也許宇宙擁有無限維度，而我們只看見了三維

這篇文章要從一個老生常談且毫無新意的的假設(shè)說起。

如果太陽此刻憑空消失了。不是爆炸，不是坍縮，就是直接沒了。
地球上的我們什么時候會“知道”這件事？

地球又會在什么時候飛出原本的軌道？

如果你活在牛頓的宇宙里，答案會簡單得近乎粗暴：立刻
因?yàn)樵谂ｎD的引力理論中，引力是瞬時作用的。太陽沒了，引力立刻沒了，地球立刻自由飛行。

老實(shí)說，牛頓自己其實(shí)非常不安這一點(diǎn)。

他在給神學(xué)家本特利的信里說過一句很狠的話，大意是：
如果引力真的是隔空瞬時作用，那簡直荒謬到任何一個有基本理性的人都不該接受。

但問題是，這套理論太好用了。
行星運(yùn)動、潮汐、拋物線、彈道，算得又準(zhǔn)又快。
于是這個“哲學(xué)上很不體面”的設(shè)定，被物理學(xué)硬生生忍了將近 250 年。

直到愛因斯坦出現(xiàn)。

真正讓“瞬時作用”變得無法接受的，不是哲學(xué)，而是相對論。

在狹義相對論中，光速是一個鐵律。
沒有任何信息、因果、影響，可以跑得比光快。

這會帶來一個非常要命的后果：
如果引力是瞬時的，不同觀察者會對“因果順序”產(chǎn)生分歧。

假如一群外星人，正以接近光速的速度在地球和太陽之間飛行。
在他們的參考系里，地球先飛走，太陽后消失
因果關(guān)系直接翻車。

愛因斯坦用了 10 年時間，把引力徹底改寫成時空的幾何效應(yīng)。
在廣義相對論里，引力不再是“拉你一把”，而是時空本身被拉彎了。

于是那個問題終于有了一個物理上干凈的答案：
如果太陽消失，引力變化會以光速傳播。
我們要過 8 分鐘才會察覺。

因果順序，對所有觀察者都一致。

到這里，物理學(xué)似乎終于擺脫了“隔空作法”。

但好景不長。

十年后，量子力學(xué)登場了。

粒子不再是小球，而是概率。
行為不再確定，而是統(tǒng)計(jì)。
世界開始出現(xiàn)“你看著它，它才決定怎么存在”的怪事。

問題出在一個你早就聽過、但可能沒認(rèn)真懷疑過的東西上：波函數(shù)

在標(biāo)準(zhǔn)量子力學(xué)里，一個粒子從源頭發(fā)射出來，并不是沿著某一條軌跡飛行，
而是以波函數(shù)的形式，向四面八方擴(kuò)散。

可一旦被探測器擊中，它只會出現(xiàn)在一個點(diǎn)上。

于是愛因斯坦問了一個極不客氣的問題：
探測器的其他部分，是怎么“立刻知道”粒子已經(jīng)在某個地方被探測到的？

哪怕這個探測器有光年那么大，
波函數(shù)“坍縮”似乎也是同時發(fā)生的。

這聽起來，又像是一次隔空作用。

愛因斯坦給它起了個后來被反復(fù)引用的名字：
幽靈般的超距作用

后來物理學(xué)家給出了很多“補(bǔ)丁式”的解釋。

有人說信息沒超光速傳遞，所以沒問題。
有人說世界分裂了。
有人說粒子其實(shí)一直是粒子，只是被某種看不見的波“引導(dǎo)”。

但有一個更少被大眾認(rèn)真對待的可能性是：
也許我們一開始就把波函數(shù)當(dāng)成了不該當(dāng)真的東西。

量子力學(xué)其實(shí)有兩種完全等價的數(shù)學(xué)表述。

一種是你熟得不能再熟的薛定諤圖像，用波函數(shù)描述一切。
另一種是更早的海森堡圖像，用“算符”描述粒子的屬性。

數(shù)學(xué)上一模一樣。
哲學(xué)上，完全不是一回事。

在海森堡的視角里，
所謂“坍縮”，并不是世界發(fā)生了什么劇烈變化，
而只是你在測量中，只能看到粒子眾多屬性中的一個切面。

就像你繞著土星轉(zhuǎn)，從某些角度你只能看到一條細(xì)線，
但你不會因此說土星的環(huán)“消失”或“塌縮”了。

歷史上，薛定諤的波函數(shù)并不是憑空編出來的。

它來自一個更古老的理論：哈密頓–雅可比理論。
這個理論揭示了一件很重要、但常被忽略的事實(shí)：

大量粒子的軌跡，和波前的傳播，在數(shù)學(xué)上是等價的。

但這并不意味著行星是波。
也不意味著你手里拍打的籃球在“疊加態(tài)”。

它只說明：
你可以用波的語言，去描述大量軌跡的整體行為。

量子力學(xué)的問題在于，我們把這個“描述工具”，
誤當(dāng)成了一個真實(shí)存在、會瞬間遍布宇宙的實(shí)體。

于是你當(dāng)然會看到“隔空作用”。

就像你硬要把木星的軌道畫成一張波圖，
然后驚呼“為什么它突然在某個位置出現(xiàn)”。

量子力學(xué)真正運(yùn)作的地方，不是我們熟悉的三維空間，
而是一個叫希爾伯特空間的東西。

這是一個本質(zhì)上無限維的空間。
粒子的所有可能性，都存在于這個空間里。

我們平時看到的“位置”“動量”“自旋”，
只是這個空間在某些方向上的投影。

當(dāng)你做一次測量，
并不是世界塌縮了，
而是你被限制只能看到希爾伯特空間中的某個切片。

如果你非要用一個類比：
這更像是你永遠(yuǎn)被困在一個極窄的觀察窗口里，
而整個現(xiàn)實(shí)，遠(yuǎn)比你看到的維度多得多。

如果現(xiàn)實(shí)本身就是無限維的，
那所謂“超距作用”，
也許根本不是跨越了空間。

而是發(fā)生在我們看不見的維度里。

你以為是兩個相隔甚遠(yuǎn)的粒子在“瞬間通信”，
實(shí)際上，它們可能在希爾伯特空間中本來就緊挨著。

距離，只是我們投影到三維空間后產(chǎn)生的幻覺。

所以也許我們不是活在一個有著很多bug的宇宙里，而是活在一個維度太多的宇宙里

物理學(xué)一次又一次告訴我們同一件事：

直覺，是在低維世界里訓(xùn)練出來的。
而現(xiàn)實(shí)，可能從來就沒打算照顧我們的直覺。

也許世界從來沒有違反因果、超越光速、隔空施法。
只是我們一直堅(jiān)持用一個過于狹窄的視角，
去理解一個本質(zhì)上無限維的現(xiàn)實(shí)。

如果真是這樣，
那問題不在宇宙有多怪，
而在于——

我們看的角度，太窄了。