1700918373
1700918374
1700918375
1700918376
图7-5 如果你在一间黑暗的房间里拍摄一张闪光照片，照相机所捕捉到的光子中编码了房间里的各种信息。这张图展示了单个光子如何能“测量”物体——当一个光子撞到一面镜子后，光子就将镜子的位置信息编码到自己的位置信息内。如果镜子处于A处和B处的量子叠加态，那么，发现它位置的究竟是一个人还是一个光子，完全不重要，因为这两种情况都会毁掉它的量子叠加态。
1700918377
1700918378
那天晚上，我简直超常发挥，干什么都很顺利。我还进行了定量计算，得到了更多细节。比如，大多数物体同时所处的位置其实并不止两个，而是许多个，我把这个也算出来了，正如图7-6里画的那样。我发现，基本上只要一个光子就能把量子叠加态几乎完全摧毁，但能留下一点点残余物——一个小小的、只有光子波长那么宽的叠加态。一个波长为0.000 5毫米的光子就像一个观察者，但本质上说，这个光子观察者对物体位置的测量只能精确到0.000 5毫米。上一章我们已经讲过，所有粒子都具有波动的性质，因此都拥有波长，而我的发现表明，任意一个粒子撞到某个物体上面，大于粒子波长的量子叠加态都将会摧毁殆尽。
1700918379
1700918380
1700918381
1700918382
1700918383
图7-6 关于倒下的扑克牌，你所知道的信息可以表示为一个所谓的密度矩阵。密度矩阵可以表示为一个起伏不平的曲面，就像图中所示的鼓出的四座山峰。对角线（已用黑线描出）上两座“山峰”的高度代表扑克牌位于不同位置的概率。而另外两座山峰，不严格地讲，表示了量子怪诞性的程度，也就是它同时位于不同位置的性质。左边的密度矩阵中，有两座山峰被标记了“量子干涉”，代表扑克牌同时位于两个不同的地方，处于量子叠加态。当一颗光子撞到扑克牌后，发生退相干，将两座山峰抹平，得到了右边的密度矩阵，代表着扑克牌位于一个确定的位置，也就是两个地方二选一，你只是还不知道究竟是哪一个。这些山峰的宽度相当于与正面朝上和正面朝下相关的残余量子不确定性。
1700918384
1700918385
时光荏苒，我早就知道了自己热爱物理学，并想为这个领域鞠躬尽瘁，但我以前并不知道自己是否真的具备研究物理的能力、是否真能为之添砖加瓦，还是只能学习前人的成就、在领域边缘的观众席上为他人鼓掌。那天夜晚，当我终于平复思绪，躺到床上时，我人生中第一次满怀信心地对自己说：“是的，我能！”会不会有人把我当晚的发现命名为“泰格马克效应”？我知道，不管结果如何，我永远不会忘记那个兴奋的夜晚。想到自己所获得的种种机会以及那些曾启发我灵感、引领我踏上伟大科学征程的师长，我感到自己真的很幸运。这一切太完美了，完美得简直不像真的。事实证明，确实如此……
1700918386
1700918387
两个星期后，我对那晚的发现进行了扩展计算，写出了一份论文草稿，初步命名为《散射引起的表观波函数坍缩》（Apparent Wave Function Collapse Caused by Scattering）。“散射”（scattering）是一个科技术语，用来表示粒子在物体表面撞来撞去的行为。这是我第一次为了公开发表而撰写学术论文，感觉很像小时候的圣诞前夜。我是个左撇子，写一手惨不忍睹的字（上学时，几乎每份作业后老师都会留下“请书写工整一点！”的评语），一想到论文发表后，我乱七八糟的手写体会变成工整的印刷体，我心里就十分兴奋。
1700918388
1700918389
与此同时，我陷入了一种有趣的妄想症，总害怕自己的发现已经被别人公开发表过，只是不知为何被我忽略掉了。然后我又安慰自己，如果这么基本的东西早已被人发现，它一定会出现在教科书上，我的研究生量子力学课堂上也肯定会讲到这一点。在查找资料的过程中，每当我翻开一本可疑的参考书时，手都止不住地颤抖，生怕里面已经提到了我的新发现。到目前为止，一切还算好……
1700918390
1700918391
抱着论文一定会发表的期待，我甚至改了自己的名字，把姓氏改得更加特别，从我的父姓“夏皮罗”（Shapiro）改成了我的母姓“泰格马克”（Tegmark），免得和别人重名。在瑞典时，我很喜欢我原来的姓——夏皮罗，因为它非常特别，我们几乎是全瑞典唯一姓夏皮罗的家庭。但到了美国，我简直被吓坏了：“夏皮罗”这个姓在国际学术界里几乎和“安德森”（Andersson）在瑞典一样普遍。让我下定决心改姓的最后一根稻草是，当我在数据库里搜索“夏皮罗先生”写的物理学论文时，我得到了几千条相符的结果。单单在我们伯克利物理系，就有3个夏皮罗，其中有一个叫玛乔丽·夏皮罗（Marjorie Shapiro）的，甚至还教过我粒子物理学！相比之下，我搜寻良久之后发现，我母亲和她的亲戚却是地球上唯一姓“泰格马克”的人，所以我义无反顾把姓改成了“泰格马克”。
1700918392
1700918393
对于改姓这件事，我很怕我父亲会误解，将其视为对他的冒犯，但是，当我小心翼翼向他提起这件事时，他却向我保证他毫不在意，并引用了莎士比亚的一句名言来表明他的态度：“名字有什么关系呢？”（What’s in a name？）
1700918394
1700918395
被人抢先，苦中作乐
1700918396
1700918397
一个月后，我从瑞典过完圣诞节回学校，正准备上传我的论文，但忽然一切都崩塌了。我的时间全都白费了。我的心血和热情全都白费了。我的快乐和兴奋瞬间消逝了。我的所有希望也全部化为乌有。砰！就像一颗炸弹一样，只花了几分钟的时间，一切都化为泡影。是谁点燃了火柴？安迪·埃尔比。他告诉我，一位名叫沃依切赫·楚雷克（Wojciech Zurek）的波兰物理学家早就发现这一点了。忘记什么“泰格马克效应”吧！它早就有名字了，叫作“退相干”（decoherence）。实际上，我很快又发现，德国物理学家迪特尔·泽（Dieter Zeh）早在1970年就已经发现这个效应了。
1700918398
1700918399
一开始，我并没有什么明显的感觉，就像我平时听到坏消息时的反应一样。我还用开玩笑的口吻向我的好友韦恩、贾斯汀和泰德聊起了这件事。当我回到家时，我根本没注意到自己已濒临崩溃的边缘，反而因为一件愚蠢而琐碎的小事和女朋友大吵一架——只因为她做了一顿只够自己吃的饭，却从冰箱里拿出一份冷冰冰的饭给我吃。一瞬间，我感到悲伤如潮水一样袭来，只想大哭一场，却连哭的力气也没有了。
1700918400
1700918401
慢慢地，我对自己被抢先这件事逐渐想开了。首先，我选择科学为毕生事业，正是因为我喜欢发现的快乐，不管我所发现的东西是否已经被别人发现过了，那份快乐都一样深刻，因为在你发现的一瞬间，并不知道有没有人发现过。其次，由于我相信宇宙中还存在更高级的文明，可能在我们的宇宙中、也可能在平行宇宙中，那么，我们在地球上新发现的所有事情，他们肯定早就知道了，所以本质上都是一种重复发现，但这并不会让发现的乐趣减少半分。最后，当你独自发现一件事情时，你的理解会更加深刻，也会怀有更多的尊敬和珍惜。在我的学习生涯中，我逐渐意识到，大部分科学突破都是由一次又一次的重复发现累积起来的——当正确的问题浮现出来，随着解决它们的工具变得唾手可得，自然会有许多人独立找到同样的答案。我记得尤金·康明斯在量子力学课堂上说过一句不动声色的妙语。他说：“它被称作克莱因-戈尔登方程式（Klein-Gordon equation），因为它是薛定谔发现的。”
1700918402
1700918403
从那时起，我重复发现了许多前人已经发现过的东西。通常情况下，我会重复发现别人已论述过的基本部分，除此之外还包括一些前人不曾注意的细节（或者反过来）；这些都让我足够发表一些难度较低的新论文，在文中引用前人的论文，并添加一些新东西。
1700918404
1700918405
我记得还有一次，感觉有点儿毛骨悚然。我自己列出了一个“退相干的自然界十大来源”榜单，从空气分子、阳光中的光子这样的日常事物到难以屏蔽的背景辐射和太阳中微子。结果，不久之后，我发现在迪特尔·泽和他的学生埃里克·朱斯（Eric Joos）6年前合著的一篇漂亮的论文中，他们也列出了一个几乎完全一样的表单。当然，我那篇论文里包含了一点新东西，足够发表在一本不那么权威的学术期刊上，但是对一个从一开始就想发表轰动论文的人来说，这感觉就像一场惨败。
1700918406
1700918407
1700918408
1700918409
1700918410
扫码获取作者的论文。
1700918411
1700918412
事后看来，这并不算我所经历过的最滑稽的“被抢先事件”。1995年，我发明了一种方法，可以用来测定粒子的量子状态（波函数或密度矩阵）。我永远也忘不了那个夜晚，正当我要上传论文的时候，我站在空荡荡的图书馆里，呆若木鸡，感觉自己简直就是个傻瓜：摆在我面前的，是一篇已经发表过的论文，那些家伙不仅抢了我的先，而且他们的图表十分精细，和我的想法完全一样。更令人惊奇的是，他们给这个方法起了一个模棱两可的名字，竟然也和我想的分毫不差：相空间层扫描法（phase-space tomography）。我只能大喊一声“HURF”，这是我和弟弟佩尔发明的一个特别的词，用来形容当时的心情，再合适不过了。
1700918413
1700918414
后来，我终于有机会和这些“假想敌”见面，发现他们都是非常友善的好人。迪特尔·泽和楚雷克都给我发来了邮件，热情洋溢地鼓励我的工作，还邀请我去他们那里访问和演讲。2004年，我去洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）拜访了楚雷克，这次行程让我发现了作为科学家最棒的好处：你可以受邀去从未去过的奇妙地方，在此期间你还可以不停地和那些迷人的家伙们聊天，这些都是工作的一部分！他们甚至还会付你钱！
1700918415
1700918416
楚雷克有一头厚重的头发，眼睛里闪着顽皮的光芒，昭示着他的冒险精神，不管对工作还是对娱乐都同样如此。在雄伟的冰岛黄金瀑布（Gullfoss Waterfall），他曾劝我和他一起爬下一块危险区的大石头，往前一步看看那奔腾直下的水流——那里是瀑布突然改变方向的地方。我怀疑，有多少个平行宇宙因此在一声惨叫中同时失去了两名退相干理论家。
1700918417
1700918418
1996年，我去海德堡拜访了迪特尔·泽和他的团队。他对退相干的发现作出了极其重要的贡献，但我更震惊于他所获得的赞誉之少。实际上，在海德堡大学物理系里，他那些小气的同事根本不把他的成果放在眼里，因为他们认为他的理论太哲学化了，而他们的物理系就位于“哲学家街”，这实在是很讽刺。他的团队不得不搬到一座教堂里开会。而最让我目瞪口呆的是，当迪特尔·译写作全世界第一本退相干领域的书时，唯一的一笔研究经费竟然来自德国信义会教堂。
1700918419
1700918420
这让我想起了休·埃弗雷特，原来，他并不是特例。研究物理学，并不是一条通往名誉和光辉的康庄大道。物理学更像是艺术：你从事这个职业，只是因为你热爱它。在我的物理学同行中，只有极少数人选择研究那些真正宏大而重要的问题，每当我看到他们，内心就涌起一种同舟共济的感情。我想，这种感情就好像一帮好友拒绝了高薪工作，决定一起成为诗人的感觉。他们清楚地知道，自己的选择不是为了金钱，而是一场探索人类智慧边界的大冒险。
1700918421
1700918422
每当飞机上的邻座问我科学问题时，我就会回想起科学界的竞争以及我被抢先的那些事，也提醒我必须用正确的方法来对待。此时，坐在飞机座位上的，是一位来自物理学国度的大使，他不仅要向外国友人描述自己亲力亲为的事，还必须讲述整个物理学界发生的故事，并为此感到由衷的快乐和骄傲。在研究中，有时我会抢得先机，但更多的时候是我被别人抢先。然而，最重要的事情是，在这个过程中，我们能互相学习，互相启发，共同完成那些单靠一己之力无法完成的伟大事业。这是一个妙不可言的团体，我为自己能跻身其中而感到幸运。