量子理論基礎（揭開量子理論的神秘感）

2023-09-22 22:44:37 1

量子物理學，一個充滿悖論與神秘色彩之地

我們總是看不清現實與幻想之間的邊界，為了解釋這個世界的運作機制，我們編造了各種各樣的故事。因為我們都是優秀的故事講述者，所以就被這些自編的故事迷住了，並把自己對世界的詮釋同世界本身混淆了起來。這對科學家和公眾都產生了很大的影響，實際上，對科學家的影響要更大一些，畢竟在科學家的工具包中有非常多具有說服力的故事。

隨著我們把注意力轉到更小且更基礎的現象上，我們對自然界的理解也越來越深入，然而，我們所取得的一系列成功其實給我們的進一步發展設置了障礙。為了避免陷入困境，我們必須在以下兩個方面取得平衡：一是對已有知識的力量保持理性的認知；二是敏銳地意識到即便是我們最具說服力的假設也只是假設。我們的感官部分由現實引起，但完全由大腦構建，目的則是以一種探索自然所需的形式把這個世界呈現在我們面前。這是我們必須學習的艱深一課。在我們的感官之外，神秘莫測的大自然從本質上來看是搖擺不定的，且處於我們的認知範圍的邊緣。

如今，我們對大自然最重要的特徵已有所理解，但在過去，這些特徵則不為人知。我們已知的關於這個世界最基本的事實，例如，物質是由原子構成的；地球是一個包裹著熔融核心的巖石球體，並被一層薄薄的大氣所籠罩，同時在近乎真空的空間中圍繞著一座「天然熱核反應堆」運轉。實際上，這些我們從小就學到的簡單事實是不計其數的科學家和學者數個世紀以來辛勤耕耘的結果。它們在剛被提出時，全都是近乎瘋狂的想法，與明顯得多且合理得多的但最終證明是錯誤的想法相矛盾。

所謂的科學思維就是要尊重一些人所共知的事實，它們是前人們不斷努力探究出的結果，同時還要對未知之物保持開放的態度。這樣做有助於我們在世界的核心奧秘前保持謙遜，因為當我們對其進行更加深入地探索時，那些已知的領域也會變得神秘起來。我們知道的越多，就會越發對未知的世界感到好奇。自然界中的一切都如此非凡，對它們的沉思無不是通往奇蹟和感恩的無言之路，而我們獲得的也只是其內涵的一小部分。

在春天的早晨，從窗戶湧進來的空氣帶著花園裡的清新氣息，這個「奇蹟」是如何發生的呢？分子如何被微風吹動，接著又如何經鼻子轉化成令人感到愉悅的氣味？我們看到鮮豔的色彩便會回想起那個關於不同波長的光如何激發不同神經元的故事，但是，受到刺激的不同神經元又是如何引發人產生紅色或藍色這些感覺的呢？什麼樣的事物才算得上具有不同顏色或是不同氣味的感覺——用哲學家的語言來說就是「主觀體驗特性」？(1)氣味與顏色的區別又是什麼？既然它們都是神經元中的電脈衝，那為什麼又會出現這種差異？每天早晨醒來的「我」又是誰？當這個「我」睜開雙眼時，周圍的宇宙又是什麼？此外，我們的存在以及我們與這個世界之間的關係這些最基本的問題也仍是未解之謎。

接下來，讓我們踮起腳尖，小心翼翼地避開這些意識方面的難題，把目光放到更簡單的問題上，作為一名科學家，我相信這是取得突破的最佳途徑。讓我們從一個非常基本的問題開始：什麼是物質？比如，桌子上放著一塊巖石，我把它拿了起來，對我來說，它的重量和形狀都有一種熟悉的感覺。不過，巖石到底是什麼？

我們知道巖石的外形和觸感，但這些無論對我們還是對巖石來說都是最表面的信息。巖石的外形和觸感幾乎無法告訴我們從本質上是什麼構成了巖石。從物理學角度看，巖石大部分是由原子排列其中的空曠空間構成的，而把巖石看作堅硬的固體則是我們人類思維的產物。相對於原子尺度來說，我們的思維是在相當寬泛的尺度上整合了各類知覺。

物質的存在形式多種多樣，我們知道其中的一部分肯定很複雜，比如巖石和編織成毯子、床單和衣物的有機材料。因此，我們可以先探究一種簡單一些的物質形式，比如玻璃杯中的水是什麼？

從我們的視覺和觸覺的角度看，水似乎是平滑、連續的，直到一個多世紀前，物理學家還認為水是完全連續的。在20世紀初，愛因斯坦則證明這種觀點是錯誤的，並證明了水是由巨量的原子構成的。在水中，這些原子每3個一組結合成分子，每個...

接著，我們可能會問：「什麼是原子？」在愛因斯坦做出上述發現後不到10年，人們就知道了原子就像一個微型太陽系，原子核就像太陽一樣處於中心位置，而電子則像行星一樣圍繞著原子核運動。

問題又來了，什麼是電子？我們目前已經知道電子以離散單位存在，每個電子都擁有確定的質量和電荷，且一定會處於空間中的某個位置，但它是處於不斷的運動狀態中的：我們剛開始觀察時，它可能在這裡，過一會兒再觀察時，它可能又跑到了那裡。

這些性質都還算容易理解，但電子的其他性質就沒那麼容易弄明白了，本書的大部分內容就是為了把電子的那些讓人難以理解的性質解釋清楚。

巖石是什麼？水是什麼？分子、原子、電子又是什麼？對這些問題最完備的解釋來自一個被稱為「量子物理學」（quantum physics）的科學分支。不過，眾所周知，這是一個充滿悖論與神秘色彩的領域。在量子力學所描述的世界中，沒有任何物質是以穩定形式存在的，原子或電子既可以是波也可以是粒子，具體如何則取決於我們的觀測方式；更為人熟悉的則是「薛丁格的貓」（Schrödinger's cat）。這對一些前衛的潮流文化來說簡直太有用了，於是，「量子」就成了與酷炫、極客、神秘主義有關的流行詞。對於那些希望理解我們賴以生存的這個世界的人來說，這個詞會讓人感到非常困惑，因為這樣一來，連「巖石是什麼」這種簡單的問題似乎也沒有簡單的答案了。

為了解釋量子物理學的問題，物理學家們在20世紀初發展出了一套名為「量子力學」（quantum mechanics）的理論。這套理論一經提出就成了科學領域的「寵兒」，也成了我們理解許多事物的基礎，比如原子、輻射，以及從基本粒子和基本作用力到物質的表現方式等許多方面。與此同時，量子力學也一直是個麻煩不斷的「問題兒童」。量子力學的開創者們從一開始就對如何使用這套理論產生了巨大的分歧，其中一些人表達了震驚和憂慮，甚至是強烈的質疑，而另一些人則宣稱量子力學是一種具有革命意義的新科學，它粉碎了此前數代人眼中成功科學所必需的關於自然以及人與自然關係的抽象假設。

在本書中，我希望你能了解到那些自量子力學誕生以來就一直困擾著人們的概念問題和嚴重分歧至今仍沒有得到解決，並且不可能得到解決，原因很簡單：這套理論是有缺陷的。也就是說，量子力學雖然取得了巨大的成功，但卻並不完備。如果我們想要得到「巖石是什麼」這個簡單問題的簡單答案，那麼我們就得超越量子力學，尋求一個能夠從原子尺度有意義地描述這個世界的理論。

如果不是因為存在一個在量子力學發展歷史中被長期忽視、幾近遺忘的方面，這項任務一定難如登天。自20世紀20年代量子力學萌芽之時起，就存在另一個完全合理的量子物理學理論，該理論解決了量子領域中明顯自相矛盾和神秘難解之處。然而，很少有人教授這種量子理論，無論是供剛剛嶄露頭角的物理學家學習的教科書，還是給外行人科普的通俗讀物，都很少提到這一理論。

自洽且有意義的量子物理學構想有好幾個版本，現在我們面臨的挑戰是，從這些構想出發找到理解量子物理學的正確道路。我相信這會產生廣泛影響，因為量子物理學的新形式會成為解決物理學中許多關鍵問題的基礎。我認為，我們之所以沒有在像量子引力和統一基本力這樣的問題上取得實質性進展，是因為我們的理論基礎就是錯誤的。

如今，物理學家對量子世界的運行規律取得了一致的意見。大家一致認為，原子和輻射的表現與巖石和貓不同，並且，就預測這些事物的某些方面而言，量子力學的確有用。我們對自然的理解顯然需要某種根本性的改變，但在應該如何改變這個問題上，人們產生了分歧。一些物理學家認為，我們必須放棄對現實抱有任何美好的幻想，安於一種只能描述我們能夠掌握的知識的理論；另一些物理學家則認為，我們必須大大擴展現實的概念，使其包含無數平行現實。

實際上，我認為這兩者都沒有必要。理解量子世界的替代方案並不必然要求我們放棄「物理學描述的現實獨立於我們的認識之外」這種想法。這些替代方案也不必然要求我們把現實的概念擴展到超越常識的地步，所謂常識，就是只有一個世界，即當我們環顧四周時所看到的這個世界。正如我將在本書中解釋的那樣，常識性現實主義實際上並沒有受到任何量子物理學知識的威脅，以它為前提，我們便能期冀科學給出自然世界當下或是不受我們的觀測影響時的完整圖景。

因此，量子世界以神秘而反直覺的形式呈現既令人感到遺憾也沒有必要。本書的一大目標就是要向大眾讀者介紹量子理論的替代品，並藉此消除量子理論的神秘感，用符合人類直覺且易於接受的方式向非專業的物理學愛好者展示量子世界。

我在寫作《量子力學的真相》一書時設想的讀者對象是一些對自然世界擁有強烈好奇心的人。他們可能會通過新聞、博客和通俗讀物關注科學的發展，但他們所接受的教育中可能並不包含通常被視作「物理學語言」的數學。我儘量避開了相關的數學內容，轉而用文字和圖片來表達我們在量子世界中發現的基本現象以及受相關研究啟發而得到的原理。在前言之後，本書就以短小、簡潔的三章內容介紹了量子物理學最基礎的內容，有了這些知識，我們才能更好地探索基於不同形式的量子理論的具有不同概念的宇宙。

關於量子力學的爭論背後有什麼利害關係呢？為什麼說自然世界的基本理論如果是神秘難解且自相矛盾的就大有問題呢？

在量子力學領域長達一個世紀的爭論背後是人們關於現實本質的看法存在根本性分歧，如果這個分歧得不到解決，就會上升為對科學本質看法的分歧。

在這種分歧之下潛藏著兩個基本問題：

第一，自然世界是否獨立於我們的意識存在？或者，說得更準確一些，物質自身是否具有一套獨立於我們的感知和認知的穩定性質？

第二，我們是否可以理解並描述這些性質？我們對自然定律的了解是否可以深入到能夠解釋宇宙的歷史並預測其未來的程度？

我們對這兩個問題的回答對科學的本質和目標以及科學在更宏大的研究項目中扮演的角色等重大問題具有啟示意義。實際上，這些問題與現實和虛幻的邊界有關。

對這兩個問題都回答「是」的人是現實主義者，愛因斯坦就是其中之一，我也是。現實主義者相信只存在一個真實的世界，而且其性質絕不取決於我們對其的感知和認知。這就是自然世界，即便沒有我們，它也基本是現在這樣。另外，現實主義者還認為，我們對這個世界的理解和描述可以深入到能夠解釋自然世界所有系統運作方式的程度。

如果你是一位現實主義者，你就會視科學為對自然世界所有系統運作方式的系統性探索，且以事實真相的樸素概念為基礎。從某種程度上說，如果針對自然客體或自然系統的某些斷言符合自然的真實性質，那麼它們就是真實、正確的。

如果你對前述兩個問題中的任何一個回答「否」，或者都回答「否」，那麼你就是反現實主義者。

大多數科學家對人類尺度上的日常客體的看法都符合現實主義。那些我們在日常生活中常見的事物都有易於理解的簡單性質，它們在任一時刻都處於空間中某個確定的位置，它們在運動時會有一條運動軌跡，並且相對於觀測者而言，這種軌跡具有一個確定的速度。另外，這些事物還具有一定的質量和重量。

當我們對他人說「你要找的紅色筆記本在桌子上」時，我們期待這個判斷要麼為真，要麼為假，絕對獨立於我們的感知和認知而存在。這種層面上的物質描述，小到我們可以看到的最小尺度，大到恆星與行星，這統稱為經典物理學。其奠基人是伽利略、克卜勒和牛頓，愛因斯坦的相對論則是目前經典物理學的最高成就。然而，我們對原子尺度上物質的看法要想保持這種現實主義並不容易，也不是理所當然的，因為有量子力學的存在。

量子力學是目前描述原子尺度自然世界的最完備的理論。正如我之前提到的那樣，可以肯定的是這個理論的某些特徵非常令人困惑。現在大家普遍認為，這些特徵與現實主義相牴觸。也就是說，量子力學必然要求我們對前述兩個問題中的至少一個回答「否」。如果在某種程度上來說，量子力學的確是對自然世界的正確描述，那麼我們就不得不放棄現實主義。

大多數物理學家對原子、輻射以及基本粒子的看法並不符合現實主義。在很大程度上，他們所持的這種看法並不是出於因激進的哲學立場而反對現實主義的渴望，而是因為他們確信量子力學是正確的，並且認為量子力學與現實主義相牴觸，正如他們之前學到的那樣。

如果量子力學要求我們放棄現實主義，那麼，倘若你是一位現實主義者，你就必須認同量子力學是錯誤的。這個理論可能取得了暫時的成功，但它對原子尺度的自然世界的描述不可能完全正確，因此，愛因斯坦認為，量子力學不過是權宜之計。

愛因斯坦和其他現實主義者相信，量子力學為我們提供的關於自然的描述是不完備的，其中缺失了全面理解這個世界所必需的一些特徵。愛因斯坦有時會想：或許存在一些「隱藏變量」能夠填補量子力學關於世界的描述中存在的缺陷。他認為，包含了這些缺失特徵的完整描述會與現實主義一致。

如果你是一位秉持現實主義的物理學家，那麼就有一項高於一切的使命等待你去完成——從量子力學中走出來，去尋找這個理論的缺陷，並構建一個更為真實的關於原子的理論。這曾是愛因斯坦未竟的使命，而現在這成了我的使命。

由於反現實主義者的類型繁多，因此也就有了各種看待量子力學的觀點。

有些反現實主義者認為，我們賦予原子和基本粒子的那些性質並不是這些客體固有的，而是我們在與其發生相互作用時創造出來的，只有在我們觀測這些性質時它們才存在。我們可以稱這個群體為激進的反現實主義者，其中最有影響力的當屬尼爾斯·玻爾（Niels Bohr），他是將量子力學理論應用於原子的第一人，之後又成了下一代量子理論革命者的領導人和導師。他那激進的反現實主義思想在很大程度上影響了人們理解量子力學的方式。

另一些反現實主義者則認為，從整體上說，科學並不描述或者討論自然世界中真實存在的事物，只是討論我們對這個世界的認知。在他們看來，我們賦予原子的物理性質並不是關於原子本身的，而只與我們關於原子的認知有關。我們可以稱這些科學家為量子認知主義者。

此外，反現實主義者中還有一批操作主義者，他們對是否存在獨立於人類而存在的基本現實這個問題持不可知論的態度。他們認為，量子力學與現實毫無關係，只是一套「質詢」原子的規則。在他們看來，量子力學與原子自身無關，而只與原子跟我們測量所用的設備接觸時發生了什麼有關。玻爾的堅定追隨者、發明了量子力學方程組的沃納·海森堡（Werner Heisenberg）的部分思想就體現了這種操作主義。

激進的反現實主義者、量子認知主義者和操作主義者之間的觀點存在一些差異，而所有現實主義者都持相似的觀點，即對我在前文提到的那兩個問題的回答都是肯定的。不過，在對第三個問題的回答上，現實主義者之間也出現了分歧，這個問題就是：自然世界是否主要由我們可見的那些客體以及構成那些客體的物質構成？換句話說，我們環顧四周時看到的一切是否就是宇宙整體上的典型特徵？

現實主義者中對這個問題回答「是」的人可以叫作純粹現實主義者或者樸素現實主義者。我必須提醒讀者的是：我在此處使用的定語「樸素」意味著堅定、新穎、純粹。對我來說，如果某個觀點不涉及複雜的論點和令人費解的證明，那麼它就是樸素的，而且無論何時樸素現實主義都是可取的。

從這個意義上來說，有些現實主義者就不那麼「樸素」了，他們會認為，現實與我們所感知、測量到的這個世界大為不同，這種觀點的一個例子是多世界詮釋。這個理論認為，我們感知到的世界只是數量巨大且仍在不斷增多的平行世界中的一個。這種理論的支持者自稱現實主義者，畢竟他們對前兩個問題的回答都是肯定的，然而在我看來，只有從極專業的學術角度上看，他們才能算得上是現實主義者。我們或許可以稱他們為「魔幻現實主義者」，因為他們認為真正的現實遠不止我們所感知的這個世界。從這個意義上說，魔幻現實主義幾乎就是一種神秘主義，因為它喻示著：真實的世界潛藏在我們的感知之後。

我們能否構建一個從最為普遍且樸素的角度看都符合現實主義的原子理論，並且對前文所述的3個問題的回答都是肯定的？我認為這是完全有可能的，而這背後的故事也正是我想在本書中向你講述的。不過，這種理論並非量子力學，並且如果它是對的，那麼量子力學就必然是錯的，同時還意味著量子力學對自然世界的描述相當不完備。

我想在本書中告訴你的關於這個故事的部分內容是：當其他理論要求我們擁抱反現實主義或者接受蓬勃發展的神秘主義時，這個樸素的現實主義自然理論是如何被擱置一旁的。不過，我會以一個充滿希望的結尾結束全書，也就是勾勒出一條我們能夠取得長足進步的道路。沿著這條道路前進，我們或許就能發展出一種能夠將量子力學包括在內的現實主義自然觀。

這一切都至關重要，因為在21世紀初，科學正面臨著前所未有的挑戰，同樣面臨挑戰的還有真實世界中人們的信仰。在這些信仰中，事實非真即假，不存在中間地帶。毫不誇張地說，人類社會中的某些人似乎正在失去對現實與虛幻間邊界的掌控。

科學遭受的攻擊來自那些發現科學得出的結論不利於其政治目的和商業目標的人。氣候變化不應該是政治議題，也不是意識形態方面的問題，而是事關國家安全的重大問題，並且應該按照解決重大問題的態度去處理。這些都是真實存在的問題，需要一些基於證據的解決方案。

在我看來，宗教與科學之間幾乎沒有什麼產生衝突的理由。許多宗教接受甚至熱烈歡迎科學，並把科學視為一種認識自然世界的途徑。此外，關於這個世界的存在和意義還有非常多的謎團有待解答，宗教和科學都在激勵著人們去討論這些問題。當然，目前這兩者都還不能解決這些問題。

此外，科學遭受的攻擊還來自一些人文主義學者，他們認為，科學只不過是一種社會架構，科學帶來的不過是各類同樣有效的觀點中的一種。

科學要想清晰而有力地回應這些挑戰，就必須保證自身不被內部實踐者的神秘主義渴望和形上學傾向侵蝕，然而有些科學家可能常常會受到神秘主義感觸和形上學偏見的刺激。只要大多數人能理解並堅持區分假設和既定事實的嚴格標準，這種個體行為就無法影響到科學的發展。

如果連基礎物理學自身都被反現實主義思潮「劫持」了，我們就有被迫放棄綿延了數世紀的現實主義工程的危險。所謂現實主義工程，無非就是隨著科學的進步，我們不斷地調整已知現實與虛幻領域間邊界的過程。

反現實主義的一大危險與物理學自身的實踐有關。反現實主義會削弱我們徹底探明自然世界性質的決心，並因此降低我們理解物理系統的標準。

反現實主義在原子世界取得重大勝利之後，我們不得不同反現實主義對大尺度上的自然世界提出的觀點作鬥爭。少數宇宙學家宣稱，我們身處的這個宇宙只不過是「平行宇宙」的汪洋大海中的一個「水泡」而已，像這樣的水泡在這片大海中還有無窮多個。另外，既然我們可以頗有底氣地假設我們看到的那些星系與宇宙中的其他星系並沒有本質上的不同，那麼我們當然也可以認為，在我們看不見的那些「水泡」裡，掌管世界的定律與我們這個世界的完全不同，甚至可能是完全隨機的。因此，我們的宇宙絕不可能代表所有平行宇宙共有的性質。基於這個推測，再加上幾乎所有其他水泡永遠都不會進入我們的觀測範圍這個事實，這意味著平行宇宙假說既不可能被證實，也不可能被證偽，這就把這種假說推到了科學的邊界之外。然而，這個想法卻得到了不少備受尊敬的物理學家和數學家的支持。

很多人都會錯把平行宇宙假說當成量子力學的多世界詮釋，但其實它們是截然不同的概念。不過，它們都通過魔幻現實主義顛覆了科學的目的——僅通過科學自身來解釋我們所看到的世界。如果不是大多數物理學家不加批判地接受了量子物理學的反現實主義版本，那麼那些平行宇宙假說的狂熱支持者無論如何也不可能對科學目標的明確性產生任何影響。

誠然，量子力學以極其簡潔的方式解釋了自然世界的許多方面。物理學家已經開發了運用量子力學來解釋各類現象的強大的工具包，因此，如果你能熟練地掌握量子力學，你就能掌控自然世界的許多知識。與此同時，物理學家一直在探索自然世界中量子力學未能闡明的空白處，比如，這個理論無法解釋個體過程中發生了什麼，並且也常常無法解釋為什麼某項實驗的結果是這樣而不是那樣的。

這些理論空白和無法解釋的現象關係重大，因為它們揭示了這樣一個事實：我們在這條解決科學核心問題的道路上才走了一半，然而我們已經失去了前進的方向。我認為，我們尚未成功地把量子理論和引力及時空統一起來（即我們常說的量子引力），也沒能將各種基本作用力統一起來，這主要是因為我們的探索都是基於一種不正確且不完備的量子理論。

然而，我懷疑，在不牢靠的地基上構建科學大廈所產生的影響還會變得更遠、更深。當激進的反現實主義思潮在科學大廈的地基上繁榮生長時，人們對科學能解決分歧並揭示真相的信任感就會被削弱。當那些為科學解釋設定標準的人也受到邪惡的神秘主義思想的誘導時，整個人類社會都會感受到由此產生的混亂。

我很榮幸能見到幾位第二代20世紀物理學的奠基人，其中最為矛盾的一位是約翰·惠勒（John Wheeler）。作為一名核物理理論家和一位神秘主義者，他通過向我們講述他同愛因斯坦和玻爾之間的故事，將這兩位大物理學家的思想傳授給了我們這代人。惠勒是一名堅定的「冷血戰士」，即便在引領量子宇宙和黑洞的研究時仍不忘研發氫彈。他也是一位偉大的導師，他的學生包括理察·費曼、休·埃弗裡特（Hugh Everett）以及其他幾位量子理論的先驅。

惠勒是真正接受過玻爾教導的，他的話總是充滿各種謎團和悖論。他在上課時的板書和我見到的其他學者的板書都不相同，上面沒有任何方程，只有幾行字體優雅的格言，每一句都寫得端端正正，那是他提煉出的值得我們用一生的時間去探尋的問題，關於為什麼我們的世界是量子宇宙，其中的一個經典例子就是「It from bit」（一切源於比特）。目前，社會上的確有一股把世界視作信息集合體的思潮，也就是認為信息要比它所描述的內容更為基本。這是一種反現實主義形式，我們在後文中會對此加以討論，而惠勒就是較早接受這股思潮的人之一。還有一個例子是「在被觀察之前，任何現象都不是真正的現象」。如果我們與惠勒進行交談，那麼惠勒可能會問你如下的問題：

假設你死了，到天神面前接受最後的考驗，他只會問你一個問題：「為什麼是量子？」也就是為什麼我們生活在一個由量子力學描述的世界中？你會如何回答他呢？

我的人生的大部分時間都花在了尋找這個問題的令人滿意的答案上了。我發現自己總是能生動地回想起與量子物理學第一次邂逅時的場景。當時我17歲，高中輟學，經常流連於辛辛那提大學物理圖書館的書架前。正是在那時，我邂逅了一本書，其中的一章是路易斯·德布羅意（Louis de Broglie）寫的。德布羅意最早提出電子既是波也是粒子，本書第3章就會介紹他的這個具有開創性的波理論，這一理論也是對量子力學的第一個現實主義闡述。那本書是用法語寫就的，雖然當時我對法語並不精通，但我現在仍然能回想起理解該書基本思想時的興奮之情，閉上眼睛也仍然能回憶起那一頁上展示著的將波長與動量聯繫起來的方程。

第二年春天，我在漢普郡學院學習了我人生中的第一門真正的量子力學課程。那門課程由赫伯特·伯恩斯坦（Herbert Bernstein）教授，在課程最後，伯恩斯坦介紹了約翰·貝爾（John Bell）的基本定理1，簡單來說，這個定理證明了適用於量子世界的定律很難應用於宇宙空間。我至今還能生動地回想起當時的場景：在那個溫暖的下午，當我理解了對該定理的證明之後，我走出教室，坐在學院圖書館外的階梯上，心中無比震驚。然後我拿出一個筆記本，立即為我暗戀的女生寫下了一首詩：「當我們十指相扣時，我們手上的電子從那一刻起就糾纏到了一起。」我現在已經記不得那個女生是誰以及她對我的這首詩是如何回應的，我甚至想不起來我是否把這首詩獻給了某個女生，但從那天起，我對非局部糾纏的興趣一刻也沒有減弱過。在之後的幾十年裡，我迫切地想要更好地理解量子世界的心情也從未消失過。在我的科學研究生涯中，量子物理學之謎是我反覆思索的核心問題，我希望能夠通過本書讓你也產生類似的興趣。

我在本書中講述的故事將以三幕劇的形式呈現。第一幕會講述我們在探究量子力學發展軌跡時所需的基本的量子力學概念。這部分的主題是由玻爾和海森堡引領的反現實主義者對以愛因斯坦為代表的現實主義者的巨大勝利。請注意，我在書中講述的故事只是一個概要，真實的歷史要遠比我的描述更複雜。

第二幕則追溯了從20世紀50年代開始的現實主義量子力學方法的復興，並且闡述了它們的優缺點。這一幕的主角是美國物理學家戴維·玻姆（David Bohm）和愛爾蘭理論物理學家貝爾。

第二幕的結論是：現實主義方法可行，並且它們的效果好到足以動搖那些認為量子力學要求我們全部變成反現實主義者的論斷。不過，在我看來，這些方法離真相仍然差得很遠，我認為我們還可以更進一步。實際上，我認為：正確且完備的量子力學理論不僅能夠解決量子引力的問題，還能給出一套優秀的宇宙學理論。

第三幕則介紹了包括我在內的當代物理學家為構建現實主義的萬物理論所付出的努力。

歡迎大家來到量子世界，放輕鬆，因為這就是我們所在的世界。另外，這個世界中尚有很多謎團等待著我們去解決，我們真是太幸運了！