一个管用、却用得很怪的理论
想象你有一台计算器，它总能给出正确答案——化学、晶体管、激光、太阳的颜色——却没有附带说明书来解释它的按键“为什么”管用。你会心怀感激地用它，同时仍会夜不能寐，纳闷它内部究竟在发生什么。物理学家面对量子力学，处境大致就是如此。这个理论的预测，与实验吻合到小数点后惊人多位。然而，在它被写下来一个世纪之后，深思熟虑的人们对于它到底在“讲”关于这个世界的什么，依然各执一词。这趟阶梯讲的就是这场分歧——不是讨论量子力学是否正确（它是正确的），而是讨论它意味着什么。
这一切的核心，是一台名为波函数的“机器”——对于任何系统，理论都会交给你这样一个数学对象。借助一个叫玻恩定则的配方，你可以从它算出每一种可能测量结果的概率。这些概率每次都算得恰好正确。麻烦不在于算术，而在于那个听起来很简单的问题：波函数到底是什么？ 它是世界中一个真实存在的东西，像池塘上的水波那样吗？还是仅仅是我们恰好所知内容的一份概括？抑或是完全另一回事？对这一个问题的不同回答，会生长成你将在本阶梯中遇到的、天差地别的世界观。
地板下的裂缝：测量难题
不适感栖身的确切位置就在这里。一个量子系统若放任不管，会平滑而可预测地演化；它的波函数可以同时容纳许多种可能——一个粒子既在这里又在那里，物理学家称这种状态为叠加。但你一旦去测量它，就从来看不到那团模糊。你看到的是一个确定的结果：要么在这里，要么在那里，而不是两者兼有。理论的标准配方说，在测量的那一刻，波函数会突然坍缩到你所观察到的那个单一结果。于是这个理论似乎包含了两条不同的规则——无人观看时平滑演化，有人观看时骤然跳变——却没有清楚地说明，哪些情形才算“观看”。这种张力就是著名的测量难题，它正是驱动每一种诠释的引擎。
埃尔温·薛定谔把这种荒谬磨成了如今家喻户晓的一幅漫画。设想一只猫被关在一个密封盒子里，它的命运系于单个量子事件——一个会衰变的原子。当原子处于“已衰变”与“未衰变”的叠加态时，平滑规则就说，这只猫必定处于“死”与“活”的叠加态。我们从未遇见过这样的猫。那么，从一个孤零零的原子一路攀升到一整只猫，那一份“可能性的菜单”究竟在哪一步坍缩成了唯一的事实？这道谜题——薛定谔的猫——就是披着皮毛的测量难题；在随后的每一篇里，你都该把这只可怜的小动物放在心上。
为什么不干脆无视这个问题？
一种合理的反应是：既然方程总能给出正确答案，谁还在乎它们意味着什么？几十年来，这一直是礼貌而默认的态度——闭嘴，算就是了。其中确有真智慧；你不需要一套关于爱的理论，也照样能享受一场婚礼。但这个问题总是拒绝被埋葬，原因有三，且都很诚实。其一，坍缩规则是含糊的：它从不说明，一个东西要多大、多热、或多有意识，才足以触发一次坍缩；而一条基本定律，不该依赖于物理学从未定义过的“测量”一词。其二，我们对早期宇宙——那时根本没有任何观察者——的最佳猜想，迫使我们去追问：整个宇宙的波函数，到底能意味着什么。其三，也是最实际的一点，建造量子计算机的工程师们必须把叠加与纠缠当作具体的资源来推演，于是把这幅图景理清，已经开始“付得起房租”了。
前路的一张地图
各种诠释大体上，是按它们如何回答一个岔路口而分开的：坍缩是真实的，还是根本就不存在坍缩？ 有些保留坍缩，并设法把它讲得精确，或讲得务实。另一些则把坍缩扔掉，转而付出别样的代价——额外的世界、隐藏的机械装置，或者干脆改变“波函数到底说的是什么”。没有哪一种是免费的；每一种都是在一处买到清晰，又在另一处花掉怪异。接下来的四篇，会各自认真对待一个著名的答案，按它自己最有利的说法来呈现，然后再退一步来掂量它们。
- 哥本哈根诠释：保留坍缩，把它视为量子世界与我们经典仪器之间的边界，并且不去追问幕布背后是什么。
- 多世界诠释：根本不存在坍缩——每一种结果都会发生，各自落在一个不断分裂的宇宙的不同分支里。
- 导波诠释：粒子始终真实而确定，被一道引导波暗中操控；随机性仅仅反映了我们对它们初始位置的无知。
- 量子贝叶斯主义：波函数不是世界中的某个东西，而是某个行动者个人信念的一份记账；“坍缩”不过是该行动者根据新经验进行的更新。