它无视了这个徒劳的愿望。相反，它想描述的是在实验中所有“可能”出现的事物的假想集合。诚如爱因斯坦所言：“如果将量子理论描述理解为针对单个系统的完整描述，这样的尝试一定会导致不自然的理论诠释。可如果接受以下诠释，以上尝试马上就会显得毫无必要：我们所描述的不是单个系统，而是许多系统组成的系综（或集合）。”^[9]

让我们考虑一下氢原子中绕质子运动的电子。在系综诠释看来，理论中的波和单个原子无关，而和许多原子拷贝所组成的假想集合相关。取出这个集合的不同个体，我们会发现其中的电子位置各不相同。因此，你对氢原子的观测结果，和你从这个假想集合中随机挑出一个原子、进行观测所得的结果相同。理论中的波给出了找到所有不同位置的电子的概率。

我曾很喜欢这个想法，但后来我发现这是个疯狂的主意。一个假想的原子集合怎么可能影响针对一个真实原子的测量呢？宇宙之外空无一物，不可能作用于宇宙之内的事物。我的想法违背了这一原则。于是，我问自己：是否可以将假想的原子集合替换为真实的原子集合？如果这个集合是真实的，那么它必定存在于宇宙的某处。想当然地说，宇宙之中确实有数量庞大的氢原子。可是它们真的能成为系综诠释所需要的原子集合吗？

想象一下，宇宙中所有的氢原子都参加了一场游戏。在游戏中，每个原子都要识别与自己状态相似、经历相似的其他原子。这里，“相似”是指它们可以被同一个量子态进行概率式的描述。量子世界中的两个粒子可能有全同的历史，因而可以被同一个量子态描述。不过它们的可存在量取值可能不同，例如，它们的位置可能不同。当一个原子发现另一个有着相似经历的原子时，这个原子会拷贝另一个原子的全部属性，其中包括可存在量的精确值。这一拷贝过程并不需要两个原子相互靠近。我们只需要二者都存在于宇宙的某处。

这是一个有着高度非定域性的游戏。但我们知道，隐变量理论必须要显示量子物理的非定域性。这个想法看似疯狂，不过和假想原子集合影响真实原子的观点一比较，就不那么疯狂了。于是，我决定继续研究这个想法，看看能够从中得到什么。

电子相对质子的位置是游戏中拷贝的属性之一。当一个原子拷贝另一原子的电子位置时，你将看到电子在原子中的位置不断在跳变。当我测量某个特定原子的电子位置时，这些跳跃的结果，好似我从一堆相似原子的集合中随机挑选一个原子而测得的结果。于是，量子态可以被相似原子集合取代。为了让整套机制工作，我发明了特别的拷贝规则。这些规则将使原子响应测量所产生的概率等同于量子力学给出的概率。^[10]

在这套理论中，有一点让我兴奋无比：如果一个系统在宇宙中没有拷贝，那又会发生什么呢？我们不能再继续拷贝游戏，我们无法重现量子力学。这或许能解释为什么量子力学不适用于诸如猫或你我之类的庞大而复杂的系统——我们是独一无二的。这将解决量子力学应用于宏观事物时所产生的悬而未决的悖论。量子系统的奇特性质之所以只在原子中出现，是因为宇宙中有许多全同的原子拷贝。正是因为一个系统持续不断地拷贝另一个系统的性质，量子系统才会产生不确定性。

我将这套理论称为量子力学的“真实系综诠释”（real-ensemble interpre-tation），但在我的笔记中，我称之为“白松鼠诠释”。这个名字来源于一只在多伦多好几个公园里出现过的白松鼠。想象一下，几乎所有的灰松鼠都是一模一样的，因而适用于量子力学——如果你想看某只灰松鼠到底在哪里，你或许会看到许多其他的灰松鼠。白松鼠在树枝上只栖息一小会儿，它拥有独一无二的性质。这一性质无法和宇宙中的任何事物共享，也并非由其他事物拷贝而来。

电子跳跃游戏和狭义相对论相悖。电子能在瞬间跨越任意大的距离，因而它们需要一种适用于相隔遥远事物的同时性，而这又要求信息的传播速度快于光速。无论如何，理论的统计预测重现了量子力学的结果，所以这些结果可能与相对论相容。可当你窥视幕后时，你会发现某个最佳同时性的存在。因此，最佳时间也将存在。这和德布罗意-玻姆理论的情况差不多。

在上述两个隐变量理论中，充足理由律都得到了满足。对于单个事件过程来说，它们给出了细致的物理过程图景。这些图景可以解释量子力学所说的“不确定性”。但为此我们要付出高昂的代价——抛弃相对论原理。

到底有没有隐变量理论可以和相对论原理相容？这个问题的答案是否定的。假设真存在这样的理论，那它必定违背自由意志定理。自由意志定理指出，只要定理的前提假设得到满足，就没有任何办法预测量子系统的行为（因此隐变量理论不存在）。这些前提假设之一便是同时的相对性。

另一方面，前述贝尔定理排除了定域隐变量理论——这里，定域指的是这些理论中通信速度小于光速。但只要隐变量理论和相对论相悖，它就会成为一种可能的选择。

只要我们一直在统计层次上验证量子力学的预测，我们就不需要知道量子间的关联到底是如何建立的。仅当我们试图描述纠缠粒子间的通信方式时，才需要瞬时通信的概念；仅当我们试图超越量子力学的统计预测，抵达隐变量理论后，才需要面对量子理论和同时的相对性之间的冲突。

想要描述量子关联的建立方式，隐变量理论就必须接受特定观测者定义的同时性。进一步看，这意味着存在一个绝对静止状态；再进一步看，这意味着运动是绝对的，因为我们可以谈论某人是否相对于某个特定观测者运动。于是，运动便有了绝对意义。不妨让我们称那个特定观测者为亚里士多德。亚里士多德处于绝对静止状态，他看到的所有运动事物都在绝对运动。至此，故事结束。

换句话说，爱因斯坦错了，牛顿错了，伽利略错了：相对运动并不存在。

这就是我们要面临的选择。要么量子力学就是终极理论，我们无法穿透它的统计学外衣，一窥量子力学背后的深层次描述；要么亚里士多德是对的，绝对运动和绝对静止都是真实的。