大卫·多伊奇 (David Deutsch)：字面理解多重宇宙的物理学家

1985年，一位牛津大学的物理学家发表了一篇论文，描述了一台无人建造、且很少有人认为必要的机器：通用量子计算机。他的论点并非它会有多大用处，而是计算机科学中最深刻的原理——图灵关于“单一机能可以模拟任何物理过程”的论断在陈述上是错误的，因为宇宙是量子的，而图灵的机器不是。修正这个原理需要一种新型计算机。近四十年后，这些机器已经存在，围绕它们的产业也已经崛起，戴维·多伊奇 (David Deutsch) 通常被称为量子计算之父。

从海法到牛津

戴维·埃利瑟·多伊奇 (David Elieser Deutsch) 于1953年5月18日出生在以色列海法的一个犹太家庭。他曾就读于伦敦威廉·埃利斯学校，在剑桥大学克莱尔学院攻读自然科学，随后在牛津大学沃尔森学院丹尼斯·夏毛 (Dennis Sciama) 和菲利普·坎德拉斯 (Philip Candelas) 的指导下攻读博士学位，研究弯曲时空中的量子场论。夏毛的学生包括斯蒂芬·霍金 (Stephen Hawking) 和罗杰·彭罗斯 (Roger Penrose)，他是那一代英国理论学家的导师，愿意认真对待奇怪的想法——这对于多伊奇后来的工作是一次有用的学徒期。

丘奇-图灵-多伊奇原理

1985年的论文引入了量子图灵机以及后来被称为丘奇-图灵-多伊奇原理的理论。图灵最初的洞察是关于数学的：通用机器可以计算任何可计算的东西。多伊奇将其重新表述为关于物理学的论断——通用计算设备必须能够模拟任何物理过程，并且由于物理过程是量子力学的，通用机器本身必须是量子的。

这是典型的多伊奇式手法。他拿走了一个逻辑上的抽象结果，并坚称它实际上是一个关于世界的陈述，然后无论结果走向何方都一路追随。由此诞生的是整个技术的理论基础。

他接着取得了具体成果。他与理查德·约萨 (Richard Jozsa) 共同开发了多伊奇-约萨算法——这是量子算法可以比任何可能的确定性经典算法呈指数级更快的首个演示之一。它解决了一个没有实际意义的人为问题，但这并非重点：这是一个存在性证明，即量子计算机不仅更快，而且在范畴上完全不同。他还致力于量子逻辑门和量子纠错，这门学科使机器能够在充满噪声的世界中被建造出来。

四条主线

多伊奇1985年（注：原书1997年）的书《现实的结构》(The Fabric of Reality) 提出了一个不合时宜的观点：理解现实的方法不是将一切还原为粒子物理学，而是承认四个相互支持的深刻理论。休·埃弗雷特 (Hugh Everett) 的量子力学多世界解释是第一也是最重要的一个。卡尔·波普尔 (Karl Popper) 的认识论，及其对实在论和大胆猜想的强调，是第二个。阿兰·图灵 (Alan Turing) 的计算理论，经由多伊奇自己的图灵原理从通用图灵机扩展到通用量子计算机，是第三个。理查德·道金斯 (Richard Dawkins) 对达尔文主义的完善，包括复制子和觅母，是第四个。

该书受到的评价褒贬不一。《卫报》称其为一本深刻且雄心勃勃的书。《纽约时报》在质疑整体是否连贯的同时，在其中发现了令人耳目一新的斜向、挑衅性的见解。《无穷的开始》(The Beginning of Infinity) 于2011年出版，将这一论点延伸至“解释性知识没有内在限制”的主张。

多伊奇对科学哲学的贡献是他极力推崇的一个标准：好的解释很难被更改。一个细节可以被无损替换的理论什么也没有解释；一个好的解释具有由其所做的工作紧密约束的部分。

构造理论

自2012年以来，多伊奇与基娅拉·马尔莱托 (Chiara Marletto) 合作，一直在开发构造理论——试图将量子计算推广到一个涵盖所有物理过程的框架中。构造理论没有描述在给定初始条件和运动定律的情况下会发生什么，而是提出说明哪些物理转变是可能的，哪些是不可能的，以及为什么。这是在不同的基础上重建物理学基础的一次尝试。它是否成功完全是开放的。

为什么大卫被称为天才

多伊奇的显著特质是拒绝将任何理论视为纯粹的计算工具。当量子机制说存在许多世界时，大多数物理学家将其视为一种不屑一顾的解释性好奇心；多伊奇认为它是字面意义上的真实，并询问利用它的机器会是什么样子。通用量子计算机就是从这种字面主义中诞生的。同样的举动在他所有的工作中反复出现——将图灵的原理视为物理学而不是逻辑，将解释而不是预测视为科学的意义。

获得的认可相当可观：1998年获得IOP狄拉克奖，2008年当选皇家学会院士，2017年获得ICTP狄拉克奖章，2021年获得艾萨克·牛顿奖章，以及2023年基础物理学突破奖。“量子计算之父”是一个广泛使用的描述，而不是宣传性的。

反面意见是真实的。多伊奇的基础承诺仍然是少数派立场——多世界是几种解释中的一种，而构造理论尚未产生引起该领域关注的结果。他是一位关于原则上可能发生的事的理论家，而构建量子计算机的巨大实际工作是由其他人完成的，他们使用的是他没有设计的硬件。他的书是争论的著作而非证据，它们的广泛性招致了这样的指责：它们解释了一切，因此没有任何限制。同样公平的是，需要指出的是埃弗雷特提出了多世界，波普尔提出了认识论，图灵提出了计算，道金斯提出了进化框架——多伊奇的综合确实具有独创性，但这些主线是借来的。他的天才在于看出接受现有字面上的现有理论会带来什么，这比听起来更罕见，也比荣誉称号所暗示的更狭隘。

遗产

多伊奇在牛津大学量子计算中心工作，他在纸上创立的领域已经成为一个拥有数十亿美元资金的全球研究企业。无论构造理论或多世界解释最终如何，1985年的论文依然屹立不倒：它识别了一种无人构想过的计算形式，证明了它是由物理学本身所暗示的，并等待着工程师们迎头赶上。他们仍在迎头赶上。