Carlo Rovelli: 卡洛·罗韦利

对话一开始，嘉宾、物理学家卡洛·罗韦利笼统地介绍了自己的工作：科学、哲学、“一点政治”，以及享受生活。随后他把范围收窄：“正式来说，我的职业是物理学家。我做量子引力，理论物理。”乔·罗根提到了有人向他推荐的那本书，文字记录中书名为“On the equality of all things”。罗根说，他“一直隐约凭直觉怀疑”这本书的核心观点是对的，而听到一位物理学家这么说，让他觉得自己可能“走在正确的路上”。罗韦利回答说，这个观点让人觉得很自然，他并不意外；这也引出了这部分访谈的主线。

罗韦利的出发点是日常经验。我们是通过别人与我们互动的方式来和他们打交道的，而且“我们总是从自己的视角看事物”。他说，科学，尤其是物理学，似乎许诺了另一种东西：一个可以从外部观察的、客观而固定的实在，由一个个各自具有自身属性的小东西构成。他认为，正是物理学本身在上个世纪通过量子力学动摇了这一图景。

他特别强调自己并不是在否认实在。他指着罗根和一支笔说，两者“当然都是真实的”。他的意思是，每个观察者都是从不同的一面看这支笔。真正的问题在于，所有这些视角能否拼合成一支唯一的、客观的笔：

“问题是，所有这些视角能否完美地吻合成这支笔唯一的客观实在？我认为量子力学告诉我们：不能。”

他提出的替代观点是：“实在就是这些视角的集合。”按照这种看法，笔的位置、颜色和长度并不是笔自身独立拥有的属性，而是描述了这支笔在这个人或那个人面前呈现的样子。罗韦利把这一点扩展到人类观察者之外：它也包括这支笔如何“撞上另一支笔，如何影响另一支笔”。他称之为一张相互作用的网络，并说比起我们站在世界之外向内观看的图景，他觉得这幅图景更美：“我们身处实在之中。我们是实在的一部分。”

他把同样的推理用在人和物上。当被问到（大意是）乔·罗根究竟是谁时，他列举了自己的看法、罗根对自己的看法以及听众的看法，结论是罗根就是“这些视角的集合”，“没有最终的那一个”。一杯水也是如此。化学、物理学的不同分支、量子引力和心理学各自描述它，就连把它叫作“一杯水”，也反映了我们会用它来喝水这一事实。“我不认为存在最终的那一个，”他说。这杯水就是关于它的各种视角的集合。

罗韦利并没有抛弃感官。“在某种程度上，我们的感官当然是可靠的，”他说，并举了把一个很烫的杯子放下的例子。问题出在我们把感官看得“太字面、太当真”的时候；他说，有很多情况是我们后来才发现自己错了。他说，他热爱科学的地方在于“它以某种重大的方式纠正我们”。

他举的例子是日落。看上去像是太阳在落下，但科学告诉我们，太阳并没有动，而是地球这块“正在自转的大石头”带着我们离开了它的光照。他说，带着这种认识去看日落，人会想：“哦，我的感官骗了我，告诉我太阳在动，但它没在动，是我在动”。他以此作为一个例子，说明科学揭示了事物并不完全是我们看到的样子。

罗根把日落引向另一个方向，问日落之美可能有什么进化上的好处。他拿食物作比较：橙子好吃，是因为它有营养。他问，人们在日出、日落和山峦面前产生的那种感受，对应的解释是什么，并认为其中有“某种怪异之处”，无法简单地归结为测量。

罗韦利很欢迎这个问题，但并不声称有完整的答案。他说，日出和日落对我们很重要，是因为进化在极其漫长的时间里塑造了人类晚上睡觉、白天活动的习性；他还指出猫正好相反。除此之外，他坦率地说，自己并不确切知道这种情感从何而来。他从中引出的是一个更宽泛的观点：我们与世界的关系“不是关于该做什么的知识。它总是情感性的，对吧？”食物、山峦、野生动物和其他人，都首先通过情感触及我们。

他把理性思考描述为后来才出现的东西，是用来纠正自己、“做得稍微好一点”的方式，并且小心地没有贬低它：“我不是否认理性部分的用处，但这是对我们之所是的一个附加。”赞助商广告插播之后对话重新开始时，罗根又把这句话复述给了他。

罗根认为，量子物理一定让对世界的研究“陷入了一场巨大的混乱”，因为在可观测的最小层面上，“你遇到的是魔法”。罗韦利同意这个基本看法，但不同意这个用词。他说，物理学本应是通往客观性的途径：不管我们有怎样的情感和视角，底下都会是简单的物理，有原子和力，“仅此而已”。然而他说，20世纪的物理学家发现，在那个层面上，世界“甚至比我们的日常生活更可感知、更复杂”。

他把那段历史描述为一个真正混乱的时期。物理学家测量原子、辐射和电子，却无法理解测量结果。一位以哥本哈根为基地的人物（文字记录把他的名字误记为“Neil Spore”和“Inillsborough”，从上下文看显然是尼尔斯·玻尔）第一个指出，这个问题是哲学问题，而不只是找到正确方程的问题：“我们必须改变思考世界的方式。”罗韦利把这一点与更早的转变相提并论，比如认识到地球在运动、发现电场，视之为改变人们对实在看法的飞跃之一。

当罗根问物理学家花了多长时间才接受“观测量子系统会影响它们”时，罗韦利的回答用的是原子光谱，而不是罗根提到的粒子与波的实验。在20世纪的头20年里，测量结果“越积越多”。原子会发出特定颜色的光，物理学家试图解释电子如何运动从而产生这些光，但没有成功。随后，哥本哈根学派提出，要理解原子，就必须理解人是如何观察它的：“如果我们用一种方式看它，就会看到一种东西。如果用另一种方式看，就会看到另一种东西。”罗韦利承认，这“非常混乱”。关于人们如何接受，他的回答很简短：“它效果太好了，所以即便它很混乱，人们也接受了。”

两人都坚持认为这是严肃的科学。罗根说：“这不是玄学。”罗韦利补充道：“这不只是抽大麻、嗨了而已。”这些结果出自物理学家，“那些本应是最理性、最客观的人”。

罗韦利区分了两件事：量子力学有多好用，以及我们对它理解得有多好。这一时期诞生的数学理论“效果非常好”，“如今到处都在使用”。他指着录音室的麦克风，以及利用物质的量子特性设计的电路。“所以量子力学是坚实的。”

他说，这个理论没有给出的，是对中间过程的描述。它告诉你，如果做一件事，你会看到一个结果；如果做另一件事，你会看到另一个结果。但它并没有讲述电子或量子系统本身经历了什么。正是这一空白让物理学家感到困惑：

“所以量子力学是个奇怪的理论。我们知道怎么用它。它就像一个黑箱。但我们不知道箱子里面是什么。”

他把这一点延伸到当今的技术：“即便在量子计算机里，我们也并不真正知道里面发生了什么。”罗根说这很奇怪，罗韦利回答说，尽管如此，它“效果好得惊人”。

罗韦利坦言这个问题仍未解决：“我们仍在争论这个，对吧？”他说，物理学家和哲学家仍在争论量子力学究竟教会了我们什么，这场争论“有时很激烈”。他这样描述几种主要立场：

- 额外变量：一些物理学家认为，存在一些原则上无法看到的额外变量，决定着会发生什么。 - 平行世界与宇宙波函数：另一些人谈论“这个巨大的宇宙波函数、其他宇宙之类的东西”。罗韦利认为，这是试图通过“让实在成倍增加，使其变得客观”来抓住某种绝对客观的东西。 - 关系性观点（罗韦利本人的观点，也有其他人持有）：放弃任何东西“仅凭自身”存在的观念。存在的，是影响我的东西、影响你的东西，或影响另一块物质的东西。

他坚定地陈述了自己的立场：“对绝对客观性的梦想是一个错误。”他这样概括替代方案：

“所以我们必须把实在看作事物相互影响的过程。关系。”

这种观点与罗根看待问题的方式不同。罗根说的是观察事物并对它们产生“可测量的影响”。罗韦利的关系性解释并没有让人类观察者变得特殊：相关的相互作用也包括事物如何影响“另一块物质”，以及一支笔如何影响另一支笔。他把这作为一场持续争论中的一方观点来呈现，而不是公认的结论。他还认为，按照这种观点，基础物理最终更像充满各种视角的日常生活，而不像人们曾经期待的那种抽象的客观性。

为了说明量子力学有多好用，罗韦利以元素周期表为例；他记得这张表挂在他在意大利上小学时教室的墙上。他说，元素“大约有100种”，我们看到的一切都由它们构成，这是化学家在18、19和20世纪逐步弄清楚的。理论必须解释为什么恰好是这些元素，以及为什么周期表有它那种奇特的结构。按照他的说法，有了量子力学，“你只要写下一个方程，然后，成了”：它有一组解，“每种元素对应一个”。他还说，人们能够在测量之前就预测元素的性质，然后再去验证。他给出的是这个简洁版本，没有讲背后的细节。

他把这一点放进一个更广泛的模式中：预测先于观测。承载本期播客传播的电磁波，“并不是靠看到它们而被发现的”，而是被预测出来的；他提到了麦克斯韦和赫兹。房间一侧的小电路产生一列波，在房间另一侧被探测到；后来，同样的事情在欧洲和美国之间也能做到。黑洞是爱因斯坦根据引力方程预测出来的，后来才被发现。“这就是科学的力量，”他说。

他把论证拉回到量子技术。建造量子电路的工程师不再依赖反复试错，因为计算可以预测会发生什么。正是这种成功，使得诠释问题依然悬而未决：

“悬而未决的问题是：你可以拥有一个效果非常、非常好的东西，却不知道它为什么有效。”

这一段更多是在陈述罗韦利的关系性观点，而不是从技术细节上为它论证。他把这种观点与隐变量和多世界诠释相对照，但没有逐一讨论能在它们之间作出裁决的证据或论证，而且他形容这一领域仍处于激烈争论之中。对于物理学家多快接受了新图景，他的回答简短且带有轶事性质。至于美的进化作用，他公开表示自己不知道。这一部分以赞助商内容结束，本文没有收录。

被问到双缝实验揭示了什么、为什么让物理学家困惑时，卡洛·罗韦利先称它为“一系列极其令人困惑的实验”之一，然后介绍了基本装置。一堵墙上开有两条缝，从一侧向另一侧发射单个粒子。如果你检查它走的是哪条缝，它总是从其中一条穿过，从不同时穿过两条。

接下来就是他所说的“魔法”。只开一条缝时，粒子能到达远处屏幕上的某个点。只开另一条缝时，它也能到达同一个点。可两条缝都打开时，它却从不到达那里。罗韦利说，这件事越想越说不通。唯一的解释似乎是，粒子以某种方式同时穿过了两条缝，两部分“互相禁止”对方到达那个位置。然而，每当有人观察这两条缝时，它总是只穿过其中一条。他说，人们已经为此困惑了“一个世纪”。

他提出的出路是拒绝这个问题本身。用他的话说，问没有任何东西与粒子相互作用时它在哪里，是“一个错误的问题”。粒子不能被理解为始终具有位置的东西。只有当它与别的东西相互作用时，它才有位置。他称这既是量子力学的谜，也是它的魔法，并且是对“存在一个独立于相互作用的客观粒子”这一观念的挑战。

“粒子仅仅是它对屏幕、对探测器产生的效应。”

乔·罗根请他给出一个理论，说明为什么观察或测量会改变图样。罗韦利把自己的观点与“科学家读取读数”的想法区分开来。所谓“测量”，“只是与任何东西发生相互作用”。有没有东西与之相互作用，物理就完全不同。他给出了一幅图景：粒子“在这里啪地出现一下，然后又在那里啪地出现一下”，每一次都发生在它撞上某样东西的时候。物理学能够以概率方式预测这些“啪”会发生在哪里，但追问两次之间发生了什么，“毫无意义”。

“粒子就是这些相互作用。”

罗根问我们是否终有一天能理解到底发生了什么，罗韦利说能。他的理由是历史性的。每一次发现奇怪的东西，起初都显得无法理解，后来人们习惯了，并开始从中学习。他举的例子比现代科学还要古老：他说，大约2000年前，人类认识到地球是一个球体，而不是平的。