休·艾佛萊特 圖片來源：sites.uci.edu

就像“文人相輕”的玩笑，有些數學家甚至認為，僅僅把艾佛萊特看作一個物理天才就是對他的貶低。

撰文 | 王飛躍（中科院自動化所）

故事還要從13年前的一個清晨，我讀到這樣一則訊息說起：

物理學家約翰·A·惠勒去世，享年96歲

“顯赫的物理學泰斗約翰·阿其貝爾德·惠勒死於肺炎，享年96歲。作為‘黑洞’和‘蟲洞’等術語的發明人，惠勒使廣義相對論的研究大眾化，還指導了一批著名的研究生，其中有基普·索恩（Kip Thorne）和理查德·費曼（Richard Feynman），其他工作還包括與尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）合作建立了核裂變的液滴模型。麻省理工學院的宇宙學家邁克斯·泰哥馬克（Max Tegmark）在談及惠勒博士時表示，‘對我而言，他是最後一位匠人，在世的、唯一的一位物理學上的超級英雄。’”

儘管物理學不是我的專業領域，但我對惠勒是當代物理學界最後的一位“巨人”卻深有同感，是不是“唯一的”超級英雄就不清楚了。還有，惠勒曾經說過的一句話，給我留下了非常深刻的印象：“大學裡為什麼要有學生？那是因為老師有不懂的東西，需要學生來幫助解答。”

惠勒的確有資格說這句話，因為他的許多學生確實大名鼎鼎。上面那則訊息中提到的兩位學生，他們的名氣甚至超過了惠勒本人。索恩是斯蒂芬·霍金的摯友，其主要貢獻在引力物理和天體物理學領域，並且因擔任科幻電影《星際穿越》的科學顧問和製片人而名聲大噪；費曼則是諾貝爾物理學獎得主，他因撰寫了一系列大眾科學作品而成為美國家喻戶曉的人物，甚至被譽為愛因斯坦之後最睿智的理論物理學家。

更有趣的是，索恩曾在加州理工學院（California Institute of Technology ，Caltech）擔任“理論物理費曼講席教授（Feynman Professor of Theoretical Physics）”，而這一職位正是用理查德·費曼的名字來命名的。不難看出，惠勒這兩位弟子在理論物理學領域有著極高的成就和地位。

然而讓我稍感遺憾的是，報道中在對惠勒“傑出學生”的舉例中，儘管出現了“多重世界”的傑出研究者邁克斯·泰哥馬克，但對更具傳奇色彩的“多重世界”之父休·艾佛萊特（Hugh Everett III）卻絲毫沒有提及，也沒有談論惠勒與“多重世界”或“平行世界”量子理論的關係。

事實上，不論從專業研究還是私人感情的角度來講，惠勒與艾佛萊特的關係，一定程度上折射出了惠勒的處世哲學和為人準則，並且留下了一段耐人尋味的師生故事。

01 “嘿，我這想法怎麼樣？”

1954年秋季學期，艾佛萊特從普林斯頓的數學系轉到物理系，興趣也從博弈論轉入量子力學。他最初的導師是弗蘭克·休梅克（Frank Shoemaker）。後來有人給艾佛萊特出主意，說要想早點畢業，最好把導師換成約翰·惠勒。

惠勒曾做過量子力學大師尼爾斯·玻爾的博士後，後來與玻爾合作研究核裂變，併成為美國“曼哈頓工程”原子彈研製計劃的主要科學家之一。根據艾佛萊特後來的回憶，差不多是在1954年底，他帶著自已關於量子力學的想法找到了惠勒。

見面後，艾佛萊特就一股腦把自己的想法告訴了惠勒，然後問道：“嘿，我這想法怎麼樣，能做下去嗎？”

就這樣，艾佛萊特順利成為了惠勒的研究生。最初，他的博士論文題目是《量子力學的相關解釋》。1955年夏天，艾佛萊特將他關於量子力學的想法總結成文，由秘書南茜·戈爾（Nancy Gore）幫他打字錄入成137頁的初稿，即所謂的“長稿”。一年後，南茜成為艾佛萊特夫人。

在不到一年的時間裡，艾佛萊特先後向惠勒提交了三篇“短文”。第二篇文章《波動力學中的機率論》有9頁紙，艾佛萊特在這篇文章中提出了“艾佛萊特主義（Everettism）”的最初表述：“測量時觀察者的分裂”，就像“生命之樹”的分枝過程那樣。

與此同時，艾佛萊特意識到他必須澄清這一“美麗物理”的哲學含義，而惠勒對此的評語卻是：“分裂？需要更好的詞語”。顯然，惠勒對艾佛萊特的論文有不同看法。

接下來，艾佛萊特又進一步把他的概念形象比喻為“分裂一個具有良好記憶的智慧變形蟲”的過程。這一次，惠勒的評語是：“在我看來，這個比喻很可能在微妙之處誤導讀者，建議省略”。

1955年9月21日，惠勒給艾佛萊特寫了一條筆記，認為前兩篇文章都是重要的工作，第一篇已經可以送出去發表。但他對第二篇的看法是：“坦誠說，沒有信心把現在的版本拿給玻爾看。”

艾佛萊特的文章與玻爾的理論不同，儘管這可能使惠勒感到有些為難，但他的疑慮多半還是因為文章中的哲學含義在作怪，他認為文章“可能導致很多未經專門訓練的讀者產生神秘的誤讀”。回頭看來，艾佛萊特的理論在當時的確是太超前了。其實，就在今天它也夠“駭世聽聞”的。

艾佛萊特原以為，惠勒打算安排他在1956年春進行論文答辯，可當時的艾佛萊特害怕被徵入伍，希望拖延一些時間。答辯確實延後了，但背後的原因，更可能是惠勒離開普林斯頓到萊頓大學短期就任洛倫茲（Lorentz）講座教授的緣故（1956年1月至9月）。

多半是緣於惠勒的推薦，1956年4月，艾佛萊特離開學校，加入美國國防部剛剛組建的“武器系統評估小組”的核心科技團隊，從而開始了他充滿神秘色彩的傳奇生涯。

當時，為了避開對政府僱員的工資限制，從而可以高薪聘請傑出的科技人才，WSEG表面歸屬於民間的研究組織“國防分析研究所（Institute for Defense Analyses）”。

02 “駭世聽聞”般的原創

直到1957年3月1日，艾佛萊特終於提交了他只有36頁紙的博士論文，題為《關於量子力學的基礎》。在論文的腳註中，艾佛萊特寫道：“我希望修改過的文字能夠避免所有的誤解或模糊不清的地方，但這恐怕也只能是一個奢望”。

後來，物理學家布萊斯·德維特（Bryce DeWitt）在一篇文章中追述了惠勒與艾佛萊特修改論文的過程。兩人坐下來，惠勒“準確地”告訴艾佛萊特應當刪改1956年“長稿”中的哪些內容，從而形成了最後的“短稿”。對這一改稿過程，德維特還說了一句意味深長地話：“形形色色的結論都可以由此得出”。顯然，有些結論可能與學術無關。

惠勒在自傳中回憶說，他當時已感覺到艾佛萊特1956年論文初稿的深度，但“發現草稿幾乎不可理解。我知道，如果我在面對它時都有這麼多麻煩，那麼給委員會其他教授帶來的麻煩就會更多。他們不僅會發現草稿無法理解，可能還認為它根本沒有價值。”

惠勒在後文中繼續寫道：“為此，休和我在辦公室中工作了很長時間來修改草稿。在此之後，我決定給這篇畢業論文提供一個配套文案，這就是我為他的論文發表所寫的那篇說明。我的真實目的，是為了讓委員會的其他成員更好地理解他的畢業論文。”

惠勒和答辯委員會成員之一巴格曼（V. Bargmann）撰寫了對艾佛萊特博士論文的評價：“艾佛萊特的問題表述及其解決都幾乎完全是獨創的”，並認為論文的結果“對我們理解量子理論基礎可能是一個重大的貢獻”。

“候選人很好地通過了一次考試。他涉及了一個十分困難的課題，並堅定、清晰、邏輯地捍衛了他的結論。他表現出引人注目的數學能力、邏輯分析能力的敏銳性，以及完好表達自己的極高本能。”答辯評語中如此寫道。

艾佛萊特順利通過了博士論文答辯，他關於量子力學“駭世聽聞”般的原創而重要的工作，並沒有在答辯過程中引起爭論甚至“風波”，這使後來許多人感到不解。或許這是因為答辯委員會並不真正懂得艾佛萊特思想之實際意義的緣故，而惠勒的權威和艾佛萊特當時的特殊身份可能也起到了一定作用。不管怎樣，艾佛萊特的理論接下來並沒有引起物理學界的關注，這從另一個側面說明，當時的答辯委員會並沒有把他的博士論文看得太重。

彼時，惠勒對艾佛萊特理論的支援，或許還多少與其“駭世聽聞”有關。這可以從惠勒後來支援他的另一位學生——雅各布·貝肯斯坦（Jacob Bekenstein）的“瘋狂”理論時所給出的理由得到佐證。

貝肯斯坦認為，黑洞的視介面積正比於黑洞的熵，這與霍金等人關於“黑洞無毛”的觀點相悖，而當時幾乎所有的黑洞物理學家都站在霍金一邊，只有惠勒支援貝肯斯坦。為什麼？惠勒的回答是：“這個想法足夠瘋狂了，所以它很有可能是對的。”好在最後事實證明，貝肯斯坦的確是對的。

03 出走物理學界

艾佛萊特完成答辯、論文正式發表之後，什麼都沒有發生。儘管惠勒後來曾一度把艾佛萊特與牛頓、麥克斯韋爾和愛因斯坦相提並論，上世紀70年代著名的物理學家和科學史學家馬克斯·詹莫（Max Jammer）也稱其為“本世紀儲存最好的秘密之一”，但當時的科學界還是選擇了忽略艾佛萊特的工作。這一“不獲認可的沉默（silence of non-recognition）”使艾佛萊特感到傷害很大，或許也是他答辯之後就遠離物理研究的一個重要原因。

1958年春，惠勒在五角大樓與艾佛萊特會面，同國防部的喬治·皮尤（George Pugh）共進午餐，才得知艾佛萊特已把精力轉向計算機，並且差不多為五角大樓所有的計算機編寫了程式。

1959年1月，惠勒寫信給艾佛萊特，介紹邁克爾·梅（Michael May）有關量子力學測量理論的工作，並邀請他於當年5月到普林斯頓做學術報告。3月，在惠勒的一再要求下，艾佛萊特與夫人一起遠赴丹麥哥本哈根，以期與玻爾見面，因為惠勒很想知道他的導師對他這位研究生所提出理論的看法。

艾佛萊特在哥本哈根待了6周，直到4月21日才離開。玻爾確實與艾佛萊特見了面，但這位已經75歲的大師不再願意正經討論“任何新提出的（奇怪的）理論”，他似乎並沒有給艾佛萊特一個表述自己的機會。

艾佛萊特後來對此的記憶也令人沮喪，根本不願再提起。私下裡，他的夫人對朋友說，玻爾拒絕與艾佛萊特談起他關於量子力學的“多重世界”解釋，這使艾佛萊特對物理的興趣再遭重挫。

在物理學界遭受的損失由數學來彌補！萬般無奈的期待中，就像科幻小說裡常寫的那樣，艾佛萊特在哥本哈根一間旅館的3頁信紙上，寫下了關於把拉格朗日乘子用於最佳化問題的設想。

5年後，這一思想成為創辦著名的Lambda公司的核心方法和基礎，艾佛萊特和他的同事由此發了大財，走上了科學家與企業家並舉的道路。艾佛萊特也因此成為了公認的應用數學家，以各種艾佛萊特演算法著稱，其名字甚至出現在美國中學的數學教科書中，而且居然與“拉格朗日、牛頓、斯特林、高斯和拉普拉斯”等數學大家並論。就像“文人相輕”的玩笑，有些數學家甚至認為，僅僅把艾佛萊特看作一個物理天才就是對他的貶低。

當然，量子力學還不時會回到艾佛萊特的生活中。一次，艾佛萊特面試來Lambda公司申請工作的年輕物理博士唐納德·雷斯勒（Donald Reisler），午餐之後，艾佛萊特十分羞怯地問起雷斯勒有沒有讀過他關於“相對狀態”的論文。

雷斯勒頓了片刻，吃驚道：“啊，我的上帝！你就是那個艾佛萊特？寫過那篇神經病論文的那個瘋子？我讀研究生時曾讀過，咯咯笑完之後，毫不猶豫地拒絕了這種想法！然後，繼續做我該做的正經事。”難怪後人對艾佛萊特能夠順利透過博士論文答辯感到大惑不解。

04 無奈的反覆

有趣的是，惠勒和德維特後來在對艾佛萊特理論的態度上幾乎是對換了角色。最初，德維特對艾佛萊特的理論有許多反對意見，而惠勒出面為艾佛萊特辯護。但自1970年起，德維特不斷寫文章介紹艾佛萊特的理論，並將之稱為“多重世界解釋（Many Worlds Interpretation，MWI）”。

在德維特的幫助下，艾佛萊特博士論文的“長稿”終於在1973年秋得以發表，促使物理學家們重新想起艾佛萊特的存在。“不幸”的是，這也引起了科幻界的關注，有人更是聲稱，他們早在艾佛萊特之前就有了同樣的想法，而且科幻小說裡anti-Everettian遠多於pre-或 pro-Everettian。（注：意思是反艾佛萊特者遠多於支持者。）

1977年春，惠勒已轉到德維特所在的德州大學奧斯汀分校任教，兩人共同組織了一場關於人的意識和計算機意識問題的研討會，並且邀請了艾佛萊特參加。

艾佛萊特接受了邀請，攜夫人、女兒和兒子一家四口來到奧斯汀，這是艾佛萊特第一次也是唯一的一次與德維特見面。艾佛萊特在德州做了4個半小時的報告，其中一半是討論喬治·皮尤的著作《人類價值的生物學起源》，因為該著作與惠勒在德州所關注的問題相關：人的意識是否在確定物理學定理的過程中起到了關鍵性的作用？在這個問題上，艾佛萊特不同意惠勒的觀點，惠勒對艾佛萊特的看法也含糊其辭。

幾周以後，在惠勒的另一位學生邁斯納（Misner）的結婚紀念會上，惠勒告訴艾佛萊特，他在絕大部分時間裡相信艾佛萊特的量子力學解釋，但“每月保留一個星期二來懷疑它”。

事實上，惠勒的懷疑遠比他所說的嚴重。艾佛萊特的理論一直被稱為“艾佛萊特-and（和）-惠勒”理論。幾個月後，惠勒在給同事的一封信中宣告，要與艾佛萊特的理論脫鉤，要求把這個理論稱為“艾佛萊特-and-no-more（不再）-惠勒”理論。

惠勒明確表示這一理論完全是艾佛萊特想出來的，並進一步說明：“儘管我知道，我今天對它作出認可會有困難，但仍認為這是近幾十年來對量子力學所作出的最重要的成就之一，同時覺得榮譽應歸於榮譽所屬之處。”

後來，惠勒還曾試圖改變艾佛萊特的職業生涯。他向加州大學聖巴巴拉分校的理論物理研究所（ITP）提出建立一個工作小組，專注於測量的量子力學理論的研究。1979年7月，惠勒寫信給ITP的主任道格拉斯·斯卡拉皮諾（Douglas Scalapino），說艾佛萊特已經告訴他同意重返物理學研究, 可赴ITP工作一段時間。

但結果還是什麼都沒有發生。對艾佛萊特而言，這件事可能是在他的舊傷口上又撒了一把新鹽。自此之後，艾佛萊特極度避免再談起他的物理學過去，直到1982年7月19日去世，還不到52歲。學術思想不被認可的苦悶，商業成功之後過度的菸酒宴會生活，都是導致他早逝的原因。

艾佛萊特去世後，其傳奇一生不時被人憶起，而他在理論物理學領域的失意尤為令人唏噓。也許正如美國專欄作家約瑟夫·喬治·考德威爾（Joseph George Caldwell）所言：有人曾經指出，休·艾佛萊特應該被宣佈為“國家資源（national resource）”，並且給予他所需要的全部時間和資源，讓他去發展新的理論。