正是這只非死非活的姓薛的貓,開啟了一道大門,并用它的爪子在上面歪歪斜斜地印上了“骰子”兩個大字,門里釋放出的意識的幽靈在物理世界里游蕩近百年,沒有人不為此頭痛不已。
在路上(附照片)
■朱芳藝
如果說人們經(jīng)常因“離終點(diǎn)不遠(yuǎn)了”而感到喜悅或恐懼的話,看上去已近完美的19世紀(jì)末的物理學(xué)就是這樣一個幻覺的肥皂泡。在這個牛頓王國里,給我一個初始條件,則一切都可以被推演。若拋開決定論可能引發(fā)的自由意志問題,我們是很可以為如此一個嚴(yán)整的秩序世界目眩神迷的,這是理性的驕傲,真理的健康氣息,幾可替代上帝的力量,似乎我們需要做的只是修補(bǔ)幾個小缺口,然后上帝之杯就歸人類所有了。而與堂皇的經(jīng)典物理大廈相比,量子論更像是叛出神殿的浪子,曹天元選擇量子論為題,其實是聰明之至:若是寫經(jīng)典物理史話,則大致是牛大帥大旗一揮,麥上將又下一城,科學(xué)如何偉大光明之類……而一個沒有止境的旅途,永遠(yuǎn)是比已臻圓熟的狀態(tài)更值得敘述的;充滿矛盾的混合體,也往往比看上去井然自洽的體系具有更多的價值。
驚艷——中文世界里,哪有科普寫得如此跌宕精彩的呢?
《上帝擲骰子嗎?——量子物理史話》從其網(wǎng)絡(luò)連載的時候我就開始跟蹤,第一感覺是驚艷:中文世界里,哪里有過科普寫得如此跌宕精彩的呢?光的本質(zhì)問題是書的第一條主線,作者以武俠小說的架勢敘述了波動論和粒子論長達(dá)幾百年的紛爭,就像紫霞和青霞這對佛祖面前的雙股燈芯一樣糾纏不休,喜歡武俠的朋友們不妨把某大牛讀成某大俠,把波動和粒子當(dāng)成劍宗和氣宗,把柏林和哥本哈根看作武當(dāng)和少林,一樣能讀得很high。怎么能不high呢,文筆既佳,情節(jié)又曲折,又很少用方程式和名詞來恐嚇人民群眾,恰如其分的比喻,再加上中文寫作里并不算普遍的幽默感像雨后的蘑菇一樣散布各處。
但若僅僅是high了的話,這就不過是一個點(diǎn)頭贊許之余,看過即忘的傳奇故事而已,所幸作者寫的是量子論——有史以來最叛逆得不像話的科學(xué)理論:自身充滿矛盾也就罷了吧,還與哲學(xué)、精神、意識這些科學(xué)世界里的異客暗渡陳倉。
直到EPR佯謬和薛定諤的貓出場的那一刻,才是該書真正進(jìn)入佳境的地方,量子論開始光怪陸離,各種各樣的推論無不荒誕,如多世界解釋和最終人擇原理。正是這只非死非活的姓薛的貓,開啟了一道大門,并用它的爪子在上面歪歪斜斜地印上了“骰子”兩個大字,門里釋放出的意識的幽靈在物理世界里游蕩近百年,沒有人不為此頭痛不已。
EPR佯謬是愛因斯坦挑頭對玻爾為首的量子論進(jìn)行質(zhì)疑而設(shè)計的一個悖論。簡言之,假設(shè)一個粒子分裂為兩個,各自向宇宙的盡頭飛去,那么根據(jù)守恒原理,如果一個粒子是左旋,另一個一定就是右旋。粒子的左旋與右旋的疊加狀態(tài)只有波函數(shù)可以描述,除非我們進(jìn)行實際觀測。假設(shè),我們逮住并觀測了粒子一號,它的波函數(shù)則瞬間坍縮成確定的狀態(tài),比如說左旋,這下不得了,已經(jīng)飛過不知多少光年的粒子二號正洋洋得意它的神秘狀態(tài)不為人所知呢,誰知由于它的雙胞胎兄弟被捕,讓它也連坐了:它肯定是右旋無疑,這時,它的波函數(shù)也刷地一下坍縮了。那么,這難道不是有關(guān)自旋方向的信息通過茫茫太空瞬間傳遞,超過了每秒三十萬公里的限速么?于是愛因斯坦同學(xué)急不可耐地給它開了張罰單。
基本粒子到底是可以預(yù)測的客觀實在,還是既左旋同時又右旋,一會兒出現(xiàn)在這里,一會兒又幻影移形到那里的幽靈?換句話說,到底是愛因斯坦,還是玻爾?令人難以接受的是,目前看來是后者正確,而物理學(xué)的嚴(yán)肅形象不免要泡湯。我們不得不接受實驗結(jié)果,但困惑卻越來越深,回答了一個問題,發(fā)現(xiàn)更多的問題又?jǐn)[在面前。然而正是這樣,只有一個永無止境的謎題才能散發(fā)出永無止境的魅力。每一個裂口都是新生的機(jī)會??茖W(xué)中新理論取代舊理論,往往不是以“歐耶”開始,而是從“怎么搞的”開始的。
驚愕——科學(xué)的那個名叫科技的兒子,還成了謀殺藝術(shù)和思想的疑兇?
讓我們再來看看薛定諤是怎么把他家的貓放出來,追捕詭異的粒子老鼠的。放射性元素每過一個半衰期,就有一半的衰變,對于單一原子而言,它是否衰變的可能性是50%。如果我們設(shè)想這樣一個裝置,里面有一只貓,如果這單個原子衰變了,就激發(fā)一個開關(guān)放出毒氣把貓毒死。在我們打開裝置觀看之前,這只貓是出于一半生一半死的疊加狀態(tài),而當(dāng)我們觀察那一刻,波函數(shù)立刻坍縮成不是死就是活的本征態(tài)。那么,我們要是一直不打開看,這只貓到底是什么狀態(tài)呢?
因果律,不論在哪個領(lǐng)域的科學(xué)家那里都是無比珍貴的,大家窮畢生精力,不就是為了理清一兩個因果關(guān)系嗎?而薛家貓所觸動的正是這塊科學(xué)家們的心頭肉。什么時候,事實到底如何跟我們是否進(jìn)行觀測竟然相關(guān)了呢?波函數(shù)彌散在空間里,當(dāng)我們一觀測,它就坍縮了,如果我們不觀測,它就像幽靈一樣既在此,又在彼,我們所知道的僅僅是在此和在彼的概率。存在與感知,難道真如伯克萊主教所說的那樣相關(guān)么?我們沿著嚴(yán)格的理性一路走來,竟然就是為了在此處挑戰(zhàn)理性么?
量子論的這一點(diǎn)思辨意義雖然不能讓科學(xué)和哲學(xué)實現(xiàn)自古希臘以來的首次握手,但至少提醒人們,這二者不是完全隔離的兩個世界。鑒于科學(xué)現(xiàn)今被描繪成冰冷狂妄的角色,我想借此表述一下個人觀點(diǎn)??茖W(xué)與人之間的隔閡日深,有兩個后果,其一就是偽科學(xué)盛行,這中間是經(jīng)濟(jì)利益在驅(qū)動,有人賣書,有人賣核酸,有人賣遠(yuǎn)程治療服務(wù)。其二,也是更重要的,科學(xué)世界不但與人文世界成了互相敵視的兩個世界,而且科學(xué)的那個名叫科技的兒子,還成了謀殺藝術(shù)和思想的疑兇。因此,科普已成為今日科學(xué)家額外的社會責(zé)任。目前在西方有相當(dāng)數(shù)量才華橫溢的科普作者,他們多是科學(xué)家出身,每當(dāng)我讀到他們的作品,就很想與人分享,這也是為什么《上帝擲骰子嗎》讓我有為它寫點(diǎn)什么的沖動。其實,科學(xué)素養(yǎng)也是公民社會的基本條件之一,可惜我們的教育只集中于教授知識,而不看重思考過程的培養(yǎng)。而科學(xué)精神,恰恰是清醒、嚴(yán)謹(jǐn)、尊重事實的探索精神,它源自自立的思考,這是在教材上找不到的。
驚嘆——科學(xué)是以否定過去的方式與靈魂相關(guān)
我一直相信哲學(xué)是與靈魂有關(guān)的,而科學(xué),也不是完全無關(guān)。這個說法極易引發(fā)誤解,首先,請不要把靈魂二字解讀成棲居于肉體當(dāng)中的、要么升天要么下地獄烤火,還可以在人間飄來飄去的白乎乎的一團(tuán),相信您的解讀不會如此廉價。其次,我并不認(rèn)為意識能夠決定波函數(shù)的坍塌,進(jìn)而決定物質(zhì)的運(yùn)動,靈魂至少是建立在足夠復(fù)雜的宏觀結(jié)構(gòu)上(比如人類中懂得思想的那一部分),是比宏觀還要宏觀的,而不可能在微觀層面發(fā)生作用。事實上,量子論正是因為與觀測、或者說與意識的這一點(diǎn)聯(lián)系,已經(jīng)被偽科學(xué)的大師們無數(shù)次濫用了。
我們或許可以辯稱,光到底是波還是粒子,到底是量子論正確還是相對論正確,薛家貓到底是死是活,以及我們所處的這個外部世界到底是什么,與我的靈魂又有何干呢?這些外在之物如何能給予內(nèi)心的救贖?
然而在精神世界的暴風(fēng)雨中間(如果您有過體驗的話),當(dāng)您回頭瞥一眼這個有序的世界,是否有一絲陽光的氣息透進(jìn)您的心底呢?這誠然不像經(jīng)典物理時代那樣,一切物質(zhì)皆順從既定的軌道而行,然而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦硇匀匀皇强茖W(xué)世界不可辯駁的國王,只是,如今已不再能夠在理性的統(tǒng)治下,于某個水草豐美之地安居樂業(yè)了,而需要跟著這個摩西出埃及,在不確定性中徘徊,在對過去的否定中享受沖浪的樂趣,當(dāng)然也得屢次拋棄身后令人舒適的世界——那些已經(jīng)近乎完備的體系。我希望可以宣稱靈魂并非懶惰,只有探險的旅程才是情志所寄,而科學(xué)是以這樣的方式與靈魂相關(guān)。誰不渴望一個終點(diǎn),一個圓滿之境?但它若有一天真的出現(xiàn)在我面前,我大概會像每天跟上帝祈禱的教徒忽然接到上帝的電話要來共進(jìn)早餐一樣驚駭。而路上,才是應(yīng)得的歸宿,正如曹天元在《上帝擲骰子嗎》中所說,懷著“深深的激動和無盡的好奇”。
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