北京
我們或許永遠無法得知宇宙波函數。
如果有一天，物理學家告訴你：哪怕人類掌握了全部可行的觀測手段，宇宙最根本的量子狀態依然永遠無法被確認，你會作何感想？
2026年1月29日發表于《新科學家》（
New Scientist）的一項最新研究指出，這并不是技術尚未成熟的問題，而是一個寫進量子力學本身的限制。
即便我們已經能夠精確預測宇宙如何演化、如何運行，卻可能永遠不知道宇宙“究竟處在什么狀態”。
這項結論不僅觸及量子物理的極限，也迫使人們重新思考：
科學究竟能告訴我們什么，又注定無法告訴我們什么。
2026年1月29日發表于《新科學家》（New Scientist）的一項關于宇宙量子態的最新研究截圖。
本文4小節，2000多字：
一個被物理定律“保護起來”的宇宙秘密
數學推導后的結論令人不安
這并非量子物理獨有的問題
科學方法與哲學立場的雙重挑戰
從量子物理的視角看，宇宙本身或許在某些層面上是根本不可被完全認知的。
在量子物理學中，每一個物體——無論是一顆電子，還是更復雜的系統——都可以用一個被稱為波函數的數學形式來描述。波函數編碼了一個系統全部的量子狀態信息，物理學家正是借助它，才能預測粒子在實驗中的行為。
如果接受一個前提：整個世界在最根本層面都是量子的——而這一觀點已被許多研究者所認同——那么不僅微觀粒子，宏觀物體乃至整個宇宙，都理應擁有各自的波函數。這一思想并非新鮮事，早在此前，包括史蒂芬·霍金在內的多位物理學家就曾為“宇宙波函數”的概念辯護。
但最新研究指出，即便宇宙真的有一個波函數，人類也可能永遠無法真正知道它是什么。
1.
一個被物理定律“保護起來”的宇宙秘密
加利福尼亞大學圣迭戈分校的陳逸德（Eddy Keming Chen）與德國蒂賓根大學的羅德里希·圖穆爾卡（Roderich Tumulka）在最新研究中證明，對宇宙波函數的完整認知在原理上就是不可獲得的。
陳逸德形象地比喻道，“宇宙的波函數就像一個被物理學本身刻意隱藏起來的宇宙級秘密。”
人類或許能夠極其精確地描述宇宙的行為方式，卻依然無法確定宇宙究竟處于哪一種量子狀態。
以往的研究通常從理論宇宙模型出發，假設某種特定形式的宇宙波函數，但很少嚴肅討論一個關鍵問題：觀測和實驗究竟能在多大程度上幫助我們確定它？
陳逸德與圖穆爾卡選擇了一條更現實的研究路徑。他們提出的問題是：如果我們已經知道一組“合理的候選波函數”，僅憑觀測，人類是否有可能從中選出真正描述宇宙的那個？
2.
數學推導后的結論令人不安
研究的核心工具來自量子統計力學——這一領域研究的是大量量子態集合的整體性質。與此同時，研究者還考慮到一個現實限制：宇宙波函數要么需要一個極其龐大的參數集合，要么存在于一個維度高得難以想象的抽象空間中。
在綜合這些因素后，計算結果指向了一個令人震撼的結論：
宇宙的量子態在實踐和原理上都是“不可知的”。
圖穆爾卡直言不諱地指出：
“在量子力學規則允許的任何測量中，我們能獲得的關于宇宙波函數的信息都極其有限。”
換言之，不存在一種方法可以以任何有用的精度確定宇宙的波函數。
3.
這并非量子物理獨有的問題
加利福尼亞大學歐文分校的曼查克（J. B. Manchak）認為，這項研究有助于人們更清晰地認識到經驗科學方法本身的極限。在廣義相對論——也就是愛因斯坦的引力理論——中，類似的“不可判定性”問題其實早已存在。
從這個角度看，這一結論并不令人意外。畢竟，量子理論從一開始就不是為描述整個宇宙而設計的。
新澤西州羅格斯大學的戈德斯坦（Sheldon Goldstein）則提醒，人們或許不必為此過度擔憂。他指出，無論是小系統還是整個宇宙，波函數本質上都是高度理論化的工具。
它們的價值不在于“被直接觀測”，而在于“被用來進行計算”。
正因如此，即便無法從多個候選中挑出一個“最真實”的宇宙波函數，問題可能也沒有想象中嚴重。只要這些波函數在后續計算中的效果近似，它們在實踐中就同樣有效。
4.
科學方法與哲學立場的雙重挑戰
陳逸德表示，接下來他們希望將這項研究與比宇宙尺度更小、但仍然極其龐大的量子系統聯系起來，尤其是與“影子層析成像”（shadow tomography）等用于重建量子態的技術進行對照。
但這項工作的意義并不僅限于技術層面。
在圖穆爾卡看來，它還傳遞出一個重要的哲學信號：科學研究不應過度依賴“可檢驗性至上”的實證主義立場。
“某些東西確實真實地存在于世界之中，但我們永遠無法測量它們。”他說。
這一觀點也可能重新點燃關于量子力學“如何被理解”的百年爭論。加利福尼亞州查普曼大學的阿德拉姆（Emily Adlam）認為，這項結果為某些量子力學詮釋提供了新的動力——
即那些強調量子對象之間關系、以及觀察者視角，而非假設一個由單一數學對象完全刻畫的客觀現實的理論路徑。
如果這一思路成立，那么人類面對的或許并不是一個“等待被徹底揭開的宇宙真相”，而是一個在根本層面就拒絕被完全知曉的量子世界。
參考資料：
"The universe may be hiding a fundamentally unknowable quantum secret" by Karmela Padavic-Callaghan from New Scientist, Published 29 January 2026
"Typical Quantum States of the Universe are Observationally Indistinguishable" by Eddy Keming Chen and Roderich Tumulka from British Journal for the Philosophy of Science
本文配圖為基于本文所述研究內容的科學想象圖，來源：「量子號」
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