本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
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下個月將是玻爾原子模型一百週年，它是量子力學理論的基礎之一。看看我們現在的情況：我們仍然不知道這個該死的理論到底是什麼意思。最激進的解釋之一（這已經說明了一些問題）一定是所謂的交易解釋，即粒子發出一種時間倒流的訊號。去年秋天，馬里蘭大學哲學家露絲·卡斯特納出版了一本書，試圖理解它。我邀請她引導我們瞭解一下。 在六月號的《大眾科學》中，物理學家兼作家漢斯·克里斯蒂安·馮·拜爾描述了當前“對量子理論的意義的深刻困惑”的狀態，並討論了一個提議——否認該理論客觀地描述任何真實的事物——以使一些量子難題“不那麼令人困擾”。馮·拜爾還列出了其他幾種可能的解釋，但遺漏了我認為最有希望的方法。這個想法被稱為交易解釋，最初由華盛頓大學物理學家約翰·克萊默在 1980 年代提出，其根源在於著名物理學家約翰·惠勒和理查德·費曼的思想。這種解釋利用了一個技術上稱為“超前作用”的概念，其特徵不是通常的正能量，而是負能量。儘管乍一看可能違反直覺，但事實證明，它提供了一種理解當前看起來任意或特別的理論某些方面的自然方式，例如計算測量結果機率的規則。在交易圖中，以正能量為特徵的量子態描述的實體只是故事的一半。故事的另一半是這些發射態的吸收，伴隨著負能量（超前）響應。克萊默本人將他的說法比作金融交易的握手：發射態是報價，響應態是確認。吸收是解開量子理論提出的解釋性戈爾迪之結的關鍵，量子理論引發了諸如著名的薛定諤的貓思想實驗等難題。正是吸收坍縮了量子疊加，並將可憐的貓從同時處於死亡和活著的命運中拯救出來。克萊默最初的解釋版本雖然很有希望，但並未得到廣泛接受。物理學家和哲學家很難理解超前傳播，超前傳播通常被認為是與時間倒流傳播同義的，因此似乎引發了因果迴圈悖論的可能性，例如能夠回到過去並殺死自己的父母。此外，一些批評者認為吸收器的概念定義不清。我的研究旨在解決這些型別的挑戰，並提供對構成吸收器的清晰解釋。透過納入相對論量子理論的原理（最初的交易圖中沒有這些原理），我已經能夠獲得微觀量子領域和宏觀經典領域之間邊界的清晰標準，這正是坍縮極有可能發生的點（儘管坍縮過程從根本上來說是不確定的）。我對交易解釋的發展利用了維爾納·海森堡的重要思想：“原子和基本粒子本身……形成了一個可能性的世界，而不是事實的事物。”這個可能性的世界不包含在空間和時間中；它是一個更高維度的世界，其結構由量子理論的數學描述。理解交易解釋的最佳方式是將報價和確認都視為海森堡可能性——也就是說，它們只是潛在的事件。這消除了因果迴圈不一致的可能性，因為正能量報價波和負能量確認波都不攜帶真正的能量，並且都不包含在時空中。只有在兩者相遇時，真正的能量才可能在時空中從發射器傳遞到吸收器——當這種情況發生時，所有能量都以正常的未來方向傳遞。交易解釋，在這個新的可能性版本中，不僅為測量提供了清晰的物理解釋，而且為量子現實提供了新的理解，在這種理解中，動態可能性透過交易過程產生可觀察的物理事件。它還消除了困擾愛因斯坦的“幽靈般的超距作用”。量子關聯不違反相對論速度限制，因為這些關聯僅存在於可能性的層面上。交易圖在概念上具有挑戰性，因為底層過程與我們在經典經驗世界中習慣的截然不同，我們必須允許這樣一個驚人的想法，即現實不僅僅是時空所能容納的。正如馮·拜爾的文章所證明的那樣，量子理論確實挑戰我們跳出固有思維模式——在這種情況下，我認為這個固有思維模式就是時空本身。如果這看起來牽強附會，請考慮物理學家兼哲學家厄南·麥克馬林提出的雄辯觀點：“可想象性不應成為本體論的檢驗標準。現實主義者的主張是科學家正在發現世界的結構；此外，不需要這些結構在宏觀世界的範疇內是可想象的。” 只有當我們正面面對物理世界的奇怪的非經典特徵時，我們才能對我們的現實進行物理的、非觀察者依賴的解釋，從而解決長期存在的難題，例如薛定諤的貓問題。圖片由露絲·卡斯特納提供