北京
我们或许永远无法得知宇宙波函数。
如果有一天，物理学家告诉你：哪怕人类掌握了全部可行的观测手段，宇宙最根本的量子状态依然永远无法被确认，你会作何感想？
2026年1月29日发表于《新科学家》（
New Scientist）的一项最新研究指出，这并不是技术尚未成熟的问题，而是一个写进量子力学本身的限制。
即便我们已经能够精确预测宇宙如何演化、如何运行，却可能永远不知道宇宙“究竟处在什么状态”。
这项结论不仅触及量子物理的极限，也迫使人们重新思考：
科学究竟能告诉我们什么，又注定无法告诉我们什么。
2026年1月29日发表于《新科学家》（New Scientist）的一项关于宇宙量子态的最新研究截图。
本文4小节，2000多字：
一个被物理定律“保护起来”的宇宙秘密
数学推导后的结论令人不安
这并非量子物理独有的问题
科学方法与哲学立场的双重挑战
从量子物理的视角看，宇宙本身或许在某些层面上是根本不可被完全认知的。
在量子物理学中，每一个物体——无论是一颗电子，还是更复杂的系统——都可以用一个被称为波函数的数学形式来描述。波函数编码了一个系统全部的量子状态信息，物理学家正是借助它，才能预测粒子在实验中的行为。
如果接受一个前提：整个世界在最根本层面都是量子的——而这一观点已被许多研究者所认同——那么不仅微观粒子，宏观物体乃至整个宇宙，都理应拥有各自的波函数。这一思想并非新鲜事，早在此前，包括史蒂芬·霍金在内的多位物理学家就曾为“宇宙波函数”的概念辩护。
但最新研究指出，即便宇宙真的有一个波函数，人类也可能永远无法真正知道它是什么。
1.
一个被物理定律“保护起来”的宇宙秘密
加利福尼亚大学圣迭戈分校的陈逸德（Eddy Keming Chen）与德国蒂宾根大学的罗德里希·图穆尔卡（Roderich Tumulka）在最新研究中证明，对宇宙波函数的完整认知在原理上就是不可获得的。
陈逸德形象地比喻道，“宇宙的波函数就像一个被物理学本身刻意隐藏起来的宇宙级秘密。”
人类或许能够极其精确地描述宇宙的行为方式，却依然无法确定宇宙究竟处于哪一种量子状态。
以往的研究通常从理论宇宙模型出发，假设某种特定形式的宇宙波函数，但很少严肃讨论一个关键问题：观测和实验究竟能在多大程度上帮助我们确定它？
陈逸德与图穆尔卡选择了一条更现实的研究路径。他们提出的问题是：如果我们已经知道一组“合理的候选波函数”，仅凭观测，人类是否有可能从中选出真正描述宇宙的那个？
2.
数学推导后的结论令人不安
研究的核心工具来自量子统计力学——这一领域研究的是大量量子态集合的整体性质。与此同时，研究者还考虑到一个现实限制：宇宙波函数要么需要一个极其庞大的参数集合，要么存在于一个维度高得难以想象的抽象空间中。
在综合这些因素后，计算结果指向了一个令人震撼的结论：
宇宙的量子态在实践和原理上都是“不可知的”。
图穆尔卡直言不讳地指出：
“在量子力学规则允许的任何测量中，我们能获得的关于宇宙波函数的信息都极其有限。”
换言之，不存在一种方法可以以任何有用的精度确定宇宙的波函数。
3.
这并非量子物理独有的问题
加利福尼亚大学欧文分校的曼查克（J. B. Manchak）认为，这项研究有助于人们更清晰地认识到经验科学方法本身的极限。在广义相对论——也就是爱因斯坦的引力理论——中，类似的“不可判定性”问题其实早已存在。
从这个角度看，这一结论并不令人意外。毕竟，量子理论从一开始就不是为描述整个宇宙而设计的。
新泽西州罗格斯大学的戈德斯坦（Sheldon Goldstein）则提醒，人们或许不必为此过度担忧。他指出，无论是小系统还是整个宇宙，波函数本质上都是高度理论化的工具。
它们的价值不在于“被直接观测”，而在于“被用来进行计算”。
正因如此，即便无法从多个候选中挑出一个“最真实”的宇宙波函数，问题可能也没有想象中严重。只要这些波函数在后续计算中的效果近似，它们在实践中就同样有效。
4.
科学方法与哲学立场的双重挑战
陈逸德表示，接下来他们希望将这项研究与比宇宙尺度更小、但仍然极其庞大的量子系统联系起来，尤其是与“影子层析成像”（shadow tomography）等用于重建量子态的技术进行对照。
但这项工作的意义并不仅限于技术层面。
在图穆尔卡看来，它还传递出一个重要的哲学信号：科学研究不应过度依赖“可检验性至上”的实证主义立场。
“某些东西确实真实地存在于世界之中，但我们永远无法测量它们。”他说。
这一观点也可能重新点燃关于量子力学“如何被理解”的百年争论。加利福尼亚州查普曼大学的阿德拉姆（Emily Adlam）认为，这项结果为某些量子力学诠释提供了新的动力——
即那些强调量子对象之间关系、以及观察者视角，而非假设一个由单一数学对象完全刻画的客观现实的理论路径。
如果这一思路成立，那么人类面对的或许并不是一个“等待被彻底揭开的宇宙真相”，而是一个在根本层面就拒绝被完全知晓的量子世界。
参考资料：
"The universe may be hiding a fundamentally unknowable quantum secret" by Karmela Padavic-Callaghan from New Scientist, Published 29 January 2026
"Typical Quantum States of the Universe are Observationally Indistinguishable" by Eddy Keming Chen and Roderich Tumulka from British Journal for the Philosophy of Science
本文配图为基于本文所述研究内容的科学想象图，来源：「量子号」
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