沒有我們，現實是否還存在？阿爾伯特.愛因斯坦曾帶著懷疑思索過這個問題，他給出的回答似乎十分確定：我們不看月亮的時候，月亮肯定不會消失。量子理論的以下命題給他帶來很大的衝擊：只有當我們觀察它們時，事物才會變得真實。這一命題並非那麼離譜，甚至愛因斯坦都對其保持開放的態度。他在1955年的一封信中寫道：“物理學的基礎，就是假設現實世界獨立於任何感知行為而存在。但是否真正如此，我們並不知道。”
在此後的幾十年裡，物理學家發現，試圖在量子理論中將觀察者安放於一個“外在”的位置上，是一件極其頭疼的任務。現在有些人正在苦思冥想著一種令人難以置信的替代方案：僅僅基於對隨機性的主觀體驗，而不必牽涉任何其他東西，就可以對現實，連同其中所有量子奇異現象，給出連貫一致的描述。這個大膽的新理論的提出者說：“這看起來像‘瘋子的觀點’，因為它迫使我們放棄所有基本物理定律的概念。但是，如果這個理論能夠成立，不僅可以解決量子力學的一些深層次的難題，還會徹底改變我們對現實本身最深層的先入之見。
在對於世界如何運轉做出預測這件事上，量子理論是無與倫比的：它的每一個預測，無論多麼有悖於直覺，都可以被實驗所證實。例如，電子有時可以顯示出波的行為特徵，儘管它們在其他情況下的表現像是粒子。
令人困惑的波
在觀察之前，這些量子對象被認為是處於一種所有可能觀察結果的疊加之中。當然，這並不意味著它們同時存在於多種狀態之中，而我們只能說，所有允許的測量結果都是可能的。這種潛在的可能性被表述在量子波函數中，這是一種數學表達式，它將所有結果及其相對概率表達成某種“代碼”的形式。
但是，在進行測量之前，對於量子系統的性質，我們並不清楚波函數會告訴我們些什麼，如果它確實能夠告訴我們什麼的話,測量行為將所有可能的結果縮減為一種，這被稱為“波函數的坍縮”，但沒人真正知道它的含義。一些研究人員認為這可能是一個真實的物理過程，就像放射性衰變；那些贊同多重世界解釋的人認為這是一種幻覺，是想象將宇宙分成每一種可能的結果而造成的；其他人則仍然認為，試圖對其做出解釋沒有任何意義，而且，誰在乎這些解釋呢？數學最奏效，所以只需閉上嘴計算好了。
無論在什麼情況下，波函數的坍縮似乎都是取決於干預或觀察，這引發了一些非常難以解答的問題，尤其是意識在整個過程中的作用。這是個測量問題，可以說，在量子理論中是最令人頭痛的一點。“這非常難以說清楚，”加利福尼亞州查普曼大學哲學家凱爾文·麥昆說， “每天都會出現更多的解釋，但所有解釋都有問題。”
最為流行的就是“哥本哈根詮釋”，它是以量子理論的先驅者之一尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）的家鄉命名的。玻爾認為，量子力學告訴我們的，僅僅是我們進行測量時應該期待什麼結果，而不是何種原因導致瞭如此的結果。這個理論不能告訴我們，在我們觀測之前量子系統是什麼樣子，我們唯一能夠期待它告訴我們的，就是各種不同的可能觀測結果出現的概率。
這樣的觀點似乎逼迫你去接受一個不怎麼舒服的結論：觀測結果正是我們的觀察行為帶來的。這是真的嗎？正如愛因斯坦含蓄表示的那樣，這似乎與科學通常的假設相左，然而這個想法是有它的淵源的。二十世紀三十年代初期，匈牙利物理學家約翰·馮·諾伊曼第一個認真地考慮了這個詮釋，二十世紀五十年代，他的同胞尤金·維格納通過一個思想實驗邁出了更深入的一步，這一實驗現在被稱為“維格納的友人”。
“如果沒有藉助於我們的主動參與，現實就不能被描述，那該怎麼辦呢？”
假設維格納站在無窗子的房間外面，他的朋友正在房間裡對一個粒子進行觀測。一旦完成觀測，她就能知道該粒子所測量到的屬性是什麼樣，但是維格納不知道。在他朋友告訴他結果之前，他不能說粒子的波函數已經坍縮，那是沒有意義的。更糟糕的是，在他朋友告訴他結果之前，量子理論沒有提供任何途徑，讓維格納將實驗室內所有他看不見的事件都看作具有固定的結果。他的朋友，她的測量儀器和粒子仍然處在一個巨大的疊加態之中。
這就好像我們生活在一個唯我論的世界裡，只有當有關結果的知識衝擊到一個具有意識的頭腦時，坍縮才會發生。“由此可見，對物體的量子描述，受到參與的我的意識的感覺所影響，”維格納寫道。“唯我論可能在邏輯上與現有的量子力學一致。”
普林斯頓大學的約翰·惠勒對此持有不同的觀點，他認為：並非是唯我論，而是一種交互式協作，使事物成為現實。惠勒說，我們生活在一個“參與式的世界”——這個世界沒有我們的主動參與，不可能被有意義地描述。他寫道：“關於量子力學，沒有什麼比這一點更令人吃驚了，即，它讓人們嚴肅地對待這一觀點……在沒有對其進行觀察的情況下，宇宙可能什麼也不是。”
但惠勒無法擺脫參與式宇宙引發的重重亂麻般無法解決的問題。例如，維格納和他的朋友似乎陷入了一個無限序列的“迴歸”之中。在維格納將結果傳遞給下一座建築中他的其他朋友之前，他自己是否也處於一種疊加狀態？波函數的坍縮在什麼時候發生，是由哪位觀察者來“決定”？到底什麼可以被視為有意識的觀察？
儘管這些問題持續存在，但一些理論家最近又返回到了某種形式的惠勒看法之中，波士頓馬薩諸塞大學的克里斯·福克斯稱之為“參與式現實”。這種轉變，部分是因為想要有一個更好的選擇，但主要是因為:如果你嚴肅地對待量子力學，那麼想要避免其所含的某種依賴觀察者的主觀性元素，似乎是不可能的。
幾年前，維也納大學的理論家卡斯拉夫·布魯克納重新審視了牛津大學大衛·多伊奇提出的，稍微修改過的“維格納的友人”實驗情景。在這個情景下，維格納的朋友進行了測量，她已經使粒子的波函數坍縮，產生了結果A或結果B，但她只是告訴維格納說，她看到了一個確定的結果，而沒有說這個結果是什麼。在多伊奇設定的情景下，維格納被迫得出的結論：他的朋友，朋友的測量儀器和粒子處於一種聯合疊加狀態，儘管他知道測量行為已經發生過了。
對維格納的朋友來說，她絕對處於，比如說“我看見了A”的狀態，但對維格納來說，她處於“我看見A”和“我看到B”的疊加狀態。那麼，兩者中誰是正確的？布魯克納說，這取決於你採納誰的觀點。他的觀點是：如果量子力學是正確的，那麼就沒有一個特權視角，使得第三位觀察者可以基於這一視角去調和維格納和他朋友的陳述。“沒有理由認為其中一個‘事實’比另一個‘事實’更為根本，”布魯克納說，所以我們不得不得出的結論是：“世界本身不存在的事實”。相反，存在的只有每個觀察者的事實。
對量子力學的一種解釋方式，從容地接受了以上這一結論。在二十一世紀由福克斯和其他人提出的量子貝葉斯主義（也稱為QBism）基於這樣一種觀點：量子力學僅僅提供瞭如下建議：一個理性觀察者在他或她進行測量時，對於會看到什麼應該具有的信念，且在觀察者將新的經驗考慮在內後，這些信念可以進行更新。“貝葉斯主義”是出自於經典概率論，在18世紀被首次提出，它根據觀察者已經知道的事實賦予概率。
QBism直接了當地否定了對於量子態的任何客觀看法。這並不意味著除了個人的信念之外，不可能有什麼“真實的”的東西，只是量子力學對於這個問題並沒有直接言及。
布魯克納“另類事實”的存在並不會給這種圖景帶來傷害，因為這一直是它的一種假設。波函數也沒有坍縮，這只是講述測量如何更新我們知識的一種方式。然而，幾乎沒有物理學家願意在他們對現實進行描述的努力中接受如此嚴格的限制，這就是為什麼QBism仍然是一種少數派的“遊戲”。
現在怎麼樣了呢？搜索一下“馬庫斯·穆勒”，這個自稱為“瘋子”的維也納大學的理論學家。他的回答則是更上了一個“檔次”。“QBism不夠極端，”他說，“它假定這裡有一個外部世界，最終對我們的經驗負責，而我的方法是從假設沒有這樣一個世界開始。”這意味著，在基本的自然定律不存在的設想下，沒有廣義相對論，也沒有麥克斯韋方程組或海森堡的不確定性原理，我們去問一問世界是什麼樣子，答案可能會讓你大吃一驚。
“極其奇特！你最終得到的，是一個直接由我們的經驗所構建的宇宙”。
因為，即使你拋開物理學，數學的邏輯依然存在，這正是穆勒構建他的假想世界的起點。假設你具備某一體驗X：你觀察世界，然後得到了結果X，在這種條件下，你隨後將會體驗到另一個結果Y的機會有多大？數學的一個領域恰好可以準確處理這些問題，這就是算法信息理論，該理論展示瞭如何基於具有明顯貝葉斯風格的歸納推理去進行預測：有一個方程式可以計算出，在發生了X的條件下，隨後發生Y的概率。
穆勒希望看到，在沒有任何其他因素影響其發展的情況下，這個推理會將世界引向何處？他將每個人在每個時刻的經驗表示為一條信息位串（或稱比特串）——由1和0構成，如同二進制計算機代碼。然後，每個觀察者的歷史都是由穿行於各種可能的比特串的步驟所構成，從一個串到下一個串的概率是隨機但有條件的：它必須將之前經歷的歷史考慮在內。香港大學理論家朱利奧·奇裡貝拉（Giulio Chiribella）說：“這個想法，是將我們的經歷視為由多幅相續的畫面組成的電影，並追問，在我迄今為止已經看到的畫面的條件下，我將會看到下一幅畫面是什麼？”
你可能會認為，這種描畫很難與我們對現實的感受：一個受規律支配的宇宙取得一致。而且，我們認為，這個宇宙中所顯現的狀態對你和對我來說都是一樣的。但是，當穆勒使用算法信息理論計算出比特串的序列是什麼樣子時，他發現了一些引人注目的東西。
隨著這些隨機體驗的累積，對下一次的可能體驗，由簡單的比特串序列所描述的那些體驗的條件概率，要比由複雜的比特串序列所描述的那些更高。這使得它看起來像是一個相當簡單的生成比特串的算法。所以，觀察者推導出了一個有關現實的簡單“模型”，這一模型由通常可理解的定律所表徵，這些定律平穩流暢地將一個體驗與下一個體驗聯接起來。
這似乎非常奇怪：隨機性如何能導致這種看上去像是由定律所規範的行為？這其實與我們理解氣體的方式有點相似，儘管從原則上講，氣體分子速度和位置的所有組合方式（即構形）都是允許出現的，但我們看到的分子速度的分佈概率，卻呈現為一種簡單的鐘形曲線，並且，分子在空間中的位置呈現為一種穩定的均勻分佈。由此，我們可以得到一些物理量：壓力、溫度和體積，並且可以輕鬆地對其進行測量，得到描述它們之間的聯繫的一些簡單定律。這些定律不是對氣體分子顆粒本身的描述，它們是氣體分子不同構形概率的一種湧現屬性。
“令人驚奇的是，一種‘客觀的外部世界’的觀念會在這種算法長時間的運行中自動湧現，”穆勒說，更重要的是，“不同的觀察者對這個外部世界屬性的認識將趨於一致。”這是因為，根據算法信息理論，對於不同的觀察者，比特串概率將收斂於同一種分佈，所以他們將會在“世界的規律”是什麼這一點上達成共識。“總的來說，‘電影’大概很簡單，因而，其情節的某些方面能夠得到不同的觀察者的普遍認同，”奇裡貝拉說。
意想不到的事並未到此終止，這種湧現的現實將具有的特性，恰恰是我們在量子物理中所看到的：物體可以顯示出波的特性，並且其行為具有“非局域”性的特徵，即，對一個粒子的測量，似乎可以在同一瞬間影響到與其在空間中相互分離的另一個粒子的狀態。
其結果是，對於我們個人經歷中將發生的事件的概率，你只需要作出少到不能再少的幾個假設，就可以恢復出一個與我們所了知的相同的世界。“世界看起來在某種程度上仍然會像我們體驗到的那樣，儘管事實上與其有著令人難以置信的差別，”穆勒說。
穆勒的想法如何能夠經受住測試的考驗，這一點並不是顯而易見的，但間接的證據是，在解決波爾茲曼大腦問題的道路上，他可能已進入正確軌道，波爾茲曼大腦幾乎是一個形而上學的難解之謎，它表明我們並不是我們認為的那種存在（見“自發性大腦”）。
同樣，從觀察者經驗中直接建立起來的這個宇宙景像是如此的“另類”，以至於其他研究人員幾乎不知道該如何看待它。這是“一個非常有趣的起點，它會引發新的問題”，奇裡貝拉說。同時，布魯克納（Brukner）對其持開放的態度，“馬庫斯（即穆勒）對概念掌握和數學背景都很強，並且使他能夠突破舒適區（譯註：指，不必費力氣思索而得到的），並對理論提出真正的概念變化和修改，”他說。
穆勒本人深知，他選擇的絕不是一條易行之路，但仍認為值得去試探著走一下。“它並不像最初看起來那麼瘋狂，”他說，“但如何說服人們是一個重大的挑戰，因為它隱含的世界觀是極不尋常的，與我們習以為常的觀念大相徑庭。”
意識導致的坍縮？
波函數的坍縮，即不可勝數的可能測量結果成為了單一確定結果的這一過程，是由意識誘發的，這種觀點在本質上並不具有荒謬之處。然而物理學家一直認為這是一個相當離經叛道的建議，因為它似乎是用一個謎團取代另一個謎團：我們不知道如何描述意識，那麼我們怎麼能期望知道它是如何導致坍縮的呢？
加利福尼亞州查普曼大學哲學家凱爾文·麥昆，以及堪培拉澳大利亞國立大學的戴維·查爾莫斯最近開始做的事情，使得我們現在可以更精確地處理這個問題。
二人從信息整合理論中得到了啟發，這一理論假定，意識來源於大腦中的互聯性。其發明者，威斯康星大學麥迪遜分校的神經科學家朱利奧·託諾尼，基於系統組成部分如何共享和組合信息，甚至提出了一種量度意識的數學量，稱為Φ（或Phi）。
信息整合理論對意識是“全有或全無”的觀點提出了挑戰，對於非人類的生物，甚至更簡單的（如，人造的）系統，也可能具有某種程度的意識這一觀點，它持開放的態度。這個想法尚有待測試，還沒有人能夠給出如何計算人腦Φ的公式。但是，這種期望使得麥昆和查爾莫斯提出了一種大膽的方式，來測試意識是否確實會導致波函數的坍縮。
麥昆說，原則上，你可以做一個帶點“花樣”的普通量子實驗：粒子本身就具有某種計算能力，但仍然足夠小，以至於可以顯示出可觀察到的量子行為。如果這樣的粒子具有足夠大的Φ值，那麼它們可能會自動地導致坍縮，並且無法如同尺寸相同但 Φ值較低的粒子那樣，顯示出像波的干涉效應這樣的量子現象。
麥昆對於進行這樣一個實驗將會面臨的困難不抱幻想。他說：“我並不執著這個想法，但是我確實希望看到，一旦清楚瞭如何構建合適的測試系統，它能得到證實或證偽。”
宇宙大腦
在19世紀後期，奧地利物理學家路德維希·波爾茲曼將世界描述為充滿隨機運動粒子的空間，這些粒子可以具有各種不同的構形。
實驗早已證實，我們的現實與這一圖景相一致，但這裡存在一個問題。如果你考查一下每種構形的概率，得出的結論是，我們幾乎不可能成為在一個星球上經歷了數十億年進化的眾生，反倒是更像一顆短暫而孤獨的“大腦”，他純粹由於某種機會從混沌中脫穎而出，自由地流轉著，完全被想象的回憶和感受所充斥。我們怎麼能知道，我們不是這種隨時都會輕易地被融化，迴歸到（粒子的速度和空間分佈）起伏著的宇宙中的“波爾茲曼大腦”？
幾十年來，物理學家和哲學家都為此所困擾，但是一個全新的觀點可以讓這個問題得以化解。如果客觀現實是以數學上可預測的方式顯現的，即，我們過去的經歷決定未來的觀察結果，那麼，波爾茲曼大腦的經歷中所遇到的突然不連貫將會消失得無影無蹤。經歷應該是平穩的，相互聯接的，並且在我們的尺度上是完全可預測的。
與此類似的觀點也認為，未必像一些研究人員所說的那樣，我們只不過是某些超智能宇宙計算機模擬中的“智能代理”而已。那種東西在“死機”之類的突發事件面前同樣不堪一擊，而我們對現實卻有著一種持久穩固的感知。
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